භෞතික විද්‍යා ඉතිහාසයේ දැවැන්තම හැරවුම් ලක්ෂ්‍යක් මේ වසරේ ගෙවී යන ඔක්තෝබරයේදී සනිටුහන් වුණා. ඒ කාමර උෂ්ණත්වය තුල භාවිතා කරන්නට හැකි සුපිරි සන්නායකයක් සොයාගැනීමත් සමඟයි! මේ ලිපිය ලියැවෙන්නේ ඒ අද්වීතීය සොයා ගැනීමත්, ලංකාවේ අපට ඒ ගැන ආඩම්බර විය හැකි කාරණාව ගැනත් ඔබට කියන්නයි.
නිමල් හෙට්ටිආරච්චි මහාචාර්ය තුමන්ගේ දේශන වලට සහභාගි වුණ කෙනෙක් නම්, ඔබ අනිවාර්යෙන්ම අසා ඇති, කාමර උෂ්ණත්වයේ පවතින සුපිරි සන්නායකයක් හදන්නට එදා මෙදා තුර භෞතික විද්‍යාඥයින් කොයි තරම් වෙහෙසක් දරනවද කියන එක.
මුලින්ම අපි බලමු මේ සොයා ගැනීම හැරවුම් ලක්ෂ්‍යක් කියලා කියන්නේ ඇයි කියලා.
ශෝචනීය පසුබිම් කතාව
සරලවම කිව්වොත් සාමාන්‍ය වයරයක් හරහා විද්‍යුතය සන්නයනය වෙද්දී, වයරයේ රත්වීම ඇතුළුව අභ්‍යන්තරයේ ඇති අන උපපරමාණුක මට්ටමේ ක්‍රියාවලි නිසා සන්නායකය හරහා විද්‍යුතය ගමන් කිරීමට බාධාවක් (ප්‍රතිරෝධයක්) ඇති වෙනවා.
1911 වර්ෂයේ පටන්, මේ කියන ප්‍රතිරෝධය ශූන්‍ය කල සන්නායකයක් (සුපිරි සන්නායකයක්) තනන අරමුණින් සන්නායකය සඳහා යොදා ගන්න මූලද්‍රව්‍ය සංයෝග, වෙනස් කරමිනුත්, භාහිරින් පද්ධතිය සිසිලනය කරමිනුත් පර්යේෂණ සිදු කෙරුණා.
(ඇතැම් ද්‍රව්‍යවල උෂ්ණත්වය අඩු කිරීමේ දී එක්තරා උෂ්ණත්වයක දී ප්‍රතිරෝධය ශූන්‍ය වෙනවා. එනම් උපරිම සන්නායක තත්වයක් ලබා ගන්නවා)
පරීක්ෂණ දහස් ගණනකට පසුවත්, මෙතෙක් නිපදවූ ස්ථාවරතම සුපිරි සන්නායක පැවතියේ සෙල්සියස් අංශක සෘණ 273 (-273°c) තරම් ඉතා අවම උෂ්ණත්වයකයි. (නැගෙනහිර ඇන්ටාක්ටිකාවේ උෂ්ණත්වය -89°c ට වැඩියි ) මේ නිසා තාක්ෂණික ලෝකය ප්‍රායෝගිකව සුපිරි සන්නායක වලින් ලබාගත හැකි ප්‍රයෝජනය අත්පත් කර ගැනීමට නොහැකි වුණා.
සුපිරි සන්නායක දැනට භාවිතා වෙන්නේ මොනවාටද?
කාමර උෂ්ණත්වයේ භාවිතා කරන්න නොහැකි වීම කියන බාධාව මධ්‍යයේත් සුපිරි සන්නායක මේ වන විටත් ඉතාමත් ප්‍රයෝජනවත් භාවිත රාශියක් සඳහා භාවිතා වෙනවා. ඉන් කිහිපයක් :
පර්යේෂණ සාර්ථකයි !
