एक अदृश्य ‘राक्षस’ एक अजीब सुपरकंडक्टर में छिपा हुआ है

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कुछ साल पहले, शोधकर्ताओं ने अपने क्रॉसहेयर में स्ट्रोंटियम रूथेनेट नामक एक सुपरकंडक्टिंग धातु डालने का फैसला किया। इसकी संरचना एक के समान है रहस्यमय वर्ग कॉपर-आधारित “कप्रेट्स” सुपरकंडक्टर्स हैं, लेकिन इन्हें अधिक प्राकृतिक रूप से उत्पादित किया जा सकता है। जबकि टीम ने कप्रेट्स के रहस्यों को नहीं सीखा, सामग्री ने इस तरह से प्रतिक्रिया की कि अली हुसैन, जिन्होंने अपने डॉक्टरेट के हिस्से के रूप में तकनीक को परिष्कृत किया, समझ नहीं सके।

हुसैन ने पाया कि रिकोशेटिंग इलेक्ट्रॉनों ने अपनी ऊर्जा और गति को नष्ट कर दिया, यह दर्शाता है कि वे स्ट्रोंटियम रूथेनेट में ऊर्जा-खत्म करने वाले तरंगों को स्थापित कर रहे थे। लेकिन तरंगों ने उनकी उम्मीदों पर पानी फेर दिया: वे धातु की सपाट सतह पर ध्वनि तरंगों (जो परमाणु नाभिक के माध्यम से तरंगित होती हैं) से 100 गुना अधिक तेजी से और 1,000 गुना बहुत धीमी गति से फैलने वाली आवेश तरंगें निकलीं। उनमें ऊर्जा भी बेहद कम थी।

हुसैन ने कहा, “मैंने सोचा कि यह कोई कलाकृति होगी।” इसलिए उन्होंने अन्य नमूने तैयार किए, अन्य वोल्टेज की कोशिश की, और अलग-अलग लोगों से माप लिया।

अली हुसैन ने रिकोशेटिंग इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा और प्रक्षेपवक्र को सटीक रूप से मापने का एक तरीका विकसित किया; इन अवलोकनों से स्ट्रोंटियम रूथेनेट में राक्षसी स्थितियों का पता चला।फ़ोटोग्राफ़: माटेओ मित्रानो

अज्ञात स्पंदन बने रहे। गणित करने के बाद, समूह को एहसास हुआ कि तरंगों की ऊर्जा और वेग पाइंस के सिद्धांत के साथ काफी मेल खाते हैं। समूह को पता था कि स्ट्रोंटियम रूथेनेट में, इलेक्ट्रॉन तीन अलग-अलग चैनलों में से एक का उपयोग करके एक परमाणु से दूसरे परमाणु तक यात्रा करते हैं। टीम ने निष्कर्ष निकाला कि इनमें से दो चैनलों में, इलेक्ट्रॉन एक दूसरे की गति को बेअसर करने के लिए समन्वय कर रहे हैं, पाइंस के मूल विश्लेषण में “भारी” और “हल्के” इलेक्ट्रॉनों की भूमिका निभा रहे हैं। उन्हें एक ऐसी धातु मिली जो पाइंस के दानव को आश्रय देने में सक्षम थी।

“यह स्ट्रोंटियम रूथेनेट में स्थिर है,” अब्बामोंट ने कहा। “यह हमेशा वहाँ है।”

यह लहर पाइंस की गणना से बिल्कुल मेल नहीं खाती। और अब्बामोंटे और उनके सहयोगी इसकी गारंटी नहीं दे सकते कि वे एक अलग, अधिक जटिल कंपन नहीं देख रहे हैं। लेकिन कुल मिलाकर, अन्य शोधकर्ताओं का कहना है, समूह एक मजबूत मामला बनाता है कि पाइंस के राक्षस को पकड़ लिया गया है।

उन्होंने कहा, “उन्होंने सभी सद्भावनापूर्ण जांचें कर ली हैं जो वे कर सकते थे।” शंकरदास सरमामैरीलैंड विश्वविद्यालय के संघनित पदार्थ सिद्धांतकारों ने ऐसा किया अग्रणी कार्य राक्षसी कंपन पर.

राक्षसों से मुक्त

अब जब शोधकर्ताओं को संदेह है कि वास्तविक धातुओं में राक्षस मौजूद हैं, तो कुछ लोग आश्चर्य करने से बच नहीं सकते कि क्या गतिहीन गति का वास्तविक दुनिया में कोई निहितार्थ है। “उन्हें दुर्लभ नहीं होना चाहिए, और वे चीजें कर सकते हैं,” अब्बामोंटे ने कहा।

उदाहरण के लिए, ध्वनि तरंगें इलेक्ट्रॉनों को धातु की जाली के माध्यम से इस तरह से स्थानांतरित करने का कारण बनती हैं जिससे अतिचालकता होती है, और 1981 में, भौतिकविदों के एक समूह ने सुझाव दिया कि राक्षसी कंपन यह इसी तरह अतिचालकता को भी संरक्षित कर सकता है। अब्बामोंटे के समूह ने मूल रूप से इसकी असामान्य अतिचालकता के लिए स्ट्रोंटियम रूथेनेट को चुना। शायद कोई राक्षस शामिल हो सकता है.

कोगर ने कहा, “इस बिंदु पर राक्षसों की भूमिका है या नहीं यह अज्ञात है,” लेकिन यह खेल का एक और हिस्सा है। (भौतिक विज्ञानी अक्सर तरंगों को कुछ विशेष गुणों वाले कण मानते हैं।)

लेकिन शोध की मुख्य नवीनता लंबे समय से अपेक्षित धातु प्रभाव की खोज में निहित है। संघनित पदार्थ सिद्धांतकारों के लिए, यह खोज 70 साल पुरानी कहानी का एक संतोषजनक कोडा है।

कोलमैन ने कहा, “यह इलेक्ट्रॉन गैस के प्रारंभिक इतिहास की एक दिलचस्प पोस्टस्क्रिप्ट है।”

और हुसैन के लिए, जिन्होंने 2020 में अपनी डिग्री पूरी की और अब कंपनी क्वांटिनम में काम करते हैं, शोध से पता चलता है कि धातुएं और अन्य सामग्रियां अजीब कंपन से भरी हुई हैं जिन्हें समझने के लिए भौतिकविदों के पास उपकरणों की कमी है।

“वे बस वहीं बैठे हैं,” उन्होंने कहा, “खोजे जाने का इंतज़ार कर रहे हैं।”


मूल कहानी की अनुमति से पुनर्मुद्रित क्वांटा पत्रिका, का संपादकीय स्वतंत्र प्रकाशन सिमंस फाउंडेशन इसका मिशन गणित और भौतिक और जीवन विज्ञान में अनुसंधान विकास और रुझानों को कवर करके विज्ञान की सार्वजनिक समझ को बढ़ाना है।

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