അതിചാലകത - വിക്കിപീഡിയ

# അതിചാലകത

### വിക്കിപീഡിയ, ഒരു സ്വതന്ത്ര വിജ്ഞാനകോശം.

A magnet levitating above a high-temperature superconductor, cooled with liquid nitrogen. Persistent electric current flows on the surface of the superconductor, acting to exclude the magnetic field of the magnet (the Meissner effect). This current effectively forms an electromagnet that repels the magnet.

താപനില കുറയുമ്പോള്‍ ഒരു ചാലകത്തിന്റെ വൈദ്യുത രോധം പൂജ്യത്തോടടുക്കും. ആ സമയം അവയുടെ ചാലകത്‌ അസാധാരണമാം വിധം വര്‍ധിക്കും. ഈ പ്രതിഭാസമാണ്‌ അതിചാലകത. 1911-ല്‍ ഡച്ച്‌ ഭൗതികശാസ്ത്രഞ്ജനായ കാമര്‍ലിങ്ങ്‌ ഓണ്‍സ്‌ ആണ്‌ അതിചാലകത കണ്ടുപിടിച്ചത്‌. ആ സമയത്ത്‌ വളരെയധികം താഴ്‌ന്ന താപനിലയില്‍ മാത്രമേ അതിചാലകത സാധ്യമാകുമായിരുന്നുള്ളു എന്നാല്‍ പിന്നീടുള്ള ഗവേഷണങ്ങള്‍ ഒയര്‍ന്ന താപനിലയിലും അതിചാലകത സാധ്യമാക്കാം എന്ന്‌ കണ്ടെത്തി. സാധാരണ അന്തരീക്ഷ താപനിലയിലുള്ള അതിചാലകത സാധ്യമായാല്‍ ഭൗതിക ശസ്ത്രം കണ്ടിട്ടുള്ളതില്‍ വച്ച്‌ വലിയൊരു വിപ്ലവമായിമാറും അത്‌. കാരണം മനുഷ്യ സമൂഹത്തിന്റെ സമസ്ത മേഘലകളിലും സ്വാധീനംചെലുത്താന്‍ ഇതിനു കഴിയും.

## [തിരുത്തുക] എന്താണ്‌ അതിചാലകത?

വൈദ്യുതി യഥേഷ്ടം കടന്നു പോകുന്ന വസ്തുക്കളെയാണ്‌ നാം സുചാലകങ്ങള്‍ എന്നു വിളിക്കുന്നത്‌. ഉദ:ഇരുമ്പ്‌,ചെമ്പ്‌ മുതലായവ. പക്ഷേ ഈ ചാലകങ്ങളിലെല്ലാം തന്നെ വൈദ്യുതി കടന്നുപോകുന്നതിന്‌ രോധം(Resistance) ഉണ്ട്‌. ഈ രോധം ഊഷ്മാവ്‌ കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച്‌ ക്രമമായി കുറയും. അങ്ങനെ താപനില കുറഞ്ഞു കുറഞ്ഞ്‌ കേവല പൂജ്യതിനടുത്തെത്തിയാല്‍ രോധവും ഇല്ലാതാവും. രോധം പൂജ്യത്തോടടുക്കുമ്പോള്‍ വൈദ്യുത വാഹന ക്ഷമത(electrical conductivity) സീമാതീതമായി വര്‍ദ്ധിക്കുന്നു. ഈ അസാധാരണമായ പ്രതിഭാസമാണ്‌ അതിചാലകത.

വൈദ്യുത ചാലകങ്ങളിലൂടെ വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കാന്‍ കാരണം അവയിലെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളാണ്‌. ഊഷ്മാവ്‌ കൂടുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനത്തിന്‌ തടസമുണ്ടാവുകയും വൈദ്യുത വാഹന സേഷി കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. ഊഷ്മാവ്‌ കുറയുമ്പോള്‍ രോധം കുറയുമെങ്കിലും അത്‌ പൂര്‍ണമായി ഇല്ലതാകുന്നില്ല. പക്ഷേ ചില പ്രത്യേക വസ്തുക്കള്‍ക്ക്‌ രോധം പൂര്‍ണമായും ഇല്ലാതാവും ഇവയാണ്‌ അതിചാലകങ്ങള്‍. ഇതില്‍ നിന്നും എല്ലാ ലോഹങ്ങളും അതിചാലകങ്ങളല്ല എന്ന്‌ മനസിലായിക്കാണുമല്ലോ?.

