ট্যানটালাম পলিহাইড্রাইড উচ্চ-চাপ সুপারকন্ডাক্টরের উদীয়মান শ্রেণীতে যোগ দেয় - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

বেইজিং-এর চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্স-এর গবেষকরা বলছেন, ট্যানটালাম পলিহাইড্রাইড 30 K তাপমাত্রায় এবং প্রায় 200 গিগাপাস্কাল (GPa) চাপে একটি সুপারকন্ডাক্টর হয়ে ওঠে। এটি প্রথমবারের মতো চিহ্নিত করেছে যে গ্রুপ 5 ট্রানজিশন ধাতু থেকে তৈরি হাইড্রাইডে সুপারকন্ডাক্টিভিটি দেখা গেছে এবং গবেষণা দলের সদস্যরা বলছেন যে আবিষ্কারটি ধাতব হাইড্রোজেন সংশ্লেষণের পথ তৈরি করতে পারে।

সুপারকন্ডাক্টর হল এমন উপাদান যেগুলি তাদের সুপারকন্ডাক্টিং ট্রানজিশন তাপমাত্রার নীচে ঠান্ডা হলে বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ছাড়াই বৈদ্যুতিক প্রবাহ বহন করে (T_c) এগুলি এমআরআই স্ক্যানার এবং কণা এক্সিলারেটরের উচ্চ-ক্ষেত্রের চুম্বক থেকে কোয়ান্টাম কম্পিউটারে কোয়ান্টাম বিট পর্যন্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়। যাহোক, T_c বেশিরভাগ সুপারকন্ডাক্টরের জন্য পরম শূন্য থেকে মাত্র কয়েক ডিগ্রি উপরে, এবং এমনকি তথাকথিত উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টরগুলি প্রতিরোধ ছাড়াই বিদ্যুৎ পরিচালনা করার আগে 150 K-এর নিচে ঠান্ডা করতে হবে। গবেষকরা তাই এমন উপকরণ তৈরি করতে চাইছেন যা উচ্চ তাপমাত্রায় এবং আদর্শভাবে ঘরের তাপমাত্রায় অতিপরিবাহী থাকে।

হাইড্রাইডস কেন্দ্রের পর্যায়ে নিয়ে যায়

তাত্ত্বিকভাবে, হাইড্রোজেনের ধাতব অবস্থা, যা অত্যন্ত উচ্চ চাপে ঘটবে বলে প্রত্যাশিত, ঘরের তাপমাত্রায় একটি সুপারকন্ডাক্টর হওয়া উচিত। দুর্ভাগ্যবশত, বিশুদ্ধ হাইড্রোজেন ধাতব করা খুবই কঠিন। একটি বিকল্প হিসাবে, বিজ্ঞানীরা হাইড্রাইডের তদন্ত শুরু করেছেন, যা হাইড্রোজেন এবং একটি ধাতুর সমন্বয়ে গঠিত যৌগ।

বিগত কয়েক বছরের মধ্যে, সালফার হাইড্রাইড এবং পলিহাইড্রাইড উভয়ই 200 K এর উপরে তাপমাত্রায় অতিপরিবাহী হিসাবে পাওয়া গেছে, যদিও সমুদ্রপৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে এক মিলিয়ন গুণ বেশি চাপে। এই শ্রেণীর অন্যান্য অতিপরিবাহী পদার্থের মধ্যে রয়েছে বিরল আর্থ হাইড্রাইড যেমন LaH₁₀ এবং YH₉ এবং ক্ষারীয় আর্থ হাইড্রাইড যেমন CaH₆. জিরকোনিয়াম, লুটেটিয়াম এবং টিন ধারণকারী হাইড্রাইড একইভাবে মাঝারি উচ্চতা পাওয়া গেছে T_c.

