ఎంతెంత చల్లన?
విశ్వంలో అతి చల్లటి చోటు ఎక్కడుందంటే అంతరిక్షంలో అని చెబుతారు. కానీ చాలా విశ్వవిద్యాలయాల్లోని భౌతికశాస్త్ర విభాగాల్లో ఉందంటే నమ్ముతారా? కొన్ని దశాబ్దాలుగా పరిశోధకులు వీలైనంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు.. పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకోవటానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు.
విశ్వంలో అతి చల్లటి చోటు ఎక్కడుందంటే అంతరిక్షంలో అని చెబుతారు. కానీ చాలా విశ్వవిద్యాలయాల్లోని భౌతికశాస్త్ర విభాగాల్లో ఉందంటే నమ్ముతారా? కొన్ని దశాబ్దాలుగా పరిశోధకులు వీలైనంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు.. పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకోవటానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. ఈ క్రమంలో పదార్థం పైకి ప్రవహించే స్థితి దగ్గర్నుంచి రసాయనిక ప్రతి చర్యలను కాసేపు ఆపేయటం వరకూ ఎన్నెన్నో విచిత్ర విషయాలూ వెలుగు చూస్తున్నాయి. చల్లదనాన్ని జయించాలనే ప్రయత్నం ఇప్పుడు క్వాంటమ్ ఫ్రిజ్ రూపకల్పన దశకూ చేరుకుంది.
చల్లదనం అంటే ఏంటనే ప్రశ్న వేలాది ఏళ్లుగా మనిషి మెదడును తొలుస్తూనే ఉంది. గ్రీకు తత్వవేత్త పార్మెనెడీస్ క్రీస్తు పూర్వం 450లో దీన్ని ఫ్రిజిడమ్ ప్రీమంగా భావించారు. వీలైనంతవరకు చల్లబడే ఈ ఊహాత్మక పదార్థం ఇతర వస్తువులనూ చల్లబడేలా చేస్తుంది. రాబర్ట్ బోయేల్ అనే రసాయన శాస్త్రవేత్త 1664లో గాలి, నీరు వంటి వాటిని విస్తృతంగా అధ్యయనం చేసి ఈ వివరణ సమర్థనీయం కాదని ప్రకటించారు. వేడి, చల్లదనం రెండూ వేర్వేరని.. ఇవి రసాయనికంగా లేదా ప్రాణుల ద్వారా పుట్టుకొస్తాయని బోయేల్, ఆయన అనుయాయులు విశ్వసించారు. వేడి, చల్లదనం వస్తువు సాపేక్ష ధర్మాలని, ఇవి దానిలోని అణువులు కదిలే వేగాన్ని బట్టి ఆధారపడి ఉంటాయని ఇప్పుడు గుర్తించగలిగాం. అణువులు తక్కువ శక్తి కలిగి, నెమ్మదిగా కదిలే స్థితిలో కన్నా ఎక్కువ శక్తిని కలిగి, వేగంగా కదిలే స్థితిలో వస్తువు వేడిగా ఉంటుంది.
