SUPERCONDUCTIVITY IN TAMIL | புதிய சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி
SUPERCONDUCTIVITY IN TAMIL:
இந்த வருடம், மின்தறி எதிர்ப்பில்லாமல் மின்சாரம் ஓடும் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி மூன்று தனித்துவமான பொருட்களில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அதில் இரண்டு நிகழ்வுகள் இந்த நிகழ்வை பற்றிய பாடநூல் புரிதலை விரிவுபடுத்துகின்றன. மூன்றாவது கண்டுபிடிப்பு அதை முற்றிலும் தகர்த்துவிடுகிறது. “இது மிகவும் விசித்திரமான சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி. பலரும் இது சாத்தியமில்லை என்று கூறியிருப்பார்கள்,” என்று ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் பௌதிகவியலாளர் அஷ்வின் விஷ்வநாத் (இப்பணியில் ஈடுபடாதவர்) கூறினார்.
1911-ஆம் ஆண்டு, டச்சுக் விஞ்ஞானி ஹீகே காமர்லிங் ஓனெஸ் மின்தறி எதிர்ப்பு மறைவதை முதன்முதலாக கண்டுபிடித்ததிலிருந்து, சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி பௌதிகவியலாளர்களை கவர்ந்து வருகிறது. இது எப்படி நிகழ்கிறது என்ற புதிர் இருக்கிறது: இந்த நிகழ்வு மின்சாரத்தை கடத்தும் எலக்ட்ரான்கள் இணைவதை தேவைப்படுத்துகிறது. எலக்ட்ரான்கள் ஒன்றையொன்று தள்ளி விடும், ஆனால் அவை எப்படி இணைகின்றன?
அதே நேரத்தில் தொழில்நுட்பத்தின் வாய்ப்புகளும் உள்ளன: ஏற்கனவே, சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி மூலம் எம்.ஆர்.ஐ இயந்திரங்கள் மற்றும் சக்திவாய்ந்த துகள்கள் மோதும் இயந்திரங்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பௌதிகவியலாளர்கள் இந்த நிகழ்வு எப்போது, எப்படி நிகழ்கிறது என்பதை முழுமையாகப் புரிந்துகொண்டால், கடினமான சூழ்நிலையில் அல்லாது, சாதாரண வெப்பநிலையில் மின்சாரம் கடத்தும் கம்பிகளை உருவாக்க முடியும். உலகத்தை மாற்றும் தொழில்நுட்பங்கள் — இழப்பில்லா மின்கோடுகள், காந்தத்தால் மிதக்கும் வாகனங்கள் — உருவாகக்கூடும்.
சமீபத்திய இந்த கண்டுபிடிப்புகள் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியின் புதிரை மேலும் வலுப்படுத்தி, நம்பிக்கையை அதிகரித்துள்ளன. “பொருட்களில் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி எல்லா இடங்களிலும் இருக்கின்றது போல தெரிகிறது,” என்று வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழகத்தின் பௌதிகவியலாளர் மேத்யூ யான்கோவிட்ஸ் கூறினார்.
இந்த கண்டுபிடிப்புகள் சமீபத்திய பொருட்கள் அறிவியலின் புரட்சியிலிருந்து வந்துள்ளன: இந்த மூன்று புதிய சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி நிகழ்வுகளும் அணுக்களைக் கொண்ட தட்டையான தாள்களில் உருவாக்கப்பட்ட சாதனங்களில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. இந்த பொருட்கள் மிகவும் நெகிழ்வுத்தன்மையைக் கொண்டவை; ஒரு பொத்தானை அழுத்துவதால், பௌதிகவியலாளர்கள் அவற்றை மின்சாரம் கடத்தும், தனிமைப்படுத்தும், மற்றும் அதீதமான மற்ற செயல்பாடுகளுக்கு மாற்ற முடிகிறது — சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியைத் தேடும் வேட்டை ஒரு புதிய ரசவாதம் போன்று மாறியுள்ளது.
