تقریباً ایک صدی سے نصابی کتابیں مقناطیسی مادوں کو چند خاندانوں میں بانٹتی آئی ہیں، اور لوہے جیسے فیرو مقناطیس جانی پہچانی مثال ہیں۔ پچھلے چند برسوں میں ماہرینِ طبیعیات نے ایک واقعی نیا خاندان پہچانا ہے: آلٹر میگنیٹ۔ 5 اکتوبر 2026 کو یونیورسٹی آف سینٹرل فلوریڈا کی ایک ٹیم نے ایک پتلے، تہہ دار اور بہت قابلِ ترتیب مادے میں آلٹر میگنیٹزم کے شواہد بتائے[1]۔ یہ مستقبل کے کمپیوٹرز کے لیے اہم ہو سکتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے۔
مقناطیسیت کہاں سے آتی ہے
GCSE بنیادی
ہر الیکٹران میں اسپن نامی خاصیت ہوتی ہے جس سے وہ "اوپر" یا "نیچے" اشارہ کرنے والے ننھے سلاخی مقناطیس جیسا برتاؤ کرتا ہے۔ زیادہ تر مادوں میں یہ ننھے مقناطیس بے ترتیب سمتوں میں ہوتے ہیں یا جوڑوں میں ایک دوسرے کو منسوخ کر دیتے ہیں، اس لیے کل اثر نہیں ہوتا۔ مقناطیسی مادوں میں ایٹموں کے مقناطیسی معیار اثر ایک باقاعدہ نمونے میں ترتیب پاتے ہیں جسے مقناطیسی ترتیب کہتے ہیں۔ یہی نمونہ مادے کا برتاؤ طے کرتا ہے۔
آلٹر میگنیٹ
کل مقناطیسیت: نہیں
اسپن سے بٹے الیکٹران: ہاں، سمت پر منحصر
تینوں ترتیبوں کے درمیان بدلیں۔ فیرو مقناطیس ایک سمت میں ترتیب پاتے ہیں؛ اینٹی فیرو مقناطیس باری باری الٹتے اور منسوخ ہوتے ہیں؛ آلٹر میگنیٹ بھی باری باری الٹتے اور منسوخ ہوتے ہیں، مگر ایٹموں کے دونوں گروہ مختلف گھمائے گئے ماحول (سایہ دار) میں ہوتے ہیں، جس سے ان کے الیکٹران اسپن کے لحاظ سے بٹتے ہیں۔ سادہ 2D خاکہ۔
| قسم | نمونہ | کل مقناطیسیت؟ | مفید اسپن بٹے الیکٹران؟ |
|---|---|---|---|
| فیرو مقناطیس (لوہا، فریج مقناطیس) | تمام معیار اثر ایک سمت میں | ہاں، اس لیے آوارہ میدان | ہاں |
| اینٹی فیرو مقناطیس | پڑوسی الٹے | نہیں | نہیں |
| آلٹر میگنیٹ | پڑوسی الٹے، گھمائے گئے ماحول میں | نہیں | ہاں، سمت پر منحصر |
"دونوں کی خوبیاں" کیوں اہم ہیں
A-Level توسیع
اسپن ٹرانک آلات کو ایسے کرنٹ چاہییں جن میں زیادہ تر الیکٹرانز کا اسپن ایک جیسا ہو (اسپن پولرائزڈ کرنٹ)۔ فیرو مقناطیس یہ فراہم کرتے ہیں، مگر ان کے آوارہ میدان قریبی اجزا میں مداخلت کرتے ہیں، جس سے آلات کو کتنا قریب رکھا جا سکتا ہے اس کی حد بندھتی ہے۔ اینٹی فیرو مقناطیس میں آوارہ میدان نہیں ہوتے، مگر ان کے الیکٹران اسپن سے بٹے نہیں ہوتے، اس لیے انہیں برقی طور پر پڑھنا لکھنا مشکل ہے۔ آلٹر میگنیٹ دونوں کے فائدے جوڑتے ہیں: وہ آوارہ میدان بنائے بغیر اسپن کرنٹ پیدا اور شناخت کر سکتے ہیں[1]۔ ان کے مقناطیسی نمونے بہت تیزی سے پلٹ بھی سکتے ہیں، اسی لیے محققین انتہائی تیز میموری اور ٹیرا ہرٹز آلات کا ذکر کرتے ہیں[1]۔
فوری جانچ
گھنی میموری چپس کے لیے آلٹر میگنیٹ فیرو مقناطیس سے بہتر کیوں ہو سکتے ہیں؟
UCF ٹیم کو کیا ملا
