ऑक्साइड हेटरो-इंटरफ़ेस पर उभार: दो ऑक्साइड की कहानी
सार
पिछले दो दशकों में, ऑक्साइड हेटरो-इंटरफेस ने अपने घटकों से अलग नई खूबियां दिखाई हैं: यानी कुल असर अलग-अलग हिस्सों के जोड़ से कहीं ज़्यादा होता है। हेटरो-इंटरफेस पर, दो इंसुलेटिंग ऑक्साइड SrTiO3 और LaAlO3 मिलकर एक बहुत ज़्यादा कंडक्टिव टू-डायमेंशनल इलेक्ट्रॉन लिक्विड (2DEL) बनाते हैं। यह 2DEL कई दिलचस्प नई घटनाएं दिखाता है, जैसे कि इनहोमोजेनियस फेरोमैग्नेटिज्म के साथ फाइनाइट-मोमेंटम ट्रिपलेट सुपरकंडक्टिविटी का एक साथ होना। काफी ज़्यादा डिसऑर्डर होने पर, सिस्टम सुपरकंडक्टिविटी और फेरोमैग्नेटिज्म के अलग-अलग हिस्सों में बंट जाता है, जिससे FFLO स्टेट्स की संभावना खत्म हो जाती है [1]। इलेक्ट्रॉनिक फेज-सेपरेशन की यह प्रक्रिया इंटरफेस पर सुपरकंडक्टिविटी और फेरोमैग्नेटिज्म के असामान्य रूप से एक साथ होने की वजह बताती है। मोंटे-कार्लो कैलकुलेशन से कम तापमान पर वैकेंसीज़ के क्लस्टरिंग का पता चलता है [1], जिससे कम तापमान पर कैरियर फ्रीज़-आउट और सुपरकंडक्टिंग स्टेट में स्यूडो-गैप जैसी कम समझी गई घटनाओं पर रोशनी पड़ती है। टोपोलॉजिकल सुपरकंडक्टिविटी में फेज-ट्रांजिशन परपेंडिकुलर मैग्नेटिक फील्ड से होता है, जबकि भंवर (vortex) के केंद्र में गैपलेस टोपोलॉजिकल एक्साइटेशन [2], जैसे कि मेजराना फर्मिऑन्स, दिखाई देते हैं। फर्मी सरफेस टोपोलॉजी (लिफशिट्ज़ ट्रांजिशन) में बदलाव के साथ एनॉमलस हॉल इफेक्ट और स्पिन हॉल इफेक्ट के संभावित परिदृश्यों को बताया गया है [3]। सामान्य Tc से ऊपर क्षणिक सुपरकंडक्टिविटी का पता चलना, जो एक 'छिपे हुए' सुपरकंडक्टिंग ऑर्डर [4,5] का संकेत देता है, समझाया गया है। हाल ही में प्रस्तावित LaVO3/KTaO3 के पोलर-पोलर इंटरफेस के बारे में बताया गया है [6] कि इसमें कोई टोपोलॉजिकल सेमी-मेटल/इंसुलेटर स्टेट नहीं होती, जबकि मैग्नेटिक ऑर्डर, ट्रांसपोर्ट और FS टोपोलॉजी KTO की परतों की संख्या पर निर्भर करते हैं।
संदर्भ:
[1] N. Mohanta, A. Taraphder, J. Phys. Cond. Mat. 26, 025705 (2014)
[2] N. Mohanta and A. Taraphder, Europhys. Lett. 108, 60001 (2014)
[3] एन. मोहंता, एस. बंद्योपाध्याय, एस. लाल और ए. ताराफडर, arXiv:1407.6539 (2014)
[4] शेलेंदर कुमार, गोपी नाथ दप्तारी, प्रमोद कुमार, अंजना डोगरा, एन. मोहंता, ए. ताराफडर, आर. सी. बुधानी, अवीक बिद, भौतिक विज्ञानी। रेव. बी 95, 174502 (2017)
[5] एन. मोहंता और ए. ताराफडर, भौतिक विज्ञानी। रेव. बी. 92, 174531 (2015)
[6] शुभम पटेल, नारायण मोहंता, स्नेहाशीष नंदी, सुभेंद्र डी. महंती, ए तारफदर, फिजिक्स। रेव. बी 110, 054402 (2024) (2023)
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मज़बूती से इंटरैक्ट करने वाले लैटिस मॉडल में ऑल्टरमैग्नेटिक फ़ेज़
सार
पारंपरिक चुंबकत्व से परे, एक नए अपरंपरागत चुंबकीय क्रम, अल्टरमैग्नेटिज्म (गति पथ के अनुदिश प्रत्यावर्ती स्पिन विभाजन के साथ), की हाल ही में खोज की गई है जो फेरोमैग्नेटिज्म और एंटीफेरोमैग्नेटिज्म दोनों के गुणों को संयोजित करता है। हम एक जाली मॉडल में बाह्य चुंबकीय प्रवाह द्वारा ट्यून करने योग्य अल्टरमैग्नेटिक चरण की उपस्थिति का अध्ययन करते हैं। अल्टरमैग्नेटिक क्रम पैरामीटर, स्पिन सहसंबंधों के व्यवहार के आधार पर, हम इस विशिष्ट चरण पर चुंबकीय प्रवाह के प्रभाव को प्रदर्शित करते हैं। हमारा अध्ययन अल्टरमैग्नेटिक चरणों को स्थिर करने में इलेक्ट्रॉन सहसंबंध, चुंबकीय प्रवाह और जाली समरूपता के बीच परस्पर क्रिया की भूमिका को उजागर करता है।
कंडीशनल लॉ और संरक्षण-जनित कोरिलेशन के रूप में इक्विलिब्रियम स्टैटिस्टिक्स
सार
बहु-पिंडीय प्रणालियों में सामूहिक व्यवहार की जांच के लिए दीर्घ-श्रेणी सहसंबंधों का उपयोग किया जाता है। परिमित प्रणालियों में, ऊर्जा, संवेग, कण संख्या और अन्य संरक्षित आवेशों का वैश्विक संरक्षण स्वयं ही अन्यथा स्वतंत्र स्वतंत्रता की डिग्री के बीच सहसंबंध उत्पन्न कर सकता है। इसलिए, उभरते सामूहिक व्यवहार की प्रकृति को समझने के लिए प्रेक्षित दीर्घ-श्रेणी सहसंबंधों से इन संरक्षण-प्रेरित सहसंबंधों के योगदान को हटाना महत्वपूर्ण है।
इस व्याख्यान में, मैं एक एकीकृत सशर्त-संभावना ढांचा प्रस्तुत करूंगा जिसमें योगात्मक संरक्षित मात्राओं पर कंडीशनिंग से संतुलन सांख्यिकी और संरक्षण-प्रेरित सहसंबंध उत्पन्न होते हैं। एक-मोड सशर्त नियम अग्रणी सैडल क्रम पर मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन, बोस-आइंस्टीन और फर्मी-डिराक वितरण देता है, जबकि दो-मोड नियम सटीक संरक्षण द्वारा प्रेरित अग्रणी परिमित-श्रेणी सहप्रसरण देता है। यह संरचना हमें चयनित संरक्षित मात्राओं के लंबवत प्रेक्षणीयताओं का निर्माण करने की अनुमति देती है, जिनके लिए अग्रणी संरक्षण-प्रेरित सहप्रसरण शून्य हो जाता है। एक अनुप्रयोग के रूप में, मैं उच्च-ऊर्जा प्रणालियों में दीर्घ-श्रेणी सहसंबंधों पर चर्चा करूंगा। p-Pb टक्करें, जो बड़े नाभिकों की टक्करों में सामूहिक व्यवहार के समान पैटर्न प्रदर्शित करती हैं, जहाँ वे आमतौर पर हाइड्रोडायनामिक सामूहिक प्रतिक्रिया से जुड़ी होती हैं। इन छोटी प्रणालियों में संरक्षण प्रभाव विशेष रूप से प्रासंगिक हैं क्योंकि कम कण उत्पन्न होते हैं। PYTHIA द्वारा उत्पन्न घटनाओं का उपयोग करते हुए, मैं यह प्रदर्शित करूँगा कि संरक्षण-संरेखित और संरक्षण-लंबवत योगदानों को कैसे अलग किया जा सकता है, और उभरते सामूहिक व्यवहार की व्याख्या के निहितार्थों पर चर्चा करूँगा। [arXiv:2606.29050 पर आधारित]
