සුපිරි සන්නායකතාව

සුපිරි සන්නායකතාව යනු සමහරක් ද්‍රව්‍යයවල, සාමාන්‍යයෙන් අතිශයින්ම පහළ උෂ්ණත්වලදී පමණක් හටගන්නා, තථ්‍ය ලෙසින් ශූන්‍ය විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධයක් සහ අභ්‍යන්තර චුම්භක ක්ෂේත්‍රයේ නිෂේධනය (මෙයිස්නර් ආචරණය) මගින් ලාක්ෂණික වන සංසිද්ධියකි. හෙයික් කැමලිං ඔනෙස් විසින් 1911 දී මෙය සොයාගන්නා ලදි. අයස්චුම්කත්වය හා පරමාණුක වර්ණාවලී රේඛාවන් සේම, සුපිරි සන්නායකතාවය යනු ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍රික සංසිද්ධියකි. මෙය සම්භාව්‍ය භෞතික විද්‍යාවෙහි "පරිපූර්ණ සන්නායකතාවය"ක් ලෙසින් සලකා ලුහු කොට සරළව අවබෝධ කර ගත නොහැක.

උෂ්ණත්වය පහළ බැසීමත් සමගම ලෝහ සන්නායකයක විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධතතාව ක්‍රමයෙන් අඩුවේ. කෙසේ නමුත් තඹ හා රිදී වැනි සාමාන්‍ය සන්නායකයන් විෂයයෙහිදී, අපද්‍රව්‍ය හා වෙනත් දෝෂ පැවතීම හේතුවෙන් ප්‍රතිරෝධකතාව පහළ බැසීම කෙරෙහි අවම සීමාකාරී අගයක් පැනවේ. නිරපේක්ෂ ශූන්‍යය ආසන්නයේ දී පවා සැබෑ තඹ සාම්පලයක් ශූන්‍ය නොවන ප්‍රතිරෝධයක් පෙන්වයි. අනෙක් අතට සුපිරි සන්නායකයකදී, ඉහත දෝෂ තිබියදී පවා, "අවධි උෂ්නත්වය"ට පහළ අගයක් දක්වා සිසිල් කල වහාම, එහි ප්‍රතිරෝධය එක්වරම ශූන්‍යය අගයක් දක්වා පහත වැ‍ටේ. සුපිරි සන්නායක කම්බි පුඩුවක් තුළින් ගලන විදුලි ධාරාවකට බල සැපයුමක් නොමැතිව අත්‍යන්තව නොනැසී පැවතිය හැකිය. 

ටින් හා ඇලුමිනියම් වැනි සරළ මූලද්‍රව්‍යයන්, බොහෝ ලෝහමය මිශ්‍රණයන් සහ සමහරක් අධි-මාත්‍රිත අර්ධ සන්නායකයන් ඇතුළු, පුළුල් පරාසයකට අයත් ද්‍රව්‍ය සමූහයක සුපිරි සන්නායකත්වය ඇතිවේ. රන් හා රිදී වැනි උච්ච ලෝහයන් හී මෙන්ම අයශ් චුම්බකිත ලෝහයන් හි ශ්‍රද්ධ සාම්පලයන් තුලදීද, සුපිරි සන්නායකතාවය ඇති නොවේ. 

අධි-උෂ්නත්ව සුපිරි සන්නායකයන් ලෙසින් හැඳින්වෙන, කෙල්වින් 90 කට වැඩි අවධි උෂ්නත්වයන් සහිත, කියුප්‍රේට්-පෙරොව්ස්කයිට් සෙරමික් ද්‍රව්‍යයන් කුලයක්, 1986 දී සොයාගැනීමත් සමගම, විවිධ හේතූන් නිසා, සුපිරිසන්නාකතාවය පිළිබඳ උනන්දුව සහ පර්යේෂණ ක්‍රියාවලිය ප්‍රාණවත් පෙළඹවීමකට ලක් විය. ශුද්ධ පර්යේෂණ මාතෘකාවක් ලෙස ගත් කල, මෙම ද්‍රව්‍යයන් නියෝජනය කලේ වත්මන් මත වාදයන් විසින් පැහැදිලි නොකෙරුනු නව සංසිද්ධියකි. ආර්ථික වශයෙන්-වැදගත් ද්‍රව නයිට්‍රජන් හි තාපාංකය (කෙල්වින් 77) අභිබවන්නාවූ හා, එබැවින්ම සාක්ෂාත් කරගැනුම පහසුවන උෂ්ණත්වයන් හි පවා, සුපිරි සන්නායක තත්ත්වය ළඟා කර ගැනුමට ඇති හැකියාව නිසාවෙන්, විශේෂයෙන් දැනට වඩා අධික අවධි උෂ්ණත්වයක් සහිත ද්‍රව්‍යයන් සොයාගතහොත්, සාධ්‍ය වාණිජමය නියැලුම් බොහෝ සංඛ්‍යාවක් භාවයක් ඉස්මතු වී දිස්වන්නට විය.