పరిమితిని బట్టి
ఏదైనా ఎంతవరకు చల్లబడొచ్చనేది దాని ప్రాథమిక పరిమితి మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. లార్డ్ కెల్విన్ 1848లో పరమ శూన్య భావనను పరిచయం చేశారు. ఈ స్థితిలో అణువుల కదలిక పూర్తిగా ఆగిపోతుంది. అందువల్ల ఇంతకన్నా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకోవటం సాధ్యం కాదు. అనేక ప్రయోగాల తర్వాత మైనస్ 273 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్ ఉష్ణోగ్రతను పరమ శూన్య స్థితిగా కెల్విన్ లెక్కించారు. వస్తువులపై శక్తిని ప్రయోగిస్తే తప్ప వేడి నిరంతరం చల్లదనం వైపు ప్రవహిస్తుందనీ గుర్తించారు. ఫ్రిజ్లు ఈ సూత్రం మీదే పనిచేస్తాయి. ఇవి శక్తిని వాడుకొని వస్తువులను చల్లబరుస్తాయి. అధునాతన ఫ్రిజ్లు గరిష్ఠంగా మైనస్ 80 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్ వరకు చల్లబరచగలవు. హీలియం వాయువును ఒత్తిడికి గురిచేసి నాజిల్ ద్వారా వేగంగా పంపించటం ద్వారా మైనస్ 269 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్ ఉష్ణోగ్రతతో కూడిన ద్రవ హీలియాన్ని సృష్టించొచ్చు. ఇది పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత కన్నా కేవలం 4 డిగ్రీలే తక్కువ. ఇంతకన్నా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతను సాధించటానికి 1990లో లేజర్తోనూ ప్రయత్నాలు చేశారు. శూన్య ఛాంబర్లో కదిలే అణువులను లేజర్తో ఢీకొట్టి వాటి వేగాన్ని దాదాపు పూర్తిగా తగ్గించగలిగారు. పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రతను దాదాపు సాధించగలిగారు. అణువుల వేగాన్ని తగ్గించటమే కాదు, వేడిగా ఉన్న అణువులను లేజర్తో దూరంగా వెళ్లగొట్టే పరిశోధన కూడా జరిగింది. దీంతో పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రతకు మరింత దగ్గరికి చేరుకున్నారు. ఈ రెండు పరిశోధనలకూ నోబెల్ బహుమతులు లభించాయి. ఇవన్నీ క్వాంటమ్ ఫ్రిజ్ ప్రపంచానికి దారులు తెరచాయి.
చిత్ర విచిత్రం
కెటెరెల్, ఆయన బృందం 1995లో పదార్థం కొత్త స్థితిని గుర్తించింది. దీన్ని ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ 70 ఏళ్ల క్రితమే ఊహించారు. కాకపోతే ఎన్నడూ పరిశీలించలేదు. వస్తువును చల్లబరచినప్పుడు అది గడ్డ కడుతుందనే అనుకుంటాం. కానీ లక్షలాది అతి చల్లటి అణువులు సారూప్య క్వాంటమ్ పదార్థంగా ప్రవర్తిస్తాయి. దీన్నే బోస్-ఐన్స్టీన్ కండెన్సేట్ అని పిలుచుకుంటున్నారు. ఈ అణువులు తమ గుర్తింపును కోల్పోతాయి. విచిత్రమైన ద్రవంగా మారతాయి. కొన్నిసార్లు పైకీ ప్రవహిస్తాయి. అప్పట్నుంచీ అతి శీతల రంగంలో కొత్త పద్ధతులు పుట్టుకురావటం మొదలైంది. ఇప్పుడు శాస్త్రవేత్తలు అణువులను పూర్తిగా నిశ్చల స్థితికి తీసుకురాగలుగుతున్నారు కూడా. వీటిని ఇటుకల మాదిరిగా అవసరమైనట్టుగా జోడించగలుగుతున్నారు. పదార్థాల అంతర్గత నిర్మాణం వాటి గుణాలను నిర్దేశిస్తుందనే ఊహా సిద్ధాంతాన్ని తేలికగా పరీక్షించటానికిది మార్గం సుగమం చేసింది. కొన్నిరకాల సూపర్కండక్టర్లలో అణువుల క్వాంటమ్ ధర్మం కీలక పాత్ర పోషిస్తుందనే విషయాన్ని గుర్తించటానికి వీలు కల్పించింది. రసాయన శాస్త్రంలోనూ గుణాత్మక మార్పులు వచ్చాయి. లేజర్ కూలింగ్తో రసాయనిక ప్రతిచర్యలు అనుకున్నట్టుగా, నెమ్మదిగా జరిగేలా చేయొచ్చనీ తేలింది. దీంతో అణువులు ఎలా సంయోగం చెందుతాయో, ఎలా విడిపోతాయో స్పష్టంగా చూడటం సాధ్యమైంది. హార్వర్డ్ యూనివర్సిటీ పరిశోధకులు 2019లో పొటాషియం, రుబిడియమ్ అణువులను 500 నానాకెల్విన్ ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరచి ప్రతిచర్యకు ప్రేరేపించారు. అనంతరం లేజర్తో ప్రతిచర్యలను సగంలోనే ఆపేయగలిగారు. ఈ క్రమంలో గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఎన్నడూ చూడని మధ్యవర్తి అణువును గుర్తించగలిగారు. ఇంకాస్త లేజర్ కాంతిని ప్రసరింపజేసి ఆ గడ్డకట్టిన స్థితిని మార్చేసి, మిగతా ప్రతిచర్యను కొనసాగించారు.