இப்போது, இந்த நிகழ்வு பல்வேறு காரணங்களால் நிகழக்கூடும் என்ற சாத்தியம் அதிகமாக உள்ளது. எப்படி பறவைகள், தேனீக்கள், மற்றும் தட்டுப் பூச்சிகள் வெவ்வேறு இறக்கைகள் மூலம் பறக்கின்றனவோ, அப்படியே பொருட்கள் எலக்ட்ரான்களை வெவ்வேறு முறையில் இணைக்கின்றன. பௌதிகவியலாளர்கள் இரண்டு பரிமாண பொருட்களில் சரியாக என்ன நடக்கிறது என்று விவாதித்தாலும், சூப்பர் கண்டக்டர்களின் பெரும் வகைமைகள் அவர்களுக்கு இந்த கவர்ச்சிகரமான நிகழ்வின் பொதுவான புரிதலை வழங்கும் என்று எதிர்பார்க்கின்றனர்.
SUPERCONDUCTIVITY IN TAMIL | எலக்ட்ரான்களின் இணைப்பு:
ஹீகே காமர்லிங் ஓனெஸின் கண்டுபிடிப்புகளும் (மற்றும் மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் உள்ள மற்ற சில உலோகங்களில் காணப்படும் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியும்) இறுதியாக 1957-ஆம் ஆண்டில் தீர்க்கப்பட்டன. ஜான் பார்டீன், லியோன் கூப்பர், மற்றும் ஜான் ராபர்ட் ஷ்ரீஃபர் கண்டு பிடித்ததைப் போல், குறைந்த வெப்பநிலையில், ஒரு பொருளின் அதிரும் அணு கட்டமைப்பு அமைதியடையும், அதனால் நுண்ணிய விளைவுகள் வெளிப்பட முடியும். எலக்ட்ரான்கள், கட்டமைப்பில் உள்ள புரோட்டான்களை மெதுவாக இழுக்கின்றன, இதனால் அதிகமான நேர்மறை மின்னூட்டம் உருவாகிறது. அந்த மாற்றம், “ஃபோனான்” என்று அழைக்கப்படுவது, இரண்டாவது எலக்ட்ரானை இழுக்கிறது, இதன் மூலம் “கூப்பர் ஜோடி” உருவாகிறது. கூப்பர் ஜோடிகள், தனித்த எலக்ட்ரான்கள் செய்ய முடியாத விதத்தில் ஒத்திசைந்த ஒரு குவாண்டம் ஒன்றிணைப்பாக சேர முடியும். இதன் விளைவாக உருவாகும் குவாண்டம் திரவம், சாதாரணமாக மின்சார ஓட்டத்தைத் தடுத்துவிடும் பொருளின் அணுக்களுக்கு இடையே இழுப்பற்ற முறையில் ஓடுகிறது.
பார்டீன், கூப்பர், மற்றும் ஷ்ரீஃபரின் ஃபோனான்-அடிப்படையிலான சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி கோட்பாட்டுக்கு 1972-ஆம் ஆண்டு இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. ஆனால் இது முழு கதை அல்ல என்று பின்னர் தெரியவந்தது. 1980-களில், கியூப்ரேட்டுகள் எனப்படும் வெள்ளி-கடைவிரைந்துள்ள கிறிஸ்டல்களில், அதிக வெப்பநிலையில் கூட சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி நிகழக்கூடியது கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, அப்போது அணு அதிர்வுகள் ஃபோனான்களை அழிக்கின்றன. இதற்கு ஒத்த மற்ற சில உதாரணங்களும் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன.