مادہ Co₁/₄TaSe₂ تھا: ٹینٹلم ڈائی سیلینائیڈ (ایک عبوری دھات ڈائی کیلکوجینائیڈ) کی تہیں، جن کے درمیان کوبالٹ ایٹم ڈالے (انٹرکیلیٹ کیے) گئے تھے[1]۔ مادھب نیوپانے کی قیادت میں، پی ایچ ڈی طالب علم مائلو اسپریگ کے ساتھ، ٹیم نے زاویہ وار حل شدہ فوٹو ایمیشن اسپیکٹروسکوپی (ARPES) استعمال کی۔ ARPES نمونے پر زیادہ توانائی کی روشنی ڈال کر باہر نکلنے والے الیکٹرانز کی توانائی اور سمت ناپتی ہے، جس سے مادے کے اندر الیکٹرانز کی جائز توانائیوں (بینڈ ساخت) کا نقشہ بنتا ہے۔ ٹیم نے نمایاں بینڈ تقسیم دیکھی، اور اسپن وار ARPES نے تصدیق کی کہ الگ ہوئے بینڈز الٹے اسپن رکھتے تھے — آلٹر میگنیٹ کی متوقع علامت[1]۔ یہ کام Nature Communications میں شائع ہوا[1]۔
چونکہ مادہ تہہ دار ہے، اسے بدلا جا سکتا ہے، مثلاً تہوں کے درمیان موجود چیز بدل کر، اور ٹیم دیکھ سکتی ہے کہ برقی اور مقناطیسی خصوصیات کیسے ردِعمل دیتی ہیں[1]۔ یہی قابلِ ترتیب ہونا اسے پتلی فلم والے آلات کے لیے امید افزا بناتا ہے۔
وہ فرق جسے طلبہ اکثر گڈمڈ کر دیتے ہیں
کسی خاصیت کا ثبوت کام کرنے والا آلہ نہیں ہے۔
ARPES فوٹو الیکٹرک اثر پر مبنی ہے جو A-Level میں پڑھایا جاتا ہے: hf توانائی والا فوٹون ورک فنکشن φ سے زیادہ ہو تو الیکٹران آزاد کرتا ہے، اور الیکٹران حرکی توانائی Ek(max) = hf − φ کے ساتھ نکلتا ہے۔ ARPES الیکٹران کی سمت بھی شامل کرتی ہے، جو مادے کے اندر اس کا معیارِ حرکت بتاتی ہے۔
امتحان طرز کا سوال
ایک فوٹو ایمیشن تجربے میں 21.2 eV کے بالائے بنفشی فوٹون 4.5 eV ورک فنکشن والے نمونے سے الیکٹران نکالتے ہیں۔ خارج ہونے والے الیکٹرانز کی زیادہ سے زیادہ حرکی توانائی جول میں معلوم کریں۔ [3 نمبر]
نمونہ جواب اور نمبروں کی تقسیم دکھائیں
- Ek(max) = hf − φ = 21.2 − 4.5 = 16.7 eV (1 نمبر)
- تبدیلی: 16.7 × 1.6 × 10⁻¹⁹ (1 نمبر)
- = 2.7 × 10⁻¹⁸ J (1 نمبر)
ممتحن کس بات پر توجہ دیتا ہے: فوٹو الیکٹرک مساوات، پھر eV سے جول میں احتیاط سے تبدیلی۔
عام غلطی: ورک فنکشن گھٹانے کے بجائے جمع کر دینا، یا eV کو J میں بدلنا بھول جانا۔
مقناطیسیت، الیکٹران اسپن اور فوٹو الیکٹرک اثر ایسے امتحانی موضوعات ہیں جو تحقیق میں دیکھنے پر اچانک جدید لگنے لگتے ہیں۔ ایک جانے پہچانے آلے میں میدانوں کی طبیعیات کے لیے پڑھیں وائرلیس چارجنگ کیسے کام کرتی ہے۔
کیا آپ اس موضوع کا اعادہ کرنا چاہتے ہیں؟
موسٹک GCSE اور A-Level سطح کے لیے کیمسٹری اور سائنس کی آن لائن انفرادی ٹیوشن فراہم کرتا ہے، جو سمجھ بوجھ، امتحانی تکنیک اور اطلاق پر مرکوز ہے۔
ماخذ اور مزید مطالعہ کے لیے
- ScienceDaily: A new kind of magnetism could unlock faster, more efficient computers (5 Oct 2026) — UCF، Co₁/₄TaSe₂، ARPES، Nature Communications، اقتباسات
- Nature Communications (2026): the UCF altermagnetism paper — تحقیقی مقالہ
