‘சூப்பர் திடப்பொருள்’ கண்டுபிடிப்பு!

போஸ் ஐன்ஸ்டீன் நீர்த்துளிகள்

ஒருவர் நம்மை பிரமிக்க வைக்கும் அதிசயத்தை ‘மாயாஜாலம்’ அல்லது ‘மேஜிக்’ என்கிறோம். ஆனால் அது ஒருவகையான தந்திரம் என்பது நம்மில் பலருக்கும் தெரியும்.

மாறாக, தந்திரம் எதுவும் இல்லாமலேயே, முழுக்க முழுக்க அறிவியல் கோட்பாடுகளின் அடிப்படையில் சில மாயாஜாலங்கள் முதலில் சோதனைக்கூடங்களில் நிகழ்த்தப்பட்டு பின்னர் அவற்றில் பல மக்கள் பயன்படுத்தக் கூடிய கருவிகளாக வருவதையும் நம்மால் பார்க்க முடிகிறது.

அத்தகைய ஒரு இயற்பியல் மாயாஜாலம் சமீபத்தில் உலகின் இரு ஆய்வுக்கூடங்களில் நிகழ்த்தப்பட்ட செய்தி தற்போது வெளியாகியுள்ளது.
பொதுவாக உலகத்தில் உள்ள பொருட்கள் அனைத்தும் திடப்பொருள், திரவம், வாயு மற்றும் பிளாஸ்மா ஆகிய நான்கு வகைக்குள் ஒன்றில் அடங்கும். ஆனால் தற்போது ‘சூப்பர் திடப்பொருள்’

(supersolid) என்ற ஒரு புதிய வகையான பொருளை அமெரிக்கா மற்றும் சுவிட்சர்லாந்து ஆகிய இரு நாடுகளைச் சேர்ந்த இரு ஆய்வுக்குழுவினர் கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

சூப்பர் திடப்பொருள் என்பது ஒரு திடப்பொருளின் பளிங்குக்கல் அமைப்பு கொண்டது. ஆனால் அதே சமயம் ஒரு திரவம் போல ஒழுகக்கூடியது (இது ‘சூப்பர் திரவ’ பண்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது).

என்னது, ஒரே சமயத்தில் திடப்பொருளாகவும், திரவப்பொருளாகவும் இயங்கக்கூடிய ஒரு பொருளா? இயற்பியல் கோட்பாடுகளின்படி இது சாத்தியமா? இதுவரை, இப்படி ஒரு பொருள் இருக்க வாய்ப்பே இல்லை என்றுதான் விஞ்ஞானிகள் கருதி வந்தனர். ஆனால் தற்போது, உலகில் முதல் முறையாக, சூப்பர் திடப்பொருள் என்ற ஒன்றை உருவாக்க முடியும் என்று உலகின் இரண்டு நாடுகளின் ஆய்வுக்குழுக்கள் நிரூபித்துள்ளன.

திடப்பொருள் மற்றும் திரவப்பொருளின் பண்புகள் கொண்ட சூப்பர் திடப்பொருளை உருவாக்குவது சாத்தியமே என்பதை ரஷிய இயற்பியலாளர் ஒருவர் கடந்த 1969-ல் முதன்முதலாக கூறினார். அதனைத் தொடர்ந்து விஞ்ஞானிகள் கடந்த 50 வருடங்களாக கூறி வந்துள்ளனர். கடந்த 2004-ம் ஆண்டு ஒரு ஆய்வுக்குழு சூப்பர் திடப்பொருளை உருவாக்கியதாக கூறியது. ஆனால் அந்த பரிசோதனை நிரூபிக்கப்படாமல் போகவே, அந்த ஆய்வு நிராகரிக்கப்பட்டது.

ஆனால் சூப்பர் திடப்பொருள் தொடர்பான தற்போதைய இரு ஆய்வுகள் இரண்டு வெவ்வேறு வகையான பரிசோதனைகள் மூலமாக உருவாக்கப்பட்டு நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளதும் இங்கு குறிப்பிடத்தக்கது.

அமெரிக்காவில் உள்ள எம்.ஐ.டி மற்றும் சுவிட்சர்லாந்தின் ஸூரிக் ஆய்வு நிலையத்தில் மேற்கொள்ளப்பட்ட இரு ஆய்வுகளிலும், மிக மிக குளிர்ந்த நிலையில் மட்டுமே உற்பத்தியாகக் கூடிய ‘போஸ் ஐன்ஸ்டீன் நீர்த்துளிகள்’

(BoseEinstein condensates) என்று அழைக்கப்படும், அணுக்கள் அலைகள் போல செயல்படக்கூடிய பொருளின் ஐந்தாவது வகையைச் சேர்ந்த வாயுவில் இருந்தே, சூப்பர் திடப்பொருள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.

சுருக்கமாக, சுவிட்சர்லாந்து ஆய்வுக்குழு ‘ருபீடியம்’ எனும் வாயுவை அதீத குளிர்ந்த நிலையான முழுமையான பூஜ்ஜியம்

(absolute zero) க்கு உட்படுத்தி போஸ் ஐன்ஸ்டீன் வாயுவை உற்பத்தி செய்தது, மாறாக எம்.ஐ.டி ஆய்வுக்குழுவானது சோடியம் அணுக்களை பல்வேறு வகையான லேசர்கள் மூலம் போஸ் ஐன்ஸ்டீன் வாயுவாக மாற்றியது. இப்படி உருவாக்கப்பட்ட அதீதமாக குளிர்ந்த போஸ் ஐன்ஸ்டீன் வாயுக்களை எடுத்து வெவ்வேறு செய்முறைகள் மூலமாக அவற்றை உறுதியான அமைப்புகொண்ட திடப்பொருள் நிலைக் கும், ஆனால் அதேசயம் ஒரு திரவம் போல ஒழுகக் கூடிய ‘சூப்பர் திரவ’

(superfluid) நிலைக்கும் வெற்றிகரமாக மாற்றியுள்ளனர் இந்த இரு வேறு ஆய்வுக்குழுவினர்.

அதெல்லாம் சரி, இந்த சூப்பர் திடப்பொருளால் நமக்கு என்ன பயன்? முதலில், மேலதிக ஆய்வுகள் மூலமாக சூப்பர் திடப்பொருள் இருப்பது முற்றிலும் உண்மைதான் என்பது ஆய்வுக்குழுவால் நிரூபிக்கப்பட வேண்டும். பின்னர், சூப்பர் திடப்பொருளைப் பயன்படுத்த மின்தடை இல்லாமல் மின்சாரத்தை கடத்தக்கூடிய சூப்பர் மின்கடத்திகளை (superconductors) மேம்படுத்திட முடியும் என்று கூறப்படுகிறது.