বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিতে অতিপরিবাহীতার প্রয়োগ

সুপারকন্ডাক্টিভিটিকে একটি কোয়ান্টাম ঘটনা বলা হয়, যার মধ্যে রয়েছে যে কিছু উপাদান, যখন তাদের তাপমাত্রা একটি নির্দিষ্ট সমালোচনামূলক মানতে আনা হয়, তখন শূন্য বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের প্রদর্শন করা শুরু করে।

আজ, বিজ্ঞানীরা ইতিমধ্যে এইভাবে আচরণ করতে সক্ষম কয়েকশ উপাদান, সংকর ধাতু এবং সিরামিক জানেন। একটি কন্ডাক্টর যা একটি সুপারকন্ডাক্টিং অবস্থায় চলে গেছে তা দেখাতে শুরু করে যা বলা হয় মেইসনার প্রভাব, যখন এর আয়তন থেকে চৌম্বক ক্ষেত্রটি সম্পূর্ণরূপে বাহ্যিকভাবে স্থানচ্যুত হয়, যা অবশ্যই, একটি অনুমানমূলক আদর্শের অবস্থার অধীনে সাধারণ পরিবাহনের সাথে সম্পর্কিত প্রভাবগুলির শাস্ত্রীয় বর্ণনার সাথে বিরোধিতা করে, অর্থাৎ, শূন্য প্রতিরোধ।

1986 থেকে 1993 সময়কালে, বেশ কয়েকটি উচ্চ-তাপমাত্রা সুপারকন্ডাক্টর আবিষ্কৃত হয়েছিল, অর্থাৎ যেগুলি একটি সুপারকন্ডাক্টিং অবস্থায় চলে যায় সেগুলি আর তরল হিলিয়ামের স্ফুটনাঙ্ক (4.2 কে) এর মতো কম তাপমাত্রায় নয়, কিন্তু ফুটন্ত অবস্থায়। তরল নাইট্রোজেনের বিন্দু (77 কে) - 18 গুণ বেশি, যা পরীক্ষাগারের পরিস্থিতিতে হিলিয়ামের তুলনায় অনেক সহজ এবং সস্তা অর্জন করা যায়।

ব্যবহারিক প্রয়োগে আগ্রহ বেড়েছে অতিপরিবাহীতা 1950 এর দশকে শুরু হয়েছিল যখন টাইপ II সুপারকন্ডাক্টর, তাদের উচ্চ বর্তমান ঘনত্ব এবং চৌম্বকীয় আবেশ সহ, দিগন্তের উপরে উজ্জ্বলভাবে এসেছিল। তারপরে তারা আরও বেশি ব্যবহারিক গুরুত্ব অর্জন করতে শুরু করে।

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইনডাকশনের সূত্র আমাদের বলে যে বৈদ্যুতিক প্রবাহের চারপাশে সর্বদা থাকে চৌম্বক ক্ষেত্র... এবং যেহেতু সুপারকন্ডাক্টরগুলি প্রতিরোধ ছাড়াই কারেন্ট পরিচালনা করে, তাই সঠিক তাপমাত্রায় এই জাতীয় উপকরণগুলি বজায় রাখা এবং এইভাবে আদর্শ ইলেক্ট্রোম্যাগনেট তৈরির জন্য অংশগুলি অর্জন করা যথেষ্ট।

উদাহরণস্বরূপ, মেডিকেল ডায়াগনস্টিকসে, চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং প্রযুক্তি টমোগ্রাফগুলিতে শক্তিশালী সুপারকন্ডাক্টিং ইলেক্ট্রোম্যাগনেট ব্যবহার করে। তাদের ছাড়া, চিকিত্সকরা একটি স্ক্যাল্পেল ব্যবহার না করে মানবদেহের অভ্যন্তরীণ টিস্যুগুলির এমন চিত্তাকর্ষক উচ্চ-রেজোলিউশন চিত্রগুলি পেতে সক্ষম হবেন না।

নিওবিয়াম-টাইটানিয়াম এবং নাইওবিয়াম-টিন ইন্টারমেটালিক্সের মতো সুপারকন্ডাক্টিং অ্যালয়গুলি অত্যন্ত গুরুত্ব পেয়েছে, যেখান থেকে স্থিতিশীল পাতলা সুপারকন্ডাক্টিং ফিলামেন্ট এবং আটকে থাকা তারগুলি প্রাপ্ত করা প্রযুক্তিগতভাবে সহজ।