அதிக வெப்பநிலை சூப்பர் கண்டக்டர்களில், அணுக்கள் எலக்ட்ரான்களை மெதுவாக நகரவைக்கும் வகையில் ஒழுங்கமைந்திருக்கும். எலக்ட்ரான்கள் ஒற்றுமையாக கலந்து பழகும் போது, அவை கூட்டு மின்னியல் களத்தை உருவாக்கி, தள்ளுவதற்கு பதிலாக இணைக்க செய்கின்றன. குறிப்பாக கியூப்ரேட்டுகளில், எலக்ட்ரான்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட முறையில் அணுக்களுக்கு இடையே தாவுவதால், இணைப்பு ஆதரிக்கப்படுகிறது என்று பௌதிகவியலாளர்கள் சந்தேகிக்கின்றனர். ஆனால் மற்ற “மாறுபட்ட” சூப்பர் கண்டக்டர்கள் இன்னும் புதிராகவே உள்ளன.
2018-ஆம் ஆண்டில், ஒரு புதிய சூப்பர் கண்டக்டர் பௌதிகவியலாளர்களை மேலும் ஆச்சர்யத்தில் ஆழ்த்தியது. மாசசூசெட்ஸ் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜியின் பௌதிகவியலாளர் பாப்லோ ஜரில்லோ-ஹெர்ரோ கண்டுபிடித்தது என்னவென்றால், ஒரு தேன் கூடு வடிவில் கார்பன் அணுக்களை ஒழுங்கமைத்த “கிராஃபீன்” தாள், அதனை 1.1 டிகிரியில் சற்று சுழற்றிப் பின் அதே மாதிரியான மற்றொரு கிராஃபீன் தாளின் மீது வைத்தால், அந்த இரண்டு அடுக்குகளும் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி காட்டும்.
ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஏற்கனவே 2D பொருட்களோடு பரிசோதித்து பல்வேறு செயல்பாடுகளை கண்டுபிடித்திருந்தனர். மின்புலங்களை பயன்படுத்தி, தாளில் எலக்ட்ரான்களை சேர்த்தோ அல்லது அணுக்களின் கட்டமைப்பு சுருக்கத்திற்குள்ளாகிவிட்டது போல உணர்த்தவோ முடிந்தது. ஒரே 2D சாதனத்தில் இந்த அமைப்புகளை மாற்றியமைப்பதன் மூலம், ஆயிரம் முதல் லட்சம் வரை உள்ள சாத்தியமான பொருட்களின் செயல்பாடுகளை உருவாக்க முடியும். அந்த சாத்தியங்களின் தொகுப்பில், ஜரில்லோ-ஹெர்ரோ ஒரு புதிய சூப்பர் கண்டக்டரை நிரூபித்தார்: “மாயம் கோணம்” கிராஃபீன்.
அதன் சில ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, கலிபோர்னியாவிலுள்ள ஒரு குழு, மாய கோணத்தை நீக்கி, மூன்று அடுக்கு, சுழற்சியில்லா கிராஃபீனிலும் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி இருப்பதை கண்டனர்.
இந்த நிகழ்வுகளில் எலக்ட்ரான்கள் ஏன் இணைகின்றன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் இன்னும் விவாதித்துக்கொண்டிருக்கின்றனர். சில காரணங்களுக்குப் ஃபோனான்கள் பொருந்தினாலும், வேறு புதிய காரணமும் இருப்பதாகத் தெரிகிறது.
ஆனால் பௌதிகவியலாளர்களை உற்சாகப்படுத்தியது, பொதுவாக சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியை ஆராய ஒரு புதிய வழி கிடைத்தது. 2D சாதனங்களை மாற்றிக்கொள்ளும் வசதி, புதிய கிறிஸ்டல்களை ஒவ்வொன்றாக வடிவமைத்து பரிசோதிக்க வேண்டிய சோர்விலிருந்து அவர்களை விடுவித்தது. ஒரே சாதனத்தில் பல அணு கட்டமைப்புகளின் விளைவுகளை விரைவாக மீண்டும் உருவாக்கி, எலக்ட்ரான்கள் என்ன செய்ய முடியும் என்பதை தெளிவாகக் கண்டுபிடிக்க முடியும்.