සුපිරි සන්නායකවල යෙදීම්

සුපිරි සන්නායකතා චුම්භක දැනට සොයාගෙන ඇති ප්‍රබලතම  විද්‍යුත් චුම්භක අතරට අයත් වේ. ඒවා මැග්ලෙව් දුම්රි හා  NRI, NMR යන්ත්‍රවල භාවිතා‍වන අතර අංශු ත්වරකවල අංශු ගමන් පථ හැසිරවීම සඳහා භාවිත‍ා වේ. එසේම ඒවා චුම්භක විභේදනය සඳහා භාවිතා වන අතර එහිදී දුබල වශයෙන් චුම්භක ගුණ දරන අංශු චුම්භක ගුණ රහිත අණු සමූහයකින් වෙන්කර ගැනීම සිදු වේ. මෙය සායම් කර්මාන්තයේ දී භාවිතා වේ. 

සුපිරි සන්නායක සංඛ්‍යාංක පරිපථ (digital circuits) නිර්මාණය කිරීමටද භාවිතා වේ. (මෙය - සීඝ්‍ර ඒක ස්‍රාව ක්වොන්ටම තාක්ෂණය අනුසාරයෙන් සිදු කෙරේ) තවද මේවා මූලික ජංගම දුරකථන  උපපොළවලදී RF (ගුවන් විදුලි සංඛ්‍යාත) සහ ක්ෂුද්‍ර තරංග පෙරහන් සඳහා කථන මූල ස්ථානවල භාවිතා වේ. 

සුපිරි සන්නායක SQUID හි ( සුපිරි සන්නායක ක්වොන්ටම නිරෝදන උපකරණ) නිපැයුම් ඒකකවන ජෝසප්සන් (Joshepson) සන්ධි නිර්මාණයට යොදා ගනී. මේවා දැනට පවතින සංවේදීම  චුම්භකමාන වේ. ජෝසප්සන් උපකරණ ශ්‍රේණියක් අන්තර්ජාතිකව සම්මත ‘වොල්ටය’ අර්ථ දැක්වීම සඳහා භාවිතා කෙරේ. ක්‍රියාත්මක කරන ආකාරය මත පදනම්ව ජෝසප්සන් සන්ධිය ප්‍රෝටෝන අනවරකයක් සේ හෝ මිශ්‍රකයක් සේ භාවිතා කළ හැක. සාමාන්‍ය තත්ත්වයේ සිට සුපිරි සන්නායක තත්ත්වයට සංක්‍රමණය වන විට ඇති වන විශාල ප්‍රතිරෝධ වෙනස ඉතා අඩු උෂ්ණත්ව වලට අදාල භෞතික විද්‍යාවේ ක්ෂුද්‍ර කැලරිමීටර ප්‍රෝටෝන අනාවරකවල  උෂ්ණත්ව මාපක නිර්මාණයට භාවිතා කෙරේ. 

HTS මත පදනම් වූ උපකරණවල සාපේක්ෂ කාර්යක්ෂමතාව ප්‍රමාණය හා බර නිසා ඇතිවන වාසි සහගත තත්වයන් ඒ සඳහා වැය කළ යුතු වියදමට සාපේක්ෂව ප්‍රයෝජනවත් වන අවස්ථාවන් ආශ්‍රීතව සුපිරිසන්නායක ආශ්‍රීත නව වෙළඳ පොළවල් ඇතිවෙමින් පවතී.

ඉහළ ක්‍රියාකාරිත්වයක් සහිත පරිණාමක, බලශක්ති ගබඩා කරණ උපකරණ, විදුලි බලශක්ති සම්ප්‍රේෂක, විදුලි මෝ‍ටර් (උදා - රථවාහන ප්‍රචාලනයට, වැක් දුම්රිය හා මැග්ලෙච් දුම්රිවල මෙන්) චුම්භකමය ෂාවුම් උපකරණ හා විදුලි දෝෂ විද්‍යුත්ධාරා සීමා කරන උපකරන ආදිය නිපදවීම සඳහා සුපිරි සන්නායක අනාගතයේ දී භාවිතා කළ හැකි බව විශ්වාස කෙරේ. කෙසේ නමුත් සුපිරි සන්නායකතාව චාලන චුම්භක ක්ෂේත්‍ර සඳහා සංවේදී වන අතර ඒ නිසා ප්‍රත්‍යාවර්ථක ධාරා මත පදනම් වූ භාවිතා දියුණු කිරීමට වඩා දුෂ්කර වේ.

ආශ්‍රිත 

විද්‍යුතය
සුපිරි සන්නායකතාව
Fundamental physics concepts
Spintronics