## [തിരുത്തുക] തുടക്കം

1908-ല്‍ കാമര്‍ലിങ്ങ്‌ ഓണ്‍സ്‌(Kamerlingh Onnes)ഹീലിയം എന്ന വാതകത്തെ ശീതീകരിച്ച്‌ ദ്രവ രൂപത്തിലാക്കി. കേവല പൂജ്യത്തോടടുത്ത 4.2K ലാണ്‌ ഇത്‌ സാധിച്ചെടുത്തത്‌. ഇതെ തുടര്‍ന്ന്‌ കാമര്‍ലിങ്ങ്‌ ഓണ്‍സും സംഘവും താഴ്‌ന്ന താപനിലയില്‍ വസ്തുക്കള്‍ക്കുണ്ടാവുന്ന മാറ്റങ്ങളെ കുറിച്ച്‌ പഠിക്കുവാന്‍ തുടങ്ങി. അപ്പോഴാണ്‌ അവര്‍ ഒരു കാര്യം കണ്ടെത്തിയത്‌. മെര്‍ക്കുറിയുടെ രോധം 4K ല്‍ കുത്തനെ കുറഞ്ഞ്‌ പൂജ്യമായിത്തീരുന്നു. അത്രയും നാള്‍ വരെ പൂജ്യം കെല്വിനില്‍ മാത്രമേ ഇത്‌ സംഭവിക്കൂ എന്നായിരുന്നു വിശ്വാസം. ഒരു ചാലകം അതിചാലകമായിമാറുന്ന താപനിലയാണ്‌ സംക്രമണ താപനില(transition temparature). ഓരോ പദാര്‍ഥത്തിനും സംക്രമണ താപനില വത്യസ്തമായിരിക്കും. ഈ കണ്ടെത്തലോടുകൂടി അതിചാലകത അന്തരിക്ഷ താപനിലയിലും കൊണ്ടുവരാം എന്ന വിശ്വാസം ശക്തമായി. ലോകത്തിന്റെ പല ഭാഗങ്ങളിലുള്ള ശാസ്ത്രന്‍ഞ്ജന്മാര്‍ മറ്റുമേഖലകളെല്ലാം വിട്ടെറിഞ്ഞ്‌ അതിചാലകതയിലേക്ക്‌ തിരിഞ്ഞു.

## [തിരുത്തുക] അതിചാലകതയുടെ കാരണം

അതിചാലകത കണ്ടെത്തിക്കഴിഞ്ഞ്‌ ഏകദേശം 50 വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്ക്‌ ശേഷമാണ്‌ അതിനൊരു സൈദ്ധാന്തിക വിശദീകരണം നല്‍കുന്നത്‌. അതിചാലകങ്ങളെ കുറിച്ച്‌ ഗവേഷണം നടത്തിയ ചില ശസ്തഞ്ജരായിരുന്നു ജോണ്‍ ബാര്‍ഡീന്‍(John Bardeen), ലിയോ കൂപ്പര്‍(Leo Cooper), ജോണ്‍ ആര്‍ ഷ്‌റൈഫര്‍(John R Schriffer) തുടങ്ങിയവര്‍.ഇവരുടെ ഗവേഷണ ഫലങ്ങളില്‍ നിന്ന്‌ ഉരുത്തിരിഞ്ഞു വന്ന സിദ്ധാന്തമാണ്‌ ബി.സി.എസ്‌ സിദ്ധാന്തം. മൂവരുടെയും പേരിന്റെ ആദ്യാക്ഷരങ്ങള്‍ കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്താണ്‌ ഈ സിദ്ധാന്തത്തിന്‌ പേരിട്ടിരിക്കുന്നത്‌. ഈ സിദ്ധാന്തത്തിനാണ്‌ 1972 ലെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബ്ബല്‍ സമ്മാനം ലഭിച്ചത്‌.

## [തിരുത്തുക] ബി.സി.എസ്‌ സിദ്ധാന്തം

"പദാര്‍ഥത്തിന്റെ വൈദ്യുത ചാലകതയ്ക്ക്‌ നിദാനമായ ഇലക്ട്രോണുകളും, ക്രിസ്റ്റല്‍ ജാലികയുടെ കമ്പനങ്ങളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിക്രിയയാണ്‌ അതിചാലകതയ്ക്കാധാരം." എന്ന്‌ ഈ സിദ്ധാന്തം പറയുന്നു.