বেশিরভাগ 3d ট্রানজিশন ধাতুতে স্থানীয় ইলেক্ট্রন স্পিন থাকে যা চৌম্বকীয় ওঠানামা প্রদর্শন করে যা সুপারকন্ডাক্টিভিটির বিরোধিতা করে। এই কারণে, গবেষকরা 5d ট্রানজিশন ধাতু যেমন Hf এবং Ta-এর দিকে মনোযোগ দিয়েছেন। প্রকৃতপক্ষে, হাফনিয়াম পলিহাইড্রাইড প্রায় 83 K এ সুপারকন্ডাক্টিং হয়ে ওঠে।

একটি নতুন পলিহাইড্রাইড

নেতৃত্বে একদল গবেষক চ্যাংকিং জিন এখন একটি অতিরিক্ত সুপারকন্ডাক্টিং হাইড্রাইড, ট্যানটালাম পলিহাইড্রাইড (TaH₃) তারা উপাদানটিকে একটি হীরার অ্যাভিল সেলের মধ্যে রেখে তাদের পরীক্ষা চালিয়েছিল এবং 200 GPa চাপে, তারা দেখেছিল যে এটি প্রায় 30 K-এ সুপারকন্ডাক্ট করে। এটিকে গ্রুপ 5 ধাতু থেকে তৈরি করা প্রথম সুপারকন্ডাক্টিং হাইড্রাইড করে তোলে, জিন বলেন এবং সহকর্মীরা, যারা সুপারকন্ডাক্টিং ফেজ ব্যবহার করে তদন্ত করেছেন সিটি ইন উচ্চ চাপে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পাশাপাশি এক্স-রে বিচ্ছুরণ পরিমাপ।

লুটেটিয়াম হাইড্রাইডে পাওয়া 'নিকট-পরিবেষ্টিত' সুপারকন্ডাক্টিভিটির প্রমাণ

জিন ব্যাখ্যা করেন যে ট্যানটালামের ইন্টারস্টিশিয়াল উপাদানগুলির জন্য উচ্চ সহনশীলতা রয়েছে এবং এটি তার জালিতে তিনটি হাইড্রোজেন পরমাণুকে মিটমাট করতে পারে। যাইহোক, এই পরমাণুগুলি একে অপরের থেকে অনেক দূরে ব্যবধানে থাকে যাতে ইলেকট্রনগুলি সরাসরি উপাদানের বিভিন্ন সাইটের মধ্যে হপ করে এবং একটি বিচ্ছিন্ন বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি করে। "তাই আমরা পরামর্শ দিচ্ছি যে আমরা যে সুপারকন্ডাক্টিভিটি পর্যবেক্ষণ করেছি তা Ta এবং H এর কক্ষপথের মধ্যে সংকরকরণের সাথে সম্পর্কিত," তিনি বলেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "এটি ক্যালসিয়াম হাইড্রাইড বা বিরল আর্থ পলিহাইড্রাইড সুপারকন্ডাক্টরগুলির জন্য প্রত্যাশিত থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন, যেখানে ইলেক্ট্রন সরাসরি সংলগ্ন এইচ পরমাণুর মধ্যে যেতে পারে যা খুব ঘন খাঁচা তৈরি করে।"

TaH-তে সুপারকন্ডাক্টিভিটির পর্যবেক্ষণ₃ ইঙ্গিত করে যে ধাতব হাইড্রোজেন H এবং অন্যান্য উপাদানগুলির মধ্যে একটি সমযোজী বন্ধনকে ধাতব করার পরেও উপলব্ধি করা যেতে পারে। গবেষকরা, যারা তাদের কাজ রিপোর্ট চীনা পদার্থবিদ্যা চিঠি, তারা এখন এই সমযোজী বন্ধন ধারণকারী অন্যান্য পলিহাইড্রাইড সুপারকন্ডাক্টর অন্বেষণ করার পরিকল্পনা করে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• ইভিএম ফাইন্যান্স। বিকেন্দ্রীভূত অর্থের জন্য ইউনিফাইড ইন্টারফেস। এখানে প্রবেশ করুন.
• কোয়ান্টাম মিডিয়া গ্রুপ। IR/PR প্রশস্ত। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ডেটা ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/tantalum-polyhydride-joins-emerging-class-of-high-pressure-superconductors/