लैटिस QCD से तीन-फ्लेवर का कायरल फेज़ ट्रांज़िशन
सार
तीन मास-लेस (बिना द्रव्यमान वाले) क्वार्क फ्लेवर वाले QCD में कायरल फेज़ ट्रांज़िशन की प्रकृति, लगभग चार दशकों तक अध्ययन किए जाने के बावजूद (हाल तक) अनसुलझी रही है। मैं लैटिस QCD के गणितीय ढांचे का संक्षेप में परिचय दूंगा। मैं कायरल फेज़ ट्रांज़िशन तापमान पर लैटिस QCD के परिणाम प्रस्तुत करूंगा, जिस पर स्वतः टूटी हुई तीन-फ्लेवर कायरल समरूपता (सिमेट्री) के बहाल होने की उम्मीद है। इस फेज़ ट्रांज़िशन का अध्ययन करने की कार्यप्रणाली काफी हद तक सांख्यिकीय क्षेत्र सिद्धांत (स्टैटिस्टिकल फील्ड थ्योरी) की यूनिवर्सल स्केलिंग तकनीकों पर निर्भर करती है। मैं N_\tau = 8 के टेम्पोरल एक्सटेंट वाले लैटिस पर और 80 MeV <m_\pi <140 MeV की रेंज में स्यूडोस्केलर गोल्डस्टोन द्रव्यमान के अनुरूप क्वार्क द्रव्यमान के लिए, अत्यधिक बेहतर स्टैगर्ड क्वार्क (HISQ) का उपयोग करके तीन-फ्लेवर QCD के स्यूडो-क्रिटिकल व्यवहार पर चर्चा करूंगा। निष्कर्ष क्वार्क द्रव्यमान के शून्य होने की सीमा में दूसरे क्रम के कायरल फेज़ ट्रांज़िशन की घटना के अनुरूप हैं। लैटिस स्पेसिंग के इस सीमित मान पर कायरल फेज़ ट्रांज़िशन तापमान 100 MeV के करीब निर्धारित किया गया है।
कोलाइडर फेनोमेनोलॉजी के लिए सटीक गणनाएँ
सार
LHC के माप (measurements) में बढ़ती सटीकता के साथ, कोलाइडर फेनोमेनोलॉजी के लिए स्टैंडर्ड मॉडल की भरोसेमंद 'हायर-ऑर्डर' भविष्यवाणियां ज़्यादा ज़रूरी होती जा रही हैं। इस बातचीत में, मैं एनालिटिकल और न्यूमेरिकल, दोनों तरीकों का इस्तेमाल करते हुए मल्टी-लूप स्कैटरिंग एम्प्लीट्यूड और फेनमैन इंटीग्रल पर केंद्रित हायर-ऑर्डर QCD और इलेक्ट्रोवीक करेक्शन पर अपने काम के बारे में चर्चा करूंगा।
मैं फेज़ स्पेस पर एम्प्लीट्यूड के न्यूमेरिकल मूल्यांकन और इंटरपोलेशन, और VEGAS-आधारित मोंटे कार्लो इंटीग्रेशन में उनके कुशल इस्तेमाल पर भी चर्चा करूंगा। आखिर में, मैं अपने काम के कुछ हालिया नतीजे पेश करूंगा और LHC पर स्टैंडर्ड मॉडल प्रक्रियाओं के सटीक अध्ययन में उनके इस्तेमाल पर चर्चा करूंगा।
इनवर्स सीसॉ में मॉड्यूलर S4 सिमेट्री के साथ रेज़ोनेंट लेप्टोजेनेसिस
सार
न्यूट्रिनो दोलन प्रयोगों से एक निश्चित स्वाद संरचना का पता चलता है, लेकिन इसका मूल अभी भी अज्ञात है। इस व्याख्यान में, मैं मॉड्यूलर S4 समरूपता को व्युत्क्रम सीसॉ तंत्र के साथ संयोजित करने वाला एक ढांचा प्रस्तुत करता हूँ, जहाँ मॉड्यूलर रूप लेप्टॉन स्वाद संरचना को सीमित करते हैं। यह ढांचा न्यूट्रिनो द्रव्यमान उत्पादन का निम्न-स्तरीय अहसास प्रदान करता है और परिणामी स्वाद संरचना को न्यूट्रिनो दोलन और अन्य निम्न-ऊर्जा प्रेक्षणीयताओं के माध्यम से परीक्षण करने की अनुमति देता है। इसके बाद मैं लगभग पतित भारी न्यूट्रिनो से अनुनादी लेप्टोजेनेसिस और प्रेक्षित बैरियन विषमता को कैसे उत्पन्न किया जा सकता है, इस पर चर्चा करता हूँ। अंत में, मैं चर्चा करता हूँ कि यह ढांचा कैसे कहलर सुधारों और सुपरसिमेट्री ब्रेकिंग की ओर एक स्वाभाविक विस्तार को प्रेरित करता है, जो मेरे प्रस्तावित कार्य का आधार बनता है।
क्वांटम फ्यू-बॉडी सिस्टम में यूनिवर्सैलिटी: पायन-लेस इफेक्टिव फील्ड थ्योरी का तरीका
सार
"कम-एनर्जी वाले क्वांटम फ्यू-बॉडी सिस्टम उन यूनिवर्सल घटनाओं को समझने के लिए एक आदर्श ढांचा प्रदान करते हैं जो शॉर्ट-रेंज इंटरैक्शन से उत्पन्न होती हैं। चूंकि क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स हैड्रोनिक स्केल पर नॉन-पर्टरबेटिव हो जाता है, इसलिए कम-एनर्जी वाले न्यूक्लियर ऑब्जर्वेबल्स की सीधी गणना चुनौतीपूर्ण बनी हुई है। इफेक्टिव फील्ड थ्योरीज़ (EFTs) कम-एनर्जी वाली फिजिक्स और अनसुलझी शॉर्ट-डिस्टेंस डायनामिक्स के बीच स्केल के अंतर का लाभ उठाकर इस कठिनाई को दूर करती हैं। उस दायरे में जहां सामान्य मोमेंटम पायन मास से काफी कम होता है, पायनलेस EFT पावर काउंटिंग और रीनॉर्मलाइज़ेशन द्वारा व्यवस्थित कॉन्टैक्ट इंटरैक्शन के संदर्भ में फ्यू-बॉडी सिस्टम का एक व्यवस्थित और मॉडल-स्वतंत्र विवरण प्रदान करता है। बड़ी स्कैटरिंग लेंथ के कारण, पायनलेस EFT स्वाभाविक रूप से यूनिटरी लिमिट के पास यूनिवर्सल व्यवहार को पकड़ता है और रीनॉर्मलाइज़ेशन, स्केल इनवेरिएंस और फ्यू-बॉडी कोरिलेशन के अध्ययन के लिए एक शक्तिशाली ढांचा प्रदान करता है।
