bose-einstein condensate

സമയപരലുകളും ദ്രവ്യാവസ്ഥകളും

സാബു ജോസ്
sabuപുതിയൊരു ദ്രവ്യാവസ്ഥകൂടി സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ടൈം ക്രിസ്റ്റല്‍ അഥവാ സ്‌പേസ് – ടൈം ക്രിസ്റ്റല്‍ (സ്ഥല-കാല പരലുകള്‍) എന്നാണ് പുതിയ ദ്രവ്യാവസ്ഥയുടെ പേര്. ടൈം ട്രാന്‍സ്‌ലേഷന്‍ സിമട്രി ബ്രേക്കിംഗ് എന്ന പ്രതിഭാസം പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്ന ഈ ദ്രവ്യരൂപത്തിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക ഭാഷ നേരത്തെ തന്നെ അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. 2017 മാര്‍ച്ചിലാണ് ഈ ദ്രവ്യരൂപം പരീക്ഷണശാലയില്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടത്. ആറ്റങ്ങളോ, അയോണുകളോ, തന്മാത്രകളോ സവിശേഷമായ രീതിയില്‍ വിന്യസിക്കപ്പെട്ടിട്ടുള്ള ഖര വസ്തുക്കളാണ് ക്രിസ്റ്റലുകള്‍. ഇവയിലെ ആറ്റങ്ങള്‍ ക്രമരൂപത്തില്‍ ആവര്‍ത്തിച്ചു കാണപ്പെടുന്നു. എന്നാല്‍ ടൈം ക്രിസ്റ്റലുകളില്‍ ആറ്റങ്ങള്‍ ക്രമമായി അല്ല കാണപ്പെടുന്നത്. സമയത്തിനനുസരിച്ച് അവ വ്യത്യസ്ത ക്രമം പാലിക്കുന്നു. ടൈം ക്രിസ്റ്റലുകളിലെ ആറ്റങ്ങള്‍ സ്ഥലത്തിലും കാലത്തിലും ക്രമീകരിക്കപ്പെടുന്നു. സമയം മാറുന്നതിനനുസരിച്ച് ഇവയുടെ ഘടനയ്ക്ക് മാറ്റം വരുന്നു.
സമയപരലുകളും ദ്രവ്യാവസ്ഥകളും
ക്വാണ്ടം പ്രതിഭാസങ്ങളാണ് ടൈം ക്രിസ്റ്റലുകളെ നിലനിര്‍ത്തുന്നത്. വാച്ചുകള്‍, ക്ലോക്കുകള്‍, ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകള്‍ തുടങ്ങിയവയില്‍ ഏറെ മാറ്റങ്ങള്‍ വരുത്താന്‍ ടൈം ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ നിര്‍മാണം വഴിതെളിക്കും. അമേരിക്കയിലെ മസാച്ചുസെറ്റ്‌സ് ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഫ്രാങ്ക് വില്‍സെക്കിന്റെ ആശയം ശരിവച്ചുകൊണ്ട് സമയ പരലുകള്‍ എന്ന ദ്രവ്യാവസ്ഥ നിര്‍മിച്ചതോടെ ഭൗതികശാസ്ത്രം കൂടുതല്‍ വിശാലമാവുകയാണ്. 2012 ല്‍ ആണ് നൊബേല്‍ പുരസ്‌ക്കാര ജേതാവായ പ്രൊഫ. വില്‍സെക്, ടൈം ക്രിസ്റ്റല്‍ എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിക്കുന്നത്. സാധാരണ ക്രിസ്റ്റലുകളില്‍ കാണപ്പെടുന്ന ത്രിമാന സമമിതിക്കപ്പുറം ചതുര്‍മാന സമമിതിയില്‍ നിലനില്‍ക്കുന്ന പരലുകള്‍ എന്നാണ് സമയപരലുകളുടെ വിശദീകരണം. ഡൈനമിക്കല്‍ കസീമര്‍ എഫക്ട്, സീറോ-പോയിന്റ് എനര്‍ജി എന്നീ ആശയങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടാണ് സമയ പരലുകള്‍ എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ടത്. കാലിഫോര്‍ണിയ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ നാനോ എഞ്ചിനിയറായ ക്‌സിയാങ് ഴാങ് ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന ചാര്‍ജിത അയോണുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ടൈം ക്രിസ്റ്റല്‍ നിര്‍മിക്കാമെന്ന് സിദ്ധാന്തിച്ചിരുന്നു. എന്നാല്‍ വില്‍സെക്കിന്റെ ആശയം പിന്‍തുടര്‍ന്ന കാലിഫോര്‍ണിയ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ നോര്‍മന്‍ യാവോയും സംഘവുമാണ് ടൈം ക്രിസ്റ്റല്‍ യാഥാര്‍ഥ്യമാണെന്ന് വ്യക്തമാക്കിയത്. തുടര്‍ന്ന് ഹാര്‍വാര്‍ഡ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ മിഖായില്‍ ലൂക്കിന്‍, മേരിലാന്‍ഡ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ ക്രിസ്റ്റഫര്‍ മണ്‍റോ എന്നീ ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ശാസ്ത്ര സംഘങ്ങളാണ് ടൈം ക്രിസ്റ്റല്‍ യാഥാര്‍ഥ്യമാക്കിയത്.
എന്താണ് ദ്രവ്യമെന്നും വ്യത്യസ്ത ദ്രവ്യാവസ്ഥകള്‍ ഏതെല്ലാമാണെന്നും പരിശോധിക്കാം.
ഉള്‍ക്കൊളളനായി സ്ഥലം ആവശ്യമായ എന്തിനെയും ദ്രവ്യം എന്നുപറയാം. ദ്രവ്യത്തെ ഊര്‍ജമായും, ഊര്‍ജത്തെ ദ്രവ്യമായും മാറ്റാന്‍ കഴിയും. പദാര്‍ഥത്തിന്റെ ഭൗതിക രൂപത്തെയാണ് അവസ്ഥ എന്നതുകൊണ്ട് ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്. ദ്രവ്യത്തിന്റെ നാല് മൗലിക അവസ്ഥകള്‍ എവിടെ നോക്കിയാലും കാണാന്‍ കഴിയും. ഖരം, ദ്രാവകം,വാതകം, പ്ലാസ്മ എന്നിവയാണ് ഈ നാല് അവസ്ഥകള്‍. എന്നാല്‍ തീവ്ര സാഹചര്യങ്ങളില്‍ ദ്രവ്യത്തിന് നിരവധി അവസ്ഥാന്തരങ്ങളുണ്ട്. കേവല പൂജ്യത്തിനടുത്ത താപനിലയില്‍, വളരെ ഉയര്‍ന്ന സാന്ദ്രതയില്‍, ഉന്നത ഊര്‍ജനിലയില്‍ എല്ലാം ദ്രവ്യം വ്യത്യസ്ത അവസ്ഥകളില്‍ സ്ഥിതി ചെയ്യും, സൈദ്ധാന്തികമായി നിലനില്‍ക്കുന്ന ദ്രവ്യാവസ്ഥകളുമുണ്ട്.
ഖരം
തന്മാത്രകള്‍ വളരെയടുത്ത് അടുക്കിവച്ചിരിക്കുന്ന ദ്രവ്യരൂപമാണ് ഖരം. തന്മാത്രകളുടെ അകലം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് ഖര വസ്തുക്കളുടെ സാന്ദ്രത കൂടിക്കൊണ്ടിരിക്കും. ഖരവസ്തുക്കളില്‍ കണികകള്‍ക്ക് സ്വതന്ത്രചലനമില്ല. എന്നാല്‍ കമ്പനം അനുഭവപ്പെടും. അതിനാല്‍ ഖര വസ്തുക്കള്‍ക്ക് നിശ്ചിത ആകൃതിയും വ്യാപ്തവുമുണ്ടായിരിക്കും. ബലമുപയോഗിച്ച് പൊട്ടിക്കുകയോ മുറിക്കുകയോ ചെയ്താല്‍ മാത്രമേ അവയുടെ ആകൃതി മാറുന്നുള്ളൂ. തന്മാത്രകള്‍ ജാലികാ ഘടനയില്‍ അടുക്കിയ ക്രിസ്റ്റലൈന്‍ സോളിഡുകളും ക്രമരഹിതമായി അടുക്കിയ നോണ്‍-ക്രിസ്റ്റലൈന്‍ സോളിഡുകളുമുണ്ട്. താപനില ഉയര്‍ത്തിയാല്‍ സാധാരണയായി ഖര പദാര്‍ഥത്തിന് ദ്രാവകമായി മാറാന്‍കഴിയും. ചില ഖരപദാര്‍ഥങ്ങള്‍ ചൂടാക്കിയാല്‍ നേരിട്ട് വാതകമായി മാറും.
