Tuesday, June 30, 2015

ദ്രവ്യത്തിന് ഇതാ പുതിയൊരു അവസ്ഥ

ദ്രവ്യത്തിന്റെ പുതിയൊരു അവസ്ഥകൂടി കണ്ടെത്തുന്നതില്ശാസ്ത്രജ്ഞര്വിജയിച്ചു. തികച്ചും വ്യത്യസ്തവും വിപരീതവുമായ ഗുണവിശേഷങ്ങള്സംയോജിക്കുന്ന ഇതിന് ജാണ്ടെല്ലര്മെറ്റല്‍ (Jahn Teller Metal)) എന്നാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞര്പേരിട്ടിരിക്കുന്നത്. ഒരേസമയം വൈദ്യുതി കടത്തിവിടാത്ത ഒന്നായും കടത്തിവിടുന്ന ഒന്നായും പ്രവര്ത്തിക്കാന്ഇതിനു കഴിയും. വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്ന അവസ്ഥയിലാണെങ്കില്അത് അതിന്റെ ഏറ്റവും ഉയര്ന്ന അവസ്ഥയായ അതിചാലകത (Super conductivtiy) യിലേക്ക് എത്തിക്കൊണ്ടാകും എന്ന പ്രത്യേകതയും ഇതിനുണ്ട്. രീതിയില്നോക്കുമ്പോള്ഇതിന് ഒരു ലോഹത്തിന്റെ സ്വഭാവമുണ്ടെന്ന് പറയേണ്ടിവരും. എന്നാല്അതോടൊപ്പം അല്പ്പം കാന്തികതയുമുണ്ട്. ജപ്പാനിലെ ടൊക്കാവു സര്വകലാശാലയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് പുതിയ ദ്രവ്യാവസ്ഥ കണ്ടെത്തിയത്. സയന്സ് അഡ്വാന്സസ് എന്ന ജേര്ണലിലാണ് പഠനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്.
കാര്ബണ്ആറ്റത്തിന്റെ സവിശേഷതരത്തിലുള്ള ഒരു രാസബന്ധനത്തില്നിന്നാണ് പുതിയ ദ്രവ്യാവസ്ഥ പിറവിയെടുക്കുന്നത് എന്നതാണ് അതിലുമതിശയം. നാനോ ടെക്നോളജി എന്ന പുതിയ ശാസ്ത്രശാഖയിലെ ചില മുന്നേറ്റങ്ങളാണ് ഇത്തരമൊരു കണ്ടെത്തലിന് ആവശ്യമായ ഉള്ക്കാഴ്ച പകര്ന്നത്. 60 കാര്ബണ്ആറ്റങ്ങള്ഒന്നിച്ചുചേരുന്നതിലൂടെ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ഒരു തന്മാത്രാ രൂപത്തെക്കുറിച്ച് ശാസ്ത്രലോകത്തിന് നേരത്തെ അറിവുണ്ടായിരുന്നതാണ്. ബക്കിബാള്അഥവാ ബക്ക്മിന്സ്റ്റര്ഫുള്ളറീന്‍ (Buckminsterfullerene) എന്നാണ് ഇത് അറിയപ്പെട്ടിരുന്നത്. ഒരു ഫുട്ബാളിനുപുറത്തെ കള്ളികളെന്നപോലെ ഷഡ്ഭുജങ്ങളും പഞ്ചഭുജങ്ങളുംചേര്ന്ന രൂപമാണിത്. കാര്ബണ്ആറ്റങ്ങള്മാത്രമുള്ള തന്മാത്രാ രൂപത്തിലേക്ക് സീഷിയം (Caesium) എന്ന ലോഹത്തിന്റെ ആറ്റങ്ങളെക്കൂടി കടത്തിയപ്പോഴാണ് അത് പുതിയ ദ്രവ്യാവസ്ഥയിലേക്കു മാറിയത്.
                                                                           
