की-वर्ड्स: कमरे के तापमान पर सुपरकंडक्टर, क्वांटम कंप्यूटर, विद्युत संचरण, नाइट्रोजन-डोप्ड ल्यूटेटियम हाइड्राइड, प्रौद्योगिकी में क्रांति, मीस्नर प्रभाव।

चर्चा में क्यों?

• कमरे के तापमान के सुपरकंडक्टर की खोज ने दुनिया भर के शोधकर्ताओं के बीच हलचल पैदा कर दी है, जो भौतिकी और सामग्री विज्ञान के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण सफलता का प्रतिनिधित्व करता है।

सुपरकंडक्टर्स की वर्तमान सीमाएं :

• विद्युत संचरण तारों और केबलों में प्रतिरोध से बाधा उत्पन्न होती है, जिससे बिजली की हानि होती है।
• सुपरकंडक्टर्स, एक सदी पहले खोजे गए, बिना प्रतिरोध के बिजली का संचालन कर सकते हैं, जिससे क्वांटम कंप्यूटर सहित क्रांतिकारी तकनीकों का जन्म हो सकता है ।
• हालांकि, ज्ञात सामग्रियों में अतिचालकता विशिष्ट परिस्थितियों में होती है, आमतौर पर बहुत कम तापमान पर ।
• दशकों से ऐसे पदार्थ की खोज कर रहे हैं जो कमरे के तापमान और दबाव पर सुपरकंडक्ट कर सके।
• वे सभी पदार्थ जिन्हें हम सुपरकंडक्टर के रूप में जानते हैं, विशेष परिस्थितियों में उसी तरह बन जाते हैं ; उन परिस्थितियों के बाहर, वे धारा के प्रवाह का विरोध करते हैं।

• उदाहरण के लिए, -250 डिग्री सेल्सियस से कम के ठंडे तापमान पर एल्यूमीनियम अतिचालक हो जाता है।

कमरे के तापमान पर उपलब्ध सुपरकंडक्टर की खोज:

• भौतिकविदों और इंजीनियरों ने ऐसी सामग्री खोजने के लिए कड़ी मेहनत की है जो परिवेशी परिस्थितियों में, यानी दबाव के एक या कुछ वातावरण और कमरे के तापमान पर बिजली का सुपरकंडक्ट करती है ।
• वह सिद्धांत जो बताता है कि क्यों कुछ पदार्थ कुछ परिस्थितियों में अतिचालक बन जाते हैं, यह सुझाव देता है कि हाइड्रोजन और उस पर आधारित सामग्री इस खोज में महान वादा कर सकते हैं।
• 2019 में, जर्मनी में वैज्ञानिकों ने लान्थेनम हाइड्राइड ( LaH 10) को -20 डिग्री सेल्सियस पर एक सुपरकंडक्टर पाया , लेकिन दबाव के एक लाख से अधिक वायुमंडल के तहत - दबाव जो केवल पृथ्वी के केंद्र में महसूस किया जाता है!

नाइट्रोजन-डोप्ड ल्यूटेटियम हाइड्राइड:

• रोचेस्टर विश्वविद्यालय में रंगा डायस के नेतृत्व में अमेरिका में शोधकर्ताओं ने नाइट्रोजन-डोप्ड लुटेटियम हाइड्राइड में दबाव के लगभग एक हजार वायुमंडल पर कमरे के तापमान की सुपरकंडक्टिविटी की खोज की , जो इसके चेहरे पर एक बड़ी प्रगति है।

इन जांचकर्ताओं ने ऐसा क्या किया जो नया था?

• मुख्य सामग्री:

• शोधकर्ताओं ने सुपरकंडक्टिविटी प्राप्त करने में महत्वपूर्ण कारक के रूप में नाइट्रोजन की उपस्थिति की पहचान की।
• उन्होंने लुटेटियम हाइड्राइड के क्रिस्टल में नाइट्रोजन को पेश करने के लिए एक उच्च दबाव संश्लेषण प्रक्रिया विकसित की।

• सही मात्रा:

• सामग्री में सुपरकंडक्टिविटी क्रिस्टल की (सूक्ष्म) झिलमिलाहट गति द्वारा लाई जाती है , और जांचकर्ताओं ने अनुमान लगाया कि नाइट्रोजन की सही मात्रा जिगलिंग की सही मात्रा को प्रेरित कर सकती है: क्रिस्टल को अस्थिर किए बिना कमरे के तापमान पर अतिचालकता उत्पन्न करने के लिए।

• परिणाम:

• वास्तव में, नाइट्रोजन-डोप्ड ल्यूटेटियम हाइड्राइड परिवेशी परिस्थितियों (नीले रंग के साथ) में स्थिर है, लेकिन अभी तक सुपरकंडक्टिंग नहीं है।
• हालांकि, दबाव के एक हजार वायुमंडल के अधीन होने पर , सामग्री लाल हो गई, जो इलेक्ट्रॉनों की प्रकृति में बदलाव का संकेत देती है ।
• विद्युत प्रतिरोध में तेज गिरावट , चुंबकीय क्षेत्रों को निष्कासित कर दिया, और गर्मी क्षमता में एक कूबड़, अतिचालकता का संकेत दिया।
• उन्होंने परीक्षण किए गए लगभग 35% नमूनों में सुपरकंडक्टिविटी पाई।

तकनीकी

• समूह ने अनुमान लगाया कि प्रतिरोध डेटा एकत्र करके और फिर सामग्री के अलावा अन्य स्रोतों से योगदान घटाकर सामग्री का विद्युत प्रतिरोध शून्य हो गया था।
• इस प्रक्रिया की वैधता का सावधानीपूर्वक पता लगाया जाना चाहिए, और कुछ विशेषज्ञों ने पहले ही तकनीक को निराधार बताते हुए इसे अस्वीकार करने की इच्छा व्यक्त की है।
• पदार्थ के प्रतिचुंबकत्व के मापन की भी यही आलोचना होती है। लेखकों ने गर्मी क्षमता को मापने के लिए एक नई विधि विकसित की है, जिसे वे एक ज्ञात सुपरकंडक्टर, मैग्नीशियम डाइबोराइड (एमजीबी 2) का उपयोग करके मान्य करने का दावा करते हैं। इस विधि में भी सावधानीपूर्वक जाँच की आवश्यकता होती है।

प्रधान अन्वेषक को लेकर विवाद

• प्रमुख अन्वेषक, डॉ. रंगा डायस का एक विवादास्पद अतीत रहा है, जिसमें कार्बनसियस सल्फर हाइड्राइड में कमरे के तापमान की सुपरकंडक्टिविटी का दावा वापस लेना शामिल है।
• कुछ भौतिकविदों ने उन पर डेटा गढ़ने सहित वैज्ञानिक कदाचार का आरोप लगाया है।

निष्कर्ष:

• आलोचनाओं के बावजूद, खोज ने वैज्ञानिक जिज्ञासा जगाई है , और शोधकर्ता परिणामों को पुन: उत्पन्न करने के तरीकों का पता लगाना जारी रखेंगे।
• तथ्य यह है कि सुपरकंडक्टिविटी वायुमंडलीय दबाव के एक हजार गुना अधिक होने से अधिक शोध समूहों को क्षेत्र में प्रवेश करने की अनुमति मिलती है ।
• एक कमरे के तापमान का सुपरकंडक्टर प्रौद्योगिकी में क्रांति ला सकता है और ऊर्जा, परिवहन और कंप्यूटिंग जैसे उद्योगों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है ।

स्रोत: The Hindu