ദ്രാവകം
തന്മാത്രകളുടെ സ്വതന്ത്രമായ ചലനം സാധ്യമാകുന്ന ദ്രവ്യരൂപമാണ് ദ്രാവകം. അതിനാല്‍ ദ്രാവകങ്ങള്‍ക്ക് നിശ്ചിത ആകൃതിയില്ല. അത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന പാത്രത്തിന്റെ ആകൃതി സ്വീകരിക്കും. എന്നാല്‍ വാതകത്തിന് നിശ്ചിതവ്യാപ്തമുണ്ട് സാധാരണയായി ദ്രാവകത്തിന്റെ ഊഷ്മാവ് വര്‍ധിപ്പിച്ചാല്‍ വാതകവും, കുറച്ചാല്‍ ഖരവുമായി മാറും. എന്നാല്‍ മര്‍ദമനുസരിച്ച് ദ്രാവകത്തിന്റെ തിളനിലയില്‍ വ്യത്യാസമുണ്ടാകും. സാധാരണ ഊഷ്മാവില്‍ ദ്രാവക തന്മാത്രകളുടെ സ്വതന്ത്രചലനം നിയന്ത്രിതമായതുകൊണ്ട് അത് പാത്രത്തിന്റെ അടിത്തട്ടില്‍ തന്നെ സ്ഥിതിചെയ്യും.
വാതകം
തന്മാത്രകള്‍ വളരെ അകലത്തിലായതുകൊണ്ട് വാതകങ്ങളില്‍ തന്മാത്രകളുടെ സ്വതന്ത്രചലനം ദ്രാവകങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് വളരെ കൂടുതലാണ്. അതിനാല്‍ തന്നെ വാതകത്തിന് നിശ്ചിത ആകൃതിയോ, നിശ്ചിത വ്യാപ്തമോ ഇല്ല. വാതക തന്മാത്രകളുടെ ഗതികോര്‍ജം കൂടുതലായതിനാല്‍ അത് സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന പാത്രത്തില്‍ മുഴുവനും വ്യാപിക്കും. നിശ്ചിത മര്‍ദത്തില്‍ ദ്രാവകം തിളപ്പിച്ചാല്‍ അത് വാതകമായി മാറും. ക്രാന്തിക താപനിലയുടെ തൊട്ടുതാഴെയുള്ള വാതകമാണ് ബാഷ്പം. അതിദ്രവവും വാതകത്തിന്റെ മറ്റൊരു രൂപമാണ്. ക്രാന്തിക ഊഷ്മാവിലും ക്രാന്തിക മര്‍ദത്തിനും മുകളില്‍ മര്‍ദവും ഊഷ്മാവുമുള്ള അതിദ്രവത്തിന് ദ്രാവകാവസ്ഥയുടെയും വാതകാവസ്ഥയുടെയും അതിരുകള്‍ നഷ്ടമാകും.
