कमरे के तापमान पर अतिचालकता: एक प्रमुख बाधा पार हो गई

द्वारा संपादित: Svitlana Velhush

ऐसी रेलगाड़ी की कल्पना कीजिए जो बिना घर्षण के पटरियों के ऊपर उड़ती है, या ऐसे स्मार्टफ़ोन चार्जर की, जिसमें एक भी वाट व्यर्थ नहीं जाता। अतिचालकता — वह परिघटना जिसमें विद्युत धारा बिना प्रतिरोध के बहती है — ठीक ऐसी ही संभावनाएँ खोलती है। परंतु दशकों तक यह केवल अत्यंत निम्न तापमानों पर ही उपलब्ध रही, जिनके लिए द्रव हीलियम से महँगी शीतलन की आवश्यकता होती थी।

यूट्रेक्ट, लाइडन विश्वविद्यालयों और म्यूनिख के वैज्ञानिकों का नया शोध इस प्रिय लक्ष्य को निकट लाता है। आज जर्नल Science में प्रकाशित यह कार्य दर्शाता है कि अतिचालकता की दो प्रमुख शर्तों में से एक अब कमरे के तापमान पर पूरी हो सकती है। यह आगे की ओर एक महत्वपूर्ण कदम है, यद्यपि पूरी तस्वीर अभी स्पष्ट नहीं है।

अतिचालकता के लिए दो बातें आवश्यक हैं। पहला, इलेक्ट्रॉनों को कूपर युग्मों में संयुक्त होना चाहिए। दूसरा, इन युग्मों को समकालिक रूप से गति करनी चाहिए — तथाकथित कला-सुसंगति। सामान्य अतिचालकों में दोनों प्रक्रियाएँ बहुत कम तापमानों पर एक साथ होती हैं। 1980 के दशक में खोजे गए उच्च-तापमान वाले पदार्थों में स्थिति भिन्न है।

वैज्ञानिकों ने पाया कि ऐसे पदार्थों में कूपर युग्म अतिचालक अवस्था में संक्रमण बिंदु से काफ़ी अधिक तापमानों पर ही बन जाते हैं। शोध के एक प्रमुख नेताओं में से एक इंगमार स्वार्ट टिप्पणी करते हैं, «युग्मों को बाँधे रखने वाला ‘गोंद’ इतना मज़बूत है कि वे कमरे के तापमान पर भी बने रह सकते हैं।» इस प्रकार, संकीर्ण स्थान युग्मों की समकालिक गति ही बना हुआ है।

मापन के लिए टीम ने अपना स्वयं का उपकरण बनाया, जो अलग-अलग इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन की जाने वाली धारा और युग्मों द्वारा वहन की जाने वाली धारा में भेद कर सकता है। इससे सीधे यह देखना संभव हुआ कि युग्मन कब और कैसे होता है। परिणाम पुष्टि करते हैं: पहला प्रमुख चरण सामान्य परिस्थितियों में प्राप्य है।

यदि कला-सुसंगति को सुलझा लिया जाए, तो कमरे के तापमान पर अतिचालकता का मार्ग वास्तविक हो जाएगा। तब अत्यधिक शीतलन के भारी खर्च के बिना अति-कुशल विद्युत पारेषण लाइनें, शक्तिशाली क्वांटम कंप्यूटर और चुंबकीय उत्तोलन वाली रेलगाड़ियाँ सामने आएँगी। शोधकर्ता अब इस दूसरे कार्य पर ध्यान केंद्रित करने की योजना बना रहे हैं।

यह खोज तत्काल क्रांति का वादा नहीं करती, परंतु स्पष्ट रूप से बताती है कि आगे किस दिशा में बढ़ना है। अब यह स्पष्ट है कि एक प्रमुख अवरोध पार करना संभव है — और यह उचित आशा का संचार करता है।

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स्रोतों

  • New research offers hope for room-temperature superconductivity

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