संशोधन क्षेत्रातील मायबोलीकर - भाग १- Experimental Condensed Matter Physics

Submitted by चारुलता on 7 November, 2011 - 07:33

खरतर हा धागा सुरू करायला आजच्या इतका चांगला दिवस कोणता असु शकेल ! Happy
आज पदार्थ विज्ञान आणि रसायन शास्त्र या विषयात अभुतपुर्व कामगिरी करण्यार्‍या डॉ. मेरी क्युरी चा जन्मदिन. तिच्या प्रयोगांनी या दोन्ही विषयातील तत्कालीन संशोधनाला एक नवी दिशा दिली. तिचे नाव हे अनेक अर्थानी मैलाचा दगड आहे. तिचा हा प्रवास सोपा सहज नक्कीच नाही. अनेक अडचणी, अयशस्वी प्रयोग आणि त्यामुळे येणारे नैराश्य या सर्वांवर मात करुन नोबेल मिळवणारी ती पहिले स्त्री सशोधक म्हणुन खूप काही शिकवते. हॅट्स ऑफ टु मेरी !

माय्बोलीवर देखिल अनेक सदस्य आज वेगवेगळ्या संशोधन क्षेत्रात कार्यरत आहेत. कार्यक्षेत्र, त्याtतील संशोधन म्हणजे नेमकं काय, त्यातील आव्हाने, अडचणी, निष्कर्श, याविषयी माहिती संकलीत करायला आजपासुन सुरुवात करुयात. Happy

या मालिकेतील भाग एक- माझे क्षेत्र - Experimental Physics

विषयः- पदार्थविज्ञान, स्पेशल- . solid state physics,
संशोधनः - condensed matter physics, quantum physics.

क्षेत्राची ओळखः- पदार्थविज्ञान या शब्दातच त्याचा अर्थ सामावलाय. पदार्थाचे विज्ञान. Happy आपल्याकडे या विषयाचा खूप बाऊ केला जातो. खरतर सायकल चालवण्या इतकाच हा विषय सोपा आहे. सायकल एकदा चालवायला आली की आली. मग कोणत्या रस्त्यावरुन कशी हाकायची हे आपोआपच कळतं. तसच आहे फिजीक्सच. एकदा फिजीक्स चालवायला जमल की डोक आपोआप तसाच विचार करायला लागत. मग तो एक मस्त मुडच होतो. उ.दा. कार १०० च्या ताशी स्पीड चाल्वत असाल तर पुढच्या गाडीत आणि आपल्यात किती अंतर असाव जेणेकरुन आपल्याला अचानक ब्रेक लावावा लागला तर धडक होणार नाही? किंवा मायक्रोवेव मध्ये डब्याचे झाकण बंद करुन गरम करायला का ठेऊ नये? असे प्रश्न पडायला लागले की उत्तर शोधायला लागतो तिच फिजीक्स शिकण्याची पहिली पायरी. Happy फिजीक्स म्हणजे भौतिक , physical जगाच्या हालचालींची कारणमिमांसा.

त्यातही अबेक विषय आहेत. उ.दा. mathematical physics, spectroscopy, material sciences, solid state physics etc.. ही प्रत्येक शाखा त्या त्या विषयाचा विषेश अभ्यास करते पण तरिही त्या एकमेकांशी निगडीत आहेत. उ.दा. Solid state physics आणि spectroscopy. एखाद्या घन पदार्थावर प्रकाशाचा काय परिणाम होईल हे माहित असण्यासाठी त्या पदार्थाची संरचना तसेच त्या प्रकाशाचा प्रकार दोन्हीची माहिती हवी. सोने या धातुमधुन कोणत्या प्रकाशाचे किती प्रमाणात transmission होईल यासाठी सोन्याची रचना आणि त्या किरणांची wavelength दोन्ही माहिती लागते.

यात माझे specialization आहे solid state physics-condensed matter physics. यात या नावतच सगळ काही आलं. पदार्थांची संरचना, त्यातही इलेक्ट्रोन्स इन्टरॅक्शन आणि त्या अनुशंघाने बदलणारे पदार्थाचे गुणधर्भ असं या शाखेच वर्णन करता येईल. आता condensed matter physics त्याचाच एक भाग म्हणता येईल. फिजीक्सचे प्रचलित नियम वापरुन पदार्थाच्या स्थितीचा अभ्यास. आता प्रश्न येतो प्रचलित नियत म्हणजे काय? इथे सुरु होतो खेळ नव्या आणि जुन्यांचा. अर्थात classical physics and quantum physics.

क्लासिकल फिजीक्स म्हणजेच बरचसं न्युटनच्या नियमानुसार चालणारं फिजीक्स. जेंव्हा एखादी गोष्टीचा प्रभाव त्याच्या भव्य आकारमानामुळे असतो तेंव्हा हेच नियम वापरात येतात. उ.दा. वाहने. आता आपण जेंव्हा पदार्थाचा इलेक्टॉनिक लेवलवर विचार करतो तेंव्हा जुने आणि नवे दोन्ही नियम वापरायचे असतात.

आता जरा नव्याची ओळख करुन घेऊया. quantum physics म्हणजे पुन्ज भौतिकी. यानुसार प्रत्येक गोष्ट ही पुन्ज किंवा पॅकेट्स्च्या स्वरुपात असते. उ.दा.प्रकाश. क्लासिकल फिजिक्स च्या नियमांप्रमाणे प्रकाश हा एक सलग आहे तर क्वांटम फिजीक्स म्हणते कि तो पॅकेट्च्या स्वरुपात आहे.या नविन नियमाप्रमाणे सगळेच अनिश्चित किंवा uncertain आहे. उ.दा. एका ठिकाणाहुन निघालेले अमुक एक पॅकेट अमुक या ठिकाणी अमुक इतक्या वेळात पोहोचेल आणि पोहोचल्यानंतरही त्याचे तेच गुणधर्म असतील जे सुरुवातीला होते, हे कुणीच निश्चित सांगु शकत नाही. पण त्याची अनिश्चितता किती असेल हे सांगता येईल. आहे ना गमंत !

