ಹೂಸ್ಟನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಸುತ್ತುವರಿದ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ತಾಪಮಾನ ದಾಖಲೆಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಮುಂಗಡವು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಪವರ್ ಗ್ರಿಡ್ಗಳು, ಸುಧಾರಿತ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ವೇಗವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಫ್ಯೂಷನ್ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಚಿತ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ ಹೊಸ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಟೆಕ್ಸಾಸ್ ಸೆಂಟರ್ ಫಾರ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ (TcSUH) ಮತ್ತು ಹೂಸ್ಟನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು 151 ಕೆಲ್ವಿನ್ನ (ಸುಮಾರು ಮೈನಸ್ 122 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್) ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಶನ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು (Tc) ಸಾಧಿಸಿದ್ದಾರೆ. 1911 ರಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಮೊದಲು ಕಂಡುಹಿಡಿದ ನಂತರ ಸುತ್ತುವರಿದ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗೆ ಇದು ಈಗ ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು Tc ಆಗಿದೆ.
ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ವಸ್ತುವು ಶೂನ್ಯ ಪ್ರತಿರೋಧದೊಂದಿಗೆ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ನಡೆಸುವ ಹಂತವನ್ನು ಗುರುತಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಗುರಿಯಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನಗಳು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮತ್ತು ಕೈಗೆಟುಕುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು.
ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರಾದ ಚಿಂಗ್-ವು ಚು ಮತ್ತು ಲಿಯಾಂಗ್ಜಿ ಡೆಂಗ್ ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಅಕಾಡೆಮಿ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸಸ್ ನ ಪ್ರೊಸೀಡಿಂಗ್ಸ್. ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿ ಧನಸಹಾಯವು ಬೌದ್ಧಿಕ ವೆಂಚರ್ಸ್, ಟೆಕ್ಸಾಸ್ ರಾಜ್ಯದಿಂದ TcSUH ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಹಲವಾರು ಅಡಿಪಾಯಗಳಿಂದ ಬಂದಿತು.
“ಗ್ರಿಡ್ನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರಸರಣವು ಸುಮಾರು 8 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ” ಎಂದು TcSUH ನ ಸ್ಥಾಪಕ ನಿರ್ದೇಶಕ ಮತ್ತು ಕಾಗದದ ಪ್ರಮುಖ ಲೇಖಕರಾದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಚು ಹೇಳಿದರು. “ನಾವು ಆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸಿದರೆ, ಅದು ಶತಕೋಟಿ ಡಾಲರ್ಗಳ ಉಳಿತಾಯವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಇದು ನಮಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಶ್ರಮವನ್ನು ಉಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಪರಿಸರದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.”
ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳು ಏಕೆ ಮುಖ್ಯ
ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಪ್ರತಿರೋಧವಿಲ್ಲದೆ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುವ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ. ಶಾಖವಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಶಕ್ತಿಯು ನಷ್ಟವಾಗದ ಕಾರಣ, ಅವರು ವಿದ್ಯುತ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ನಾಟಕೀಯವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ರೆಸೋನೆನ್ಸ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ (MRI), ಫ್ಯೂಷನ್ ರಿಯಾಕ್ಟರ್ಗಳು, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜೀಸ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ನಂತಹ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿಗೆ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳು ನಿರ್ಣಾಯಕವೆಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ನೋಡುತ್ತಾರೆ.
ಸವಾಲು ಎಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ವ್ಯಾಪಕ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುವ ದುಬಾರಿ ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
“ಒಮ್ಮೆ ನಾವು ವಸ್ತುವನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ತಂದರೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅದನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಸುತ್ತುವರಿದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳಿಗೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದು” ಎಂದು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ, TcSUH ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಧಾನ ತನಿಖಾಧಿಕಾರಿ ಮತ್ತು ಪತ್ರಿಕೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಲೇಖಕ ಡೆಂಗ್ ಹೇಳಿದರು.
ಹೊಸ ದಾಖಲೆಯು ದಶಕಗಳ ಹಿಂದಿನ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಮುರಿದಿದೆ
ಸಂಶೋಧಕರು ದಶಕಗಳಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.
1987 ರಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಮೈಲಿಗಲ್ಲು ಬಂದಿತು, YBCO ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಸ್ತುವು ಮೈನಸ್ 180 ಡಿಗ್ರಿ C ಅಥವಾ 93 K ನಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಆಗಬಹುದು ಎಂದು ಚು ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹಯೋಗಿಗಳು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಆ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಜಾಗತಿಕ ಓಟವನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಿತು.