ബക്കിബാളിലെ അഥവാ ബക്ക്മിന്സ്റ്റര്ഫുള്ളറീനിലെ കാര്ബണ്കള്ളികള്ക്കിടയിലേക്ക് ലോഹമൂലകങ്ങളെ ഉള്ക്കൊള്ളിക്കാനാവുമോ എന്നതിനുള്ള ഗവേഷണം നേരത്തെ നടന്നുവരികയായിരുന്നു. ക്ഷാരലോഹങ്ങള്എന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന ആല്ക്കലി മെറ്റലു (Alkali Metals)കളെ ഇടയ്ക്കു കയറ്റാനുള്ള ശ്രമങ്ങളാണ് നടന്നുവന്നിരുന്നത്. സോഡിയം, പൊട്ടാസ്യം, റുബീഡിയം, സീഷിയം തുടങ്ങിയവയാണ് ആല്ക്കലി മെറ്റലുകള്‍. ഇവയില്സീഷിയം (Caesium) ആറ്റങ്ങളെ ബക്കിബാളുകള്ക്കിടയിലേക്ക് തിരുകിവച്ചപ്പോഴാണ് അവ പുതിയൊരു ദ്രവ്യാവസ്ഥയിലേക്കു കടന്നത്. ബക്കിബാളുകള്ക്കിടയിലേക്ക് മറ്റ് ആറ്റങ്ങളെ കടത്തി നിര്മിച്ചെടുക്കുന്ന തന്മാത്രകളെ ഫുള്ളറൈഡുകള്എന്നാണ് വിളിക്കുന്നത്. അങ്ങനെവരുമ്പോള്ഒരു സീഷിയം ഫുള്ളറൈഡാ (Caesium fulleride Cs3C60)ണ് പുതിയ ദ്രവ്യാവസ്ഥ പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന തന്മാത്ര.
         