इस बातचीत में, मैं एडवांस्ड मोमेंटम- और कोऑर्डिनेट-स्पेस फ्यू-बॉडी विधियों का उपयोग करके तीन- और चार-बॉडी क्वांटम सिस्टम के यूनिवर्सल गुणों और संरचनात्मक पहलुओं पर चर्चा करूंगा। तीन-बॉडी सेक्टर की खोज J^{pi}=0^{+}, T=3/2 चैनल में संभावित S-वेव टू-न्यूट्रॉन हेलो-बाउंड D^{0}nn सिस्टम के माध्यम से की जाती है। ज़ीरो-कपलिंग लिमिट के भीतर सेपरेबल कॉन्टैक्ट इंटरैक्शन के साथ लीडिंग-ऑर्डर (LO) फैडेव फॉर्मूलेशन का उपयोग करके, सिस्टम को स्कोर्न्याकोव-टेर-मार्टिरोसियन (STM) समीकरणों से जोड़ा जाता है। विश्लेषण से रनिंग तीन-बॉडी कपलिंग में एफिमोव-जैसा रीनॉर्मलाइज़ेशन-ग्रुप लिमिट-साइकिल व्यवहार पता चलता है, जबकि LO तीन-बॉडी फोर्स को शामिल करने से कटऑफ स्वतंत्रता और रीनॉर्मलाइज़ेशन-ग्रुप इनवेरिएंस बहाल हो जाता है। परिणामी यूनिवर्सल हेलो-बाउंड संरचना को रूट-मीन-स्क्वायर रेडियस, n-D^{0}-n ओपनिंग एंगल और मैटर-डेंसिटी डिस्ट्रीब्यूशन के माध्यम से पहचाना जाता है। इन विचारों को चार-बॉडी सिस्टम तक बढ़ाते हुए, LO पायनलेस EFT के भीतर कॉन्फ़िगरेशन-स्पेस रेज़ोनेटिंग ग्रुप मेथड का उपयोग करके चार-घटक फर्मिऑन्स के डाइमर-डाइमर और ट्राइमर-एटम कॉन्फ़िगरेशन के बीच मल्टीचैनल इलास्टिक और रीअरेंजमेंट स्कैटरिंग का अध्ययन किया जाता है। परिणाम LO पर अतिरिक्त चार-बॉडी काउंटर टर्म की आवश्यकता के बिना रेगुलेटर-स्वतंत्र स्कैटरिंग ऑब्जर्वेबल्स प्रदर्शित करते हैं। थ्रेशोल्ड क्रॉसिंग के पास, मजबूत चैनल कपलिंग बढ़ी हुई रीअरेंजमेंट प्रक्रियाओं और बड़ी स्कैटरिंग लेंथ का कारण बनती है, जो आस-पास की उपस्थिति का संकेत देती है।" इसमें चार-बॉडी रेज़ोनेंस और कम-एनर्जी वाली चार-बॉडी डायनामिक्स की, मूल फ़्यू-बॉडी स्पेक्ट्रम के प्रति संवेदनशीलता पर ज़ोर दिया गया है। आखिर में, हाल ही में विकसित वेरिएशनल तरीकों - जैसे कि टू-मल्टीप्लायर मेथड (TMM) और स्टोकेस्टिक वेरिएशनल मेथड - का इस्तेमाल करके हाई-ऑर्डर चार-बॉडी स्ट्रक्चरल कैलकुलेशन किए जाते हैं। यह तरीका (^{4}He) के पॉइंट-प्रोटॉन rms चार्ज रेडियस की पहली NLO पायनलेस EFT भविष्यवाणी को संभव बनाता है और रीनॉर्मलाइज़ेशन-ग्रुप इनवेरिएंस बनाए रखने के लिए NLO पर शॉर्ट-रेंज चार-बॉडी इंटरैक्शन को शामिल करने की ज़रूरत को दिखाता है।
कोर-कोलैप्स सुपरनोवा के ज़रिए नॉन-स्टैंडर्ड न्यूट्रिनो-सेक्टर फ़िज़िक्स की जाँच करना
सार
कोर-कोलैप्स सुपरनोवा, न्यूट्रिनो सेक्टर में नई फ़िज़िक्स के लिए अनोखी प्रयोगशालाएँ हैं, जहाँ न्यूट्रिनो की बहुत ज़्यादा डेंसिटी, सामूहिक न्यूट्रिनो इंटरैक्शन और नए कणों के बनने, दोनों को मुमकिन बनाती है। इस बातचीत में, मैं इस माहौल में 'बियॉन्ड-द-स्टैंडर्ड-मॉडल' फ़िज़िक्स की दो पूरक जाँचों पर चर्चा करूँगा। सबसे पहले, मैं देखूँगा कि नॉन-स्टैंडर्ड न्यूट्रिनो सेल्फ-इंटरैक्शन (νNSSI) कैसे रुके हुए CCSN शॉक के पीछे न्यूट्रिनो हीटिंग पर असर डालते हैं। हालाँकि νNSSI का बाहर निकलने वाले न्यूट्रिनो सिग्नल पर शायद ही कोई असर पड़े, लेकिन वे न्यूट्रिनो एब्जॉर्प्शन, पेयर एनीहिलेशन और स्कैटरिंग प्रक्रियाओं को बदल सकते हैं जो तारे के मैंटल में एनर्जी जमा करने के लिए ज़िम्मेदार हैं। चूँकि विस्फोट का तरीका ~10% के स्तर पर हीटिंग के प्रति संवेदनशील हो सकता है, इसलिए ये प्रभाव νNSSI की जाँच का एक संभावित ज़रिया देते हैं। इसके बाद मैं एक न्यूट्रिनोफिलिक डार्क सेक्टर पर विचार करूँगा, जिसमें डार्क मैटर एक वेक्टर मीडिएटर के ज़रिए सिर्फ़ न्यूट्रिनो के साथ जुड़ता है। सुपरनोवा न्यूट्रिनो स्फीयर के अंदर न्यूट्रिनो की बहुत ज़्यादा डेंसिटी, न्यूट्रिनो एनीहिलेशन के ज़रिए ऐसे कणों के कुशल उत्पादन का कारण बन सकती है, जिससे सुपरनोवा को ठंडा करने का एक अतिरिक्त ज़रिया मिलता है। SN1987A न्यूट्रिनो सिग्नल के साथ तालमेल बिठाने से न्यूट्रिनो-डार्क-सेक्टर इंटरैक्शन पर नई सीमाएँ तय होती हैं, जिससे 100 MeV से कम द्रव्यमान वाले डार्क मैटर के लिए मौजूदा सीमाओं में पाँच ऑर्डर ऑफ़ मैग्नीट्यूड तक सुधार होता है।
न्यूट्रिनो, सुपरनोवा और प्रोटॉन-समृद्ध तत्वों की उत्पत्ति
सार
प्रकृति में कुछ प्रोटॉन-रिच आइसोटोप्स की एस्ट्रोफिजिकल उत्पत्ति दशकों से न्यूक्लियर एस्ट्रोफिजिक्स में एक अनसुलझी समस्या रही है। इस बातचीत में, मैं न्यूट्रिनो-संचालित आउटफ्लो में νp-प्रक्रिया पर हमारे हालिया काम के बारे में चर्चा करूँगा। इस काम में, हम उन स्थितियों की पहचान करते हैं जिनके तहत आधुनिक सुपरनोवा सिमुलेशन पर आधारित आउटफ्लो मॉडल, हल्के p-न्यूक्लिआई (जिनमें Mo और Ru के खास आइसोटोप्स शामिल हैं) की सौर-मंडल में देखी गई मात्रा को सफलतापूर्वक फिर से बना सकते हैं। फिर मैं दिखाऊँगा कि कैसे ये न्यूक्लियोसिंथेटिक अनुमान न्यूट्रिनो फ्लेवर इवोल्यूशन के संवेदनशील संकेत बन जाते हैं। खास तौर पर, तेज़ सामूहिक न्यूट्रिनो ऑसिलेशन मुख्य p-न्यूक्लाइड्स के उत्पादन को बहुत बढ़ा सकते हैं। असल में, सौर मंडल में देखा गया p-न्यूक्लाइड मात्रा का पैटर्न उस फ्लेवर कन्वर्ज़न से मेल खाता है जो प्रोटो-न्यूट्रॉन स्टार की सतह से कुछ किलोमीटर के भीतर शुरू होता है। ये नतीजे न्यूट्रिनो फ्लेवर की क्वांटम डायनामिक्स और हमारे सौर मंडल की संरचना के बीच एक दिलचस्प संबंध स्थापित करते हैं, जिससे पता चलता है कि देखी गई आइसोटोपिक मात्रा सुपरनोवा में न्यूट्रिनो फ्लेवर ट्रांसफॉर्मेशन का अप्रत्यक्ष प्रमाण देती है।