இந்த ஆராய்ச்சி தந்திரம் இப்போது பலனளிக்கத் தொடங்கியுள்ளது. இந்த வருடம், பௌதிகவியலாளர்கள் கிராஃபீனை தவிர்ந்த 2D பொருட்களில் முதன்முறையாக சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியை கண்டுபிடித்துள்ளனர். மேலும், கிராஃபீனின் புதிய அமைப்பில் ஒரு முற்றிலும் புதிய வகையான சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியும் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இந்த கண்டுபிடிப்புகள், முந்தைய கிராஃபீன் சூப்பர் கண்டக்டர்கள் ஒரு புதிய வனத்தின் விளிம்பை மட்டுமே குறிக்கின்றன என்பதை நிறுவியுள்ளன.
SUPERCONDUCTIVITY IN TAMIL |ஒரு களங்கம் தீர்ந்தது:
2020-ஆம் ஆண்டு, கொலம்பியா பல்கலைக்கழகத்தின் பௌதிகவியலாளர் கோரி டீன் மற்றும் அவரது குழு, ஒரு வேறு 2D கிறிஸ்டல்களை அடுக்க முயன்றனர் — இது இரண்டு வகையான அணுக்களை கொண்ட தேன் கூடு வடிவத்தில் அமைந்த டிரான்சிஷன் மெட்டல் டைகால்கோஜெனைடு (TMD). அவர்கள் அந்த தாள்களை 5 டிகிரி சுழற்சியுடன் அடுக்கியபோது, எதிர்ப்பு குறைந்தது, ஆனால் அதே நிலை நீடிக்கவில்லை. இது சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டிக்கான ஒரு உறுதியாகாத சிக்னலாக இருந்தது.
இந்த கண்டுபிடிப்பின் தயக்கமான தன்மை, MIT-இன் லியாங் ஃபூ மற்றும் லூசியானா ஸ்டேட் யுனிவர்சிட்டியின் கான்ஸ்டாண்டின் ஷ்ரேட் ஆகியோருக்கு அதைப் பற்றிய விளக்கத்தைக் கூறுவதிலிருந்து தடுத்து நிறுத்தவில்லை. அவர்கள் ஃபோனான்கள் காரணம் அல்ல என்று சந்தேகித்தனர். சுழற்சியைக் கொண்ட பொருட்கள் பலவளவான தன்மைகளை வழங்குகின்றன, ஏனெனில் சுழற்சி மொய்ரே (moiré) பாணி என்ற கலையோவியத்தைப் போன்ற தன்மையை உருவாக்குகிறது. இந்த மொய்ரே, பெரிய அறைகூட்டுகள் போல செயல்பட்டு, எலக்ட்ரான்களைத் தாங்குகிறது. இத்தகைய சூழலில், எலக்ட்ரான்கள் மெதுவாக நகர்வதால், அவற்றின் கூட்டு மின்சார தொடர்புகள் அவர்களின் நடத்தைக்கு வழிகாட்ட முடியும்.
