સુપરકન્ડક્ટિવિટી તમારા વીજળીના બિલનું મુલ્ય ચણા-મમરા જેવું કરી આપશે!

બેંગ્લોર સ્થિત એક સંસ્થાના બે વૈજ્ઞાનિકોએ સુપરકન્ડક્ટીવીટીને ઓરડાના તાપમાનમાં શોધીને એક મોટો દાવો કર્યો છે, જો આ દાવો સ્વીકારવામાં આવશે તો આપણા બધાના વીજળીના બિલનું મૂલ્ય સાવ નહીવત થઇ જશે તેની શક્યતાઓ છે.

જો વીજળી વાપરીએ અને તેનું બીલ સાવ નજીવું આવે તો કેટલું સારું, હેં ને? તો કદાચ હવે વધારે રાહ જોવી નહિ પડે. જે રીતે વિજ્ઞાન આગળ વધી રહ્યું છે તેમ જોતાં લાગે છે કે વન ટાઈમ ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કર્યા બાદ મોટા મોટા અમાઉન્ટવાળા વિજબીલમાંથી છુટકારો મળશે. કેવી રીતે? ચાલો જોઈએ.

આશરે એક વર્ષ પહેલાં, ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યુટ ઑફ સાયન્સ (IISC), બેંગ્લોરના બે વૈજ્ઞાનિકોએ એક પબ્લિક ઑનલાઇન સાયન્ટીફીક ફોરમ પર એક અસાધારણ શોધની નોંધ કરી હતી – તેઓએ સોના અને ચાંદીના મિશ્રણથી બનેલ નવા સંયોજનમાં ઓરડાના તાપમાને સુપરકન્ડક્ટિવિટી જોવા મળી હોવાની પુષ્ટિ કરી હતી.

દાવાએ ભારે ઉત્તેજના ઊભી કરી. સુપરકન્ડક્ટિવિટી એ એવી ઘટના છે કે, અત્યાર સુધી, શૂન્યથી 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ નીચેની રેન્જમાં અત્યંત નીચા તાપમાને જ શક્ય છે. ઓરડાના તાપમાન પર અથવા ઓછામાં ઓછા સંચાલિત નીચા તાપમાને સુપરકન્ડક્ટિવિટી પ્રદર્શિત થતી પદાર્થની શોધ સફળતા વગર દાયકાઓ સુધી ચાલુ રહી છે. જો દાવો કરેલ શોધની પુષ્ટિ કરવામાં આવી હોય, તો આ સદીમાં તે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં સૌથી મોટી સફળતા બની શકે છે.

અંશુ પાંડે અને તેમના PhD વિદ્યાર્થી દેવ કુમાર થાપાના દાવાઓનો આવકારો મોટાભાગે સંશયવાદ, ટીકા અને ઉપહાસથી થયો હતો. તેમાંથી ઘણા અર્થપૂર્ણ પ્રશ્નો ઉત્પન્ન થયેલા ડેટાની અધિકૃતતા, પ્રયોગાત્મક પ્રક્રિયાઓ અને પછી ડેટામાંથી બનાવેલી અર્થઘટનો સાચી હતી કે કેમ તે વિશે પણ ઉભા કરવામાં આવ્યા હતા.

ટીકાઓના આ ઝંઝાવાતમાં IISCએ કેટલાક સંશોધકો સાથે મળીને આ બંને સંશોધનકારોને સહયોગ કરવા અને પરિણામોનું પુનર્નિર્માણ કરવા જણાવ્યું. તે ગ્રુપ, જેમાં મૂળ બે સંશોધકોનો સમાવેશ થયો હતો, તેમણે ગયા મહિને સમાન પદાર્થના નવા નમૂનાઓ પરના નવા પ્રયોગોનાં પરિણામોની જાણ કરી હતી અને માત્ર મૂળ તારણોને જ નહીં, તેનાથી પણ વધુ જણાવ્યું હતું. ગ્રૂપે આંતરરાષ્ટ્રીય જર્નલમાં પ્રકાશન માટે એક પેપર પણ મોકલ્યો છે. તેમના કાગળ, હવે “તકનીકી સમીક્ષા” હેઠળ છે.

પહેલાં તો સુપરકન્ડક્ટિવિટી એ કઈ બલાનું નામ છે?

તે એક એવી અવસ્થા છે જેમાં પદાર્થ સંપૂર્ણપણે શૂન્ય વિદ્યુત અવરોધ બતાવે છે. જ્યારે અવરોધ એ એક એવી ઈલેક્ટ્રીકલ ટર્મ છે જે વીજળીના પ્રવાહને પ્રતિબંધિત કરે છે. સુપરકન્ડક્ટિવિટી વગર અવરોધે પ્રવાહને પ્રસારિત થવા દે છે.

