सुपरकंडक्टर बिना किसी प्रतिरोध के बिजली ले जाते हैं, लेकिन अधिकांश पूर्ण शून्य से कुछ डिग्री ऊपर ही काम करते हैं। 1980 के दशक के उत्तरार्ध में, तांबा-आधारित सामग्री जिसे कप्रेट कहा जाता है, उच्च तापमान पर अतिचालक पाई गई, जिसे किफायती तरल नाइट्रोजन के साथ प्राप्त किया जा सकता है। हालाँकि, लगभग 40 साल बाद, भौतिक विज्ञानी अभी भी इस खोज के कारणों पर सहमत नहीं हैं।
हाल के एक वैज्ञानिक अध्ययन में, म्यूनिख में लुडविग मैक्सिमिलियन विश्वविद्यालय के मिलन एलन और नीदरलैंड में उट्रेच विश्वविद्यालय के इंगमार स्वार्ट के नेतृत्व में भौतिकविदों की एक टीम ने एक कप्रेट के माध्यम से बहने वाली विद्युत धारा की हल्की विद्युत ध्वनि को सुनकर कुछ उत्तर पाए।
गायब इलेक्ट्रॉन
कप्रेट्स की उच्च तापमान वाली अतिचालकता के रहस्य के केंद्र में एक अजीब स्थिति है जिसे स्यूडोगैप कहा जाता है। एलन ने कहा, “छद्म अंतराल लापता इलेक्ट्रॉनों की एक घटना है।” जिस तापमान पर कप्रेट सुपरकंडक्टर्स बन जाते हैं, उसके ऊपर उनके कुछ इलेक्ट्रॉन गायब होने लगते हैं: माप में उनमें से बहुत कम ऊर्जा उस स्तर पर पाई जाती है जहां उन्हें होना चाहिए। “हर कोई जानता है कि विभिन्न जांचों से आप इन इलेक्ट्रॉनों को गायब होते देखते हैं, लेकिन कोई नहीं जानता कि क्यों,” एलन ने कहा।
दशकों से, भौतिकविदों ने दो मुख्य प्रतिस्पर्धी स्पष्टीकरण सामने रखे हैं। पहला मानता है कि इलेक्ट्रॉन किसी प्रकार की संरचना में फंस जाते हैं। इस दृष्टिकोण में, इलेक्ट्रॉन पैटर्न में स्थिर हो जाते हैं, जैसे चार्ज घनत्व तरंगें, और सुपरकंडक्टिविटी अलग से विकसित होती है। वैकल्पिक व्याख्या इस घटना को अतिचालकता से निकटता से जोड़ती है। एलन ने कहा, “अन्य लोग सोचते हैं कि वे विलुप्त हो गए हैं क्योंकि वे जोड़े बनाते हैं।” ये इलेक्ट्रॉनों के जोड़े हैं, जिन्हें कूपर जोड़े कहा जाता है, जो एक सुपरकंडक्टर में करंट ले जाते हैं। यदि, सामग्री के ठंडा होने पर, ये जोड़े सामग्री के अतिचालक बनने से पहले दिखाई देते हैं, तो वे अतिचालकता के लिए एक शर्त होंगे, एक प्रकार का प्रतीक्षा कक्ष, जहां जोड़े मौजूद हैं लेकिन अभी तक एक साथ नहीं चल सकते हैं।
इसे ठीक करना बेहद कठिन साबित हुआ। एलन ने कहा, “बहुत सारे अलग-अलग प्रयोगात्मक हस्ताक्षर अंदर एकत्रित हैं।” एलन कहते हैं, विभिन्न उपकरण कुछ न कुछ देखते हैं, लेकिन उनकी रीडिंग कभी भी निर्णायक नहीं होती है। “यह हमेशा कुछ असंगत, समझने में कठिन होता है,” उन्होंने कहा। शोधकर्ताओं को जोड़ों को सीधे देखने का एक तरीका चाहिए था, और एलन और उनके सहयोगियों ने इसे ढूंढ लिया।