मग प्रश्न असा पडतो, हे आपल्याला डोळ्यांनी का दिसत नाही? डोळ्यांनी तर आपल्याला केवळ न्युटननच्या नियमाप्रमाणेच चालणारे जग दिसते. अगदी खर आहे. कारण हे सुक्ष्मातीसुक्ष्म बदल इलेमेंटरी पातळीवर होतात. त्यांचा एकमेकांवर होणारा दृश्य प्रभाव पाहण्यासाठी आपल्याला न्युटनचेच नियम लाववे लागतात.
पण इलेक्ट्रॉनिक पातळीवर मात्र क्वांटम नियमच वापरावे लागतात. कारण अश्या सुक्ष्म पातळीवर एकेमाकांचे इन्टेरॅक्शन ग्रुहीत धरावे लागते.

हुश्श..... जरा जास्तच तेल झाले ना नमनाला. Wink

आता माझ्या रिसर्च कडे वळते. आता ज्या सुक्ष्म लेवलवर आपण आहोत तिथे पदार्थाचे अ‍ॅज अ मास गुणधर्म न बघता, त्यातील इलेक्ट्रॉन्स चे गुणधर्म पहायचे आहेत. इलेक्ट्रॉन्स च्या अनेक गुणधर्मापैकी एक गुणधर्म म्हणजे स्पिन. स्पिन अप किंवा स्पिन डाऊन. आपला एका अक्षावर दोन्ही बाजुनी फिरु शकणारा भोवरा जणु. आता हा भोवरा आपल्या अक्षाभोवती तर फिरतोच आहे शिवाय एक गोल चक्कर सुध्दा मारु शकतो. त्याच्या या गुणामुळे त्याला चुंबकीय शक्ती सुध्दा आहे. हे त्याच ढोबळ गुणधर्म मानुयात. आता याच गुण्धर्मांचा आपल्याला उपयोग करायचा आहे.

हा इलेक्ट्रोन वापरुन आपल्याला कप्युटर मेमरी तयार करायची आहे. अश्या प्रकारे मेमरी तयार केल्यास संगणक कित्येक पटीने जलद होतील आणि आकारदेखिल लहान होइल. sounds interesting. पण यात सगळ्यात मोठे आव्हान आहे या इलेक्ट्रोनची स्थिती कायम ठेवणे. इलेक्ट्रोनचा रीलॅक्सेशन टाईम वाढवणे गरजेचे आहे. या इलेक्ट्रोनचे स्थिती एका ठिकाणाहुन दुसर्‍या ठिकाणी जाताना कायम रहायला हवी पण तसे होत नाही. कारण क्लासिकल फिजीक्स मध्ये आजुबाजुचे, बाकिच्या इलेक्ट्रॉन्सचे इन्टरॅक्शन गृहीत धरले नाही. या अडथळ्यामुळे इलेक्ट्रोनची स्थिती, त्याचे स्पिन बदलेल. थोडक्यात इलेक्ट्रोन इनफॉर्मेशन इस लॉस्ट.

यावर उपाय म्हणजे अश्या एका स्थितीला जाणे जेथे आजुबाजुचे वातावरणाबरोबर स्कॅटरींग होणार नाही. गर्दीतुन वाट काढुन ट्रेन पकड्यासारखी स्थिती आहे ही. आता जर गर्दीच गोठवली तर? सुरुवतीला ज्याना त्या ट्रेन ने जायचे नाही त्याना प्लॅटफॉर्म वरुन बाजुला केले आणि इतराना एका शिस्तीत उभे केले तर ट्रेन पकडणे सोपे होइल.... दॅट्स इट. आपल्याला गर्दीच गोठ्वायची आहे. आणि आहेत त्या इलेक्टोन्स न शिस्त लावायची आहे. या साठी लिक्विड नायट्रोजन (७७ K--१९६°C; -३२१°F) आणि लिक्विड हेलिअम (४.२ K-−२६९ °C, −४५२ °F) चा वापर करायचा आहे. या दोन्हीचा वापर करुन आपली सिस्टीम ०.०२ K,( -२७३°c, -460°F) किंवा त्याही पेक्षा थंड करायची आहे आणि या साठी डायल्युशन रेफ्रिजरटर चा वापर करायचा आहे. हाच माझ्या संशोधनाचा मुख्य भाग आहे. स्कॅटरिंग न होता इलेक्ट्रोन पाथ जास्तीत जास्त वाढवणे हा यातील उद्देश आहे. त्यासाठी बाकी अडथळे दूर करुन रिलॅक्सेशन टाईम वाढवणे या यातील मुख्य पायर्‍या आहेत.

आज अनेक ठिकाणी यावर संशोधन होत आहे. quantum dot. quantum wires, quantum point contacts nanowires, nanotubes अश्या वेगवेगळ्या samples मध्ये प्रयोग होत आहेत. या साठी " Two dimensional electron system " चा उपयोग केला जातो. यामध्ये इले़क्ट्रोन्स ची हालचाल दोनच दिशांमध्ये निश्चित केली जाते. हा सँपल तयार करण्याचा बेस आहे. एक वर्किन्ग डिवाइस तयार करुन त्यावर प्रयोग करुन sensible results मिळवण्याचा प्रवास खूप आव्हानात्मक तर आहेच. कारण कोणत्याही पायरीवरची एक साधीशी चूक पुन्हा शुन्यावर घेऊन येते. मग पुन्हा पहिल्यापासुन सुरुवात. यासाठी जी sample तयार करायचे असते त्याची डायमेन्शनच जास्तीत जास्त १ मिमी x १ मिमी असते. यावर नॅनोलिथोग्राफिक टेक्निक वापरुन हे फॅब्रिकेशन केल जाते. Minimum measurable feature size is few nm.

एक पुर्ण क्वांटम कप्युटर, वर्किंग क्युबिट तयार करायला अनेक वर्षे लागतील हे खरे असले तरी या क्षेत्रातील प्रत्येक संशोधन महत्वाचे आहे. उ.दा single electron transistor. अधिकाधिक क्षमतेचे सोलार सेल्स.

