سوڈیم تے ہائیڈروجن، کاغذ اُتے اک سپر کنڈکٹر

اک سپر کنڈکٹر (superconductor) اک فیصلہ کن درجہ حرارت، Tc، توں ہیٹھاں بجلی دا کرنٹ بالکل کسے مزاحمت بغیر لے جاندا اے۔ ہائیڈروجن نال بھرے مادیاں لئی، ریکارڈ ہندسے کمال دے نیں: H₃S تے LaH₁₀ 200 کیلون توں اُتے سپر کنڈکٹ کردے نیں۔ پر اوہ ایہہ بس اوس ویلے کردے نیں جدوں اوہناں نوں لگ بھگ اک میگابار، یعنی ماحولی دباء دے لگ بھگ ملین گنا، اُتے دبایا جاوے۔ چیلنج ایہہ اے پئی گھٹ دباء اُتے ایہو کارکردگی حاصل کیتی جاوے۔

ہائیڈروجن ایس لئی مدد کردا اے پئی اوہ ہولا اے: اوہدے ایٹم بہت اُچیاں فریکوئنسیاں اُتے تھرتھراندے نیں، تے ایہہ تھرتھراہٹاں الیکٹراناں نوں اوہناں جوڑیاں وچ بنھ سکدیاں نیں جیہڑیاں سپر کرنٹ لے جاندیاں نیں۔ کئی سب توں چنگیاں ہائیڈرائیڈاں وچ، ہائیڈروجن ہن H₂ سالمے نہیں بناندا۔ جنہاں مرکباں وچ ہائیڈروجن جوڑیاں وچ رہندا اے، اوہناں نوں چر توں ماڑے امیدوار سمجھیا جاندا رہیا اے، کیوں جے ہر جوڑی اندر دا پکا بندھن اوہدے الیکٹراناں نوں کھیڈ توں باہر کھچ لیندا اے۔

بھال نال لبھیا مرکب

University of Tennessee دے Tianran Chen تے NIST Center for Neutron Research دے Taner Yildirim پہلاں ای ہائیڈروجن نال بھریاں 100,000 توں ودھ بناوٹاں دی کمپیوٹر بھال وچ سوڈیم ہیکسا ہائیڈرائیڈ، NaH6، ول دھیان دوا چکے سن۔ اک آزاد کھوج نے وی ایہدے لئی اُچے Tc دی پیش گوئی کیتی سی۔ ایتھے اوہناں نے ایہنوں ڈونگھائی نال پرکھیا — پوری طرحاں حساب نال:

ہر دباء اُتے سب توں موزوں قلمی ترتیباں لبھن لئی اک ارتقائی الگورتھم؛
الیکٹراناں، ایٹمی تھرتھراہٹاں تے اوہناں دے جوڑ دے کوانٹم میکانکی حساب، جیہڑے اک معیاری فارمولے راہیں Tc دیندے نیں؛
300 کیلون اُتے مالیکیولر ڈائنامکس، ایہہ ویکھن لئی پئی جدوں ایٹم ہلدے نیں تاں بناوٹاں جڑیاں رہندیاں نیں۔

کوئی نمونہ نہ بنایا گیا نہ ناپیا گیا۔

دو قلمے، دو ورتارے

حساب اک بھیڑ والا منظر دسدے نیں: 50 گیگا پاسکل اُتے، 15 وکھریاں بناوٹاں پکیاں نیں، بہتیاں دو وڈیاں شکلاں دیاں نیڑلیاں رشتے دار۔ دوواں وچ، ہائیڈروجن تھوڑیاں کھچیاں جوڑیاں وچ بیٹھا اے۔

مکعب شکل بارے پیش گوئی اے پئی ایہہ 50 گیگا پاسکل اُتے 230 کیلون تیک سپر کنڈکٹ کرے گی — ادھے میگابار اُتے لگ بھگ −43 °C — تے 200 گیگا پاسکل اُتے وی 215 کیلون۔
رومبوہیڈرل شکل ہیٹھاں 10 گیگا پاسکل تیک پکی رہندی اے، جتھے ایہدا پیش گوئی کیتا Tc 34 کیلون اے۔ ایہنوں دباؤ تے Tc تیزی نال چڑھدا اے: 50 گیگا پاسکل اُتے 99 کیلون، 90 اُتے 157، لگ بھگ 1.6 کیلون فی گیگا پاسکل۔

اک اڑکا اے جیہڑا لکھاری صاف دسدے نیں۔ 50 گیگا پاسکل اُتے، مکعب 230 کیلون والی شکل سب توں پکی ترتیب نہیں: ایہہ سادے سوڈیم ہائیڈرائیڈ تے ہائیڈروجن وچ ٹٹن لئی لوڑیندی توانائی توں تھوڑی اُتے اے۔ ایہہ ایس ٹٹن خلاف بس 60 گیگا پاسکل توں اُتے پکی ہوندی اے، تے دوویں شکلاں 114 گیگا پاسکل دے نیڑے تھاں بدلدیاں نیں۔ 300 کیلون اُتے مالیکیولر ڈائنامکس وچ، مکعب شکل ثابت رہندی اے — سکنٹ دے کجھ کھرب ویں حصیاں تیک۔

مدد کرن والا جوڑیاں والا ہائیڈروجن

سب توں انوکھی کھوج طریقہ کار اے۔ جوڑیاں سپر کنڈکٹیوٹی نوں نہیں ڈکدیاں۔ ہر اوہ تھرتھراہٹ جیہڑی الیکٹراناں نال زور نال جڑدی اے، اوہی اے جیہڑی رامن سپیکٹروسکوپی (Raman spectroscopy) وچ دسے گی، جیہڑی تجربہ گاہ دی اک عام تکنیک اے؛ باقی مشکل نال ای جڑدیاں نیں۔ 200 گیگا پاسکل اُتے 102 ہور ہائیڈرائیڈاں پرکھ کے، لکھاریاں نوں ایہو نمونہ لبھیا: رامن ایکٹو تھرتھراہٹاں اوسطاً باقیاں نالوں لگ بھگ 40 گنا ودھ زور نال جڑدیاں نیں۔

رومبوہیڈرل شکل وچ، دباء ہائیڈروجن جوڑیاں نوں جھکاندا اے، 10 گیگا پاسکل اُتے 4 درجے توں 90 اُتے 21 درجے تیک۔ جیویں جیویں اوہ جھکدیاں نیں، اہم تھرتھراہٹاں ودھ زور نال جڑدیاں نیں — ودھدے Tc دے نال قدم نال قدم، جدکہ الیکٹرانی بناوٹ مشکل نال ای بدلدی اے۔ اک سادہ جیومیٹری ماڈل ایس رجحان نال میل کھاندا اے، بھاویں لکھاری زور دیندے نیں پئی ایہہ اک تشریح اے، ثبوت نہیں۔

سکرین توں تجربہ گاہ تیک

ایہہ پیش گوئیاں نیں۔ حساب لائے درجہ حرارت اک معیاری پر بدلن جوگے پیرامیٹر اُتے ٹکے نیں، تے 50 گیگا پاسکل ہلے وی لگ بھگ ادھا ملین ماحولی دباء اے۔ جے تصدیق ہو جاوے، NaH6 دسے گا پئی ہائیڈروجن جوڑیاں دا رخ ہائیڈرائیڈ سپر کنڈکٹر ڈیزائن کرن لئی اک نواں بٹن اے۔ اگلی گل تجربہ کاراں دی اے۔