1993 ರಲ್ಲಿ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು Hg1223 ಎಂಬ ಪಾದರಸ-ಆಧಾರಿತ ಕಾಪರ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು, ಅದು ಮೈನಸ್ 140 ಡಿಗ್ರಿ C ಅಥವಾ 133 K ನಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿತು. ಆ ವಸ್ತುವು 30 ವರ್ಷಗಳಿಗೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಸುತ್ತುವರಿದ ಒತ್ತಡದ ದಾಖಲೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿತ್ತು.
ಹೂಸ್ಟನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಹೊಸ ಸಾಧನೆಯು ದಾಖಲೆಯ 18 ಡಿಗ್ರಿ C ಅನ್ನು 151 K ಗೆ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಒತ್ತಡ ತಣಿಸುವಿಕೆಯು ಸ್ಥಿರವಾದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ
ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಒತ್ತಡ ತಣಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಆಧಾರಿತವಾಗಿದೆ. ಒತ್ತಡದ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಜ್ರ ಉತ್ಪಾದನೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಈ ವಿಧಾನವು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೊಸದು.
ಸಂಶೋಧಕರು ಮೊದಲು ವಸ್ತುವನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಒಳಪಡಿಸಿದರು, ಇದು ಅದರ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿತು ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತನೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು. ಇನ್ನೂ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿರುವಾಗ, ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹಠಾತ್ತನೆ ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಮೊದಲು ವಸ್ತುವು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ತಂಪಾಗುತ್ತದೆ.
ಆ ಕ್ಷಿಪ್ರ ಬಿಡುಗಡೆಯು ವರ್ಧಿತ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಸಂರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯ ಒತ್ತಡದ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮರಳಿದ ನಂತರವೂ ವಸ್ತುವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
“ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ ಎಂದು ಇತರ ಸಂಶೋಧಕರು ತೋರಿಸಿದ್ದಾರೆ” ಎಂದು ಚು ಹೇಳಿದರು. “ಒತ್ತಡವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸದೆಯೇ ಈ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ ಎಂದು ನಮ್ಮ ವಿಧಾನವು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.”
ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳ ಕಡೆಗೆ ಒಂದು ಹೆಜ್ಜೆ
ಸುತ್ತುವರಿದ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯು ತಲುಪಬಹುದಾದರೂ, ಹೊಸ ದಾಖಲೆಯು ಆ ಗುರಿಯತ್ತ ಪ್ರಮುಖ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. ಕೊಠಡಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಸುಮಾರು 300 K ಆಗಿದ್ದು, ಹೊಸದಾಗಿ ಸಾಧಿಸಿದ ದಾಖಲೆಯಿಂದ ಸುಮಾರು 140 ಡಿಗ್ರಿ C ಅಂತರವನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಬಿಡುತ್ತದೆ.
“ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಉತ್ತಮ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ” ಎಂದು ಚು ಹೇಳಿದರು. “ನಾವು ಅದರ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಸಾಕಷ್ಟು ಜನರು ಮತ್ತು ಸಾಕಷ್ಟು ಸಮಯದೊಂದಿಗೆ ಯೋಚಿಸುತ್ತೇವೆ, ನಾವು ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.”
ಚು ಮತ್ತು ಡೆಂಗ್ ಅವರು ಬೌದ್ಧಿಕ ವೆಂಚರ್ಸ್ನಿಂದ ಧನಸಹಾಯ ಪಡೆದ ಮತ್ತು PNAS ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಒಂದು ದೃಷ್ಟಿಕೋನ ಪತ್ರಿಕೆಗೆ ಸಹ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಿದ್ದಾರೆ. ಒತ್ತಡ ತಣಿಸುವುದು ಸೇರಿದಂತೆ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಆರು ವಿಭಿನ್ನ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಕಾಗದವು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
“ಕೋಣೆ-ತಾಪಮಾನದ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಯನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಒಂದು ಶತಮಾನಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ‘ಹೋಲಿ ಗ್ರೇಲ್’ ಎಂದು ನೋಡಿದ್ದಾರೆ” ಎಂದು ಬೌದ್ಧಿಕ ವೆಂಚರ್ಸ್ನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿ ಸಂಶೋಧನೆಯ ನಿರ್ದೇಶಕ ರೋಹಿತ್ ಪ್ರಸನ್ಕುಮಾರ್ ಹೇಳಿದರು. “UH ತಂಡದ ಫಲಿತಾಂಶವು ಈ ಗುರಿಯು ಹಿಂದೆಂದಿಗಿಂತಲೂ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಪಿಸಲಾದ ಹೊಸ ದಾಖಲೆ ಮತ್ತು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ಇನ್ನೂ ಸುಮಾರು 140 ಡಿಗ್ರಿ C ಆಗಿದೆ. ಈ ಅಂತರವನ್ನು ಮುಚ್ಚಲು ವಸ್ತು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ವ್ಯಾಪಕ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಮುದಾಯದಿಂದ ಉದ್ದೇಶಿಸಲಾದ ಸಂಘಟಿತ ಪ್ರಯತ್ನಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