या प्रवासा दरम्यान अनेक नविन गोष्टी शिकायला मिळाल्या. सगळ्यात महत्वाचे म्हणजे सहनशक्ती वाढली. Lol कारण सगळ्या पायर्‍या बरोबर करुनही तुम्हाला हवा तो रिज्ल्ट मिळेलच हेच अनसर्टन, यातल्या क्वाटंम च्या नियमाप्रमाणेच. तसेच नविन जॉइन झालेल्या लोकाना देण्यासाठी फंडे मिळाले. उ.दा. जे काय रिजल्ट्स नशिबात असतील ते पी.एच.डी च्या शेवटच्या वर्षातच मिळतात. तोपर्यंत फक्त वाट बघायची. Lol

केलेल्या कामावर पेपर लिहीणे, कॉन्फरन्स मध्ये सादर करणे हे देखिल महत्वाचे. आणि म्हणुनच तुमचे रिजल्ट्स जगासमोर मांडताना हे लक्षात घ्यायच आहे कि इथे मॅनिप्युलेशन किंवा फ्रॉड ला अजिबात वाव नाही. बोललेला, लिहीलेला प्रत्येक शब्द जपुन वापरणे महत्वाचे आहे. जर माहित नसेल तर देन लर्न टु से "आय डोंट नो". बाकीच्या क्षेत्रांप्रमाणेच इथे स्पर्धा आहेच. आपले काम अचूक करणे हे कौशल्य देखिल शिकावे लागतेच.

अर्थात संशोधन क्षेत्र म्हणजे आदर्श, छान छान, सगळं गुडीगुडी हे मात्र खरे नाही. त्याचेही लूप होल्स आहेतच आणि त्याचा फायदा घेणारेही आहेतच. त्याबद्दल लिहीते लवकरच.

********************************************************************************************************

रैनाने उपस्थित केलेल्या मुद्द्यावरुन पुढे;-

पी.एच.डी करावे असे का वाटले? -- माझ्यापुरतं बोलायच झाल तर साधारण अकरावीत असताना वेगळं काहीतरी करायच हे डोक्यात बसल होत. त्यामुळे बारावी नंतर सरळ बी.एस्सी. ला प्रवेश. त्यावेळी बर्‍याच जणासाठी हा धक्का होता. खुद्द माझ्या आईवडिलासाठीही. Happy आईची खूप इच्छा होती की मी मेडिकल ला जावे. पण कधी कुणी फोर्स नाही केले. आता विचार केला तर वाटते की हा असा निर्णय मी आत्ता घेऊ शकले असते का?

बी. एस्सी मध्ये फिजीक्स स्पेशल आणि त्यानंतर एम.एस्सी इन फिजिक्स. मग एम टेक. एम टेक नंतर जर्मनी ला आलो. त्यावेळी मी नोकरी सुरु केली होती. पण नाही रमु शकले. मग जी.आर. ई आणि यु. एस. ला अ‍ॅड्मिशन. पण माझ्या प्रोफ. ना त्याचवेळी युरोप मध्ये पोझिशन मिळाली. मग मी बॅक टु युरोप. गृप ची सुरुवातच माझ्या पासुन होती त्यामुळे अर्थातच लॅब इन्स्ट्रुमेंट्स ऑर्डर करणया पासुन सुरुवात होती. त्या संपुर्ण प्रोसेस चा अनुभव मिळाला.

इथे बर्‍याच युनि. मध्ये पी.एच.डी साठी स्कॉलरशीप मिळते. बॅचलर आणि मास्टर्स च्या विद्यार्थ्याचे क्लासेस घेणे हा ही तुमच्या कामाचाच भाग असतो. त्यामुळे आर्थिक बाजुची काळजी नसते. अर्थात स्विस मधील सर्व युनि. मध्ये नियम असा आहे की तुमचे काम जर समाधानकारक नसेल तर प्रोफ. तुम्हाला कधीही फायर करु शकतात. माझ्याच ग्रुप मध्ये माझ्या समोरच तीन जण असे होते. Sad .त्यशिवाय काँट्रॅक्ट दरवर्षी रीनीव्यु होते. त्यामुळे थोडेफार टेन्शन असायचेच. या तिघामध्ये माझी एक खूप चांगली मैत्रीण होती. Sad

लॅब सेट अप करण्यापासुन सुरुवात केल्यामुळे बराच मशिन हँडलींग चा अनुभव मिळाला. घरातील नादुरुस्त उपकरणे, गळके नळ, इले़क्ट्रिचची छोटी मोठी कामे सध्या घरातल्या घरातच होतात. Proud या सर्व कामांदरम्यान आपण स्त्री म्हणजे काहीतरी वेगळे जाणीव कधी झाली नाही किंवा करुन देखिल दिली नाही. यावरुन एक गंमत आठवली. दुसर्‍या एका गृप मध्ये एक भारतीय मुलगा नुकताच जॉइन झाला होता. मी हेलिअम गॅस बॉटल वर्क शॉप मध्ये रीफिल साठी नेत होते. हे काम पंधरा दिवसातुन एक्दा तरी करावे लागे. मी नेहमीप्रमाणेच सिलींडर घेऊन जात होते. तेवढ्यात शेजारुन निघालेल्या या मुलाने विचारले, " दिदी, कुछ मदत करू?" त्याच्या प्रश्नाची गंमत वाटली. माझ्या नात्यातीलच एका मुलीने म्हटले, "लडकिया कार वॉश जैसी कामे नही करती" तेंव्हा पुन्हा एकदा जाणवल, हा फरकच मेंदुतून पुसला गेलाय. हे माझ्याच बाबतीत आहे अस नाही, पण बरोबरच्या इतर स्त्रियांचे काहीसे असेच आहे.