శీతలం నుంచి వేడికి
క్వాంటమ్ అనేది విచిత్రమైన ప్రపంచం. ఇందులో అణువులు కొన్నిసార్లు ఒకే సమయంలో రెండు చోట్ల ఉనికిలో ఉంటాయి. ఇవి చాలా దూరంలో ఉన్నప్పటికీ ఒకదానిపై మరోటి తక్షణం ప్రభావం చూపుతాయి. అయితే ఈ క్వాంటమ్ ప్రవర్తనలు చుట్టుపక్కల అణు కంపనాల వంటి బయటి ప్రభావాలతో మారిపోతాయి. నిజానికి క్వాంటమ్ ఫ్రిజ్ అంటే మన వంటింట్లోని ఫ్రిజ్ మాదిరిగా ఏమీ ఉండదు. ఇందులో పాల వంటివేవీ పెట్టుకోలేం. ఇందులో ఒకదానిలోంచి మరో దానిలోకి వేడి ప్రసారమయ్యేలా అతి చిన్న క్వాంటమ్ వస్తువులను అమరుస్తారు. లేజర్తో చల్లబరిచిన టెర్బియం అణువులతో సింగపూర్లోని నేషనల్ యూనివర్సిటీ పరిశోధకులు 2019లో ఓ క్వాంటమ్ ఫ్రిజ్ను రూపొందించారు. దీని ద్వారా పరిమితికి మించి అణువులను చల్లబరచొచ్చనీ నిరూపించారు. జర్మనీలోని యూనివర్సిటీ ఆఫ్ స్టట్గర్ట్ పరిశోధకులు క్వాంటమ్ కంప్యూటర్లలో క్వాంటమ్ బిట్స్గా ప్రవర్తించే అణువులతో క్వాంటమ్ ఫ్రిజ్ను రూపొందించారు. దీంతో వేడి వ్యతిరేక దిశలో ప్రవహించేలా చేశారు కూడా. అంటే చల్లటి ప్రదేశం నుంచి వేడిని గ్రహించేలా చేశారు. వేడి, చల్లటి ప్రాంతాల మధ్య ఉష్ణోగ్రత తేడా చాలా చాలా తక్కువైనప్పటికీ వ్యతిరేక దిశలో ఉష్ణం ప్రవహించటమనేది థర్మోడైనమిక్స్ సూత్రాలకు విరుద్ధమే.
Trending
గమనిక: ఈనాడు.నెట్లో కనిపించే వ్యాపార ప్రకటనలు వివిధ దేశాల్లోని వ్యాపారస్తులు, సంస్థల నుంచి వస్తాయి. కొన్ని ప్రకటనలు పాఠకుల అభిరుచిననుసరించి కృత్రిమ మేధస్సుతో పంపబడతాయి. పాఠకులు తగిన జాగ్రత్త వహించి, ఉత్పత్తులు లేదా సేవల గురించి సముచిత విచారణ చేసి కొనుగోలు చేయాలి. ఆయా ఉత్పత్తులు / సేవల నాణ్యత లేదా లోపాలకు ఈనాడు యాజమాన్యం బాధ్యత వహించదు. ఈ విషయంలో ఉత్తర ప్రత్యుత్తరాలకి తావు లేదు.