क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज़्मा में हाइड्रोडायनामिक से स्टोकास्टिक स्पिन ट्रांसपोर्ट तक
सार
मैं QCD मीडियम में भारी क्वार्क्स (heavy quarks) की रोटेशनल ब्राउनियन गति पर चर्चा करूँगा और ओपन हेवी-फ्लेवर हैड्रॉन्स (open heavy-flavor hadrons) के पोलराइजेशन के लिए एनालिटिकल नतीजे पेश करूँगा। यह मानते हुए कि हेवी-आयन टक्करों में भारी क्वार्क्स शुरू में मैग्नेटिक फील्ड की दिशा में स्पिन-पोलराइज्ड होते हैं, मैं ALICE सहयोग (collaboration) से $D^{*+}$ मेसॉन के लिए हाल के एक्सपेरिमेंटल डेटा के साथ अपने नतीजों की तुलना करूँगा, और ओपन चार्म बेरियन्स (open charm baryons) के स्पिन पोलराइजेशन के लिए अनुमान भी बताऊँगा। मैं यह तर्क दूँगा कि भारी क्वार्क पोलराइजेशन का ट्रांसवर्स मोमेंटम पर निर्भर होना, ऑफ-सेंट्रल रिलेटिविस्टिक हेवी-आयन टक्करों में पैदा होने वाले तेज़ शुरुआती मैग्नेटिक फील्ड की एक खास पहचान हो सकता है। यह बातचीत हमारे हालिया पब्लिकेशन Phys. Lett. B 873 (2026) 140202 पर आधारित होगी।
न्यूट्रिनो भौतिकी: वर्तमान प्रायोगिक स्थिति और भविष्य की संभावनाएँ
सार
न्यूट्रिनो ब्रह्मांड में सबसे हल्के और सबसे ज़्यादा पाए जाने वाले अवशेष कणों (relic particles) में से हैं। आज न्यूट्रिनो फ़िज़िक्स, हाई एनर्जी और एस्ट्रो-पार्टिकल फ़िज़िक्स रिसर्च का एक अहम क्षेत्र है। अलग-अलग स्रोतों (जैसे सूरज, वायुमंडल, रिएक्टर और एक्सेलेरेटर) से मिलने वाले न्यूट्रिनो पर किए गए प्रयोगों के कई अहम नतीजों से 'न्यूट्रिनो फ़्लेवर ऑसिलेशन' की घटना साबित हुई है, जिससे पता चलता है कि न्यूट्रिनो का द्रव्यमान (mass) शून्य नहीं होता, बल्कि बहुत कम होता है। थ्योरी के नज़रिए से देखें तो पार्टिकल फ़िज़िक्स के 'स्टैंडर्ड मॉडल' में न्यूट्रिनो को द्रव्यमान-रहित (massless) माना जाता है। इसलिए, न्यूट्रिनो ऑसिलेशन का प्रायोगिक अवलोकन 'स्टैंडर्ड मॉडल' से परे की फ़िज़िक्स के पक्ष में ठोस सबूत देता है। इसी वजह से पिछले कई दशकों से न्यूट्रिनो रिसर्च का एक अहम विषय रहा है। न्यूट्रिनो फ़िज़िक्स के मुख्य प्रायोगिक नतीजों पर ध्यान केंद्रित करते हुए, यह बातचीत DUNE जैसे अगली पीढ़ी के न्यूट्रिनो प्रयोगों की फ़िज़िक्स क्षमता पर चर्चा करेगी।
नई फ़िज़िक्स की पड़ताल के तौर पर बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस
सार
देखे गए हल्के तत्वों की मात्रा और बिग बैंग न्यूक्लियोसिंथेसिस (BBN) की भविष्यवाणियों के बीच अद्भुत समानता, BBN को स्टैंडर्ड मॉडल (BSM) से परे की भौतिकी की जांच का एक शक्तिशाली ज़रिया बनाती है। इस बातचीत में, मैं एक खास BSM कण, 'मेजोरॉन' (Majoron) पर BBN की सीमाओं को पेश करूंगा और इसके ब्रह्मांडीय प्रभावों पर चर्चा करूंगा। मैं लंबे समय से चली आ रही ब्रह्मांडीय लिथियम समस्या के संदर्भ में स्टैंडर्ड BBN परिदृश्य की सीमाओं पर भी प्रकाश डालूंगा और इसके संभावित समाधान की संक्षेप में रूपरेखा बताऊंगा।
थर्मोल्यूमिनेसेंस के फीके पड़ने की प्रक्रिया के लिए एक नया मॉडल
सार
थर्मोल्यूमिनेसेंस (TL) डेटिंग में इस्तेमाल होने वाले प्राकृतिक फेल्डस्पार क्रिस्टल में, कंडक्शन बैंड के नीचे एनर्जी गैप में कई अशुद्धि वाली अवस्थाएँ (impurity states) होती हैं। इलेक्ट्रॉन इन अशुद्धि वाली (मेटास्टेबल) अवस्थाओं में फंस जाते हैं। हालाँकि, वे क्वांटम मैकेनिकल तरीके से ट्रैप सेंटर्स से दूसरी जगहों पर जा सकते हैं और रिकॉम्बिनेशन सेंटर्स में फिर से जुड़ सकते हैं, जिससे TL सिग्नल कमज़ोर (फेड) हो जाता है। यह कमी उम्र का पता लगाने की प्रक्रिया को प्रभावित करती है। TL कम्युनिटी इस उम्र को सही करने के लिए हंटली (D.J. Huntley, 2001) के मॉडल का इस्तेमाल करती है। हमारा तर्क है कि हंटली का मॉडल फेडिंग की प्रक्रिया को बहुत सरल बना देता है, जिससे उम्र का पता लगाने में सटीकता कम हो जाती है। हम डिफ्यूज़न पर आधारित एक नया मॉडल पेश करते हैं और मॉडल के अनुमानों की तुलना डेटा से करते हैं। हम पाते हैं कि हमारा मॉडल उम्र का ज़्यादा सटीक पता लगाता है।
"ग्राफीन-hBN मोइरे हेटरोस्ट्रक्चर में उभरते इलेक्ट्रॉनिक और टोपोलॉजिकल फेज़"
सार