बरेच दिवस रिजल्ट्स न मिळाल्याने प्रचंड नैराश्य यायचे. रोज नविन दिवस मावळायचा तो याच प्रश्नाने की मी आज काय केलं. बरेचदा उत्तर मिळायच, नाही, काहीच नाही. एक बॅड पॅच येऊन गेला. त्यातुन मिळालेला धडा खूप मोलाचा वाटतो. फक्त नैराश्य मिळाल असं मात्र नाही म्हणता येणार. पण हा देखिल मला या प्रोसेसचाच भाग वाटतो. You cant create a new world for yourself. Happy

या क्षेत्रातच रहायचय का याच उत्तर मी ठामप्णे नाही सांगु शकत. का तेही माहित नाही. सध्या गॅप घेऊन या प्रश्नावरच विचार सुरु आहे. Happy

या क्षेत्रातदेखिल लॉबी हा प्रकार थोड्या फार फरकाने आहेच. पण त्याला पर्याय नाही. एक मात्र आहे की
चुकीची माहिती लिहुन, किंवा चुकीच्या रिजल्टस वापरून कुणीही या क्षेत्रात राहू शकत नाही. यातील फ्रॉडचा पाठपुरावा केला तर त्या व्यक्तीची डिग्री काढून घेतली जाते. अश्याच माझ्या क्षेत्रातील केस बद्दल लिहीते आहे. यातीलच दुसरा एक प्रकार म्हणजे आपल्या शैक्षणिक पात्रतेबद्दल प्रोफ. ला चुकीची माहिती देऊन किंवा माहिती लपवुन डॉक्टरेट मिळवणे. खरतर असे प्रकार सहसा होत नाहीत. कारण हाय रँक विद्यापीठाकडुन तुमच्या आधीच्या विद्यापीठाचे सर्व डीटेल्स तपासले जातात. तुमची शेवटची डीग्री कोणती? कोणत्या विद्यापीठाने दिली? ती डीग्री आमच्या विद्यापीठाच्या तुम्ही प्रवेश घेतलेल्या डीपार्ट्मधील मास्टर्स्च्या equivalent आहे का? तसेच तुमचे मास्टर्सच्या दरम्यान कोणकोणते विषय होते? तुम्ही ज्या विषयात पी .एच.डी करणार आहात तो विषय तुम्ही पुर्वी मास्टर्स ला अभ्यासला आहे का? जर त्यात काही चूकीचे आढळल्यास तुमचा प्रवेश रद्द केला जातो. माझ्याच गृप मध्ये एकाचा प्रवेश रद्द झाला होता या कारणामुळे. पण युरोपमधील सगळी विद्यापीठ असे करतात असे नाही, हे समजले तेंव्हा मात्र धक्का बसला होता.. अश्यवेळी केवळ जर्मन डिप्लोम आणि भारतीय डिप्लोमा या नामसाधर्म्यचा फायदा घेऊन एखादी व्यक्ती डॉक्टरेट मिळवते तेंव्हा वाईट निश्चितच वाटत. जर्मनी आणि जर्मन भाषीक देशांमध्ये मास्टर्स कोर्ससाठी "डिप्लोम " असा शब्द आहे. याचाच फायदा घेऊन डॉक्टरेट मिळवणारी व्यक्ती समोर आली की चीड येतेच. अर्थात हा या धाग्याचा विषय नाही. मात्र त्या एका मुलीमुळे तिथे प्रवेश घेतलेल्या जेन्युईन लोकांवर देखिल संशयाची सुई फिरते. Sad इथे कुठेतरी एथिक्सचा विचार करावा.

माझ्यासाठी तरी ही साडे चार वर्षे एखाद्या personality development course सारखी होती. डॉक्टरेट म्हणजे फार काही ग्रेट केलयं अस मला तरी वाटत नाही. पी.एच.डी मुळे मला जगातलं फार कळायला लागल असही नाही. पण स्वतःमध्येच झालेले सकारात्मक बदल पाहिले.

*********************************************************************************************************

सगळी माहिती एकाच ठिकाणी रहावी म्हणुन खाली विचारल्या गेलेल्या प्रश्नांची उत्तरे इथेच लिहीते. Happy

१) सुनीधीचे प्रश्न- अजुन थोडे सविस्तर कळेल का? म्हणजे, ते गोठवले कसे, मेमरीत गोठवलेले राहिले कसे? तिथे ते पोचले कसे?

आपल्याला माहित आहेच कि इलेक्ट्रोन्स हे प्रत्येक वस्तुचे building elements आहेत. त्यांची संरचना, परस्परातील इंटरॅक्शन्स त्या त्या पदार्थाचे गुणधर्म ठरवतात. उ.दा. मेटल, सेमीकंडक्टर, इन्सुलेटर इत्यादी. या एलेमेंटरी चार्ज च्या गुणधर्माचा वापर करुनच पुर्ण इलेक्ट्रोनिक इंडस्ट्री उभी आहे. मेटल, सेमीकंडक्टर, इन्सुलेटर हे तीन प्रकार त्यामध्ये असलेल्या इलेक्ट्रोन्सच्या संख्येवरुन केले आहेत.मेटल मध्ये सर्वात जास्त आणि इन्सुलेटर मध्ये सर्वात कमी आणि या दोहोंच्य मध्ये सेमीकंडक्टर्स. सेमीकंडक्टर इन्ड्स्ट्री मध्ये अर्थातच सेमीकंडक्टर्स चाच प्रामुख्यने वापर होतो, कारण यामधील इलेक्ट्रोन्स ना कंट्रोल करणे सोपे आहे.

अश्या एखाद्या सेमीकंडक्टर ला डोप करुन त्याची कंडक्टीवीटी वाढवली जाते. पण ती नेहमीच मेटल पेक्षा कमी असते. त्याचाच वापर करुन एक अशी सिस्टीम तयार केली जाते ज्यामध्ये इलेक्ट्रोन्स केवळ दोन दिशानाच फिरु शकतो. अश्या सिस्टीमला "Two dimensional electron gas (2DEG) " असे म्हणतात. म्हणजेच x-, y- z- या प्रतलात इलेक्टोन्स केवळ x आणि y या दोन दिशानांच जाऊ शकतो. हा या प्रयोगांचा बेस म्हणता येईल. असे 2DEG, अति उच्च निर्वात जागी तयार केले जातात.