ஆனால் எலக்ட்ரான்கள் எப்படி இணைந்து ஜோடிகளை உருவாக்குகின்றன? கொலம்பியா குழு எலக்ட்ரான்களை மொய்ரேவில் அனுப்பினார்கள். அந்த மொய்ரே பொருளில் உள்ள ஒவ்வொரு பெரிய செல்லுக்கும் ஒரு எலக்ட்ரான் இருக்கும் போது, அவை “ஆண்டிபெர்மாக்னெட்டிக்” அமைப்பை ஏற்றுக்கொண்டன; அவற்றின் காந்தத் துறைகள் ஒரு முறை மேலே, மற்ற முறை கீழே சுட்டிக் கொண்டே இருந்தன. கூடுதலான எலக்ட்ரான்கள் சேர்க்கப்பட்டபோது எதிர்ப்பு பூஜ்யமாகக் குறைந்தது — கூப்பர் ஜோடிகள் உருவாகியிருந்தன. ஃபூ மற்றும் ஷ்ரேட், இந்த எலக்ட்ரான்களிடையே நடக்கும் தொடர்பே ஆண்டிபெர்மாக்னெட்டிசத்தையும் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியையும் உருவாக்குகிறது என்று முன்மொழிந்தனர். ஒவ்வொரு செல்லுக்கும் ஒரு எலக்ட்ரான் இருக்கும் போது, அவை ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்திலும் காந்த திசையிலும் நிலைப்படுத்தப்படும். ஆனால் கூடுதல் எலக்ட்ரான்கள் சேரும்போது, காந்த அமைப்பு நிலை குலைந்து, எலக்ட்ரான்கள் சுதந்திரமாக ஓடத் தொடங்குகின்றன.
இந்தச் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டிக்கு எந்த ஆதாரமும் இல்லாததால், தங்களின் ஆய்வுக் கட்டுரையை அறிவியல் இதழ்கள் முதலில் நிராகரித்தன. ஆனால் இப்போது ஆதாரம் கிடைத்துள்ளது. கடந்த நான்கு ஆண்டுகளில், கொலம்பியா குழு குறைந்த வெப்பநிலையில் மின்சார எதிர்ப்பைக் குறித்த அளவீட்டை மேம்படுத்தி, இந்த வருடம் ஒரு 5-டிகிரி சுழற்சி கொண்ட இரண்டு தாள்களை வைத்து சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியை மீண்டும் கண்டுபிடித்தனர். இந்தக் கண்டுபிடிப்பு விரைவில் Nature இதழில் வெளிவரவுள்ளது. “நாம் நினைத்ததை சரியாகக் கண்டுபிடித்திருக்கிறோம்,” என்று டீன் கூறினார். “இது ஒரு சிறிய வெற்றி உணர்வு.”
ஃபூ மற்றும் ஷ்ரேட்டின் கோட்பாடு — கொலம்பியாவின் உறுதிப்பாட்டால் பலம் பெற்றிருந்தாலும் — இன்னும் நிரூபிக்கப்படவில்லை. அதனைச் சோதிக்க, கூப்பர் ஜோடிகள் சுழலக்கூடியதா என்று பார்க்கலாம்; இது ஒரு அபூர்வமான அம்சம், ஏனெனில் ஃபோனான்களால் இணைக்கப்படும் எலக்ட்ரான்கள் ஒருவரை ஒருவர் சுற்றிக் குவியமாட்டார்கள்.
TMD-களில் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியை உருவாக்க, ஆண்டிபெர்மாக்னெட்டிக் உலோகத்திற்கு கூடுதல் எலக்ட்ரான்களைச் சேர்ப்பது மட்டுமல்ல. கொலம்பியாவின் கண்டுபிடிப்புக்கு முன்னரே, மற்றொரு குழு அதே பொருளில் இன்னும் வியப்பான சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி வகையை கண்டனர்.
கார்னெல் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஜீ ஷான் மற்றும் கின் ஃபாய் மேக், 2018-ஆம் ஆண்டில் ஜரில்லோ-ஹெர்ரோவின் கிராஃபீன் கண்டுபிடிப்பின் பின்னர், TMD-களில் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி தேடி வந்தனர். பல வருடங்கள், ஐந்து வகையான TMD கிறிஸ்டல்களைச் சுழற்றி, வெவ்வேறு கோணங்களிலும் வெப்பநிலைகளிலும் மின்புலத்தைச் சேர்த்தும் பரிசோதனை செய்தனர்.