භෞතික විද්‍යාවෙහි තවත් එක් විප්ලවීයතම හැරවුම් ලක්ෂයක් සටහන් කරමින් ගතවී යන October මාසයේදී ඇමරිකාවේ රොචෙස්ටර්( Rochester) විශ්වවිද්‍යාල පර්යේෂණ විද්‍යාඥ කණ්ඩායමක් කාමර උෂ්ණත්වය ස්ථාරව පවතින සුපිරි සන්නායකයක් සොයාගන්නට සමත් වුණා.
පර්යේෂණයේ කෙටි පැහැදිලි කිරීම
1911 දී පර්යේෂණ වලට යොදාගෙන තිබුණේ අධිශීත ලෝහ වර්ගයි. 1968 දී Neil Ashcroft , ඝන හයිඩ්‍රජන් දැලිසක් මේ සඳහා උපයෝගී කරගත හැකි බව යෝජනා කරනවා. කෙසේ වෙතත් වඩාත් ප්‍රායෝගික සුපිරි සන්නායක නිපදවන්නට “හයිඩ්‍රයිඩ”, එනම් හයිඩ්‍රජන් සහ තවත් එක් පරමාණු වර්ගයක් සහිත දැලිස් භාවිතා කරමින් පරීක්ෂණ ආරම්භ වුණා. මේ අනුව විවිධ හයිඩ්‍රයිඩ වර්ග ගණනාවක් ඔස්සේ සුපිරි සන්නායක සඳහා උපකල්පන ගොඩනැඟුණා.
සාර්ථක වූ මේ පර්යේෂණයට පාදක කර ගැනුණේ 2015දී ජර්මානු විද්‍යාඥ කණ්ඩායමක් නිපදවන ලද ලෝහමය හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩයි. (කුණු බිත්තර වලින් වහනය වන අප්‍රසන්න දුගඳ සහිත හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩ් H₂S)
අධි පීඩිත තත්ව යටතේ හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩ් වායු හා හයිඩ්‍රජන් වායුව පවත්වා ගැනීමෙන් කෙල්වින් 203 උෂ්ණත්වයේදී හා ගිගා පැස්කල් 155 පීඩනයේදී H3S+ අනු නිපදවන්නට පර්යේෂ්කයින් කණ්ඩායම සමත් වෙනවා.
ඉන්පසු හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩ් වායුව H2S හා මීතේන් CH4 වායුව මුසුකොට එම මිශ්‍රණය හයිට්‍රිජන් ( H2 ) වායුව සමග මිශ්‍රකොට අඩු පීඩන තත්ත්ව යටතේ දී නව සුපිරි සන්නායක සඳහා පාදක මිශ්‍රණය සකස් කෙරුණා. හයිඩ්‍රජන් සල්ෆයිඩ් සහ හයිඩ්‍රජන් වායු මිශ්‍රවී H3S+ හදනවා. මෙ අණුකමය වෙනස්වීම ප්‍රබල වැන්ඩවාල් ආකර්ෂණ බල H3S+ හා H2 අණු අතර සෑදීමට හේතු වෙනවා. මෙම පාදක මිශ්‍රණය පසුව අධි පීඩන තත්ත්ව යටතේ දී නිපදවන නව සුපිරි සන්නායක සඳහා මුල් ගල වෙනවා.
මේ අනුව සාදන ලද නව හයිඩ්‍රජන්- කාබන්- සල්ෆර් අඩංගු සංයෝගය 59F හා 267 +- 10 Gpa (ගිගා පැස්කල්) හිදී සුපිරි සන්නායක තත්ත්ව පෙන්නුම් කරනවා.
ගැටලුවක්
මෙහි ඇති තත්ත්වය, මේ සඳහා ඉතා විශාල වියදමක් දරන්නට සිදුවීමයි. භෞතික විද්‍යාවේදී, භූගර්‍භ විද්‍යාවේදී, ඉංජිනේරු විද්‍යවේදී හා material science වලදී, Diamond anvil cell නම් පීඩන කුටීරය භාවිතා කරනු ලබනවා. එහි අඩංගු දියමන්ති පුපුරා යෑම මේ අධික වියදමට තවත් හේතු වෙනවා. $3000 ක් පමණ වටිනා දියමන්ති කැබලි දුසිම් ගණනක් මේ පර්යේෂණයේ දී කැඩී ගිහින් තිබෙනවා.