हाल के वर्षों में, 'ट्विस्टेड बाइलेयर ग्राफीन' में अनोखी सुपरकंडक्टिविटी और संबंधित इंसुलेटिंग फेज की खोज के बाद, 2D मोनोलेयर्स को एक-दूसरे के ऊपर रखकर और उनके बीच ट्विस्टिंग (घुमाव) करके बनने वाले 'मोइरे स्ट्रक्चर्स' पर रिसर्च ने काफी ध्यान आकर्षित किया है। ट्विस्टेड बाइलेयर ग्राफीन के अलावा, अन्य ट्विस्टेड 2D होमो- और हेटेरोस्ट्रक्चर्स ने कई तरह की नई और अनोखी क्वांटम घटनाएं दिखाई हैं, जैसे कि फेरोमैग्नेटिज्म, टोपोलॉजिकल घटनाएं, क्वांटम हॉल इफेक्ट्स, मोट इंसुलेटिंग व्यवहार, आदि। इन नतीजों ने हमें क्वांटम घटनाओं की और जांच करने के लिए प्रेरित किया है और अगली पीढ़ी के एप्लिकेशन्स के लिए मोइरे हेटेरोस्ट्रक्चर्स की क्षमता को उजागर किया है।
इस काम में, हमने सैद्धांतिक रूप से Gr/hBN हेटेरोस्ट्रक्चर्स की जांच की है - कि कैसे स्टैकिंग कॉन्फ़िगरेशन, इंटरलेयर इंटरैक्शन, इंटरलेयर ट्विस्टिंग और इलेक्ट्रिक फील्ड जैसे बाहरी पैरामीटर उनके इलेक्ट्रॉनिक और टोपोलॉजिकल व्यवहार को प्रभावित करते हैं। सबसे पहले, हमने 2D मोनोलेयर्स की ट्विस्ट्रोनिक्स, मोइरे हेटेरोस्ट्रक्चर्स और अपने रिसर्च वर्क के पीछे की प्रेरणा के साथ-साथ इस्तेमाल किए गए सैद्धांतिक तरीकों का परिचय दिया। फिर हमने अपना काम इस तरह शुरू किया - Gr/hBN हेटेरोस्ट्रक्चर्स के vdW इंटरैक्शन और इलेक्ट्रॉनिक ट्रांसपोर्ट गुणों पर इंटरफेशियल कॉन्फ़िगरेशन का प्रभाव। उसके बाद, Gr/hBN मोइरे हेटेरोस्ट्रक्चर्स में बेरी कर्वेचर और चेर्न नंबर कैलकुलेशन का उपयोग करके ट्विस्ट-एंगल और इलेक्ट्रिक फील्ड से प्रेरित इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं और टोपोलॉजिकल फेज ट्रांजिशन की जांच की गई। फिर, डबल-मोइरे hBN/Gr/hBN हेटेरोस्ट्रक्चर में ट्विस्ट एंगल के आधार पर इलेक्ट्रॉनिक गुणों और टोपोलॉजिकल फेज के बीच स्विचिंग की जांच की गई। अंत में, हम Gr/hBN मोइरे हेटेरोस्ट्रक्चर्स पर मिले नतीजों का सारांश देते हैं और 2D मोइरे हेटेरोस्ट्रक्चर्स के लिए भविष्य की रिसर्च दिशाओं की रूपरेखा तैयार करते हैं।
HL-LHC पर फर्मिओनिक पोर्टल मैटर की पहचान के तौर पर लंबे समय तक बने रहने वाले डार्क फोटॉन जेट्स और बूस्टेड टॉप्स
सार
हम एक भारी वेक्टर-जैसे फर्मिओनिक पोर्टल मैटर (PM) के HL-LHC फेनोमेनोलॉजी की जांच करते हैं, जो स्टैंडर्ड मॉडल के तीसरे-जेनरेशन के अप-टाइप क्वार्क के साथ मिक्स होता है और मुख्य रूप से एक टॉप क्वार्क और एक डार्क फोटॉन में टूटता है। हम लंबे समय तक बने रहने वाले डार्क फोटॉन वाले मामले पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जिसमें डार्क फोटॉन डिटेक्टर के अंदर हैड्रोनिक रूप से टूटने से पहले काफी दूरी तय करता है, जिससे 'डिस्प्लेस्ड डार्क फोटॉन जेट्स' बनते हैं। इन संकेतों की पहचान करने के लिए, हम मशीन-लर्निंग पर आधारित एक टैगिंग रणनीति विकसित करते हैं। इसमें 'बूस्टेड डिसीजन ट्री' का इस्तेमाल किया जाता है, जिसे 'डेल्फिस डिटेक्टर सिमुलेशन' से मिले 'डिस्प्लेस्ड-वर्टेक्स' और 'जेट-सबस्ट्रक्चर' डेटा पर ट्रेन किया गया है। 'बूस्टेड टॉप क्वार्क' की पहचान 'जॉन्स हॉपकिन्स टॉप टैगर' का इस्तेमाल करके की जाती है। हम दो तरह के इवेंट स्ट्रक्चर पर विचार करते हैं: एक में एक डिस्प्लेस्ड डार्क फोटॉन जेट और एक बूस्टेड टॉप क्वार्क $(\gamma_d+t)$ होता है, और दूसरे में कम से कम दो डिस्प्लेस्ड डार्क फोटॉन जेट और कम से कम एक बूस्टेड टॉप क्वार्क $(\geq2,\gamma_d+\geq1,t)$ होता है। इसके अलावा, टॉप-डार्क-फोटॉन इनवेरिएंट मास का रिकंस्ट्रक्शन सिग्नल और बैकग्राउंड के बीच और अंतर करने में मदद करता है। हम 14 TeV की सेंटर-ऑफ-मास एनर्जी और 3 ab$^{-1}$ की इंटीग्रेटेड ल्यूमिनोसिटी वाले HL-LHC पर पोर्टल मैटर के मास और डार्क फोटॉन की प्रॉपर डिके लेंथ के लिए इस सर्च रणनीति की सेंसिटिविटी का मूल्यांकन करते हैं। हमारे नतीजे बताते हैं कि डिस्प्लेस्ड डार्क फोटॉन जेट के संकेत HL-LHC पर फर्मिओनिक पोर्टल मैटर वाले मामलों का पता लगाने के लिए एक पूरक तरीका प्रदान करते हैं।
ग्राफीन नैनोरिबन सिस्टम में नॉन-इक्विलिब्रियम क्वांटम ट्रांसपोर्ट और स्पिन-डिपेंडेंट घटनाएँ
सार
"ग्राफीन नैनोरिबन (GNRs) एक तरह के वन-डायमेंशनल क्वांटम सिस्टम हैं। इनमें क्वांटम कन्फाइनमेंट, किनारे की बनावट और बाहरी बदलावों की वजह से कई तरह के इलेक्ट्रॉनिक और स्पिनट्रोनिक गुण देखने को मिलते हैं। इस बातचीत में आर्मचेयर (AGNR) और ज़िगज़ैग (ZGNR) ग्राफीन नैनोरिबन में क्वांटम ट्रांसपोर्ट का एक व्यवस्थित थ्योरेटिकल अध्ययन पेश किया गया है। इसके लिए 'टाइट-बाइंडिंग मॉडल' और 'नॉन-इक्विलिब्रियम ग्रीन फंक्शन' (NEGF) तरीके का इस्तेमाल किया गया है, जिसे पॉइसन इक्वेशन के साथ सेल्फ-कंसिस्टेंट तरीके से हल किया गया है।
इसमें ग्राफीन नैनोरिबन के इलेक्ट्रॉनिक गुणों को बदलने में क्वांटम कन्फाइनमेंट, मैग्नेटिक फील्ड और अलग-अलग जगहों पर अलग-अलग इलेक्ट्रिक फील्ड की भूमिका पर चर्चा की गई है। इसमें खास तौर पर 'रशबा स्पिन-ऑर्बिट कपलिंग' से होने वाले स्पिन-डिपेंडेंट ट्रांसपोर्ट और ज़िगज़ैग ग्राफीन नैनोरिबन में स्पिन-पोलराइज्ड स्टेट्स के बनने पर ज़ोर दिया गया है। ट्रांसपोर्ट की विशेषताओं और लोकल इलेक्ट्रॉनिक स्ट्रक्चर पर फेज़, मोमेंटम और स्पिन रिलैक्सेशन जैसी अलग-अलग डीफेज़िंग प्रक्रियाओं के असर को भी दिखाया गया है। आखिर में, 'रशबा स्पिन-ऑर्बिट कपलिंग' वाले मोनोलेयर ग्राफीन में बेरी कर्वेचर और एनॉमलस हॉल कंडक्टिविटी के नतीजे दिखाए गए हैं, जिनसे स्पिन-मोमेंटम लॉकिंग से जुड़ी खास टोपोलॉजिकल विशेषताएं सामने आती हैं। ये नतीजे ट्यूनेबल क्वांटम प्लेटफॉर्म के तौर पर ग्राफीन नैनोरिबन की बहुमुखी प्रतिभा को दिखाते हैं और नैनोस्केल सिस्टम में नॉन-इक्विलिब्रियम ट्रांसपोर्ट के अध्ययन के लिए NEGF तरीके की प्रभावशीलता को भी बताते हैं।"