இருப்பினும், அவர்கள் கண்டுபிடித்த சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி வேறுவிதமானது. கொலம்பியா குழு ஆண்டிபெர்மாக்னெட்டிக் உலோகத்திலிருந்து தொடங்கினர். ஆனால் கார்னெல் குழு, மிதமான 3.5-டிகிரி சுழற்சியுடன் ஒரு கப்பவிலிருந்து தொடங்கினர். மொய்ரே பாணி எலக்ட்ரான்களை மெதுவாக நகரச் செய்ததால், அவை ஒவ்வொரு செல்லிலும் உறுதியான இடத்தில் உறைந்தன.
பின்னர், மின்புலத்தின் வலிமையை மாற்றுவதன் மூலம் மட்டும், அவர்கள் சாதனத்தை சூப்பர் கண்டக்டராக மாற்றினர். இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, Nature இதழில் அக்டோபரில் வெளியானது, மற்றும் எந்தவொரு பிரபலமான சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி கோட்பாட்டிற்கும் சரியாக பொருந்தவில்லை.
“இது வேறேதோ ஒன்று நடக்கிறதுபோல் தெரிகிறது,” என்று அஷ்வின் விஷ்வநாத் கூறினார்.
SUPERCONDUCTIVITY IN TAMIL |மிகவும் அதிசயமான உயிரினம்:
சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி (மின்சாரத்தை எதிர்ப்பின்றி கடத்தும் தன்மை) TMDகளில் பரவியுள்ள போதும், கிராபீன் இன்னும் ஆச்சரியப்படுத்துகிறது. கடந்த கோடையில், கிராபீன் சாதனம் ஒரு புராணவாதமான (mythical) வகையான சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டியை உருவாக்கியது.
“இது மற்ற அனைத்து சூப்பர் கண்டக்டர்களிலிருந்தும் வேறுபட்டதாக உள்ளது,” என்று MITல் உள்ள லாங் ஜூ (Long Ju) கூறினார். இது 1911இல் கமர்லிங் ஒன்னஸ் (Kamerlingh Onnes) கண்டுபிடித்த சூப்பர் கண்டக்டர்களிலிருந்து வேறுபட்டது.
ஜூவுக்கு மடிப்பு (twisting) விருப்பமில்லை; மடிப்பால் உருவாகும் மொய்ரே (moiré) அமைப்புகள், தாளில் ஏற்படும் சுருக்கங்களால் தடுப்படையும், ஒவ்வொரு சாதனத்தையும் வேறுபடுத்திவிடுகின்றன. இதற்குப் பதிலாக, அவர் நான்கு அடுக்குகளைக் கொண்ட கிராபீன் படிகளின் (staircase) அமைப்பை ஆய்வு செய்கிறார், இது எலக்ட்ரான்களை தாமதிக்கச் செய்கிறது. எந்த கிராபீன் துகள்கள் இயற்கையாகவே இந்த படி அமைப்பைக் கொண்டிருக்கின்றன என்பதைக் கண்டுபிடிப்பதே சவாலாக உள்ளது — ஜூ, இந்த செயலை இன்பிராரெட் கேமராவின் உதவியுடன் செய்கிறார். “நீங்கள் நான்கு வெவ்வேறு அடுக்குகளை எடுத்து அடுக்கத் தேவையில்லை,” என்று ஜூ கூறினார். “இயற்கை இதைச் செய்யும். நீங்கள் சரியான பார்வையுடன் பார்த்தால் போதும்.”
கடந்த ஆண்டு, ஜூவின் குழு ஒரு ஐந்து-அடுக்கு கிராபீன் துகளைக் கனிசீர்க்கியில் (insulator) ஒரு மடிக்கப்பட்ட கோணத்தில் வைத்து, ஒரு அரிய எலக்ட்ரான் நடத்தை (electron behavior) கண்டுபிடித்தது, இது சாதாரணமாக வலுவான காந்தப் புலம் தேவைப்படும் நிகழ்வு. மடிப்பு அவசியமா என்று சிந்தனையாளர்கள் கேள்வி எழுப்ப, ஜூ மற்றும் அவரது குழு மடிப்பை நீக்கி, என்ன நடக்கும் என்று பார்த்தார்கள். “நாங்கள் அதற்கு மேல் அதிசயமான ஒன்றைக் கண்டோம்,” என்று ஜூ கூறினார்.