- Wikipedia: Altermagnetism — پس منظر
آخری جائزہ: 5 اکتوبر 2026۔ اعداد عمومی طور پر شائع شدہ عام قدریں ہیں، اور قواعد تبدیل ہو سکتے ہیں۔ امتحان کی زبان ہر اسپیسیفیکیشن کے مطابق مختلف ہو سکتی ہے، اس لیے اپنا اسپیسیفیکیشن ضرور دیکھیں۔
عمومی سوالات
آلٹر میگنیٹزم کیا ہے؟
حال ہی میں تسلیم شدہ مقناطیسی ترتیب کی ایک قسم۔ اینٹی فیرو مقناطیس کی طرح پڑوسی مقناطیسی معیار اثر الٹی سمتوں میں ہوتے ہیں، اس لیے کل مقناطیسیت یا آوارہ میدان نہیں ہوتا۔ مگر چونکہ ایٹموں کے دونوں گروہ مختلف رخ والے ماحول میں ہوتے ہیں، اوپر اور نیچے اسپن والے الیکٹران مختلف برتاؤ کرتے ہیں — جو فیرو مقناطیس کرتے ہیں، عام اینٹی فیرو مقناطیس نہیں۔
اکتوبر 2026 میں کیا ملا؟
مادھب نیوپانے کی قیادت میں یونیورسٹی آف سینٹرل فلوریڈا کی ٹیم نے Nature Communications میں Co₁/₄TaSe₂ — تہوں کے درمیان کوبالٹ ایٹموں والے تہہ دار ٹینٹلم ڈائی سیلینائیڈ — میں آلٹر میگنیٹزم کے شواہد بتائے۔ زاویہ وار حل شدہ فوٹو ایمیشن اسپیکٹروسکوپی (ARPES)، بشمول اسپن وار پیمائشوں، سے انہوں نے الیکٹرانی بینڈز کو الٹے اسپن والی حالتوں میں بٹا ہوا دیکھا۔
اسپن ٹرانکس کیا ہے؟
ایسی الیکٹرانکس جو چارج کے ساتھ الیکٹران کا اسپن بھی استعمال کرتی ہے — ایک کوانٹم خاصیت جس سے ہر الیکٹران ننھے مقناطیس جیسا برتاؤ کرتا ہے۔ ہارڈ ڈسک کے ریڈ ہیڈ پہلے ہی اسپن اثرات استعمال کرتے ہیں۔ آلٹر میگنیٹ آوارہ مقناطیسی میدان بنائے بغیر اسپن پولرائزڈ کرنٹ لے جا سکتے ہیں، اس لیے اسپن پر مبنی میموری اور منطق کو تیز اور مؤثر بنا سکتے ہیں۔
کیا آلٹر میگنیٹزم پوری طرح سمجھا جا چکا ہے؟
نہیں۔ محققین کہتے ہیں کہ آلٹر میگنیٹ کیسے کام کرتے ہیں اس کی کئی تفصیلات ابھی دریافت یا تصدیق نہیں ہوئیں، جیسے الیکٹرانز کے درمیان مسابقتی تعاملات کیسے طے کرتے ہیں کہ مادہ کون سی مقناطیسی ترتیب اپنائے گا۔
قارئین کی درجہ بندی اور تبصرے
اس مضمون کو کئی مختلف پہلوؤں پر درجہ دیں — آپ کی درجہ بندی دوسرے قارئین کی مدد کرتی ہے، اور ہمیں بہتر بنانے میں مدد کرتی ہے۔
کیا یہ مضمون مفید تھا؟
ہمیں اپنی رائے بتائیں — کوئی اصلاح، کوئی سوال جس کا جواب نہیں ملا، یا کوئی موضوع جسے آپ اگلی بار کور ہوتے دیکھنا چاہتے ہیں۔
بات کرنا پسند کریں گے؟ اپنی سہولت کے وقت مفت ویڈیو کال بک کریں: فوری سوال کے لیے 15 منٹ، باقی کے لیے 30 منٹ۔ اوقات آپ کے اپنے ٹائم زون میں دکھائے جاتے ہیں۔
مصنف کے بارے میں
Sudershan Soni
موسٹک سروسز میں بانی اور مرکزی استاد — MSc اہلیت یافتہ ریاضی، سائنس، کمپیوٹر سائنس اور STEM کے استاد، 20 سال سے زائد پیشہ ورانہ تجربے کے ساتھ، 11+ اور GCSE سے A-Level اور اس سے آگے تک کے طلبہ کو دنیا بھر میں آن لائن پڑھاتے ہیں۔
مکمل پروفائل پڑھیں