বিজ্ঞানীরা দীর্ঘদিন ধরে উচ্চ শীতল করার ক্ষমতা সহ লিকুইফায়ার এবং রেফ্রিজারেটর তৈরি করেছেন (তরল হিলিয়ামের তাপমাত্রা স্তরে), তারাই ইউএসএসআর-তে সুপারকন্ডাক্টিং প্রযুক্তির বিকাশে অবদান রেখেছিল। তারপরও, 1980-এর দশকে, বড় ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিস্টেম তৈরি করা হয়েছিল।

বিশ্বের প্রথম পরীক্ষামূলক সুবিধা, T-7, চালু করা হয়েছিল, একটি ফিউশন প্রতিক্রিয়া শুরু করার সম্ভাবনা অধ্যয়নের জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল, যেখানে একটি টরয়েডাল চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করতে সুপারকন্ডাক্টিং কয়েলের প্রয়োজন হয়।বৃহৎ কণার ত্বরণকারীতে, তরল হাইড্রোজেন বুদবুদ চেম্বারেও সুপারকন্ডাক্টিং কয়েল ব্যবহার করা হয়।

টারবাইন জেনারেটরগুলি উন্নত এবং তৈরি করা হয়েছে (গত শতাব্দীর 80 এর দশকে, অতি-শক্তিশালী টারবাইন জেনারেটর কেজিটি -20 এবং কেজিটি -1000 সুপারকন্ডাক্টরের ভিত্তিতে তৈরি করা হয়েছিল), বৈদ্যুতিক মোটর, তারগুলি, চৌম্বকীয় বিভাজক, পরিবহন ব্যবস্থা ইত্যাদি।

ফ্লোমিটার, লেভেল গেজ, ব্যারোমিটার, থার্মোমিটার — এই সমস্ত নির্ভুল যন্ত্রের জন্য সুপারকন্ডাক্টর দুর্দান্ত। সুপারকন্ডাক্টরগুলির শিল্প প্রয়োগের প্রধান প্রধান ক্ষেত্র দুটি থাকে: চৌম্বকীয় সিস্টেম এবং বৈদ্যুতিক মেশিন।

যেহেতু সুপারকন্ডাক্টর চৌম্বকীয় প্রবাহ অতিক্রম করে না, এর মানে হল যে এই ধরনের একটি পণ্য চৌম্বকীয় বিকিরণকে রক্ষা করে। সুপারকন্ডাক্টরগুলির এই বৈশিষ্ট্যটি যথার্থ মাইক্রোওয়েভ ডিভাইসগুলিতে ব্যবহৃত হয়, সেইসাথে শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ হিসাবে পারমাণবিক বিস্ফোরণের মতো বিপজ্জনক ক্ষতিকারক ফ্যাক্টর থেকে রক্ষা করতে।

ফলস্বরূপ, কম-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টরগুলি গবেষণা সরঞ্জাম যেমন কণা ত্বরণকারী এবং ফিউশন চুল্লিতে চুম্বক তৈরির জন্য অপরিহার্য থাকে।

ম্যাগনেটিক লেভিটেশন ট্রেন, যা আজ জাপানে সক্রিয়ভাবে ব্যবহৃত হয়, এখন 600 কিমি/ঘন্টা গতিতে চলতে পারে এবং দীর্ঘ সময় ধরে তাদের সম্ভাব্যতা এবং দক্ষতা প্রমাণ করেছে।

সুপারকন্ডাক্টরগুলিতে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের অনুপস্থিতি বৈদ্যুতিক শক্তি স্থানান্তর প্রক্রিয়াটিকে আরও অর্থনৈতিক করে তোলে। উদাহরণ স্বরূপ, ভূগর্ভে বিছানো একটি অতিপরিবাহী পাতলা তার নীতিগতভাবে শক্তি প্রেরণ করতে পারে যার জন্য একটি পুরু তারের বান্ডিল-একটি কষ্টকর লাইন-প্রথাগত উপায়ে এটি প্রেরণ করতে হবে।

বর্তমানে, সিস্টেমের মাধ্যমে ক্রমাগত নাইট্রোজেন পাম্প করার প্রয়োজনের সাথে যুক্ত শুধুমাত্র খরচ এবং রক্ষণাবেক্ষণের সমস্যাগুলি প্রাসঙ্গিক রয়ে গেছে। যাইহোক, 2008 সালে, আমেরিকান সুপারকন্ডাক্টর সফলভাবে নিউইয়র্কে প্রথম বাণিজ্যিক সুপারকন্ডাক্টিং ট্রান্সমিশন লাইন চালু করে।