ഖരം ദ്രാവകം,വാതകം എന്നീ മൂന്നവസ്ഥകളില്‍ ഏതാണെന്ന് കൃത്യമായി നിര്‍വചിക്കാന്‍ കഴിയാത്ത ചില പദാര്‍ഥങ്ങളുണ്ട്. പൂക, മഞ്ഞ്, മേഘം, ഹെയര്‍ സ്‌പേ, എയ്‌റോസോള്‍, ഷേവിങ് ക്രീം, പാല്‍, ഹാന്‍ഡ് വാഷ്, രക്തം, ജെല്ലി, ജെലാറ്റിന്‍, സോപ്പ് കുമിള മുതലായവ. കൊളോയിഡുകള്‍ എന്നാണിവ അറിയപ്പെടുന്നത്. മറ്റൊരു പദാര്‍ഥത്തില്‍ വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ട് മുങ്ങിക്കിടക്കുന്ന സൂക്ഷ്മകണങ്ങള്‍ ചേര്‍ന്ന വസ്തുവാണ് കൊളോയിഡ്. കൊളോയിഡില്‍ അടങ്ങിയ തരികള്‍ വളരെ ചെറുതായതിനാല്‍ അവയെ ചിലപ്പോഴെങ്കിലും ഖരമായോ ദ്രാവകമായോ ലായനിയായോ തെറ്റിദ്ധരിക്കപ്പെടാറുണ്ട്. പക്ഷെ കൊളോയിഡ് ഒരു ദ്രവ്യാവസ്ഥയായി പരിഗണിക്കുന്നില്ല.

Plasma_lamp
പ്ലാസ്മ
വാതകത്തേപ്പോലെ തന്നെ പ്ലാസ്മയ്ക്കും നിശ്ചിതമായ ആകൃതിയോ വ്യാപ്തമോ ഇല്ല. പ്ലാസ്മ വിദ്യുത്ചാലകതയുള്ള ദ്രവ്യരൂപമാണ്. പ്ലാസ്മയില്‍ ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും രൂപംകൊള്ളുന്നില്ല. പോസിറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്ള ന്യുക്ലിയസ്സുകള്‍ നെഗറ്റീവ് ചാര്‍ജുള്ള സ്വതന്ത്ര ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ കടലിലൂടെ ഒഴുകിനടക്കുകയാണ്. പ്രപഞ്ചത്തില്‍ ഏറ്റവും കുടുതല്‍ കാണപ്പെടുന്ന ദ്രവ്യരൂപം പ്ലാസ്മയാണ്. സൂര്യനും നക്ഷത്രങ്ങളും പ്ലാസ്മ അവസ്ഥയിലാണുള്ളത്. ഒരു വാതകം പ്ലാസ്മ ആകുന്നതിന് രണ്ട് സാധ്യതയാണുള്ളത്. ഊഷ്മാവ് വര്‍ധിക്കുക, വോള്‍ട്ടതാ വ്യതിയാനം. ഊഷ്മാവ് വര്‍ധിക്കുമ്പോള്‍ പദാര്‍ഥങ്ങളിലെ ആറ്റങ്ങളില്‍ നിന്ന ഇലക്‌ട്രോണുകള്‍ സ്വതന്ത്രമാക്കപ്പെടും. നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ ഇതാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. വോള്‍ട്ടതാ വ്യതിയാനം കാരണം ഉണ്ടാകുന്ന പ്ലാസ്മ ഭൂമിയിലും ഉണ്ട്. ഇടിമിന്നല്‍ ഉണ്ടാകുമ്പോള്‍ പ്ലാസ്മ രൂപപ്പെടും. വൈദ്യുത സ്ഫുലിനങ്ങളും പ്ലാസ്മ സൃഷ്ടിക്കപ്പടാന്‍ കാരണമാകുന്നുണ്ട്. അതുകൂടാതെ ഫ്‌ളൂറസെന്റ് വിളക്കുകളിലും, നിയോണ്‍ വിളക്കുകളിലും, പ്ലാസ്മ ടെലിവിഷനിലും, ചിലതരം ജ്വാലകളിലും പ്ലാസ്മ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്. മൗലിക അവസ്ഥകള്‍ക്കു പുറമെ ഗ്ലാസ് പോലെയുള്ള നോണ്‍-ക്രിസ്റ്റലൈന്‍ വകഭേദങ്ങളും, ഡിഗ്രി ഡിസോര്‍ഡര്‍ ക്രിസ്റ്റല്‍ ശ്രേണിയിലുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക്കും എല്‍.സി.ഡി. സ്‌ക്രിനിലെ ദ്രവ ക്രിസ്റ്റലുകളും,ഫെറിമാഗ്നറ്റും ദ്രവ്യത്തിന്റെ വകഭേദങ്ങളാണെങ്കിലും ദ്രവ്യാവസ്ഥകളായി പരിഗണിക്കുന്നില്ല.