दो-आयामी सामान्यीकृत इंटरैक्टिंग सु-श्रीफ़र-हीगर मॉडल में क्वांटम चरण
सार
हम एक अप्रतिबंधित हार्ट्री-फॉक माध्य-क्षेत्र दृष्टिकोण का उपयोग करके द्वि-आयामी सामान्यीकृत सु-श्राइफर-हीगर (एसएसएच) मॉडल में इलेक्ट्रॉनिक अंतःक्रियाओं की भूमिका की जांच करते हैं। हॉपिंग मापदंडों के आधार पर, गैर-अंतःक्रियात्मक प्रणाली या तो डिराक बिंदुओं या द्विघात बैंड स्पर्शों को धारण करती है, जो अंतःक्रिया-संचालित अस्थिरताओं के अध्ययन के लिए एक समृद्ध मंच प्रदान करती है। हमारा विश्लेषण एक विविध चरण आरेख को प्रकट करता है जिसमें कई प्रतिस्पर्धी क्रमबद्ध चरण शामिल हैं, जिनमें एक क्वांटम विसंगत हॉल चरण, धारीदार आवेश-क्रमबद्ध अवस्थाएँ, एक साइट-नेमैटिक इन्सुलेटिंग चरण और एक बॉन्ड-नेमैटिक डिराक सेमीमेटल (बीएनडीएस) शामिल हैं। विशेष रूप से, हम बीएनडीएस चरण के उद्भव को प्रदर्शित करते हैं, जो सहज घूर्णी समरूपता भंग द्वारा विशेषता है जबकि अंतराल रहित डिराक उत्तेजनाओं को संरक्षित करता है, जो हाल के टेंसर-नेटवर्क और घनत्व-मैट्रिक्स पुनर्सामान्यीकरण-समूह अध्ययनों के अनुरूप है। हम आगे दिखाते हैं कि हॉपिंग अनिसोट्रॉपी और स्टैगर्ड सबलेटिस विभवों को ट्यून करने से इन चरणों के बीच प्रतिस्पर्धा पर दृढ़ता से प्रभाव पड़ता है और यह विशिष्ट सहसंबंधित टोपोलॉजिकल अवस्थाओं को स्थिर कर सकता है। हमारे परिणाम इस बात पर प्रकाश डालते हैं कि कैसे अंतःक्रियाएं और जाली ज्यामिति मिलकर द्वि-आयामी प्रणालियों में अपरंपरागत समरूपता-भंग और टोपोलॉजिकल चरण उत्पन्न कर सकते हैं, जो इंजीनियर क्वांटम सामग्री और ऑप्टिकल जाली प्लेटफार्मों में भविष्य की उपलब्धियों के लिए उपयोगी अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
Z2 फ्लक्स डिसऑर्डर वाले फर्मिऑन्स की क्रिटिकल अवस्थाएँ
सार
कंडेंस्ड मैटर फ़िज़िक्स की कई मौजूदा समस्याओं से प्रेरित होकर, जहाँ मैटर के कण रैंडम गेज फ़ील्ड का अनुभव करते हैं, हम एक स्क्वेयर लैटिस पर फर्मिऑन्स की फ़िज़िक्स की जांच करते हैं। इस लैटिस में π-फ़्लक्स (जो कम एनर्जी पर डिराक फर्मिऑन्स बनाता है) और रैंडम Z2 गेज फ़ील्ड से पैदा होने वाला फ़्लक्स डिसऑर्डर होता है; यह डिसऑर्डर फ़्लक्स डिफेक्ट्स (ज़ीरो फ़्लक्स वाले प्लाकेट्स) की मौजूदगी के कारण होता है। हाफ़-फ़िलिंग पर, जहाँ सिस्टम में BDI सिमेट्री होती है, हम दिखाते हैं कि क्रिटिकल फ़ेज़ का एक नया क्लास बनता है, जिसमें ज़ीरो एनर्जी वाली स्टेट्स मल्टीफ़्रैक्टल गुण दिखाती हैं। मल्टीफ़्रैक्टल गुण π-फ़्लक्स डिफेक्ट्स के कंसंट्रेशन c और फ़्लक्स डिफेक्ट्स के बीच स्थानिक कोरिलेशन पर निर्भर करते हैं। इन स्टेट्स की पहचान सिंगुलैरिटी स्पेक्ट्रम, लियापुनोव एक्सपोनेंट्स और ट्रांसपोर्ट गुणों से की जाती है। फ़्लक्स डिफेक्ट्स के किसी भी कंसंट्रेशन के लिए, हम पाते हैं कि मल्टी-फ़्रैक्टल स्पेक्ट्रम खत्म तो होता है, लेकिन फ़्रीज़ नहीं होता। हम कंडक्टिविटी और लियापुनोव एक्सपोनेंट के बीच संबंध का पता लगाकर क्रिटिकल स्टेट्स के इस क्लास की विशेषता बताते हैं; यह संबंध फ़्लक्स डिफेक्ट्स के कंसंट्रेशन या लोकल कोरिलेशन की परवाह किए बिना स्टेट्स द्वारा पूरा किया जाता है। हम दिखाते हैं कि डिराक पॉइंट में बदलाव (perturbing) पर आधारित रीनॉर्मलाइज़ेशन ग्रुप मेथड क्रिटिकल स्टेट्स के इस नए क्लास को समझने में नाकाम रहते हैं। यह काम न केवल थ्योरी के लिए नई चुनौतियाँ पेश करता है, बल्कि उन कई समस्याओं को समझने में भी उपयोगी हो सकता है जहाँ फर्मिऑन्स अलग-अलग (डिस्क्रीट) गेज फ़ील्ड के साथ इंटरैक्ट करते हैं। संदर्भ: Z2 फ़्लक्स डिसऑर्डर वाले फर्मिऑन्स की क्रिटिकल स्टेट्स। हिरणमय दास, नाबा पी. नायक, सौम्या बेरा, और विजय बी. शेनॉय। https://doi.org/10.1103/wsqw-2xh4
अतिशीत क्वांटम पदार्थ का अभिनिर्माण: सुपरसॉलिड से लेकर हिग्स-जैसे क्वासीपार्टिकल्स तक
सार
"अतिशीक्त ठंडी परमाणु गैसें भौतिकी के विविध क्षेत्रों में मूलभूत घटनाओं का अध्ययन करने के लिए सबसे बहुमुखी प्लेटफार्मों में से एक के रूप में उभरी हैं, जिनमें शास्त्रीय द्रव गतिकी से लेकर प्रबल सहसंबंधित संघनित पदार्थ प्रणालियाँ शामिल हैं। अंतःक्रियाओं, आयामीता और ज्यामिति की उल्लेखनीय अनुकूलन क्षमता—साथ ही बोस-आइंस्टीन संघनन (बीईसी) से गुजरने में सक्षम कई परमाणु प्रजातियों की उपलब्धता—विभिन्न प्रकार के विलक्षण क्वांटम चरणों की प्राप्ति को सक्षम बनाती है, जिनमें सुपरसॉलिड और संघनित पदार्थ भौतिकी से संबंधित इंजीनियर जाली हैमिल्टनियन शामिल हैं।