మరిన్ని
-
లాలీపాప్తో నోటి క్యాన్సర్ జాడ
క్యాన్సర్లను నిర్ధరించటానికి కణజాలం నుంచి చిన్న ముక్కను తీసి పరీక్ష చేస్తుంటారు (బయాప్సీ). ఇందుకోసం శరీరానికి కోత పెట్టాల్సి ఉంటుంది. నొప్పి పుడుతుంది. బయాప్సీ చేయటానికి నిపుణులు అవసరం. -
వరదొచ్చే.. వరదొచ్చే.. వారం ముందే అంచనా
కృత్రిమ మేధ (ఏఐ) రోజురోజుకీ కొత్త పుంతలు తొక్కుతోంది. కంపెనీలు వినూత్న టూల్స్ను సృష్టిస్తూ సత్తాను చాటుకోవటానికి ప్రయత్నిస్తున్నాయి. ఈ విషయంలో గూగుల్ ఇటీవల గొప్ప పురోగతిని సాధించింది. -
భూగర్భంలో నీరెంత?
భూమి మీద మూడొంతుల మేర ఉండేది నీరే. మరి భూగర్భంలో ఎంత నీరుంటుంది? ఎంతుంటే ఏంటని మనం అనుకుంటామేమో గానీ శాస్త్రవేత్తలు అలా కాదు. -
గది ఉష్ణోగ్రత వద్దే క్యూబిట్లు స్థిరంగా..
క్వాంటమ్ కంప్యూటింగ్ శరవేగంగా అభివృద్ధి చెందుతోంది. సమాచార పరిశీలన, విశ్లేషణ ప్రక్రియలో విప్లవాత్మక మార్పులకు శ్రీకారం చుడుతోంది. -
పాలపుంత కేంద్రం తెలుసా?
మన నక్షత్ర మండలమైన పాలపుంత కేంద్రం ఎక్కడుందో తెలుసుకోవాలని అనుకుంటున్నారా? అయితే ఐఫోన్ కొత్త యాప్ సాయం తీసుకోవచ్చు. -
పీసీఆర్ కథ
పాలిమరేజ్ చైన్ రియాక్షన్ అంటే ఎవరికీ తెలియకపోవచ్చు. కానీ పీసీఆర్ పరీక్ష అనగానే అంతా గుర్తుపట్టేస్తారు. కొవిడ్ విజృంభించినప్పుడు ఇదెంత ప్రాముఖ్యం సంతరించుకుందో తెలిసిందే -
పురాతన నక్షత్ర మండలం సరికొత్త సవాల్
కృష్ణ పదార్థం (డార్క్ మ్యాటర్) చుట్టూ ఉండే భారీ పరివేషాల సమీపంలో తొలి నక్షత్ర మండలాలు ఏర్పడ్డాయని ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తుంటారు. -
సుదూర అంతరిక్షంలో మరో భూమి!
