UCLA के वैज्ञानिकों ने कमरे के तापमान पर खोजा ‘क्वांटम हीट वेव’ का रहस्य, इलेक्ट्रॉनिक्स और AI में क्रांति की संभावना

टीम ने दिखाया कि गर्मी सभी दिशाओं में एक समान फैलने (डिफ्यूज़िव कंडक्शन) के बजाय, सामग्री की क्रिस्टल संरचना द्वारा परिभाषित केंद्रित, निर्देशित पथों पर यात्रा कर सकती है, ठीक उसी तरह जैसे ऑप्टिकल फाइबर प्रकाश का मार्गदर्शन करते हैं ।

उन्होंने यह कैसे देखा?

शोधकर्ताओं ने टिप-एन्हांस्ड रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी पर आधारित एक नैनोस्केल तापमान-मैपिंग तकनीक विकसित की, जो सीधे तौर पर ऊष्मा प्रवाह के पैटर्न को देख सकती है ।

• पारंपरिक सामग्रियों में, उन्होंने सामान्य प्रसार (डिफ्यूज़न) के अनुरूप वृत्ताकार, एक समान ऊष्मा फैलने के पैटर्न देखे ।
• बोरॉन आर्सेनाइड में, उन्होंने हड़ताली किरण-जैसे तापमान पैटर्न देखे, जिसने पुष्टि की कि गर्मी विशिष्ट क्रिस्टल दिशाओं के साथ निर्देशित हो रही थी ।
• ऊष्मा प्रवाह के पैटर्न क्रिस्टल के उन्मुखीकरण के साथ पूर्वानुमेय रूप से बदल गए: BAs के विभिन्न क्रिस्टल प्लेनों ने विशिष्ट छह-गुना, आठ-गुना और चार-गुना फोकसिंग सममितियाँ प्रदर्शित कीं ।
• क्वांटम फोनॉन व्यवहार एक माइक्रोमीटर और संभावित रूप से दसियों माइक्रोमीटर तक की दूरी तक बना रहा – जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक, फोटोनिक और क्वांटम उपकरणों के लिए पर्याप्त है ।
• प्रायोगिक परिणाम पहले-सिद्धांत सैद्धांतिक गणनाओं से बहुत निकटता से मेल खाते थे, जिसने पुष्टि की कि BAs का असामान्य रूप से कमजोर फोनॉन प्रकीर्णन कमरे के तापमान पर लंबी दूरी के तरंग-जैसे परिवहन को सक्षम बनाता है ।

थर्मल मैनेजमेंट (ऊष्मा प्रबंधन) के लिए निहितार्थ

इलेक्ट्रॉनिक्स और AI हार्डवेयर – माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और AI हार्डवेयर में अत्यधिक गर्मी एक प्रमुख बाधा है जो प्रदर्शन, विश्वसनीयता और स्केलेबिलिटी को सीमित करती है। कमरे के तापमान पर नैनोस्केल सटीकता के साथ गर्मी को निर्देशित, केंद्रित और पुनर्वितरित करने में सक्षम होने से, यह खोज "क्वांटम थर्मल इंजीनियरिंग" की संभावना खोलती है – चिप्स में गर्मी के फैलने के बाद बल्क हीट सिंक पर निर्भर रहने के बजाय पूर्व-निर्धारित ऊष्मा मार्गों को डिज़ाइन करना ।

क्वांटम डिवाइस – इलेक्ट्रॉनों और अन्य ऊर्जा वाहकों के साथ फोनॉन की अंतःक्रिया (इंटरैक्शन) को क्वांटम स्तर पर नियंत्रित करने की क्षमता क्वांटम सूचना प्रसंस्करण और क्वांटम सेंसिंग प्रौद्योगिकियों में प्रगति को सक्षम कर सकती है, जहाँ सटीक तापीय वातावरण नियंत्रण महत्वपूर्ण है ।

व्यापक अनुप्रयोग – यह खोज एयरोस्पेस सिस्टम, फोटोनिक डिवाइस और अगली पीढ़ी के सेमीकंडक्टर पैकेजिंग में थर्मल मैनेजमेंट को भी लाभ पहुँचा सकती है, जहाँ बोरॉन आर्सेनाइड की उच्च तापीय चालकता (जिसे पहले हू के समूह ने प्रदर्शित किया था) को अब दिशात्मक ऊष्मा प्रवाह नियंत्रण के साथ जोड़ा जा सकता है ।

अध्ययन विवरण: 23 जुलाई, 2026 को Nature Physics में प्रकाशित । लेखकों में मैन ली, हुआन वू, ज़िहाओ किन, चुआनजिन सू, और हू डुय गुयेन (UCLA के वर्तमान/पूर्व स्नातक छात्र) योंगजी हू के साथ शामिल हैं । अमेरिकी ऊर्जा विभाग, NSF और NIH द्वारा वित्त पोषित ।