વીજળી એ કોપર જેવી પદાર્થમાં ફ્રી (કક્ષાઓમાં મુક્ત એવા) ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ એક ચોક્કસ દિશામાં હોય છે, તે રેન્ડમ અને અસ્થિર હોય છે. તેઓ વારંવાર એકબીજા સાથે અથડામણ કરે છે, અને પદાર્થના અન્ય કણો સાથે આ રીતે વર્તમાન વીજપ્રવાહને અવરોધની તક આપે છે. આ ચિત્ર એક ગીચ શહેરી વિસ્તારમાં એક અવ્યવસ્થિત ટ્રાફિક જેવું જ છે. પ્રક્રિયામાં, ગરમી તરીકે વીજળીની ઘણી ઊર્જાનો નાશ થાય છે. અવરોધ એક માપી શકાય તેવો જથ્થો છે, જે પદાર્થ સાથે બદલાય છે.

જોકે, સુપરકન્ડક્ટિંગ સ્થિતિમાં પદાર્થ કોઈ પણ અવરોધની તક આપતો નથી. બધા ઇલેક્ટ્રોન પોતાને કોઈ ચોક્કસ દિશામાં સંરેખિત કરે છે, અને “અનુરૂપ” રીતે કોઈપણ અવરોધ વગર ખસે છે. તે સુપરહાઇવે પર ક્રમશઃ ફેશનમાં ચાલતા વાહનો સમાન છે. શૂન્ય અવરોધને કારણે, સુપરકન્ડક્ટિંગ પદાર્થ વિશાળ માત્રામાં ઊર્જાની બચત કરી શકે છે, અને અત્યંત કાર્યક્ષમ ઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણો બનાવવા માટે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

આ સુપરકન્ડક્ટિવિટીની વાત કેટલી દુર્લભ છે? ચાલો નમુનો જોઈએ.

સમસ્યા એ છે કે સુપરકન્ડક્ટિવિટી, તે પહેલીવાર 1911 માં શોધાયેલી હતી ત્યારથી, ખૂબ ઓછા તાપમાને જ જોવા મળી હતી, જેને નજીકના શૂન્ય (0 ° કે -273.15 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) કહેવામાં આવે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, વૈજ્ઞાનિકો સંપૂર્ણ શૂન્ય કરતાં ઊંચા તાપમાને સુપરકન્ડક્ટિવ પદાર્થ શોધી શક્યા છે, પરંતુ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, આ તાપમાન -100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ કરતાં પણ ઓછું છે અને યોગ્ય વાતાવરણીય દબાણ પણ જરૂરી છે. તાપમાન અને દબાણની આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ બનાવવી એ એક મુશ્કેલ કાર્ય છે. તેથી, સુપરકન્ડક્ટિંગ પદાર્થની એપ્લિકેશનો હાલ મર્યાદિત રહી છે.

IISCના સંશોધકોએ તાપમાન અને દબાણની વિશિષ્ટ પરિસ્થિતિઓ વગર જ સુપરકન્ડક્ટિવિટી શોધી હોવાનો દાવો કેવી રીતે કર્યો?

IISC વૈજ્ઞાનિકોએ નોંધ્યું છે કે સોનાના ચાંદીની સંયુક્ત પદાર્થના નેનોપાર્ટિકલ્સના કેટલાક નમૂનાઓ 13 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર અને સામાન્ય વાતાવરણીય દબાણ હેઠળ સુપરકન્ડક્ટિવિટી દર્શાવે છે. વધુમાં, આ પદાર્થમાં કેટલીક ખાસ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ 75 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી, ઉચ્ચ તાપમાને પણ સુપરકન્ડક્ટિવિટી બતાવવાની ક્ષમતા હતી.

તેઓએ આ નમૂનાના પુરાવા પુરા પાડ્યા છે. જેમાં સુપરકંડક્ટરની બે મૂળભૂત ગુણધર્મો – વિદ્યુત પ્રવાહ માટે શૂન્ય અવરોધ અને ડાયમેગ્નેટિઝમનો સમાવેશ થાય છે.

“એક સુપરકંડક્ટર અન્ય કેટલાક જટિલ ગુણધર્મો પણ બતાવે છે, પરંતુ આ બે, શૂન્ય પ્રતિકાર અને ડાયરેગ્નેટિઝમ, સામાન્ય રીતે સુપરકન્ડક્ટિવિટીણી સજ્જડ સાબિતી તરીકે લેવામાં આવે છે,” એમ વૈજ્ઞાનિક અરવિંદ ઘોષે જણાવ્યું હતું.

વધુમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ હવે જાણ કરી છે કે આ બંને ગુણધર્મો એક સાથે જ પદાર્થના સમાન નમૂનામાં જોવા મળ્યા હતા. આ બે ગુણધર્મો છેલ્લા વર્ષે પણ જોવા મળ્યા હતી, પરંતુ તે અલગ અલગ નમૂનાઓમાં હતા. ઘોષે કહ્યું હતું કે, “આ વખતે દાવા ખૂબ મજબૂત છે.”

ક્યારે વિજ્ઞાન આ બાબતની ખાતરી કરશે?

આ મુદ્દો ફક્ત ત્યારે જ સ્થગિત કરવામાં આવશે જ્યારે તેમના કાગળ છેલ્લે પ્રકાશિત થાય. અત્યાર સુધી, કોઈ જાણતું નથી કે તે કેટલો સમય લેશે. શોધના માપદંડને ધ્યાનમાં રાખીને, તે પીઅર સમીક્ષાની અનેક સ્તરોમાંથી પસાર થવાની સંભાવના છે.

eછાપું