कमरे के तापमान पर सुपरसॉलिड: लिक्विड क्रिस्टल माइक्रोकैविटी में सफलता

सुपरसॉलिड क्या है

सुपरसॉलिड की अवधारणा 1960 के दशक की है। तब सिद्धांतकारों ने अनुमान लगाया था कि ठोस क्रिस्टल जाली और सुपरफ्लुइडिटी साथ-साथ मौजूद हो सकती हैं। सुपरफ्लुइडिटी में श्यानता (viscosity) शून्य हो जाती है और पदार्थ बिना प्रतिरोध के बहता है। प्रयोगशाला में इसकी पुष्टि 2017 में हुई, जब इसे अति-ठंडे परमाणु बोस-आइंस्टीन कंडेन्सेट में देखा गया।

यूरोपीय टीम ने क्रायोजेनिक बाधा से बचने के लिए धीमे परमाणुओं की जगह प्रकाश और पदार्थ की क्वासी-कणिकाओं का इस्तेमाल किया। ऑप्टिकल माइक्रोकैविटी में फँसे फोटॉन और एक्सिटॉन के बीच प्रबल युग्मन से हाइब्रिड एक्सिटॉन-पोलैरिटॉन बने। इनका जीवनकाल केवल कुछ पिकोसेकंड है, फिर भी क्वांटम सुपरफ्लुइड जैसा व्यवहार करने वाला बोस-आइंस्टीन कंडेन्सेट बनाने के लिए यह काफ़ी रहा।

सुपरसॉलिड अवस्था में परिवर्तन नमूने की सतह पर नियमित दूरी वाली चमकीली व्यतिकरण धारियों से दर्ज हुआ। ये धारियाँ प्रकाश की तीव्रता और ध्रुवण, दोनों चैनलों में एक साथ क्रम दिखाती थीं। साथ ही स्वतःस्फूर्त सममिति-भंग का सीधा प्रमाण मिला। CNRS के Institut Pascal के प्रो. Guillaume Malpuech के अनुसार, हर लेज़र पल्स पर धारियाँ अलग, यादृच्छिक स्थानों पर बनीं, जो सैद्धांतिक अनुमानों से मेल खाता है।

तकनीकी चुनौतियाँ

प्रणाली का मूल WAT में डिज़ाइन और निर्मित माइक्रोकैविटी थी, जिनमें खास तरह से तैयार लिक्विड क्रिस्टल भरा गया। IBM Research Zurich की टीम ने उन पर कार्बनिक अर्धचालक की अति-पतली परतें चढ़ाईं। अर्धचालक लिक्विड क्रिस्टल से धीमी रासायनिक अभिक्रिया करता था, इसलिए नमूना बनने के बाद केवल कुछ घंटे स्थिर रहता था। सारे ऑप्टिकल माप इसी सीमित समय में करने पड़े और हर दोहराव के लिए नया नमूना बनाना पड़ा।

इसके बावजूद नतीजे बताते हैं कि वोल्टेज से नियंत्रित होने वाली लिक्विड क्रिस्टल माइक्रोकैविटी प्रकाश और पदार्थ की नई क्वांटम अवस्थाओं को खंगालने के लिए बेहद लचीला मंच है।