എങ്കിലും എന്തുകൊണ്ട് പുതിയ ദ്രവ്യാവസ്ഥയ്ക്ക് അതിനെ കണ്ടെത്തിയ ശാസ്ത്രജ്ഞര്ഭജാണ്ടെല്ലര്മെറ്റല്‍&ൃെൂൗീ; എന്നു പേരിട്ടു എന്നതിന് മറ്റൊരു കാരണമുണ്ട്. അതിചാലകത പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന എല്ലാ പദാര്ഥങ്ങളും അവയെ അതിശീത താപനിലയിലേക്കെത്തിക്കാന്കഴിഞ്ഞാല്മാത്രമേ അതിചാലകത്വാ സ്വഭാവത്തിലേക്ക് സ്വയമേവ കടന്നുചെല്ലുകയുള്ളൂ.എന്നാല്‍, അങ്ങനെയല്ലാതെ, അത്ര കുറഞ്ഞ താനിലയിലല്ലാതെയും അതിചാലകത സാധ്യമാവാം എന്നതിനുള്ള വിശദീകരണം ഹെര്മന്ആര്തര്ജാന്‍, എഡ്വാര്ഡ് ടെല്ലര്എന്നിങ്ങനെയുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ആദ്യമായി നല്കിയത്. ജാണ്ടെല്ലര്പ്രഭാവം (Jahn Teller Effect) എന്നാണ് 1937ല്കണ്ടെത്തപ്പെട്ട പ്രതിഭാസം അറിയപ്പെടുന്നത്. പ്രഭാവത്തിന്റെ ഏറ്റവും പ്രയോഗികമായ പുതുരൂപം എന്ന നിലയ്ക്കാണ് പുതിയ ദ്രവ്യാവസ്ഥക്ക് ഭജാണ്ടെല്ലര്മെറ്റല്എന്ന പേരു നല്കാന്അത് കണ്ടെത്തിയ ടൊക്കാവു സര്വകലാശാലയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്തീരുമാനിച്ചത്.
പുതിയ വാഗ്ദാനം
നാളെയുടെ സാങ്കേതികവിദ്യയായാണ് അതിചാലകത (Superconductivtiy) അറിയപ്പെടുന്നത്. വൈദ്യുതി ഉല്പ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന സ്ഥലത്തുനിന്ന് ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്ന സഥലത്തേക്ക് എത്തുന്നതിനിടെയുള്ള പ്രസരണനഷ്ടവും മറ്റ് പാഴ്ചെലവുകളും കുറയ്ക്കാനാവുന്നു എന്നതാണ് ഇതിന്റെ നേട്ടം.
എന്നാല്വളരെവളരെ തണുത്ത താപനിലയുടെ അകമ്പടിയില്ലാതെ അതിചാലകത സാധ്യമാക്കുക അസാധ്യമായതിനാലാണ് ഇതുമൂലം ഉണ്ടാവുന്ന സൗകര്യങ്ങള്ഒരു മരീചികയായി മാത്രം നിലനിന്നുപോയിരുന്നത്. ഇതിനുള്ള ഒരു പരിഹാരവും പുതിയ പ്രതീക്ഷയുമാണ് ദ്രവ്യത്തിന്റെ പുതുഅവസ്ഥയായി ഇപ്പോള്കണ്ടെത്തപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന ജാണ്ടെല്ലര്മെറ്റല്‍.
ദ്രവ്യത്തിന്റെ മറ്റ് അവസ്ഥകള്
ഖരം, ദ്രാവകം, വാതകം, പ്ലാസ്മ എന്നിങ്ങനെയുള്ള ദ്രവ്യത്തിന്റെ അവസ്ഥകളായി നാം പരിചയിച്ചവയ്ക്കു പുറമെ ആറോളം അവസ്ഥകള്പിന്നെയും കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ആല്ബര്ട്ട് ഐന്സ്റ്റൈനും ഇന്ത്യക്കാരനായ സത്യേന്ദ്രനാഥ ബോസും ചേര്ന്ന് 1924ല്പ്രവചിച്ച ദ്രവ്യാവസ്ഥയാണ് ബോസ് ഐന്സ്റ്റൈന്കണ്ടന്സേറ്റ് (Bose–Einstein Condensate). 1995ല്എറിക് കോര്ണെല്‍ Eric Cornell, കാള്വീമാന്‍ Carl Wieman എന്നിങ്ങനെയുള്ള രണ്ട് ശാസ്ത്രജ്ഞര് ദ്രവ്യാവസ്ഥയെ കൃത്രിമമായി സൃഷ്ടിക്കുന്നതില്വിജയിച്ചതോടെ ദ്രവ്യത്തിന് അവസ്ഥ അഞ്ചായി. ആറാമത്തേതായി കണ്ടെത്തപ്പെട്ടതായിരുന്നു ഫെര്മിയോണിക് കണ്ടന്സേറ്റ് (Fermionic Condensate).

2000ത്തില്സ്വിറ്റ്സര്ലന്ഡിലെ സേണ്പരീക്ഷണശാല ക്വാര്ക്ക് ഗ്ലുവോണ്പ്ലാസ്മ എന്ന പേരില് കണ്ടെത്തിയതായിരുന്നു ഏഴാമത്തെ അവസ്ഥ. 2009ല്കണ്ടെത്തപ്പെട്ടതായിരുന്നു റിഡ്ബെര്ഗ് (Rydberg Matter) എന്ന എട്ടാമത്തെ അവസ്ഥ.ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഒമ്പതാം അവസ്ഥയായാണ് ജാണ്ടെല്ലര്മെറ്റല്‍ (Jahn-Teller Metal)  ഇപ്പോള്കടന്നുവന്നിരിക്കുന്നത്. 10-ാം അവസ്ഥയായി ഒരെണ്ണം ഇപ്പോഴേ പ്രവചിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും അതിന്റെ നിലനില്പ്പ് നാളിതുവരെയായും കണ്ടെത്തപ്പെട്ടിട്ടില്ല. അതുപോലെ സാന്നിധ്യം പ്രവചിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതാണ് ശ്യാമദ്രവ്യം എന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന ഡാര്ക്ക് മാറ്റര്‍ (Dark Matter).

A Print Edition of this article is published in Kilivathil, the Science Supplement of Deshabhimani Daily: http://www.deshabhimani.com