इस व्याख्यान में, मैं अतिशीक्त क्वांटम पदार्थ के संक्षिप्त अवलोकन से शुरुआत करूँगा, विशेष रूप से आधुनिक क्वांटम प्रौद्योगिकी में इसकी प्रासंगिकता पर। फिर, मैं चुंबकीय लैंथेनाइड परमाणुओं के बीईसी में पदार्थ की सुपरसॉलिड अवस्थाओं को साकार करने में हुए हालिया विकासों पर प्रकाश डालूँगा, इस बात पर जोर देते हुए कि वलय के आकार की ज्यामिति में एक सुपरसॉलिड सामूहिक उत्तेजनाओं, जैसे कि हिग्स-जैसे आयाम मोड, के अध्ययन के लिए एक बहुत ही स्वच्छ प्लेटफार्म कैसे प्रदान करता है। इसके बाद, मैं यह प्रस्तुत करूँगा कि कैसे हिग्स आयाम मोड के फैलाव संबंध का लाभ उठाकर विशाल क्वांटम अवस्थाओं का निर्माण और पता लगाया जा सकता है।" प्रयोगात्मक रूप से संभव परिदृश्य में हिग्स क्वासीपार्टिकल्स।"
मेसोस्कोपिक प्रणालियों में इलेक्ट्रॉन परिवहन: अल्टरमैग्नेट, पी-वेव मैग्नेट और ग्राफीन
सार
हम दो अलग-अलग सेटअपों का उपयोग करके मेसोस्कोपिक प्रणालियों में इलेक्ट्रॉन परिवहन का अध्ययन करते हैं। सबसे पहले, हम अल्टरमैग्नेट (AM) और पी-वेव मैग्नेट (PM) के बीच एक जंक्शन के पार आवेश और स्पिन परिवहन का अध्ययन करते हैं। उल्लेखनीय रूप से, यद्यपि न तो AM और न ही PM स्पिन-ध्रुवीकृत हैं, हम पाते हैं कि जंक्शन अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों दिशाओं में परिमित स्पिन धाराओं का समर्थन करता है। हम AM और PM के क्रिस्टलीय अभिविन्यासों और नील वैक्टरों के बीच सापेक्ष कोण के फलन के रूप में अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ आवेश और स्पिन चालकता की गणना करते हैं। दूसरे सेटअप के रूप में, हम ग्राफीन में घाटी ध्रुवीकरण उत्पन्न करने के लिए एक पूर्ण-विद्युत योजना प्रस्तावित करते हैं, जहां एक सामान्य धातु इलेक्ट्रोड को ज़िगज़ैग किनारों के साथ परिमित आयताकार ग्राफीन शीट से जोड़ा जाता है, जबकि आर्मचेयर किनारे मुक्त रहते हैं। एक टर्मिनल पर बायस लगाने से (अन्य ग्राउंडेड) ग्राफीन और इलेक्ट्रोड के बीच अनुप्रस्थ संवेग मिलान के माध्यम से घाटी ध्रुवीकरण प्रेरित होता है। महत्वपूर्ण घाटी ध्रुवीकरण तब होता है जब धातु का फर्मी तरंग वेक्टर K-K' पृथक्करण के आधे से अधिक हो जाता है। अव्यवस्था प्रभाव दर्शाते हैं कि ऑन-साइट अव्यवस्था डायराक बिंदु के पास चालकता को बढ़ाती है, लेकिन ध्रुवीकरण को दबाता है। अपूर्ण आर्मचेयर किनारों और इंटरफ़ेस खुरदरेपन के बावजूद, पर्याप्त घाटी ध्रुवीकरण बना रहता है।
संदर्भ
1) एस. दास और ए. सूरी, ""प-वेव चुंबक के साथ अल्टरमैग्नेट के जंक्शनों पर अभिविन्यास पर निर्भर असामान्य हॉल और स्पिन हॉल धाराएँ"", फिज़. रेव. बी, 112, 235309
2) एस. दास और ए. सूरी, ""ग्राफीन में घाटी ध्रुवीकरण के लिए सर्व-विद्युत योजना"", फिज़. रेव. बी, 111, L241406 (पत्र)"
डार्क मैटर के रहस्यों को सुलझाना: प्रयोगशाला से ब्रह्मांड तक?
सार
इस व्याख्यान में, हम MeV से PeV तक के व्यापक द्रव्यमान स्तर पर डार्क मैटर (DM) की खोजों पर चर्चा करेंगे। सबसे पहले, हम मिग्डल प्रभाव के माध्यम से उप-GeV DM खोजों के लिए प्रासंगिक न्यूट्रिनो-पृष्ठभूमि-सीमित क्षेत्र का मात्रात्मक विश्लेषण करेंगे। इसके बाद, हम उच्च द्रव्यमानों की ओर रुख करेंगे और दिखाएंगे कि कैसे IceCube और LHAASO से प्राप्त अवलोकन DM पैरामीटर स्पेस के पूर्व अनछुए क्षेत्रों, विशेष रूप से DM-इलेक्ट्रॉन अंतःक्रियाओं और भारी क्षयकारी DM के लिए नए द्वार खोल रहे हैं।
ग्रहों और तारों की सहायता से डार्क मैटर का पता लगाना
सार
इस व्याख्यान में, मैं इस बात पर चर्चा करूँगा कि ग्रहों और तारों को डार्क मैटर के नवीन और शक्तिशाली डिटेक्टरों के रूप में कैसे उपयोग किया जा सकता है। मैं ग्रहों से शुरुआत करूँगा, इस बात पर ध्यान केंद्रित करते हुए कि हमारी पृथ्वी किस प्रकार अत्यंत कम टक्कर लंबाई वाले डार्क मैटर (डार्क मैटर उप-घटकों) की एक दुर्लभ प्रजाति का कुशलतापूर्वक अध्ययन कर सकती है, जिसके लिए पारंपरिक भूमिगत प्रत्यक्ष-पहचान प्रयोग अपनी संवेदनशीलता खो देते हैं। इसके बाद मैं तारों की ओर मुड़ूँगा, इस बात पर प्रकाश डालते हुए कि तारकीय आंतरिक भागों में नाभिकीय संक्रमण किस प्रकार अतिसूक्ष्म एक्सियन को जन्म दे सकते हैं, जिससे विशिष्ट अवलोकन के द्वार खुलते हैं। ये उदाहरण मिलकर यह दर्शाते हैं कि किस प्रकार ग्रहीय और तारकीय वातावरण डार्क मैटर की खोज के लिए पूरक और लागत-प्रभावी मार्ग प्रदान करते हैं, जिससे संवेदनशीलता उन पैरामीटर क्षेत्रों तक विस्तारित होती है जो अन्यथा काफी हद तक दुर्गम रहते हैं।
डार्क मैटर की खोज: प्रकाश से भारी की ओर
सार