अशी सिस्टीम वेगवेगळ्या एलेमेंट्स मध्ये तयार केली जाते. उ.दा. कार्बन, सिलीकॉन, गॅलिअम. या बेस वर नॅनोफब्रिकेशन करुन सँपल्स तयार केले जातात. अश्या सिस्टीम मध्ये इलेक्ट्रोन्स हे त्या सिस्टीम पासुन किंवा त्यातील इतर इलेक्टोन्स पासुन मात्र वेगळे होऊ शकत नाहीत, निदान अजुनतरी. म्हणुन उच्च निर्वात जागी अतिथंड केले जातात ज्यामुळे इतरांशी असलेले त्यांचे इन्टेरॅक्शन गोठले जाईल आणि हे स्पेशल इलेक्ट्रोन्स आपल्याला नीट कन्ट्रोल करता येतील. ही गोठवण्याची क्रिया डायलुशन रेफिजरेटर नामक उपकरणामध्ये केली जाते. इलेक्ट्रिक आणि मॅग्नेटिक फिल्ड मध्ये त्यांच्यावर प्रयोग केले जातात.

अर्थात ही गोठवलेली स्थिती केवळ त्या उपक्रणामध्ये असे पर्यंतच आहे. रूम टेम्परेचर ला आल्यानंतर पुन्हा आधीचेच गुणधर्म या सॅंपल मधे येतात कारण हा फक्त भौतिक बदल आहे. यावर उपाय शोधण्यासाठी देखिल अनेक प्रयोग सुरु आहेत.

२) सावलीचे प्रश्नः- सॉलिड स्टेट मेमरी आणि अशा प्रकारची मेमरी मधे काय फरक आहे.
-इलेक्ट्रॉनची स्थिती कायम ठेवण्यासाठी जे वातावरण तयार करावे लागते ते वर उल्लेखलेल्या "quantum dot. quantum wires" या संशोधनात कसे ठेवतात?

सॉलिड स्टेट मेमरी किंवा अस म्हणुया की आत्ता वापरले जणारे बिट्स आणि क्युबीट्स यामध्ये महत्वाचा फरक असेल तो क्षमता आणि स्पीड चा. सध्या इलेक्ट्रोन्स च्या गुणधर्माचा वापर करुन तयार केलेले ट्रान्सिस्टर्स वापरले जातत. अश्या बल्क इलेक्ट्रोन्स ऐवजी जर केवळ एका इलेक्ट्रोन चा वापर केला तर निश्चितच कमीत कमी जागेत जास्तीत जास्त क्षमतेचा आणि जलद ट्रांजीस्टर मिळेल.

उ.दा. एक क्वांटम डॉट हा single electron transistor" म्हणुन काम करतो. क्वांटम डॉट म्हणजे नॅनोगेट्स च्या मदतीने तयार केलेले इलेक्टोन्सचे बेट. या एका बेटाचा आकार जास्तीत जास्त १० नॅनोमीटर आहे. आता फक्त एक इलेक्ट्रोन्स चे हे बेट तयार केले तर त्याचा आकार कितीतरी पटीने कमी होईल आणि त्या बरोबरच त्याची क्षमता आणि स्पीड कित्येक पटीने वाढेल.

या प्रयोगांमध्ये इलेक्ट्रोन्स चे तपमान लिक्विड नायट्रोजन आणि आणि लिक्वीड हेलिअम चा वापर करुन, डायल्युशन रेफीजरेटर मध्ये , अति उच्च निर्वात कंडीशनमध्ये कायम मध्ये ठेवतात.

Group content visibility: 
Public - accessible to all site users

शैलजा,
"अरे वा! मस्त धागा. लिहा गं सगळ्या पीएच् डी वाल्या आणि होऊ घातलेल्या किंवा कोणत्याही प्रकारच्या संशोधनात सहभागी असलेल्या संयुक्तांनो. खूप आवडेल वाचायला."

अनुमोदन. ज्यांची पी एच डी पूर्ण झाली आहे आणि अजूनहि संशोधन करतात्, त्यांनीहि आपल्या विषयाची माहिती लिहावी.

माझ्या लहान भावाने अनेक वर्षांपूर्वी गणितात पी एच डी केली. तो अजूनहि संशोधनच करतो आहे, त्याच्या मते संशोधन संपवून इतर काही करण्यापेक्षा संशोधनच चालू ठेवणे यातच जास्त आनंद, मनाला समाधान आहे.

माझ्या ओळखीचे एक गृहस्थ या डिसेंबर मधे साठ वर्षाचे होतील. ते पुण्यात सिंबयॉटिक मधे शिकवतात. तेहि पी एच डी करत आहेत.

On the lighter side -
तसे अनेक वर्षांपूर्वी पी एच डी केलेले माझे अनेक मित्र आहेत. त्यातल्या एकाची मुक्ताफळे:
After bachelor's degree, you think you know everything there is to know about the subject. But then you start doing Master's and you think Oh, my God. I am hardly standing on the beach of this infinite sea of knowledge. How am I going to go across?
So you do Ph. D.
And then you learn - I don't think I can ever go across, but then it does not matter."

माझे नशीब की मी मास्टर्स झाल्यावर हे ऐकले, नि पी एच. डी च्या नादी न लागता, लठ्ठ पगाराची नोकरी धरली.

मस्त धागा ! संशोधन करायला डिग्रीची आवश्यकता असतेच असे नाही. त्यामुळे ज्यांनी कोणि संशोधनासच चरितार्थ मानला आहे त्यांचे अनुभव वाचायला आवडेल...

छान लिहिलयसं चारुलता , धागा सार्वजनिक केल्याबद्दल धन्यवाद.
सगळ्या पी.एच.डी. आणि इतर अभ्यासकांना खुप सार्‍या शुभेच्छा !

चारुलता, फार छान समजावुन सांगितले Happy खुप आवडले..एका अवघड विषयाशी छान ओळख करुन दिल्याबद्दल खुप धन्यवाद!

चारुलता ग्रेट. खुपच छान समजावुन सांगितले आहेस.
आणि नंतर दिलेली माहितीही खुप उपयोगी आहे.
एक दोन प्रश्न , कदाचित अगदीच कैच्याकै असतील पण तरीही विचारते.
-सॉलिड स्टेट मेमरी आणि अशा प्रकारची मेमरी मधे काय फरक आहे.
-इलेक्ट्रॉनची स्थिती कायम ठेवण्यासाठी जे वातावरण तयार करावे लागते ते वर उल्लेखलेल्या "quantum dot. quantum wires" या संशोधनात कसे ठेवतात?