ഒരു ചാലകത്തില്‍ ധാരാളം സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഉണ്ട്‌. ചാലകം അതിചാലകം ആയി മാറുന്ന സമയത്ത്‌ ഇതില്‍ രണ്ടെണ്ണം ചേര്‍ന്ന്‌ ഒരു ജോഡിയായി മാറുന്നു. ഇതിന്‌ കൂപ്പര്‍ പെയറുകള്‍ എന്നു പറയുന്നു. ക്രിസ്റ്റല്‍ നിരകളുടെ കമ്പനമാണ്‌ ഇവയെ ഒന്നിച്ച്‌ നിര്‍ത്തുന്നത്‌. വിപരീത ചാര്‍ജുള്ള ഇവയെ വേര്‍പെടുത്താന്‍കഴിയാത്തവിധം ഒന്നിച്ച്‌ നില്‍ക്കുന്നതിനാല്‍ ഇവയ്ക്ക്‌ സുഗമമായി വൈദ്യുതി ചലിക്കാനാവും. പരസ്പരം കൂട്ടിയിടിച്ചാല്‍ പോലും ഇവ വേര്‍പെടുന്നില്ല അതിനാല്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കുണ്ടാവുന്ന സഞ്ചര തടസം പോലും ഇവയ്ക്കനുഭവപ്പെടുകയില്ല. ഇതാണ്‌ അതിചാലകതയ്ക്ക്‌ കാരണം.

## [തിരുത്തുക] അതിചാലകതയുടെ ഉപയോഗങ്ങള്‍

### [തിരുത്തുക] ഊര്‍ജ സംരക്ഷണം

അതിചാലകതയുടെ ഏറ്റവും വലിയ ഒരു ഗുണമാണ്‌ ഊര്‍ജ സംരക്ഷണം. ഇന്ന്‌ പവര്‍ സ്റ്റേഷനുകളില്‍ നിന്ന്‌ അയയ്ക്കുന്ന വൈദ്യുതി മുഴുവനൊന്നും നമുക്ക്‌ വീടുകളില്‍ കിട്ടുന്നില്ല. വൈദ്യുതി വഹിച്ചുകൊണ്ടു പോകുന്ന ചാലകങ്ങളുടെ രോധമാണ്‌ ഇതിനുകാരണം. അന്തരീക്ഷ താപനിലയില്‍ അതിചാലകങ്ങള്‍ സാധ്യമായാല്‍ അയയ്ക്കുന്ന മുഴുവന്‍ വൈദ്യുതിയും നമുക്ക്‌ ലഭിക്കും. ഇന്നത്തെ നമ്മുടെ ഊര്‍ജ ദൗര്‍ലഭ്യത്തിന്‌ ഇത്‌ വലിയൊരളവ്‌ പരിഹാരമാവും.

### [തിരുത്തുക] വിദ്യുത്‌ കാന്തങ്ങള്‍

അതിചാലകങ്ങള്‍ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കാന്‍ പോകുന്ന ഒരു മേഖലയാണ്‌ വിദ്യുത്‌ കാന്തങ്ങളുടെ നിര്‍മാണം. സാധാരണ ചാലകങ്ങളുടെ പരിമിതിയാണ്‌ ഇതിനു കാരണം. സാധാരണ ചാലകങ്ങളുപയോഗിച്ച്‌ ശക്തിയേറിയ കാന്തങ്ങള്‍ നിര്‍മിച്ചാല്‍ അവ ഉയര്‍ന്ന രോധം കാരണം കത്തിപ്പോകാന്‍ സാധ്യതയുണ്ട്‌. എന്നാല്‍ അതിചാലകങ്ങളില്‍ രോധമില്ലാത്തതിനാല്‍ ഇങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നില്ല. കൂടാതെ വേഗം കൂടിയ മാഗ്നെറ്റിക്‌ തീവണ്ടികളില്‍ ഇത്‌ അനിവാര്യം കൂടിയാണ്‌. പക്ഷെ ഇന്നത്തെ അവസ്ഥയില്‍ ഇത്‌ പൂര്‍ണമായും സാധ്യമല്ല. കാരണം ചെമ്പുക്മ്പികള്‍ കണക്കെ യഥേഷ്ടം ചുരുളാക്കാന്‍ പറ്റിയ അതിചാലകങ്ങള്‍ ഇന്ന്‌ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല. ടിന്‍(Tin), നിയോബിയം(Niobium), വനേഡിയം(Vanedium), ഗാലിയം(galliyam) എന്നീ മൂലകങ്ങള്‍ ചേര്‍ന്ന കൂട്ടുലോഹങ്ങള്‍ ആണ്‌ ഇന്നു കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ട അതിചാലകങ്ങളില്‍ വച്ച്‌ അക്കാര്യത്തിനായി ഉപയോഗിക്കാന്‍ പറ്റിയവ. മാത്രമല്ല ഇവ വളരെ താഴ്‌ന്ന താപനിലയില്‍ നിലനിര്‍ത്തണം.

