ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.
ಅದು ಅಪರೂಪದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ – ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಶೂನ್ಯ ಪ್ರತಿರೋಧದೊಂದಿಗೆ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ನಡೆಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಶಾಖಕ್ಕೆ ಏನೂ ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ – ಇದು ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್, ಶಕ್ತಿ ಗ್ರಿಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಸಾರಿಗೆಯನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಭರವಸೆ ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಉಚಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅತ್ಯಂತ ತಣ್ಣನೆಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸಿದಾಗ ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಜೋಡಿಯಾಗಿ ಅವು ಯಾವುದೇ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪವಿಲ್ಲದೆ ವಸ್ತುಗಳ ಮೂಲಕ ಜಿಪ್ ಮಾಡಬಹುದು.
2007 ರಲ್ಲಿ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಜೋಡಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ತರಂಗ (PDW) ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಹೆಚ್ಚು ವಿಲಕ್ಷಣ ರೀತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನೆಯ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಊಹಿಸಿದರು, ಅಲ್ಲಿ ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿಗಳು ಮರಳಿನ ಮೇಲೆ ತರಂಗಗಳಂತೆ ಚಲಿಸುವಾಗ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ.
ಈಗ ಅರ್ಬಾನಾ-ಚಾಂಪೇನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಇಲಿನಾಯ್ಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರ ನೇತೃತ್ವದ ತಂಡವು ಯುರೇನಿಯಂ ಡಿಟೆಲುರೈಡ್ ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ PDW ಗಳ ಬಲವಾದ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ, ಅವರ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ PNAS.
ಇದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ, ಮಾದರಿಗಳು ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಸ್ಟೇಟ್‌ನ ಹೊರಗೆ ಇರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಇದು ಹಿಂದೆಂದೂ ನೋಡಿಲ್ಲ.
“ಜೋಡಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅಲೆಗಳು ಚೆಷೈರ್ ಕ್ಯಾಟ್‌ನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ಗ್ರಿನ್” ಎಂದು ಅರ್ಬಾನಾ-ಚಾಂಪೇನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಇಲಿನಾಯ್ಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಎಡ್ವರ್ಡೊ ಫ್ರಾಡ್‌ಕಿನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
“ಅವುಗಳು ಹಂತವು ಕಣ್ಮರೆಯಾದ ನಂತರ ಉಳಿದಿರುವ ಕುರುಹುಗಳಾಗಿವೆ.
“ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಪೂರ್ಣ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಸಂಭವಿಸಿದಾಗ ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಪರಿವರ್ತನಾ ಬಿಂದುವಿನ ಮೇಲಿರುವ PDW ಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಅವಲೋಕನವು ಅವು ವಿಭಿನ್ನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಮೊದಲೇ ರೂಪುಗೊಂಡಿವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.”
ಯುರೇನಿಯಂ ಡೈಟೆಲ್ಯುರೈಡ್ ಸುಮಾರು 2.1 ಕೆಲ್ವಿನ್ (ಸುಮಾರು -271 °C ಅಥವಾ -456 °F) ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಆಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಅಪರೂಪದ ‘ಸ್ಪಿನ್-ಟ್ರಿಪ್ಲೆಟ್’ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ವಿಶೇಷ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಯಾಗಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಸಹ ಸಣ್ಣ ಕಾಂತೀಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.
PDW ಗಳ ಚಿಹ್ನೆಗಳು ಈ ಹಿಂದೆ ಲೋಹದಲ್ಲಿ ಪತ್ತೆಯಾಗಿದ್ದವು ಮತ್ತು ಇಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧಕರು ಕಸ್ಟಮ್-ನಿರ್ಮಿತ, ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಯುರೇನಿಯಂ ಡೈಟೆಲುರೈಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹತ್ತಿರದ ನೋಟವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರು.
ವಸ್ತುವನ್ನು ವೆಕ್ಟರ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಫೀಲ್ಡ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಟನೆಲಿಂಗ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (STM) ಮೂಲಕ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಇದು ಬಹು, ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಕಾಂತೀಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು.
“ನಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗದ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಹೊಸದಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ವೆಕ್ಟರ್-ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಉಪಕರಣಗಳು, ಇದು ಅನೇಕ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಅಸಾಧಾರಣವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್-ಫೀಲ್ಡ್ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ” ಎಂದು ಅರ್ಬಾನಾ-ಚಾಂಪೇನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಇಲಿನಾಯ್ಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಝೆನ್ ಝು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
“ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪರಿಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕು ಎರಡನ್ನೂ ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ಬದಲಿಸುವ ಮೂಲಕ, ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ, ಈ ವಿಧಾನಗಳು ಹೇಗೆ ವಿಕಸನಗೊಂಡವು ಎಂಬುದನ್ನು ನಾವು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ನಾವು ಗಮನಿಸಿದ ನಡವಳಿಕೆಯು ಆಂತರಿಕವಾಗಿದೆ ಎಂಬ ವಿಶ್ವಾಸವನ್ನು ಮೂಡಿಸಬಹುದು.”
ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ನಿರ್ಣಾಯಕ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಕೆಳಗೆ ಅವರು ನೋಡುತ್ತಿರುವ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಮೇಲಿರುವ ಒಂದು ಹಂತದಲ್ಲಿ.
“ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಸಲು ಹೊಸ ವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, ಜೋಡಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅಲೆಗಳು ನಿಖರವಾಗಿ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವ ರೋಹಿತದ ಸಹಿಗಳನ್ನು ನಾವು ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು” ಎಂದು ಅರ್ಬಾನಾ-ಚಾಂಪೇನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಇಲಿನಾಯ್ಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ವಿದ್ಯಾ ಮಾಧವನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
“ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಕಣ್ಮರೆಯಾಗುವ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಮೋಡ್‌ಗಳು ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಾವು ತೋರಿಸಿದ್ದೇವೆ, ಇದು ಮೊದಲು ಮನವರಿಕೆಯಾಗಿ ಗಮನಿಸದ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮುನ್ಸೂಚನೆಯಾಗಿದೆ.”
ಫ್ರೇಮ್‌ಬೋರ್ಡರ್ = “0″ ಅನುಮತಿಸು = “ವೇಗಮಾಪಕ; ಸ್ವಯಂಪ್ಲೇ; ಕ್ಲಿಪ್ಬೋರ್ಡ್-ಬರೆಯಿರಿ; ಎನ್ಕ್ರಿಪ್ಟ್-ಮಾಧ್ಯಮ; ಗೈರೊಸ್ಕೋಪ್; ಚಿತ್ರ-ಚಿತ್ರ; web-share” referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin” allowfullscreen>ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಯುರೇನಿಯಂ ಡೈಟೆಲುರೈಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಬೃಹತ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ನಡೆಯುತ್ತಿದೆ ಎಂದು ಇದರ ಅರ್ಥವಲ್ಲ, ಆದರೆ ಇದು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಸ್ಥಿತಿಯ ಹೊರಗೆ ಹೇಗೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಇದು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಪ್ರಗತಿಗಳು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಈ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ.
ಚಾರ್ಜ್ ಡೆನ್ಸಿಟಿ ವೇವ್ಸ್ (CDWs) ಎಂಬ ಮತ್ತೊಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಏರಿಳಿತದ ಸ್ಥಿತಿ ಇದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಏಕರೂಪವಲ್ಲದ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ತರಂಗಗಳು PDW ಗಳಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಅರ್ಥೈಸುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
“PDW ಗಳು ನೈಜ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಟ್ರಿಕಿಯಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಕೆಲವು ಪ್ರಯೋಗಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳಂತೆ ಮತ್ತು CDW ಗಳಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. [others],” ಎಂದು ಸ್ಟ್ಯಾನ್‌ಫೋರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಜೂಲಿಯನ್ ಮೇ-ಮನ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
“PDW ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸಲು ಉನ್ನತ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಡೇಟಾ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.”
ನಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ PNAS.
ಈ ಲೇಖನವನ್ನು ಪೀಟರ್ ಡಾಕ್ರಿಲ್ ಅವರು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಪರಿಶೀಲಿಸಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಪೀಟರ್ ಡಾಕ್ರಿಲ್ ಅವರು ಸಂಪಾದಿಸಿದ್ದಾರೆ. ನಮ್ಮ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಾವು ಹೆಮ್ಮೆಪಡುತ್ತೇವೆ, ನಾವು ಕೇವಲ ಮನುಷ್ಯರು. ನೀವು ತಪ್ಪನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದರೆ, ದಯವಿಟ್ಟು ನಮಗೆ ತಿಳಿಸಿ.