"प्रत्येक डॉकचा वेगळा बाफ केल्यास जास्त चांगले होईल.. एकाच बाफ वर नंतर शोधाशोध करताना मारामारी होणार हे नक्की... आणि सगळी माहिती मुख्य बाफ वर लिहून वेगवेगळे मुद्दे योग्य ठिकाणी बोल्ड केल्यास फारच उत्तम" अनुमोदन हिम्सकुल. लेख मालिका तयार होईल.

"
"'एका महिन्यात एक' हा चांगला उपक्रम होईल." अनुमोदन अश्चिग.

नविन प्रतिसादांसाठी आभार. Happy

हिम्सकुल, dankeschön.

एका ठिकाणी एक विषय ही कल्पना आवडली. वर त्याप्रमाणे बदल केले आहेत. आणखी एक नविन धागा सुरु करते. त्या ठिकाणी या आणि नविन धाग्यांची लिंक देता येईल. Happy

लिहायला घेतलंय, पण काही बाबतीत तुम्हा सर्वांचा मोकळेपणाने सल्ला हवाय..
१. रैनाने उपस्थित केलेल्या काही मुद्यांकडे वळल्यावर (म्हणजे या संशोधनाची वैयक्तिक बाजू) लक्षात येतंय की मी माझ्या नेहेमीच्या स्टाईल्प्रमाणे फार पाल्हाळ लावतेय. तेव्हा त्याला काट मारून 'बेअर इसेन्शिअल्स' लिहू का? का पोस्ट जरा जास्तच मोठ्ठं झालं तरी चालेल? (मला दोन्हीचा सुवर्णमध्य गाठता येत नाहीये Sad ) चारुलताने कसं सुटसुटीत मुद्देसूद लिहिलंय - माझी संशोधनातली वैयक्तिक गुंतवणूक जरा फारच मधेमधे कडमडतेय..
२. याचा वेगळा धागा उघडायचा का इथेच लिहायचं?
३. महिन्याला एक वगैरे असं ठरतंय का? माझं रविवार रात्रीपर्यंत लिहून्/टायपून होईल. मग मी लगेच पोस्ट करू का पुढच्या महिन्यात?

उत्तरांच्या अपेक्षेत.. Happy

वरदा,
१) तुम्ही तुमच्या स्टाइल मध्ये लिहा. मोठ झालं तरी चालेल. तुमचे इतर लेख वाचायला फार आवडतात. हवं तर टेक्निकल डिटेल्स वेगळ्या छोट्या लेखामध्ये अथवा त्याच लेखात सुची किंवा तत्सम प्रकारे देता येण शक्य असेल तर करा.
२) वेगळा धागा उघडून लिहीलेत तर फार बर होईल. शोधायला सोप्पे जाईल
३) मी तर म्हणेन झाल्यावर लगेच पोस्ट करा. मला खूप उत्सुकता आहे तुमच्या संशोधनाबद्दल.
ही माझी मते. Happy

मस्त लिहिलय! संशोधन क्षेत्रात असणार्‍या सगळ्यांनीच आपापले अनुभव लिहा.
मला स्वत:ला पी एचडी झालेल्या लोकांबद्दल फार म्हणजे फारच आदर वाटतो ! त्यामुळे सगळ्यांचं लिखाण वाचायला खूप आवडेल.
चिन्मय, आशिष, वरदा ह्यांनी लिहावेच आणि सई केसकर पण रिसर्चमध्ये आहे ना? तिने माहिती बरोबर तिच्या नेहमीच्या खुसखुशीत शैलीत वेगळे अनुभवही लिहावेत.

वरदा, हव्या तितक्या विस्तारानी लिही. युनीट्स केलेस तर जास्त चांगले होईल.

स्वाती +१
वॉव वरदा, Happy
१. विस्तृत, प्रवाही आणि वैयक्तिकही Happy मलाही तेच वाचायला आवडेल. प्लीज प्लीज लिही.
२. शक्यतो वेगळा धागा
३. शक्यतो २१ तारखेपर्यंत टाकशील? म्हणजे प्रत्येकालाच योग्य वाव/ वेळ मिळेल. २ आठवडे प्रत्येकी तरी...

ही माझी वैयक्तिक मते आहेत. सर्वानुमते काही वेगळे ठरले तर तसे.. Happy

निवांत,
वरदा नंतर डिसेंबरात तुमचे नाव टाकायचे का? Happy

आशिष, रुनी, सगळे
तुमचे?

मृदुला,
तूही प्लीज लिही (सोपे). ओ की ठो माहित नाही तू म्हणतेस त्याबद्दल. मेमर्‍या चिपेत कोंबतात कशा?

चारूलता, धाग्याच्या डोक्यावर स्केड्युल टाकशील का जस्जसे ठरेल तसे कृपया ?

नविन धाग्याबद्द॑ल आणि गृपबद्दल धन्यवाद अ‍ॅड्मिन.

रैना, +१. वरदा तुझ्या लेखाची वाट बघतेय.

निवांत, केमि. इंजि. मध्ये पी.एच्.डी.! सही. वाचायला नक्की आवडेल Happy

हेडरमध्ये पुढचे खो देण्यासाठी वरदा, निवांत, आस्चिग, रुनी, मृदुला,लाजो, संपदा, चिनुक्स, भाग्या, अनिता, चंपक आणि मला माहित नसलेले बाकीचे आपापले स्केज्युल सांगता का? Happy

सुनिधी आणि सावली, तुम्ही विचारलेल्या फिजीक्स संबधीत प्रश्नांची उत्तरे लेखाच्या मुख्य भागातच लिहीली आहेत, जेणेकरुन सगळी माहिती एका फ्लो मध्येच येईल. Happy

मृदुला आणि पेशवा, संशोधन, डीग्रीची आवश्यकता, संशोधक म्हणुन पाळावे लागणारे एथिक्स हे दुसर्‍या एका लेखात लिहिण्याचा विचार आहे. Happy

वरदा जरुर लिहा, नवर्याच्या थिसीस बद्दल पण लिहा.
इथे झक्की म्हणाले तशी आमची स्थिती आहे.
पुढील भागांसाठी उत्सुक.