এছাড়াও, শিল্প ব্যাটারি প্রযুক্তি রয়েছে যা আজকে একটি অবিচ্ছিন্ন সঞ্চালনকারী কারেন্টের আকারে শক্তি জমা এবং সঞ্চয় (সঞ্চয়) করতে দেয়।

সেমিকন্ডাক্টরের সাথে সুপারকন্ডাক্টরকে একত্রিত করে, বিজ্ঞানীরা আল্ট্রাফাস্ট কোয়ান্টাম কম্পিউটার তৈরি করছেন যা বিশ্বকে নতুন প্রজন্মের কম্পিউটিং প্রযুক্তির সাথে পরিচয় করিয়ে দিচ্ছে।

চৌম্বক ক্ষেত্রের মাত্রার উপর একটি অতিপরিবাহী অবস্থায় একটি পদার্থের রূপান্তর তাপমাত্রার নির্ভরতার ঘটনাটি নিয়ন্ত্রিত প্রতিরোধকের ভিত্তি - ক্রায়োট্রন।

এই মুহুর্তে, অবশ্যই, আমরা উচ্চ-তাপমাত্রা সুপারকন্ডাক্টর প্রাপ্তির দিকে অগ্রগতির ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি সম্পর্কে কথা বলতে পারি।

উদাহরণস্বরূপ, ধাতু-সিরামিক কম্পোজিশন YBa2Cu3Ox নাইট্রোজেনের তরল তাপমাত্রার উপরে তাপমাত্রায় একটি সুপারকন্ডাক্টিং অবস্থায় যায়!

যাইহোক, এই সমাধানগুলির বেশিরভাগই এই কারণে যে প্রাপ্ত নমুনাগুলি ভঙ্গুর এবং অস্থির; অতএব, পূর্বোক্ত নিওবিয়াম খাদগুলি এখনও প্রযুক্তিতে প্রাসঙ্গিক।

সুপারকন্ডাক্টররা ফোটন ডিটেক্টর তৈরি করা সম্ভব করে তোলে। তাদের মধ্যে কেউ কেউ অ্যান্ড্রিভ প্রতিফলন ব্যবহার করে, অন্যরা জোসেফসন প্রভাব, একটি সমালোচনামূলক স্রোতের উপস্থিতির সত্যতা ইত্যাদি ব্যবহার করে।

ডিটেক্টরগুলি তৈরি করা হয়েছে যা ইনফ্রারেড রেঞ্জ থেকে একক ফোটন রেকর্ড করে, যা অন্যান্য রেকর্ডিং নীতির উপর ভিত্তি করে ডিটেক্টরগুলির উপর অনেক সুবিধা দেখায়, যেমন ফটোইলেকট্রিক মাল্টিপ্লায়ার ইত্যাদি।

সুপারকন্ডাক্টরের ঘূর্ণির উপর ভিত্তি করে মেমরি কোষ তৈরি করা যেতে পারে। কিছু ম্যাগনেটিক সোলিটন ইতিমধ্যেই একইভাবে ব্যবহার করা হয়েছে। দ্বি-মাত্রিক এবং ত্রি-মাত্রিক চৌম্বকীয় সোলিটনগুলি একটি তরলে ঘূর্ণির অনুরূপ, যেখানে ডোমেন সারিবদ্ধ লাইন দ্বারা স্ট্রীমলাইনের ভূমিকা পালন করা হয়।

স্কুইড হল ক্ষুদ্র রিং-ভিত্তিক সুপারকন্ডাক্টর ডিভাইস যা চৌম্বকীয় প্রবাহ এবং বৈদ্যুতিক ভোল্টেজের পরিবর্তনের মধ্যে সম্পর্কের উপর ভিত্তি করে কাজ করে। এই ধরনের মাইক্রোডিভাইস পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র পরিমাপ করতে সক্ষম অত্যন্ত সংবেদনশীল ম্যাগনেটোমিটারে কাজ করে, সেইসাথে স্ক্যান করা অঙ্গগুলির ম্যাগনেটোগ্রাম পাওয়ার জন্য চিকিৎসা সরঞ্জামগুলিতে।