आधुनिक भौतिकी में डार्क मैटर की प्रकृति एक प्रमुख समस्या बनी हुई है, क्योंकि इसके द्रव्यमान और अंतःक्रियात्मक शक्तियाँ विभिन्न पैमानों पर अनिश्चित हैं। इस व्याख्यान में, मैं एक पैमाने-निरपेक्ष दृष्टिकोण प्रस्तुत करूँगा और अत्यंत हल्के से लेकर सबसे भारी कणों तक, संपूर्ण द्रव्यमान स्पेक्ट्रम में डार्क मैटर की खोज के लिए रणनीतियों का सर्वेक्षण करूँगा। मैं इस बात पर बल दूँगा कि खगोल भौतिकी, कण भौतिकी और नाभिकीय भौतिकी के विचार और तकनीकें मिलकर इस रहस्य को सुलझाने के लिए एक शक्तिशाली और एकीकृत ढाँचा कैसे प्रदान कर सकती हैं। इन परंपरागत रूप से भिन्न दृष्टिकोणों से प्राप्त अंतर्दृष्टियों को एक साथ जोड़कर, मैं यह तर्क दूँगा कि पारंपरिक सीमाओं से परे विचारों के परस्पर मेलजोल से ही डार्क मैटर पर सार्थक प्रगति संभव हो पाएगी।
‘Regions’ के अंतर्गत फ़ेमैन इंटीग्रल की GKZ हाइपरजियोमेट्रिक श्रृंखला का एक कार्यान्वयन
सार
हम फेनमैन इंटीग्रल के लिए गेलफैंड-काप्रानोव-ज़ेलेविंस्की (जीकेजेड) हाइपरजियोमेट्रिक श्रृंखला के कार्यान्वयन को रीजन मेथड (एमओआर) के अंतर्गत प्रस्तुत करते हैं। हमारा दृष्टिकोण न्यूटन पॉलीटोप्स की ज्यामिति और डी आयाम में फेनमैन इंटीग्रल के विश्लेषणात्मक एसिम्प्टोटिक विस्तार के बीच सीधा संबंध स्थापित करता है। विशिष्ट क्षेत्रों से जुड़े जीकेजेड समाधानों को शामिल करके, हम एक स्वचालित ढांचा तैयार करते हैं जो योगदान देने वाले क्षेत्रों की पहचान करता है, संबंधित जीकेजेड-श्रृंखला समाधान उत्पन्न करता है, और आयाम नियामक में उनका व्यवस्थित विस्तार करता है। हमने एक मैथमेटिका पैकेज, जीकेजेड रीजन्स विकसित किया है, जिसका उपयोग मास्टर इंटीग्रल के विभेदक समीकरणों के लिए सीमा शर्तों को प्राप्त करने और एससीईटी जैसे प्रभावी क्षेत्र सिद्धांतों में क्षेत्र योगदान का मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है।
क्वासिक्रिस्टल द्वारा प्रकट सुपरकंडक्टिंग ऑर्डर पैरामीटर
सार
क्वासिक्रिस्टल (क्यूसी) में सुपरकंडक्टिंग ग्राउंड स्टेट की हालिया खोज ने क्यूसी पर आधारित सुपरकंडक्टिविटी के लिए एक रोमांचक नया मार्ग प्रशस्त किया है। इस कार्य में, हम आकर्षक हबर्ड मॉडल के आधार पर विभिन्न क्यूसी में सुपरकंडक्टिंग ऑर्डर पैरामीटर (ओपी) के व्यवहार का सैद्धांतिक रूप से अध्ययन करके इस संभावना का पता लगाते हैं। विभिन्न विकास नियमों के माध्यम से उत्पन्न मॉडलों का व्यवस्थित विश्लेषण करके, हम ओपी आयामों पर अनावधिकता के प्रभाव और संरचनात्मक पैटर्न में परिवर्तन के साथ आवधिक सीमा की ओर इसके विकास को स्पष्ट करते हैं। हम तापमान, अंतःक्रिया की शक्ति और निकटतम-पड़ोसी हॉपिंग आयाम के संबंध में ओपी के विकास का अध्ययन करते हैं। हमारा संख्यात्मक विश्लेषण सबसे अनुकूल क्यूसी और पैरामीटर व्यवस्था की पहचान करता है जो ऑनसाइट पेयरिंग आयामों को बढ़ाने में सहायक होते हैं। इसके अतिरिक्त, हम अनावधिक विन्यासों की सीमा में सुपरकंडक्टिंग संक्रमण तापमानों का तुलनात्मक विश्लेषण प्रस्तुत करते हैं। इन प्रणालियों की अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए, हम ऊष्मागतिक मात्राओं की गणना करते हैं जो हमें यह निर्धारित करने में सक्षम बनाती हैं कि कौन से क्यूसी कूपर युग्म निर्माण के लिए सबसे अनुकूल हैं।
क्वांटम हॉल प्रभाव: मौलिक विज्ञान के लिए अनुप्रयुक्त विज्ञान का उपहार
सार
1980-82 में इंटीजर और फ्रैक्शनल क्वांटम हॉल इफेक्ट (IQHE/FQHE) की खोज ने टोपोलॉजिकल मैटर के क्षेत्र की नींव रखी और हमें संघनित पदार्थ भौतिकी की गहरी समझ दी, जिसके लिए छह वैज्ञानिकों को नोबेल पुरस्कार मिला।
दो-आयामी इलेक्ट्रॉन सिस्टम और मजबूत चुम्बकीय क्षेत्र में उभरने वाली ये खोजें फ्रैक्शनल चार्ज, कॉम्पोजिट कण, एबेलियन और नॉन-एबेलियन क्वांटम अवस्थाएँ और टोपोलॉजिकल चरण जैसी जटिल और अप्रत्याशित घटनाओं को सामने लाईं। साथ ही टोपोलॉजिकल स्पिन उत्तेजनाएँ और चार्ज डेंसिटी वेव जैसी पहले से ज्ञात अवस्थाएँ भी देखी गईं।
इन खोजों के पीछे सेमीकंडक्टर हेटरोस्ट्रक्चर और तकनीकी विकास की कहानी है, जिसकी शुरुआत ट्रांजिस्टर की खोज (1947) से हुई थी। इस सेमिनार में विज्ञान और तकनीक के इस आपसी संबंध, FQHE की खोज, और क्वांटम हॉल इफेक्ट से जुड़े रोचक घटनाओं का अवलोकन प्रस्तुत किया जाएगा। अंत में पिछले दशक में लेखक के समूह द्वारा किए गए कुछ नए अनुसंधानों के उदाहरण भी साझा किए जाएंगे।
सिमुलेशन-आधारित अनुमान
सार
आज के कई प्रयोग अत्यधिक-आयामी डेटा उत्पन्न करते हैं और उनके सांख्यिकीय मॉडलिंग के लिए जटिल सिमुलेशनों पर निर्भर रहते हैं। ऐसी परिस्थितियों में Simulation-Based Inference (SBI) तकनीक सीधे उच्च-आयामी डेटा का उपयोग करके मॉडल पैरामीटर्स पर सांख्यिकीय अनुमान लगाने की अनुमति देती है, भले ही संभावना (likelihood) विश्लेषणात्मक रूप से ज्ञात न हो।
इस सेमिनार में SBI के मूल सिद्धांतों की समीक्षा की जाएगी, विशेष रूप से LHC के ATLAS और CMS विश्लेषणों में इसके अनुप्रयोगों पर ध्यान केंद्रित करते हुए। इसके साथ ही ऐसे नए विकास पेश किए जाएंगे जो सैंकड़ों nuisance पैरामीटर्स वाले लार्ज हैड्रॉन कॉलाइडर विश्लेषण में भी स्केलेबल अनुमान संभव बनाते हैं। इन तकनीकों से LHC में SBI का उपयोग करते हुए पहली बार मापन किए गए हैं।