मृ, दुसर्‍यांकडे काय बोटं दाखवतेस :p मृण्मयीचं नाव पण घाला यादीत. तिनेही Biochemistry (बहुतेक) क्षेत्रात संशोधन केले आहे.

सई केसकर पण संशोधन क्षेत्रातच आहे ना?
सोशल सायन्सेसमधल्या कुठल्या विषयात संशोधन करणारे आहे काय कुणी?

माझा एक प्रश्न सगळ्याच संशोधन क्षेत्रातल्यांसाठी आहे.
डॉक्टरेट करण्याची स्वतःची कुवत ओळखायची कशी? किंवा दुसर्‍या शब्दात म्हणायचे तर विषय कुठलाही असो पण डॉक्टरेट करण्यासाठी काय प्रकारच्या मानसिक तयारीची, माइंडसेटची गरज असते?

विविध प्रकारच्या कलांच्या क्षेत्रामधे मास्टर्सनंतर सरळ सरळ दोन भाग पडलेले असतात. प्रत्यक्ष कलानिर्मिती (प्रोफेशनल हा शब्द वापरला जातो अनेकदा) हा एक आणि दुसरा 'अ‍ॅकेडेमिक्स'. दोन्हीमधे काम करणार्‍या लोकांच्या मानसिकतेमधे, काम करण्याच्या पद्धतीमधे, विचारपद्धतींमधे जमिनअस्मानाचा फरक असतो.

असे काही इतर क्षेत्रांमधे असते का? आणि आपण कुठल्या बाजूचे हे समजायच्या कसोट्या काय?

हो. अभियांत्रिकी मध्येही 'इंडस्ट्री' आणि 'अ‍ॅकॅडेमिया' अशी सुस्पष्ट विभागणी असते. दोन्हीकडे कामाचे उद्दिष्ट वेगवेगळे असल्याने मानसिकतेत, कामाच्या पद्धतीत फरक असतो.

आणि आपण कुठल्या बाजूचे हे समजायच्या कसोट्या काय? >>> हे मात्र तुला समजलं तर मलाही सांग Happy

माझ्यासाठी इतकंच समजलं होतं मला की आपली अ‍ॅकेडेमिक्सची कुवत नाही आणि तेवढी चिकाटी आपल्या अंगी नाही. मी त्यात न पडल्याने अ‍ॅकेडेमिक्सची बरीच मोठी हानी व्हायची वाचली. Happy

विनोद जाऊदेत पण ज्या वेळेला त्या निर्णय घेण्याच्या वेळेला येतो कुणीही त्यावेळेला त्याला स्वतःला तपासून बघता आलं तर बरं ना. त्यामुळे तुम्ही विविध प्रकारच्या संशोधनांमधे कार्यरत असलेल्या लोकांनी सांगा की काय गोष्टी असतात ज्या कुठल्याही विषयातल्या संशोधनक्षेत्रात पडण्यासाठी गरजेच्या असतात. तुमच्यापुढे प्रोफेशनल की अ‍ॅकेडेमिक्स किंवा इंडस्ट्री की अ‍ॅकेडेमिया असे पर्याय आले तेव्हा काय गोष्टी तुम्ही लोकांनी स्वतःला अ‍ॅकेडेमिक्ससाठी कंपॅटिबल आहोत आपण हे काय निकषांवर ठरवलंत?

मला अजून नेमकेपणाने माझा प्रश्न मांडता येत नाहीये. समजून घ्या. Happy

नीधप, गणितामध्ये तरी मी आणि माझ्या बर्‍याच मित्रांचं म्हणणं असं आहे, की आपल्याला दुसरं काही करता येणार नाही म्हणून आपण हे करतोय. Proud विनोदाचा भाग सोडला, तरीसुद्धा ते खरं आहे थोड्याफार प्रमाणात. माझ्या बाबतीत तरी मला पक्कं माहित आहे, की माझं दुसर्‍या कशात मन रमणार नाही. करता बरंच काही येईल, पण इथे धडपडण्यात जी मजा आहे, ती दुसरं काही सफाईदारपणे करण्यात नाही. अर्थात, तुम्हाला हे तुमच्या प्रश्नाशी कितपत संबंधित वाटेल, मला माहित नाही. पण हे असं कशासाठी वाटणं हे गरजेचं तरी आहे, पुरेसं मात्र नाही, असं माझं मत आहे. 'पुरेसं काय आहे' ह्याविषयी इतरांची मतं जाणून घ्यायला मला आवडेल.

माझ्या मित्रांच्या वगैरे उदाहरणावरून मी म्हणू इच्छितो, की अमूर्त गणितात तरी मास्टर्स पर्यंत अंगभूत हुशारीने (smartness) निभावून नेता येऊ शकेल, पण इथे मात्र wisdom (ह्याला तंतोतंत मराठी शब्द काय असावा? शहाणपण?) आणि खोली (depth) सुद्धा असणं आवश्यक आहे. एका एका प्रश्नावर विचार करण्यात आठवडा-महिना जातो कधीकधी. (अजून माझं संशोधनात्मक काम चालू झालेलं नाही.) कधीकधी नैराश्य (मला depression न म्हणता frustration म्हणायचंय) सुद्धा असतं. सध्या मी १९२० - १९५० मध्ये माझ्या क्षेत्रात जे काही झालं ते शिकतोय. कधीकधी असं वाटतं, की गेली ४-५ वर्षं वाचतोय तरी इथपर्यंतच आलोय, पुढे कधी जाणार? आपण जे करतोय, ते करतच राहाण्याची कुवत मला फार महत्वाची वाटते. खूप हुशार असण्यापेक्षा सुद्धा हे जास्त महत्वाचं आहे. पंचाऐंशी - नव्वद वर्षाचे लोक जेव्हा आमच्याच उमेदीने (किंबहुना जास्तच) काम करताना मी बघतो, तेव्हा मला तपोवृद्ध या शब्दाची प्रत्यक्ष प्रतिमा दिसते. सगळेच असे नसतील, पण तरीही बरीच वर्षं काम करावं लागतं एकंदरीत. त्यातून बुद्धीची सगळीच अंगं वापरावी लागतात प्रज्ञा, मेधा आणि प्रतिभा वगैरे. हे सगळं नियमित करता आलं पाहिजे आणि ते हे करण्यात रस असेल तरच येतं.

