(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
1911 में, हाइके कैमरलिंग ओन्स ने ठोस पारे के प्रतिरोध का अध्ययन करते हुए अतिचालकता की खोज की। क्रायोजेनिक तापमान। उन्होंने देखा कि पारे का विद्युत प्रतिरोध 4.2 के क्रांतिक तापमान (T_c) पर अचानक शून्य हो जाता है। इस घटना को अतिचालकता कहा जाता है, जो पदार्थ की एक ऐसी अवस्था को दर्शाती है जिसमें विद्युत प्रतिरोध बिल्कुल शून्य होता है और चुंबकीय क्षेत्र का निष्कासन होता है।
यह खोज ओन्स के निम्न-तापमान भौतिकी में किए गए अग्रणी कार्य, विशेष रूप से 1908 में हीलियम के सफल द्रवीकरण का प्रत्यक्ष परिणाम थी। इस उपलब्धि ने प्रायोगिक जांच के लिए लगभग 1 केल्विन तक के नए तापमान क्षेत्र का द्वार खोल दिया। ओन्स प्रारंभ में यह जांच कर रहे थे कि इन अत्यंत निम्न तापमानों पर शुद्ध धातुओं का विद्युत प्रतिरोध कैसा व्यवहार करता है। प्रचलित सिद्धांतों के अनुसार, प्रतिरोध या तो एक स्थिर मान पर स्थिर हो जाएगा या इलेक्ट्रॉन गति रुकने पर फिर से बढ़ जाएगा। हालांकि, जब उनकी टीम ने ठोस पारे के एक नमूने को ठंडा किया, तो उन्होंने 4.2 केल्विन पर प्रतिरोध का अचानक और पूर्णतः गायब होना देखा। ओन्स को प्रारंभ में शॉर्ट सर्किट का संदेह हुआ, लेकिन जल्द ही उन्होंने पुष्टि कर दी कि यह घटना वास्तविक थी और पदार्थ की अंतर्निहित विशेषता थी। उन्होंने इस नई अवस्था को 'अतिचालकता' (बाद में सुपरकंडक्टिविटी) नाम दिया। यह खोज क्रांतिकारी थी क्योंकि शास्त्रीय भौतिकी यह नहीं समझा पा रही थी कि इलेक्ट्रॉन बिना किसी ऊर्जा हानि के किसी पदार्थ के जालक में कैसे गति कर सकते हैं। इसने भौतिकी के एक नए क्षेत्र को जन्म दिया और स्थूल क्वांटम घटनाओं के अस्तित्व को प्रदर्शित किया, जहाँ क्वांटम प्रभाव बड़े पैमाने पर दृश्यमान होते हैं। शून्य-प्रतिरोध अवस्था का तात्पर्य है कि एक अतिचालक लूप में प्रेरित धारा बिना किसी विद्युत स्रोत के अनिश्चित काल तक बनी रह सकती है, एक अवधारणा जिसे बाद में निरंतर धारा प्रयोगों में सत्यापित किया गया।
इसके दूरगामी परिणाम सामने आए, जिससे ऊर्जा के हानिरहित संचरण और अत्यंत शक्तिशाली चुम्बकों के निर्माण की संभावनाएँ उत्पन्न हुईं। हालाँकि, आवश्यक अत्यंत कम तापमान (तरल हीलियम के तापमान) के कारण कई दशकों तक व्यावहारिक अनुप्रयोग चुनौतीपूर्ण बने रहे। इस खोज ने उच्च क्रांतिक तापमान वाले पदार्थों की खोज और अंतर्निहित क्रियाविधि की सैद्धांतिक समझ विकसित करने के लिए वैश्विक अनुसंधान को प्रेरित किया, एक ऐसी पहेली जो बीसीएस सिद्धांत के आगमन तक लगभग 50 वर्षों तक अनसुलझी रही।
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अतिचालकता
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