NIST में एक खोज यूरेनियम की क्वांटम सामग्री के बारे में धारणाओं को उलट देती है

द्वारा संपादित: Svitlana Velhush

NIST की प्रयोगशाला में वैज्ञानिकों का सामना एक ऐसी सामग्री से हुआ जो ऐसा व्यवहार करती है जैसा पाठ्यपुस्तकों के अनुसार अतिचालकों को नहीं करना चाहिए। यूरेनियम डाइटेलुराइड (UTe₂) ऐसे चुंबकीय क्षेत्रों में भी अतिचालक अवस्था बनाए रखता है जो आमतौर पर अन्य पदार्थों में इस गुण को नष्ट कर देते हैं। यह खोज अतिचालकता की प्रकृति के बारे में स्थापित धारणाओं पर पुनर्विचार करने को बाध्य करती है।

अतिचालकों का उपयोग चिकित्सा में लंबे समय से होता आ रहा है — MRI स्कैनरों में वे धारा को बिना हानि के बहने देते हैं। हालाँकि, अधिकांश ज्ञात पदार्थ तीव्र चुंबक के प्रभाव में यह गुण खो देते हैं। UTe₂ इसके विपरीत प्रदर्शित करता है: यह बहुत उच्च क्षेत्रों में भी अतिचालक बना रहता है, यद्यपि यह केवल दो केल्विन से नीचे के तापमान पर ही काम करता है — निरपेक्ष शून्य से मात्र दो डिग्री ऊपर।

शोधकर्ताओं का अनुमान है कि यह सामग्री टोपोलॉजिकल अतिचालकों के वर्ग की है। ऐसे पदार्थों में इलेक्ट्रॉन विशेष युग्म बनाते हैं जो बाहरी व्यवधानों से सुरक्षित रहते हैं। यह गुण क्वांटम कंप्यूटरों में स्थिर क्यूबिट बनाने के लिए उपयोगी हो सकता है, जहाँ शोर से उत्पन्न त्रुटियाँ सबसे बड़ी समस्या हैं।

NIST के डॉक्टर निकोलस बुच ज़ोर देते हैं: यह कार्य मूलभूत विज्ञान के ढाँचे में किया जा रहा है, जहाँ परिणाम हमेशा तुरंत स्पष्ट नहीं होता। इतिहास दिखाता है कि तत्काल अनुप्रयोग के बिना किए गए आविष्कार अक्सर दशकों बाद सफलताओं को जन्म देते हैं — जैसा कि 1980 के दशक में खोजे गए ऑक्साइड अतिचालकों के साथ हुआ था।

प्रयोगशाला के अवलोकन से वास्तविक उपकरण तक का मार्ग लंबा है। गुणों की पुष्टि करनी होगी, उत्पादन व्यवस्थित करना होगा और सामग्री को प्रौद्योगिकियों में एकीकृत करना होगा। फिलहाल UTe₂ अध्ययन का विषय बना हुआ है, तैयार समाधान नहीं।

ऐसे अनुसंधानों का वित्तपोषण निर्णायक बना हुआ है: मूलभूत विज्ञान के समर्थन के बिना अनेक भविष्य की प्रौद्योगिकियाँ बस अस्तित्व में ही नहीं आएँगी। NIST की खोज याद दिलाती है कि प्रकृति में अभी भी बहुत से आश्चर्य छिपे हैं, यहाँ तक कि अच्छी तरह अध्ययन किए गए क्षेत्रों में भी।

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स्रोतों

  • A discovery at NIST changed how researchers think about an unusual quantum material

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