భూమి ఆయుష్షు ఏటికేడు తగ్గుతూ వస్తోంది. వనరులూ తగ్గుతూ వస్తున్నాయి. దీన్ని దృష్టిలో పెట్టుకునే మన భూమిలాంటి నివాసయోగ్య గ్రహాల కోసం ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు చాలాకాలంగా అన్వేషిస్తూనే ఉన్నారు. ఒకవేళ భవిష్యత్తులో ఎప్పుడైనా భూమి నివసించటానికి పనికిరాకుండా పోతే, మానవజాతి అంతరించకుండా చూడటం దీని ఉద్దేశం. ఈ నేపథ్యంలో అమెరికా అంతరిక్ష సంస్థ నాసా శాస్త్రవేత్తలు ‘భారీ భూమి’ని (సూపర్ ఎర్త్) గుర్తించారు. -
ఇంటి గాలిని వడపోసే మొక్క
వాయు కాలుష్యం అనగానే రద్దీ రహదారులు, పారిశ్రామిక పాంతాలే గుర్తుకొస్తాయి. కానీ ఇళ్లు, కార్యాలయాలూ తక్కువేమీ కాదు. ఆ మాటకొస్తే బెంజీన్, టొల్యూన్, జైలీన్, ఫార్మాల్డిహైడ్ వంటి వాయు కాలుష్య కారకాలు ఆరుబయట కన్నా ఇంటి లోపలే 2 నుంచి 5 రెట్లు ఎక్కువని అమెరికాకు చెందిన ఎన్విరాన్మెంటల్ ప్రొటెక్షన్ ఏజేన్సీ చెబుతోంది. -
అంగారకుడి శోధనకు వినూత్న వ్యోమనౌక
అంగారకుడి శోధనకు అమెరికా అంతరిక్ష సంస్థ నాసా వినూత్న వ్యోమనౌకను రూపొందించనుంది. దీని పేరు మార్స్ ఏరియల్ గ్రౌండ్ ఇంటెలిజెంట్ ఎక్స్ప్లోరర్ (మ్యాగ్గీ). -
గోబర్ గ్యాస్ రాకెట్!
గోబర్ గ్యాస్తో వంట చేసుకోవటం పాత విషయమే. దీంతో రాకెట్లనూ నడపొచ్చని తెలుసా? జపాన్కు చెందిన ఒక అంతరిక్ష సంస్థ అలాంటి రాకెంట్ ఇంజిన్నే రూపొందించింది. -
హ్యామ్- అంతరిక్షంలోకి వెళ్లిన తొలి చింపాంజీ
మనుషుల కన్నా ముందు జంతువులే అంతరిక్షంలో అడుగుపెట్టాయి. వీటిల్లో హ్యామ్ అనే చింపాంజీ ఒకటి. అమెరికా చేపట్టిన మెర్క్యురీ ప్రాజెక్టులో భాగంగా ప్రయోగాత్మక రాకెట్ ద్వారా ఇది అంతరిక్షంలోకి వెళ్లింది. అప్పుడు హ్యామ్ వయసు మూడున్నరేళ్లే. గంటకు 8,046 కిలోమీటర్ల వేగంతో దూసుకెళ్లిన రాకెట్ ద్వారా ఇది 241 కిలోమీటర్ల ఎత్తుకు చేరుకుంది. -
స్వయం ప్రయోగశాలలు
స్వయం చోదక వాహనాల గురించి తెలిసిందే. ఎక్కి కూర్చోగానే వాటంతటవే గమ్యానికి చేరుస్తాయి. మొదట్లో సైన్స్ ఫిక్షన్ కథలా అనిపించినా ఇప్పుడివి కొన్నిదేశాల్లో నిత్య జీవనంలోకీ వచ్చేశాయి. -
భారీ విశ్వదర్శిని!
అంతర్జాతీయ టెలిస్కోప్ ప్రాజెక్టు స్క్వయర్ కిలోమీటర్ అరే(ఎస్కేఏ)లో మనదేశం అధికారికంగా చేరనుంది. దీని నిర్మాణానికి రూ.1,250 కోట్లు కేటాయించాలని నిర్ణయించింది. -
కీటకం ఈత గుట్టు
కీటకాలకు ఒలింపిక్ క్రీడల పోటీలు నిర్వహిస్తే ఈతలో వర్లిగిగ్ బీటిల్ బంగారు పతకం కొట్టేయటం ఖాయం. ఉండేది సెంటీమీటరు పొడవే అయినా వేగంలో దీన్ని మించిన కీటకం లేదు -
కిరణజన్య సంయోగక్రియ మూలం!
