Quantum oscillations
گاڑھا مادے کی طبیعیات میں، کوانٹم ارتعاش متعلقہ تجرباتی تکنیکوں کا ایک سلسلہ بیان کرتا ہے جو ایک مضبوط مقناطیسی میدان کی موجودگی میں دھات کی فرمی سطح کا نقشہ بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ تکنیکیں مقناطیسی میدان میں حرکت کرنے والے فرمینز کی لینڈو کوانٹائزیشن کے اصول پر مبنی ہیں۔ مضبوط مقناطیسی میدان میں آزاد فرمینوں کی گیس کے لیے، توانائی کی سطح کو بینڈوں میں شمار کیا جاتا ہے، جسے لینڈو کی سطح کہا جاتا ہے، جس کی علیحدگی مقناطیسی میدان کی طاقت کے متناسب ہوتی ہے۔ کوانٹم ارتعاش کے تجربے میں، بیرونی مقناطیسی میدان متنوع ہوتا ہے، جس کی وجہ سے لینڈاؤ کی سطح فرمی سطح سے گزرتی ہے، جس کے نتیجے میں فرمی سطح پر ریاستوں کی الیکٹرانک کثافت کے ارتعاش ہوتے ہیں۔ اس سے بہت سی مادی خصوصیات میں ارتعاش پیدا ہوتا ہے جو اس پر منحصر ہوتی ہیں، بشمول مزاحمت (شوبنکوف-ڈی ہاس اثر)، ہال مزاحمت، اور مقناطیسی حساسیت (ڈی ہاس-وان الفین اثر)۔ کسی مادے میں کوانٹم ارتعاش کا مشاہدہ فرمی مائع رویے کا اشارہ سمجھا جاتا ہے۔ کوانٹم ارتعاش کا استعمال اعلی درجہ حرارت کے سپر کنڈکٹنگ مواد جیسے کپریٹس اور پینیکٹائڈز کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا گیا ہے۔ ان تجربات کا استعمال کرتے ہوئے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ زیر ڈوپڈ کپریٹس کی زمینی حالت فرمی مائع کی طرح برتاؤ کرتی ہے، اور لینڈو کواسی پارٹیکلز جیسی خصوصیات کو ظاہر کرتی ہے۔ 2021 میں اس تکنیک کا استعمال ایک پیش گوئی شدہ حالت کا مشاہدہ کرنے کے لیے کیا گیا ہے جسے "الیکٹران-فونون فلوئڈ" کہا جاتا ہے، اسی طرح کی ذرہ-قواسی پارٹیکل حالت جو پہلے سے معلوم ہے وہ ایکسائٹن-پولاریٹن فلوئڈ ہے۔ تجربہ جب آزاد چارج شدہ فرمینوں کے نظام پر مقناطیسی میدان لگایا جاتا ہے، تو ان کی توانائی کی حالتوں کو نام نہاد لینڈو کی سطحوں میں شمار کیا جاتا ہے، جو انٹیجر ویلیوڈ کے لیے دیا جاتا ہے، جہاں بیرونی مقناطیسی میدان ہے اور بالترتیب فرمین چارج اور موثر کمیت ہیں۔ جب کسی الگ تھلگ نظام میں بیرونی مقناطیسی میدان میں اضافہ کیا جاتا ہے، تو لینڈو کی سطح پھیل جاتی ہے، اور آخر کار فرمی کی سطح سے "گر جاتی ہے"۔ یہ سب سے زیادہ قبضہ شدہ سطح کی مشاہدہ شدہ توانائی میں ارتعاش کا باعث بنتا ہے، اور اس وجہ سے بہت سی جسمانی خصوصیات میں (بشمول ہال چالکتا، مزاحمت، اور حساسیت)۔ ان ارتعاش کی وقتا فوقتا پیمائش کی جا سکتی ہے، اور اس کے نتیجے میں فرمی سطح کے کراس سیکشنل رقبے کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اگر مقناطیسی میدان کا محور مستقل شدت پر مختلف ہوتا ہے، تو اسی طرح کے ارتعاش مشاہدہ کیے جاتے ہیں۔ جب بھی لینڈو کے مدار فرمی کی سطح کو چھوتے ہیں تو ارتعاش ہوتے ہیں۔ اس طرح فرمی دائرے کی مکمل جیومیٹری کا نقشہ بنایا جا سکتا ہے۔ اے آر پی ای ایس جیسے تحقیقات کے ذریعے کم ڈوپڈ کپریٹ مرکبات جیسے YBa2Cu3O6 + x کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ یہ مراحل غیر فرمی مائعوں کی خصوصیات کو ظاہر کرتے ہیں، اور خاص طور پر، اچھی طرح سے طے شدہ لینڈو قوسی پارٹیکلز کی عدم موجودگی۔ تاہم، ان مادوں میں کم درجہ حرارت پر کوانٹم ارتعاش کا مشاہدہ کیا گیا ہے، اگر ان کی سپر کنڈکٹیویٹی کو کافی زیادہ مقناطیسی میدان کے ذریعے دبا دیا جائے، جو کہ فرمیوونک اعداد و شمار کے ساتھ اچھی طرح سے متعین قوسی پارٹیکلز کی موجودگی کا ثبوت ہے۔ اس طرح یہ تجرباتی نتائج اے آر پی ای ایس اور دیگر تحقیقات سے متفق نہیں ہیں۔ مزید دیکھیں ڈی ہاس-وان الفین اثر شوبنکوف-ڈی ہاس اثر لینڈو کی سطح کے حوالہ جات گاڑے ہوئے مادے کی طبیعیات تجرباتی طبیعیات مقناطیسیت