அவர்கள் பொருளுக்கு மின்காந்தப் புலத்தின் வலிமையை மாற்றிய போது, எதிர்ப்பு பல கட்டங்களில் மறைந்து விட்டது. இரு சந்தர்ப்பங்களில், சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி ஒளிந்து, எதிர்ப்பு மறைந்து மறைந்து வந்தது. விசித்திரமாக, அருகில் ஒரு காந்தத்தைச் செயல்படுத்திய போது, இந்த ஒளிதல் நிறுத்தப்பட்டு, சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி வலுவடைந்தது. “இது சிந்தனையாளர்களின் கற்பனையில் மட்டுமே இருந்தது,” என்று ஜூ கூறினார்.
ஜூவின் குழு, கிராபீன் படிகள் எலக்ட்ரான்களை இணைத்து சுழல வைக்கும் சூழலை உருவாக்குவதாக நினைக்கிறது. ஆனால், அவர்கள் கருதுவதுபடி, கிராபீன் சாதனத்தில் அனைத்து இணை எலக்ட்ரான்களும் ஒரே திசையில் சுழலுகின்றன — வலப்பக்கமாக (clockwise) அல்லது இடப்பக்கமாக (counterclockwise). அனைத்தும் ஒரே திசையில் சுழலாதபோது flickering (ஒளித்தல்) ஏற்படுகிறது. காந்தப் புலம், அந்த ஒளித்தலை தடுத்து, சிதறிய இணைப்புகளை ஒரே திசையில் சுழல வைக்கிறது.
இவ்வாறு ஒரு ஒரே திசையிலான உள்ளமைப்பை (preferred internal direction) கொண்ட பொருளை “கைரல்” (chiral) என அழைக்கிறார்கள். ஆனால் கைரல் தன்மை சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டிக்கு எதிராக கருதப்பட்டது, ஏனெனில் இது இடதுபக்கம்-வலதுபக்கம் செல்லும் எலக்ட்ரான்களை வேறுபடுத்தி, இணை எலக்ட்ரான்கள் உருவாவதைத் தடுக்கக் கூடும்.
“இந்த சூழலில் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி கிடைக்காது என மக்கள் நினைத்தார்கள்,” என்று விஷ்வநாத் கூறினார். “இது முற்றிலும் புதிய விஷயத்தை வலியுறுத்துகிறது.”
மிகவும் விசித்திரமாக இருப்பதால், இதைச் சரிபார்ப்பதற்காக மேலும் சோதனைகளை எதிர்பார்க்கின்றனர். “இது இன்னும் வளர்ச்சியடையும் கதை,” என்று மேக் (Mak) கூறினார். “கைரல் சூப்பர் கண்டக்டர் என்பதை உறுதிப்படுத்த கூடுதல் தரவு தேவை.”
சிந்தனையாளர்கள் கைரல் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி எப்படி நிகழும் என்பதற்கான புதிய கோட்பாடுகளை வெளியிட்டுள்ளனர். செப்டம்பரில், ஃபு மற்றும் அவரது குழு (opens a new tab) ஒரு வழிமுறையை முன்வைத்தனர்: நீங்கள் முதலில் எலக்ட்ரான்களை ஒரு மீளுமாறு அமைந்த கூண்டில் (repeating crystal) உள்ள அடுக்கில் வைக்கிறீர்கள் — இது கனிசீர்க்கியைப் போன்றதே, ஆனால் இதில் எலக்ட்ரான் கூண்டு பின்னணியில் உள்ள அணு மையங்களிலிருந்து தனியாகத் திரியும். பின்னர், எலக்ட்ரான் கூண்டு தளர்ந்து, அதன் அலைகள் எலக்ட்ரான்களை phononக்கள் இணைப்பது போல இணைக்கின்றன. ஃபு, இது வெறும் ஒரு சாத்தியம்தான் என்று குறிப்பிட்டு, “நாம் இன்னும் தெரியாத பிரதேசத்தில் இருக்கிறோம்,” என்று கூறினார்.