మన భూమ్మీద ప్రాణులు జీవించి ఉండటానికి ఆక్సిజన్నే ఆధారం. దీనికి మూలం కిరణజన్య సంయోగక్రియ. వృక్షాలు, మొక్కలు గాల్లోంచి కార్బన్ డయాక్సైడ్, భూమిలోంచి నీరు, సూర్యుడి నుంచి కాంతిని గ్రహించి చక్కెరను సృష్టించుకుంటాయి. -
బొగ్గు దాణా!
బొగ్గుతో ఏం చేస్తారు? పొయ్యిలో మండించి వంట వండుకుంటారు. విద్యుత్ కేంద్రాల్లో విద్యుత్తు ఉత్పత్తి చేస్తారు. ఇంకేం చేస్తారు? చైనా శాస్త్రవేత్తలైతే దాణానూ తయారుచేస్తారు -
ఏఐ స్టెతస్కోప్
డాక్టర్ దగ్గరికి వెళ్లగానే ముందుగా పరీక్షించేది స్టెతస్కోప్తోనే. గుండె చప్పుడును వినటం దగ్గరి నుంచి ఊపిరితిత్తి జబ్బుల ఆనవాళ్లను పసిగట్టటం వరకూ ఇది ఎన్నో విధాలుగా తోడ్పడుతోంది. అధిక రక్తపోటును కచ్చితంగా నిర్ధరించటానికీ డాక్టర్లు మణికట్టు వద్ద స్టెతస్కోప్ను ఆనించి పై, కింది సంఖ్యలను నమోదు చేస్తుంటారు. -
క్యాన్సర్ తీరును పసిగట్టే ఏఐ
ఆరోగ్యరంగంలో కృత్రిమ మేధ (ఏఐ) కొత్త పుంతలు తొక్కుతోంది. క్యాన్సర్ తీరుతెన్నులను విశ్లేషించటంలోనూ సాయం చేస్తోంది. అమెరికాలోని యూనివర్సిటీ ఆఫ్ టెక్సాస్ సౌత్వెస్ట్రన్ మెడికల్ సెంటర్ పరిశోధకులు రూపొందించిన ‘సియోగ్రాఫ్’ ఏఐ మోడలే దీనికి నిదర్శనం. -
అంతరిక్ష వీడియో ప్రసారాలు!
ఒక దెబ్బకు రెండు పిట్టలు! సైకీ గ్రహశకలం మీదికి ఇటీవల నాసా ప్రయోగించిన వ్యోమనౌక గురించి ఇలాగే చెప్పుకోవాలి. లోహంతో కూడిన ఈ గ్రహశకలం భూ అంతర్భాగ రహస్యాలను తెలుసుకోవటానికి తోడ్పడటం ఒక ప్రయోజనమైతే.. -
కృత్రిమ మేధ ఆసుపత్రి!
నేటి కృత్రిమ మేధ (ఏఐ) యుగంలో ప్రతీ అంతర్జాల పరిజ్ఞానం కొత్త పుంతలు తొక్కుతోంది. ఫొటోలు, వీడియోలు సృష్టించు కోవటం వంటివన్నీ చిటికెలో పనులుగా మారిపోయాయి.
తాజా వార్తలు (Latest News)
-
పరిశ్రమలు తెచ్చి కొడంగల్ను అభివృద్ధి చేస్తా: సీఎం రేవంత్
-
ఆ హంతకులకు, జగన్కు ఓటు వేయొద్దు: వివేకా కుమార్తె సునీత
-
కేజ్రీవాల్కు ఈడీ కస్టడీ పొడిగింపు.. కోర్టులో సీఎం స్వీయ వాదనలు!
-
భారీ లాభాల్లో సూచీలు.. సెన్సెక్స్ 655, నిఫ్టీ 203
-
అదితితో పెళ్లి వార్తలు.. ఫొటో షేర్ చేసిన సిద్ధార్థ్
-
నాటో దేశాలపై దాడి చేయం.. ఎఫ్-16లను మాత్రం కూల్చివేస్తాం: పుతిన్