අනාගතයේදී,
මේ නව සොයා ගැනීමත් සමඟ ඉතාමත් වැදගත් තාක්ෂණික යෙදවුම් නිර්මාණය කරන්නට හැකි වෙතැයි අනුමාන කෙරෙනවා. සුපිරි සන්නායක කාමර උෂ්ණත්වය තුළ භාවිතා කරන්නට හැකි වීමත් සමඟ
- විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධකතාවක් නොමැති සන්නායක කම්බි,
- ඉතා දිගු අඩු විද්‍යුත් විභව අන්තරයක් සහිත electric grids,
- අති කාරයක්ෂම මෝටර් රථ එන්ජින් හා ජෙනරේටර
සහ තවත් මෙතෙක් හඳුනාගෙන නොමැති ප්‍රයෝජන රාශියක් පවා අත්පත් කරගත හැකි වෙන බව අනුමාන කෙරෙනවා.
පර්යේෂණයේ මහ මොළකරු ශ්‍රී ලාංකිකයෙක්!
කළින් සඳහන් කළා වගේ මේ පෙරළිකාර සොයා ගැනීම ලංකාවේ අපිට වැදගත් වෙන්නේ පර්යේෂක කණ්ඩායම බිහිකිරීමත් නායකත්වය දැරීමත් සිදුකළේ ශ්‍රී ලාංකික විද්‍යාඥ ආචාර්ය රංග ඩයස් මහතා වීමයි!
විද්‍යාඥ ආචාර්ය රංග ඩයස් මහතා
ආචාර්ය රංග ඩයස් භෞතික විද්‍යාවේ පෙරළිකාර චරිතයක් බවට පත් වන්නේ 2017 දී විද්‍යාඥ Issac Silvera සමග ඝන හයිඩ්‍රජන් නිපදවීම සමඟයි. (ඒ ඔහුගේ පශ්චාත් ආචාර්ය උපාධිය සඳහා හාවඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ දී කළ පර්යේෂණයේදියි.)
කොළඹ විශ්වවිද්‍යාලයේ විද්‍යා පීඨයෙන් භෞතික විද්‍යාව පිළිබඳ විශිෂ්ට ගෞරව උපාධියක් ලබා ගත් ආචාර්ය රංග ඩයස් මහතා 2007 ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයට සංක්‍රමණය වී වොෂින්ටන් සරසවියේ දී භෞතික විද්‍යාව පිලිබඳ ආචාර්ය උපාධිය ලබා ගැනීමට සමත් වුණා. ඇමරිකාවේ හාවර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ පශ්චාත් ආචාර්ය උපාධිය හදාරා තිබෙන ඔහු මේ වන විට ඇමරිකාවේ Rochester විශ්ව විද්‍යාලයේ ආචාර්ය වරයෙක් හා පර්යේෂකයෙක් ලෙස කටයුතු කරනවා.
මෙම නව සොයාගැනීම භෞතික විද්‍යාවේ, ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ හා තාක්ෂණ විද්‍යාවේ ඉතාමත් පෙරළිකාර සොයාගැනීමක් බව නොරහසක්. ශ්‍රී ලාංකිකයන් වන අප හට අපේ රටේ විද්‍යාඥයෙකු මෙවැනි පරීක්ෂණයකට දායක වීම හා නායකත්වය දැරීම අපට විශාල ආඩම්භරයක්. ආචාර්ය රංග ඩයස් මහතා වැනි ශ්‍රේෂ්ඨ විද්‍යාඥයන් තව තවත් අප රටේ පහළ වේවායි අපි ප්‍රාර්ථනා කරනවා.