भौतिकविदों ने पहली बार देखा, एक क्रिस्टल के परमाणुओं ने अपना घूर्णन उलट दिया

किसी क्रिस्टल के परमाणुओं को एक ओर घुमाइए, उस गति को एक दूसरे आंतरिक कंपन को सौंपिए, और घूर्णन उलटी दिशा में घूमता हुआ बाहर आ सकता है। भौतिकविदों ने अब यह पहली बार किसी ठोस के भीतर सीधे होते देखा है, उस पल को पकड़कर जब जालक का कोणीय संवेग, क्रिस्टल के अपने ही दो कंपनों के बीच जाते हुए, उलट गया।

दल इस परिणाम को जानबूझकर एक अजीब गणित से बताता है: 1 + 1 = −1। एक ही दिशा में इशारा करते दो घूर्णन मिलकर एक ऐसा घूर्णन बना गए जो उलटी ओर घूम रहा था। हिसाब में सचमुच कुछ नहीं टूटा, क्योंकि जो घुमाव कम पड़ा उसे तंत्र के किसी और हिस्से ने उठा लिया, पर स्थानीय प्रभाव वैसा ही उलटाव है जिसकी अंतर्ज्ञान इजाज़त नहीं देता।

यह वस्तु बिस्मथ सेलेनाइड है, एक ऐसा क्रिस्टल जिसे भौतिकी पहले से उसके असामान्य सतही व्यवहार के लिए सराहती है। यहाँ जो मायने रखता है वह उसकी भीतरी मशीनरी है। किसी ठोस में परमाणु जड़े नहीं रहते; वे जालक कंपन कहलाने वाले समन्वित ढर्रों में हिलते हैं, और इनमें से कुछ ढर्रे एक घूर्णन ढो सकते हैं, एक नन्हा संचित कोणीय संवेग जो आमतौर पर करीने से हिसाब में रहता है।

इसे चलते देखने के लिए दल को ज़ोर से धकेलना और तेज़ी से देखना पड़ा। उन्होंने एक कंपन को गोलाकार, घूमती गति में मजबूर करने के लिए अत्यंत प्रबल टेराहर्ट्ज़ लेज़र स्पंद दागे, फिर दूसरे अति-तेज़ स्पंद से देखा कि जब वह घूर्णन किसी पड़ोसी कंपन से जुड़ता है तो क्या होता है। उलटाव इसी में दिखा कि दूसरा स्पंद किस तरह लौटा।

दिलचस्पी इस करतब में नहीं, बल्कि इसमें है कि यह क्या खोलता है। कंपनों में बंद कोणीय संवेग चुंबकत्व के पीछे छिपे धागों में से एक है, और कंपनों के बीच उछलते हुए उसका पीछा करना शोधकर्ताओं को एक ऐसी प्रक्रिया पर सीधी पकड़ देता है जिसे अब तक अनुमान से ही समझना पड़ता था। उस पकड़ पर अधिकार पाना उन विचित्र पदार्थों को नियंत्रित करने का रास्ता बन सकता है जिन पर क्वांटम तकनीकें टिकी हैं।

फ़िलहाल इस निष्कर्ष को संभलकर पढ़ना चाहिए। यह एक विशेष क्रिस्टल में, रोज़मर्रा की इलेक्ट्रॉनिकी से कहीं अधिक प्रबल लेज़र क्षेत्रों के तहत पैदा हुआ, और जो घूर्णन उलटता है वह जालक का सामूहिक घूर्णन है, बिखरी कंचों जैसे पीछे लुढ़कते स्वतंत्र परमाणु नहीं। यही उलटाव दूसरे पदार्थों में दिखता है या नहीं, और इसे केवल देखने के बजाय काम में लाया जा सकता है या नहीं, ये खुले सवाल हैं।

यह काम, जिसे मैक्स प्लांक सोसायटी के फ्रिट्ज़ हैबर संस्थान, हेल्महोल्ट्ज़-त्सेंट्रुम ड्रेस्डेन-रॉसेनडोर्फ़ और टीयू ड्रेस्डेन के साथ यूलिख और आइंडहोवन के साझेदारों की एक साझेदारी ने अंजाम दिया, मई 2026 में Nature Physics में छपा। वही लेज़र तकनीक, जिसने उलटाव उजागर किया, वह औज़ार है जिसे समूह अब दूसरे क्रिस्टलों पर साधने की योजना बना रहे हैं, ताकि पता चले कि उलटा घूर्णन सचमुच कितना आम है।