താഴ്ന്ന താപനിലയിലെ ദ്രവ്യാവസ്ഥകള്‍
1,ബോസ് -ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ കണ്ടന്‍സേറ്റ്
സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞതും കാര്യമായി പ്രതിപവര്‍ത്തിക്കാത്തതുമായ ബോസോണുകളെ ബാഹ്യമായ ഒരു പൊട്ടന്‍ഷ്യലില്‍ നിലനിര്‍ത്തിക്കൊണ്ട് കേവലപൂജ്യത്തിന് വളരെയടുത്തുള്ള താപനിലയിലേക്ക് തണുപ്പിക്കുമ്പോഴാണ് ഈ ദ്രവ്യാവസ്ഥ ഉണ്ടാകുന്നത്. ഈ അവസ്ഥയില്‍ ബോസോണുകളില്‍ ഒരു വലിയ പങ്ക് ബാഹ്യ പൊട്ടന്‍ഷ്യലിന്റെ ഏറ്റവും ചെറിയ ഊര്‍ജമുള്ള അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുകയും അവയുടെ വേവ് ഫങ്ഷനുകളെല്ലാം സമമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ക്വാണ്ടം പ്രഭാവങ്ങള്‍ വലിയ ദൈര്‍ഘ്യങ്ങളില്‍ ഇങ്ങനെ വരുമ്പോള്‍ കാണാനാകും. 1924 ല്‍ സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസും ആല്‍ബര്‍ട്ട് ഐന്‍സ്റ്റൈനും ചേര്‍ന്ന് ഈ അവസ്ഥ പ്രവചിച്ചിരുന്നു. ഏഴുപത് വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കു ശേഷം 1995 ല്‍ എറിക് കോര്‍ണല്‍, കാള്‍ വീമാന്‍ എന്നിവര്‍ ചേര്‍ന്ന് റുബീഡിയം ആറ്റങ്ങളെ 170 നാനോകെല്‍വിന്‍ താപനില വരെ തണുപ്പിച്ച് ആദ്യമായി പരീക്ഷണ ശാലയില്‍ ബോസ്- ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ കണ്ടന്‍സേറ്റ് നിര്‍മിച്ചു.
2, ഫെര്‍മിയോണിക് കണ്ടന്‍സറ്റ്
വളരെ താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവില്‍ ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ ചേര്‍ന്നുണ്ടാകുന്ന ഒരു അതിദ്രവാവസ്ഥയാണ് ഫെര്‍മിയോണിക് കണ്ടന്‍സേറ്റ്. ഇത് ബോസ്- ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ കണ്ടന്‍സേറ്റുമായി വളരെയധികം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. 2003 ല്‍ ഡെബോറ എസ്. ജിന്‍ നേതൃത്വം കൊടുത്ത ശാസ്ത്രസംഘമാണ് ഈ ദ്രവ്യാവസ്ഥ ആദ്യമായി നിര്‍മിച്ചത്. ചിറാല്‍ സിമട്രി ശിഥിലീകരിക്കുന്ന ഭാരമില്ലാത്ത ഫെര്‍ മിയോണുകളുടെ സിദ്ധാന്തങ്ങളില്‍ കാണാവുന്ന ചിറാല്‍ കണ്ടന്‍സേറ്റ് ഫെര്‍മിയോണിക് കണ്ടന്‍സേറ്റിന് ഉദാഹരണമാണ്. അതിചാലക വസ്തുവിലെ ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ പ്രവര്‍ത്തനം ഫെര്‍മിയോണിക് കണ്ടന്‍സേറ്റ് വിശദീകരിക്കുന്നു. പോളിയുടെ അപവര്‍ജക തത്വമനുസരിച്ച് ഒരു ജോടി ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ ഒരേ ക്വാണ്ടം തലത്തില്‍, ഒരേ ക്വാണ്ടം സവിശേഷതകളുള്ളതായി കാണില്ല. എന്നാല്‍ അവയ്ക്ക് ഒരു ബോസോണായി പെരുമാറാന്‍ കഴിയും. ഇത്തരം നിരവധി ഫെര്‍മിയോണ്‍ ജോടികള്‍ക്ക് പോളിയുടെ അപവര്‍ജക പ്രമാണത്തെ അപകടത്തിലാക്കാതെ ഒരേ ക്വാണ്ടം തലത്തില്‍ നിലനില്‍ക്കാന്‍ കഴിയും. തത്വത്തില്‍ ഇതാണ് ഫെര്‍മിയോണിക് കണ്ടന്‍സേറ്റ്.