तुमच्या professional आणि academics बद्दलच्या प्रश्नाचं उत्तर काय असावं काय माहित. कदाचित नवीन वाद चालू होईल यातून, पण मी तरी अमूर्त गणिताला कलाक्षेत्रच मानतो. आणि इथे professional हेच academicians असतात असं म्हणता येईल. . त्या अनुषंगाने कदाचित तुमचा प्रश्न असा घेतो मी, की लोकांसमोर गणितकलेचं मनोहर रूप प्रदर्शित करणारे जे असतील (expositors) आणि प्रत्यक्ष उच्चस्तरीय काम करणारे जे असतील (researchers) त्यांच्यात काय फरक असतो, काही कसोट्या असतात का, वगैरे. माझ्या मते असतो, आणि तो तसा बराच तरल आहे. पण ते तुम्हाला अपेक्षित नसावं म्हणून देत नाही.

नी, मी exactly संशोधन क्षेत्रात नाही. Industry मध्ये research and development करते त्यामुळे त्यात काही प्रमाणात संशोधन असलं तरी ते academia मधल्या संशोधनापेक्षा वेगळं असतं -- अनेक कारणांमुळे. माझ्यापुरतं बोलायचं झाल्यास मी मास्टर्स करताना दोन वेगवेगळ्या research projects मध्ये involved होते. ते काम खूप मनापासून एंजॉय केलं आणि academia मध्ये शिरायचा खूप मोह होत होता. पण दोन गोष्टी होत्या -- एक म्हणजे तू म्हणतेस तसं आपल्या अंगी एवढी चिकाटी आहे असा कॉन्फिडन्स नव्हता आणि दुसरं जास्त महत्त्वाचं कारण म्हणजे engineering मधल्या काही महत्त्वाच्या aspects ला academia मध्ये स्पर्श होत नाही (किंवा पुरेसा होत नाही) -- जसे NRE cost (non-recurring engineering costs), time-to-market या product design मधल्या फार महत्त्वाच्या constraints आहेत. या constraints खाली, त्यांच्या दबावाखाली काम करायला न लागल्यामुळे एक इंजिनियर म्हणून आपण एक अनुभव, एक चॅलेंज मिस करत आहोत असं कुठेतरी वाटत होतं. तसंच आपण डिझाईन केलेलं प्रॉडक्ट प्रत्यक्ष आयुष्यात वापरलं जाताना बघणं हे फार gratifying असतं. Academia मध्ये राहून या सगळ्याचा अनुभव मिळणं दुर्मिळ. Academia मध्ये industry शी interaction होते, नाही असं नाही - पण ती लिमिटेड असते. तर हा अनुभव घ्यावा, त्यात काय मजा आहे ती बघावी आणि मग काय ठरतंय ते पहावं असं वाटलं. Having said that, कंपनीत आठ ते पाच काम करताना मी युनिवर्सिटीतलं academic वातावरण, तिथलं कमाचं स्वातंत्र्य खूप मिस करते कधी कधी. आपण अनेक महिने जीव ओतून, अभिमान वाटावं असं काम केलेला एखादा प्रॉजेक्ट मॅनेजमेंटच्या निर्णयामुळे, कुठल्यातरी (आपल्याला ज्याच्याशी काही देणं घेणं नसतं अशा ) बिजनेस स्ट्रॅटेजीमुळे स्थगित झाला की फार फ्रस्ट्रेशन येतं. अर्थात माझा industry आणि academia दोन्हीतला अनुभव फारच तोकडा आहे. इतर अनुभवी इंजिनियर्सचं मत वाचायला आवडेल. मृदुला??

तुमच्या कलाक्षेत्रातही असंच असेल का? फिल्म कशी बनवायची हे पुस्तकात वाचणं, शिकवणं आणि कधी मधी एखाद्या production मध्ये involve होण्यापेक्षा प्रत्यक्ष त्या व्यवसायात उतरून आपल्या कामाची पावती प्रेक्षकांकडून मिळवण्यात जास्त मजा/थ्रिल्/ग्रॅटिफिकेशन आहे?

जबरदस्त! प्रचंड प्रचंड धन्यवाद!
लेखतर सॉल्लीड आहेच पण त्या अनुषंगाने चालू झालेली चर्चाही उत्तम आहे.
संशोधनाची वैयक्तिक.मानवी बाजू, त्यासाठी लागणारा अ‍ॅप्टिट्यूड, एकंदरीत विचारप्रक्रिया याबद्दल वाचायला आणि चर्चा करायला नक्कीच आवडेल.
मला असे वाटतेय की आपण एका अत्यंत महत्वाच्या विषयाला सुरुवात केली आहे .इथे अनेक क्षेत्रात संशोधन करणारे लोक आहेत, या सगळ्यांचे अनुभव एकत्र आले तर 'संशोधन प्रक्रिया आणि वैज्ञानिक दृष्टीकोन' यावर मराठीत आजवर न झालेले एक डॉक्युमेंट तयार होईल. शास्त्रज्ञ, संशोधन याबद्दलचा एक आदरयुक्त दुरावा जाण्यासाठी त्याचा फार उपयोग होईल.
नी आणि रैनाला अनुमोदन.

रिसर्च, पी.एच.डी, थिसीस, यश-अपयश, academia vs industry, basic vs applied research...
फारच जवळचा विषय चर्चेत आहे इथे Happy
मला माझ्या रिसर्च बद्दल लिहायला आवडेल (मनासारखं लिहायला जमेल की नाही माहित नाही).... पण प्रयत्न करुन पाहायला हवं Happy

Pages