### [തിരുത്തുക] എം.ആര്‍.ഐ സ്കാനിംഗ്‌

മനുഷ്യ ശരീരത്തിന്റെ ആന്തരിക ചിത്രങ്ങളെടുക്കാനുള്ള ഒരു സങ്കേതമാണ്‌ മാഗ്നറ്റിക്‌ റെസൊണന്‍സ്‌ ഇമേജിംഗ്‌(Magnetic Resonance Imaging) അഥവാ എം.ആര്‍.ഐ.വളരെ ശക്തിയേറിയ കാന്തിക മണ്ഡലം ഉപയോഗിച്ചാണ്‌ ഇത്‌ സാധ്യമാക്കുന്നത്‌. ഇതില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന കാന്തിക ക്ഷേത്രത്തിന്റെ തീവ്രത ഏതാണ്ട്‌ 3-4 ടെസ്‌ല(ഭൂകാന്തതയുടെ 100,000 ഇരട്ടിയോളം) വരും. അതിചാലക വൈദ്യുതവാഹി വളരെ കുറച്ച്‌ ഊര്‍ജം മാത്രമേ നഷ്ടപ്പെടുത്തുന്നുള്ളു.

## [തിരുത്തുക] പ്രമാണാധാര സൂചിക

## [തിരുത്തുക] മറ്റു ലിങ്കുകള്‍

- US, EREN: superconductivity
- superconductors.org
- Introduction to superconductivity
- Superconducting Niobium Cavities
- Superconductivity in everyday life : Interactive exhibition
- Video of the Meissner effect from the NJIT Mathclub
- Superconductor Week Newsletter - industry news, links, etc
- Superconducting Magnetic Levitation Video
- Superconductor Science and Technology
- Why does a levitated magnet start to rotate? (German)
- National Superconducting Cyclotron Laboratory at Michigan State University
- High Temperature Superconducting and Cryogenics in RF applications

| ഈ ലേഖനം അപൂര്‍ണ്ണമാണ്. ഇതു പൂര്‍ത്തിയാക്കുവാന്‍ സഹകരിക്കുക.

Retrieved from "http://ml.wikipedia.org../../../%E0%B4%85/%E0%B4%A4/%E0%B4%BF/%E0%B4%85%E0%B4%A4%E0%B4%BF%E0%B4%9A%E0%B4%BE%E0%B4%B2%E0%B4%95%E0%B4%A4.html"

സൂചികകള്‍: അപൂര്‍ണ്ണ ലേഖനങ്ങള്‍ | ശാസ്ത്രം

##### Views

- ലേഖനം
- സംവാദം
- ഇപ്പോഴുള്ള രൂപം

##### ഉള്ളടക്കം

- പ്രധാന താള്‍
- പുതിയ താളുകള്‍
- സമകാലികം
- ലേഖനം തുടങ്ങുക

##### പങ്കാളിത്തം

- വിക്കി സമൂഹം
- വിക്കി പഞ്ചായത്ത്
- സംഭാവന

##### വഴികാട്ടി

- സഹായം
- മാര്‍ഗ്ഗരേഖകള്‍

##### ആശയവിനിമയം

- തല്‍സമയ സം‌വാദം

##### തിരയുക

##### ഇതര ഭാഷകളില്‍

- العربية
- Български
- Català
- Česky
- Dansk
- Deutsch
- English
- Español
- فارسی
- Suomi
- Français
- עברית
- Hrvatski
- Magyar
- Bahasa Indonesia
- Italiano
- 日本語
- Nederlands
- ‪Norsk (bokmål)‬
- Polski
- Português
- Română
- Русский
- Slovenščina
- Српски / Srpski
- Svenska
- Українська
- اردو
- Tiếng Việt
- 中文