भौतिकविदों ने क्वांटम बवंडरों को पीछे छोड़कर अतिचालक की वास्तविक सीमा तक पहुँच गए हैं

द्वारा संपादित: Svitlana Velhush

अतिचालक प्रौद्योगिकी में क्रांति का वादा करते हैं — लेविटेटिंग ट्रेनों से लेकर शक्तिशाली कण त्वरक और चिकित्सा स्कैनर तक। हालाँकि, उनका कार्य एक नाज़ुक संतुलन तक सीमित है: बहुत अधिक धारा या चुंबकीय क्षेत्र उस अवस्था को नष्ट कर देता है जिसमें बिजली बिना प्रतिरोध के बहती है।

सामान्य दिष्टधारा मापों में इस सीमा तक पहुँचना कठिन है। क्वांटम भँवरें — चुंबकीय फ्लक्स से बने सूक्ष्म «बवंडर» — इससे आगे निकल जाती हैं, जो द्वितीय प्रकार के अतिचालकों में उत्पन्न होती हैं और शीघ्र ही तापन तथा प्रतिरोध पैदा कर देती हैं।

हैम्बर्ग में मैक्स प्लांक संस्थान के वैज्ञानिकों ने इस बाधा को दूर करने का उपाय खोज निकाला। उन्होंने 300 फ़ेम्टोसेकंड अवधि के लेज़र स्पंदों का उपयोग किया, जो मात्र कुछ पिकोसेकंड के विद्युत स्पंदों में बदल गए। इस दौरान भँवरें खिसककर अतिचालकता को भंग करने में सफल नहीं हो सकीं।

प्रयोग में नाइओबियम-नाइट्राइड ने सामान्य क्रांतिक मान से 2,2 गुना अधिक धारा सहन की, और फिर अतिचालकता अचानक समाप्त हो गई — कूपर युग्मों के टूटने पर ठीक ऐसा ही होना चाहिए। यिट्रियम-बेरियम-कॉपर ऑक्साइड पर आधारित पदार्थ में ऊर्जा अंतराल की भिन्न सममिति के कारण यह प्रक्रिया अधिक सहज रही।

यह नई विधि पदार्थों के उन मूलभूत गुणों को सीधे मापने की सुविधा देती है जो सामान्य मापों में अप्राप्य हैं। यह अनेक अतिचालकों को उनकी वास्तविक सीमाओं पर परखने तथा अधिक टिकाऊ उपकरण बनाने का मार्ग खोलती है।

यह शोध Nature Physics में प्रकाशित हुआ है और दर्शाता है कि गति कभी-कभी सब कुछ तय कर देती है: यह देखने के लिए कि कोई पदार्थ वास्तव में क्या कर सकता है, क्वांटम प्रक्रियाओं से आगे निकल जाना ही पर्याप्त है।

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स्रोतों

  • A Major Superconductor 'Speed Limit' Was Just Broken

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HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

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