ദ്രാവകം പോലെ ചുഴിയായി ഇലക്ട്രോണുകള്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നു, തെളിവുകൾ പുറത്ത്

ദ്രാവകം പോലെ ചുഴിയായി ഇലക്ട്രോണുകള്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നതിന്റെ തെളിവുകള്‍ ആദ്യമായി ശേഖരിച്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞര്‍. ഏറെക്കാലമായി ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് നീര്‍ച്ചുഴി പോലെ സഞ്ചരിക്കാനാകുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ വാദിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും ആദ്യമായാണ് ഇതിനു വേണ്ട തെളിവുകള്‍ ലഭിക്കുന്നത്. അടുത്ത തലമുറ ഇലക്ട്രോണിക്‌സിന് ഈ കണ്ടെത്തല്‍ സഹായകമാകുമെന്നാണ് ശാസ്ത്രലോകത്തിന്റെ പ്രതീക്ഷ. 

'സാങ്കേതികമായി ഇലക്ട്രോണുകളുടെ നീര്‍ച്ചുഴി പ്രവചിക്കപ്പെട്ടതാണ്. എന്നാല്‍ ഇതിന്റെ തെളിവുകള്‍ നമുക്കുണ്ടായിരുന്നില്ല. ഇപ്പോള്‍ നേരിട്ട് കണ്ടു തന്നെ ഉറപ്പിക്കാനുള്ള അവസരം ലഭിച്ചിരിക്കുകയാണെന്ന് പഠനത്തിന് പിന്നിലുള്ള ഗവേഷകരില്‍ ഒരാളായ എംഐടി പ്രഫസറായ ലിയോണിഡ് ലെവിറ്റോവ് പറഞ്ഞു. ഒറ്റ തിരിഞ്ഞുള്ള സ്വതന്ത്ര വസ്തുവിനെ പോലെയല്ല മറിച്ച് കൂട്ടമായി ഒരു നീര്‍ച്ചുഴി പോലെ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന സ്വഭാവം ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കുണ്ടെന്നത് ഇതോടെ തെളിഞ്ഞെന്നും അദ്ദേഹം കൂട്ടിച്ചേര്‍ത്തു.

വെള്ളം ഒഴുകും പോലെ ഒഴുകുമ്പോള്‍ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഊര്‍ജം കുറവ് മാത്രമേ നഷ്ടമാവുന്നുള്ളൂ. നേരെ മറിച്ച് നീര്‍ചുഴി പോലെയാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നതെങ്കില്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് കൂടുതല്‍ ഊര്‍ജം നഷ്ടമാവുകയും ചെയ്യും. ഇസ്രയേലിലെ വെയ്‌സ്മാന്‍ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയന്‍സും കൊളറാഡോ സര്‍വകലാശാലയും എംഐടിക്കൊപ്പം ചേര്‍ന്നാണ് ഈ ഗവേഷണവും കണ്ടെത്തലും സാധ്യമാക്കിയിരിക്കുന്നത്. 

ജല കണങ്ങള്‍ ഒറ്റക്കൊറ്റക്കുള്ളതാണെങ്കിലും ഇവ ഒന്നിച്ചു ചേര്‍ന്നാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നത്. പുഴ പോലെ ഒഴുകുകയോ നീര്‍ ചുഴി പോലെ വട്ടം ചുറ്റുകയോ ഇവ ചെയ്യുന്നു. സമാനമായ ദ്രവ സ്വഭാവങ്ങള്‍ ഇലക്ട്രോണുകളും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു എന്നാണ് ഇപ്പോള്‍ തെളിയിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ദ്രവാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുമ്പോള്‍ ഊര്‍ജനഷ്ടം കുറയാറുണ്ട്. കുറഞ്ഞ ഊര്‍ജം ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്‌സിന് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്വഭാവ സവിശേഷതയെക്കുറിച്ചുള്ള പുതിയ തെളിവുകള്‍ ഗുണം ചെയ്യുമെന്നാണ് കരുതപ്പെടുന്നത്. 

2017ല്‍ മാഞ്ചസ്റ്റര്‍ സര്‍വകലാശാലയിലെ ലെവിറ്റോവും സഹപ്രവര്‍ത്തകരും ഗ്രാഫെയ്ന്‍ ഉപയോഗിക്കുമ്പോള്‍ ഒരു കാര്യം കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. ആറ്റങ്ങളുടെ മാത്രം കനമുള്ള കാര്‍ബണ്‍ ഷീറ്റുകളില്‍ വൈദ്യുതി സഞ്ചരിക്കുന്നത് ദ്രാവകത്തെ പോലെ ഒഴുകിയാണ് എന്നായിരുന്നു കണ്ടെത്തല്‍. ഒഴുകുന്നത് കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും ദ്രാവകത്തിന്റെ രണ്ടാമത്തെ സ്വഭാവമായ ചുഴിയാവുന്നത് കണ്ടെത്താന്‍ സാധിച്ചിരുന്നുമില്ല. 

ടങ്‌സ്റ്റണ്‍ ഡിറ്റെലുറെയ്ഡ് എന്ന ഒട്ടും കലര്‍പില്ലാത്ത പദാര്‍ഥത്തിന്റെ ആറ്റത്തിന്റെ വലുപ്പം മാത്രമുള്ള പാളികള്‍ നിര്‍മിച്ചായിരുന്നു പുതിയ പരീക്ഷണം. വൈദ്യുതി കടത്തി വിടുന്ന ദീര്‍ഘചതുരത്തിലുള്ള ഒരു ചാനലും അതിന്റെ മധ്യത്തിലായി ഇരുവശത്തേക്കും തള്ളി നില്‍ക്കുന്ന അര്‍ധ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ചേംബറും നിര്‍മിച്ചു. സമാനമായ രീതിയില്‍ സ്വര്‍ണം കൊണ്ടുള്ള പാളികള്‍ നിര്‍മിച്ചു വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്ന പരീക്ഷണത്തിന് ഉപയോഗിച്ചു.

മൈനസ് 269 ഡിഗ്രി സെല്‍ഷ്യസ് വരെ തണുപ്പിച്ച ശേഷമാണ് വൈദ്യുതി ഇരു പാളികളിലൂടെയും കടത്തി വിട്ടത്. ശേഷം ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനം നിരീക്ഷിക്കുകയായിരുന്നു. സ്വര്‍ണ പാളിയില്‍ ദിശാവ്യതിയാനമില്ലാതെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ സഞ്ചരിച്ചു. എന്നാല്‍, ടങ്‌സ്റ്റണ്‍ ഡിറ്റെലുറെയ്ഡ് പാളികളില്‍ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ നീര്‍ച്ചുഴി രൂപത്തിലേക്ക് മാറുന്നത് രേഖപ്പെടുത്താന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്കായി. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ നീര്‍ചുഴി സ്വഭാവത്തിന്റെ തെളിവുകള്‍ ആദ്യമായാണ് ലഭിച്ചതെന്ന് ഗവേഷകര്‍ പുറത്തുവിട്ട വാര്‍ത്താക്കുറിപ്പില്‍ പറയുന്നു. നേച്ചുര്‍ ശാസ്ത്ര മാസികയിലാണ് പഠനം പൂര്‍ണ രൂപത്തില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.

English Summary: After Years of Searching, Physicists Observe Electrons Flow Into Fluid-Like Whirlpools