3,റൈഡ്‌ബെര്‍ഗ് തന്മാത്ര
ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെട്ട ആറ്റങ്ങള്‍ കൂടിച്ചേര്‍ന്നാണ് റൈഡ്‌ബെര്‍ഗ് തന്മാത്രകള്‍ നിര്‍മിക്കുന്നത്. അതിശീത പരിതസ്ഥിതിയില്‍ ഈ ആറ്റങ്ങള്‍ അയോണുകളായും ഇലക്‌ട്രോണുകളായും വിഘടിക്കപ്പെടും. കേവല പൂജ്യത്തിനടുത്ത താപനിലയില്‍ റുബീഡിയം ആറ്റങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തേത്തുടര്‍ന്ന് 2009 ല്‍ ആണ് റൈഡ്‌ബെര്‍ഗ് തന്മാത്ര നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടത്.
4,ക്വാണ്ടം ഹാള്‍ സ്റ്റേറ്റ്
ഗ്രാഫീനുമായി സാദൃശ്യമുള്ള ദ്വിമാന ഘടനയുള്ള പദാര്‍ത്തിലാണ് ക്വാണ്ടം ഹാള്‍സ്റ്റേറ്റ് അഥവാ ക്വാണ്ടം സ്പിന്‍ ലിക്വിഡ് നിര്‍മിച്ചത്. ഈ ദ്രവ്യരൂപത്തില്‍ ഇലക്‌ട്രോണുകള്‍ മയൊറാന ഫെര്‍മിയോണുകളായാണ് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്. ഒരു കണിക ഒരേ സമയം അതിന്റെ തന്നെ പ്രതികണികയായി മാറുന്ന അവസ്ഥയാണ് മയൊറാന ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ എന്നതുകൊണ്ട് വിക്ഷിക്കുന്നത്. ആല്‍ഫാ റുഥേനിയം ക്ലോറൈഡ് ഉപയോഗിച്ചുനടത്തിയ പരീക്ഷണത്തിലാണ് ഈ ദ്രവ്യാവസ്ഥ കണ്ടുപിടിച്ചത്. ക്വാണ്ടം ഹാള്‍ സ്റ്റേറ്റില്‍ താപനില കേവലപൂജ്യത്തില്‍ എത്തിച്ചാലും അവയില്‍ കാന്തികപ്രഭാവം അനുഭവപ്പെടില്ല.

