पदार्थांच्या उन्नत अवस्थांच्या संशोधनाला नोबेल

थुल्स, हाल्डेन, कोस्टरलिट्‌स यांचा सन्मान
स्टॉकहोम - पदार्थांच्या उन्नत अवस्थांवर प्रकाश टाकणाऱ्या ब्रिटिश शास्त्रज्ञ डेव्हिड थुल्स, डंकन हाल्डेन आणि मायकेल कोस्टरलिट्‌स यांना यावर्षीचा भौतिकशास्त्राचा नोबेल पुरस्कार विभागून देण्यात येणार आहे.

वेगवेगळे पदार्थ वेगवेगळ्या स्थिती धारण करतात. या स्थितींचा अभ्यास थुल्स, हाल्डेन व कोस्टरलिट्‌स यांनी केला. त्यांच्या संशोधनामुळे पदार्थांच्या स्थितींचे अनोखे विश्‍व जगासमोर आले, असे नोबेल पुरस्कार समितीने म्हटले आहे. सन्मानचिन्ह आणि आठ लाख स्वीडिश क्रोनर असे पुरस्काराचे स्वरूप आहे. पुरस्काराच्या रकमेपैकी निम्मी रक्कम थुल्स यांना, 

तर उर्वरित रक्कम हाल्डेन व कोस्टरलिट्‌स यांना विभागून देण्यात येणार आहे. 
इलेक्‍ट्रॉनिक्‍स, सुपरकंडक्‍टर किंवा भविष्यातील पुंज संगणक यांच्यात ‘टोपोलॉजिकल मटेरिअल्स’चा वापर करता येऊ शकतो. यासाठी पदार्थ घनरूपात असताना त्यांचे गुणधर्म कसे ‘वर्तन’ करतात, याबाबतच्या संशोधनाची दारे खुली करण्याचे काम या तिघांच्या संशोधनातून झाले आहे. ताणासह वेगवेगळे बल काम करत असतानाही पदार्थांचे भौतिक गुणधर्म आणि दोन कणांतील अंतर कायम राहते, अशा अवस्थेतील पदार्थांचा अभ्यास ‘टोपोलॉजी’मध्ये केला जातो. तापमान मोठ्या प्रमाणात न वाढता टोपोलॉजिकल अवस्थेतील पदार्थांमधून ऊर्जेचे वहन होऊ शकते. भविष्यातील पुंज संगणकांसाठी असे पदार्थ अत्यंत उपयोगी ठरू शकतात. अत्यंत कमी तापमानाला अतिवाहकता (सुपरकंडक्‍टिव्हिटी) निर्माण केली जाऊ शकते आणि उच्च तापमानाला ती नष्ट होते, हे थुल्स, हाल्डेन आणि कोस्टरलिट्‌स यांच्या संशोधनामुळे स्पष्ट झाले, असे नोबेल समितीने म्हटले आहे.

थुल्स यांनी १९८० दशकात विद्युत ऊर्जेचे वहन होऊ शकणाऱ्या पदार्थांवर प्रयोग केले. त्या पदार्थांच्या प्रत्येक थरातील प्रवाहकत्व किती आहे याचे मोजमाप त्यांनी करून दाखविले होते. तर काही पदार्थांमध्ये सापडणाऱ्या चुंबकीय कणांच्या साखळीचे गुणधर्म समजून घेण्यासाठी ‘टोपोलॉजी’चा कसा वापर करता येतो हे हाल्डेन यांनी याच सुमारास दाखवून दिले. 

असे आहे संशोधन
डेव्हिड थुल्स, डंकेन हाल्डेन आणि मायकेल कोस्टरलिट्‌स यांनी पदार्थाच्या अज्ञात व आश्‍चर्यकारक अवस्थांचा शोध लावला. 

या संशोधनासाठी त्यांनी गणितीय तंत्राचा वापर करीत पदार्थाच्या सुपरकंडक्‍टर व सुपरफ्लुइड, तसेच मॅग्नेटिक फिल्मसारख्या विविध अवस्थांचा अभ्यास केला. 
 या संशोधनामुळे पदार्थाच्या नव्या व उन्नत अवस्थांच्या शोधाच्या दिशेने पाऊल पडले.
 संशोधकांनी गणितातील पायऱ्यांनुसार बदलणाऱ्या ‘टोपोलॉजी’ या तत्त्वाचा उपयोग केला. त्यांनी अतिशय पातळ अशा थरामधून विद्युत प्रवाह वाहतो व तो प्रत्येक टप्प्यावर मोजता येतो, हे सिद्ध केले. 

पातळ थर, दोऱ्यासारख्या व त्रिमितीय पदार्थांमध्येही टोपोलॉजिकल टप्पे असतात, हे या संशोधनातून समोर आले. याचा उपयोग आकारमान, क्षेत्रफळ, लांबी, रुंदी कमी केलेल्या पदार्थांमधील (कंडेन्सड मॅटर्स) अद्ययावत संशोधनासाठी होतो आहे. 
 भविष्यात इलेक्‍ट्रॉनिक्‍समधील नवनवीन संशोधन, सुपरकंडक्‍टर्स, तसेच पुंज संगणक (क्वांटम कॉम्प्युटर्स) बनविण्यासाठी या संशोधनाचा उपयोग होईल.