SUPERCONDUCTIVITY IN TAMIL | மெய்யான புரிதல்:
இந்த 2D பொருட்களில் எலக்ட்ரான்களை இணைக்க என்ன காரணம் என்று பௌதிகவியல் அறிஞர்கள் உறுதியாக சொல்ல முடியாத போதும், அதை செய்ய பல வழிகள் இருப்பதாக அவர்கள் நம்புகிறார்கள். எலக்ட்ரான்கள், கனிசீர்க்கிகள் (insulators), காந்த முத்துக்கள் (magnetic metals), மின்சார சதுக்கங்கள் (electronic crystals) போன்ற பலவகை பொருட்களாக ஒழுங்கமைக்கப்படுகின்றன, மேலும் சிறிய கலக்கங்கள் பல பொருட்களையும் சூப்பர் கண்டக்டிங் (superconducting) எலக்ட்ரான் இணைகளில் தள்ளுவதற்கு தயாராக உள்ளன.
ஒரு பொருளில் எலக்ட்ரான்களைச் சேர்க்கும் போது அல்லது அதன் மின்காந்தப் புலத்தைச் சற்றே தளர்த்தும் போது என்ன நடக்கிறது என்பதை நேரடியாகக் காண முடியும்போது, பௌதிகவியலாளர்கள் கணக்கில் கொள்ள முடியாத அளவிலான புதிய வாய்ப்புகளை விரைவாக ஆய்வு செய்து, எது சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டிக்கு வழிவகுக்கிறது என்பதைத் தெரிந்துகொள்ள முடிகிறது.
SUPERCONDUCTIVITY IN TAMIL | உண்மையான நம்பிக்கை:
“உண்மையான நம்பிக்கை,” என்று டீன் (Dean) கூறினார், “ஒவ்வொரு சாதனமும் அடிப்படைத் தட்டில் எந்தவிதமான பொருளையும் உருவாக்கக் கூடிய கட்டுப்படுத்தக்கூடிய ஆய்வுக்கூடமாக இருப்பதுதான்.”
சோதனையாளர்கள், சிந்தனையாளர்கள் விளக்கக் கூடிய தரவுகளின் பொக்கிஷத்தை திரட்டுகிறார்கள். மேக் (Mak) மற்றும் ஷான் (Shan) நம்புவது, இந்த அளவுக்கு உள்ள மதிப்புமிக்க தரவுகளின் மூலம் சிந்தனையாளர்கள் சூப்பர் கண்டக்டிவிட்டி உருவாகும் வழிகளை கணிக்க முடியும், மேலும் அந்தக் கணிப்புகளைச் சோதனைகள் உறுதிப்படுத்த முடியும். அது, இந்த நிகழ்வைப் பற்றிய உண்மையான புரிதலை எடுத்துக்காட்டுவதோடு, புதிய புரட்சிகரமான தொழில்நுட்பங்களுக்கான பொருட்களை வடிவமைப்பதற்கு ஒரு முக்கிய அடியெடுப்பாக அமையும்.
ஆனால் தற்போது, சோதனையாளர்களே முன்னணி தாங்குகிறார்கள். “Everyone மிகவும் வேகமாக ஓடிக் கொண்டிருக்கிறார்கள்,” என்று யாங்கோவிட்ஸ் (Yankowitz) கூறினார். “ஆறு ஆண்டுகள் கடந்தும், ஓய்வு எடுக்க முடியாத நிலை!”