Dark-matter-visualization

ഉന്നത ഊര്‍ജനിലയിലുള്ള ദ്രവ്യാവസ്ഥകള്‍
1,ക്വാര്‍ക്ക് –ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മ
പ്രപഞ്ചേല്‍പത്തിയുടെ ആദ്യനിമിഷങ്ങളില്‍ ഉണ്ടായിരുന്ന ദ്രവ്യരൂപമാണിത്. ആറ്റങ്ങളോ തന്മാത്രകളോ രൂപപ്പെടാന്‍ കഴിയാത്തത്ര ഉയര്‍ന്ന താപനിലയിലാണ് ഈ ദ്രവ്യരൂപം നിലനില്‍ക്കുക. ശക്ത ന്യൂക്ലിയര്‍ ബലത്തിന്റെ വാഹകകണമായ ഗ്ലുവോണുകളുടെ കടലില്‍ ക്ലാര്‍ക്കുകള്‍ സ്വതന്ത്രമായി സഞ്ചരിക്കുന്ന അവസ്ഥയാണിത്. അണുകേന്ദ്രങ്ങള്‍ ഇലക്‌ട്രോണ്‍ കടലില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നതു പോലെ (പ്ലാസ്മ). 2009 ല്‍ സേണിലെ
ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡറില്‍ വച്ച് ക്വാര്‍ക്ക്-ഗ്ലുവോണ്‍ പ്ലാസ്മ ആദ്യമായി നിര്‍മിച്ചു.

2,ജാന്‍ ടെല്ലര്‍ മെറ്റല്‍
1937 ല്‍ ആര്‍തര്‍ ജാന്‍, എഡ്വേര്‍ഡ് ടെല്ലര്‍ എന്നിവര്‍ ചേര്‍ന്ന് പ്രവചിച്ച ഈ ദ്രവ്യരൂപം 2015 ല്‍ ടോക്യോ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ആദ്യമായി പരീക്ഷണ ശാലയില്‍ വച്ച് നിര്‍മിച്ചു. 60 കാര്‍ബണ്‍ ആറ്റങ്ങള്‍ ചേര്‍ന്ന് നിര്‍മിച്ചിരിക്കുന്ന ബക്മിന്‍സ്റ്റര്‍ ഫുള്ളറിന്‍ എന്ന തന്മാത്രയുടെ സവിശേഷമായ രാസബന്ധനത്തില്‍ നിന്നാണ് ഈ ദ്രവ്യരൂപം സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. ബക്മിന്‍സ്റ്റര്‍ ഫുള്ളറിന്‍ തന്മാത്രകളിലേക്ക് സീഷിയം എന്ന ആല്‍ക്കലി ലോഹത്തിന്റെ ആറ്റങ്ങള്‍ കടത്തിയാണ് ഈ ദ്രവ്യവസ്ഥ ഉണ്ടായിരിക്കുന്നത്. പ്രസരണ നഷ്ടം വളരെ കുറയ്ക്കുന്ന അതിചാലകകേബിളുകള്‍ സാധാരണ താപനിലയില്‍ നിര്‍മിക്കാന്‍ ഈ ദ്രവ്യരൂപം സഹായിക്കുമെന്ന് കരുതുന്നു.
3,കളര്‍ ഗ്ലാസ് കണ്ടന്‍സേറ്റ്
സൈദ്ധാന്തികമായി നിലനില്‍ക്കുന്ന ദ്രവ്യാവസ്ഥയാണ് കളര്‍ഗ്ലാസ് കണ്ടന്‍സേറ്റ്. പ്രകാശ വേഗതയോടടുത്ത് സഞ്ചരിക്കുന്ന അണുകേന്ദ്രത്തിന് ആപേക്ഷികതാ പ്രമാണമനുസരിച്ച് മാറ്റങ്ങള്‍ സംഭവിക്കുകയും ക്വാര്‍ക്കുകളെ തകരാതെ പിടിച്ചുനിര്‍ത്തുന്ന ഗ്ലുവോണുകള്‍ നിശ്ചലാവസ്ഥയിലാവുകയും ചെയ്യും. ഉന്നത ഊര്‍ജനിലയില്‍ ഈ ഗൂവോണ്‍ മതിലുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ദ്രവ്യാവസ്ഥയാണ് കളര്‍ ഗ്ലാസ് കണ്ടന്‍സേറ്റ്. ഈ ദ്രവ്യാവസ്ഥ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ഉന്നത ഊര്‍ജനിലയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന പാര്‍ട്ടിക്കിള്‍ ആക്‌സിലറേറ്ററുകള്‍ ആവശ്യമാണ്. ലാര്‍ജ് ഹാഡ്രോണ്‍ കൊളൈഡര്‍, റിലേറ്റിവിസ്റ്റിക് ഹെവി അയോണ്‍ കൊളൈഡര്‍ തുടങ്ങിയ കണികാ ത്വരത്രങ്ങളില്‍ ഈ ദ്രവ്യാവസ്ഥ സൃഷ്ടിക്കാന്‍ കഴിയും.
4,ഫോട്ടോണിക് മാറ്റര്‍
ഫോട്ടോണുകള്‍ വാതക കണികകളുമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ ഏര്‍പ്പെടുമ്പോള്‍ അവയ്ക്ക് അപ്പാരന്റ് മാസ് രൂപപ്പെടുകയും സൈദ്ധാന്തിക തലത്തില്‍ ഫോട്ടോണ്‍ തന്മാത്രകള്‍ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യും. വാതക കണികകളുടെ പിണ്ഡമാണ് ഇവിടെ അപ്പാരന്റ് മാസ് സൃഷ്ടിക്കാന്‍ കാരണം. ഇതും ഒരു ദ്രവ്യാവസ്ഥ ആയേക്കാം.
5,ഡ്രോപ്ലിടോണ്‍
ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെയും വിര്‍ച്വല്‍ കണികകളുടെയും ഒരു ക്വാണ്ടം ഫോഗ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന സൈദ്ധാന്തിക ദ്രവ്യാവസ്ഥയാണ് ഡ്രോപ്‌ളിടോണ്‍. ദ്രാവകത്തില്‍ ഓളങ്ങള്‍ ഉണ്ടാകുന്നതിന് സമാനമാണ് ക്വാണ്ടം തലത്തില്‍ മാത്രം നിലനില്‍ക്കുന്ന ഈ ദ്രവ്യാവസ്ഥ.

തമോദ്രവ്യം
ആകെ പ്രപഞ്ചദ്രവ്യത്തില്‍ 85 ശതമാനവും ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ ആണെന്ന് കരുതുന്നു. എന്നാല്‍ ഈ ദ്രവ്യരൂപത്തെ കാണാനോ തൊടാനോ കഴിയില്ല. വിദ്യുത്കാന്തിക വികിരണങ്ങളുമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കാത്ത ഈ ദ്രവ്യരൂപം പദാര്‍ഥത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവങ്ങളിലൊന്നായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലം പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്. 1933 ല്‍ ഫ്രിട്‌സ് സ്വിക്കി എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് ആദ്യമായി ഡാര്‍ക്ക് മാറ്ററിന്റെ സാന്നിധ്യം പ്രവചിച്ചത്. വിദൂര ഗാലക്‌സികളില്‍ നിന്ന് വരുന്ന പ്രകാശ രശ്മികളുടെ ഗുരുത്വാപവര്‍ത്തനം അളന്നാണ് അദ്ദേഹം ഈ നിഗമനത്തിലത്തിയത്. എന്നാല്‍ പരീക്ഷണശാലയില്‍ ഈ ദ്രവ്യരൂപത്തെ സൃഷ്ടിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല. ഡാര്‍ക്ക് മാറ്റര്‍ ദ്രവ്യത്തിന്റെ മറ്റൊരവസ്ഥയാണെന്ന് കരുതുന്നു
ഇവയ്ക്കു പുറമെ ഏഴിലധികം ദ്രവ്യാവസ്ഥകള്‍ സൈദ്ധാന്തികമായി ശാസ്ത്രലോകം അംഗീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതുകൊണ്ട് ദ്രവ്യാവസ്ഥകള്‍ എത്രയെന്ന് പറയുന്നതില്‍ വലിയ അര്‍ഥമൊന്നുമില്ല. നിരവധി അവസ്ഥകളില്‍ ദ്രവ്യം നിലനില്‍ക്കുന്നു എന്ന് പറയുന്നതാകും ശരി.

Facebook Comments

About admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*