অতি-তরলতা
( superfluidity)
আবিষ্কার : ১৯৩৭ খ্রীষ্টাব্দ
বিজ্ঞানী : পয়টর কাপিৎসা
প্রায় ত্রিশ বৎসর আগে হিলিয়াম প্রথম তরলায়িত করেন Heike Kamerlingh Onnes । তিনি একটি ইঙ্গিত দিয়েছিলেন যে এই বিচিত্র তরলটির কিছু অসাধারণ ধর্ম আছে ।
রুশ বিজ্ঞানী পয়টর কাপিৎসা ছিলেন আর্নস্ট রাদারফোর্ডের সহকারী হিসাবে কেমব্রিজ বিশ্ববিদ্যালয়ে ; গবেষণার বিষয়- চৌম্বক ক্ষেত্র । কাপিৎসা কৌতুহলী হলেন স্বল্প-তাপমাত্রা পদার্থবিদ্যায় এবং বেশি পরিমাণে তরল হিলিয়াম প্রস্তুতের একটি নূতন পদ্ধতি উদ্ভাবন করলেন । এর জন্য তাঁকে নানা ধরণের পরীক্ষা-নিরীক্ষা করতে হয়েছিল ।
তিনি খানিকটা আচম্বিতে দেখতে পেলেন যখন তিনি তরল হিলিয়ামকে ২.১৭ কেলভিন (২৭০.৮৩ ডিগ্রী সেলসিয়াস, পরম শূণ্যতাপের থেকে ঠিক ২.১৭ ডিগ্রী উপরে) তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা করলেন । এই তাপমানে পরমাণুর কোনও তাপীয় শক্তি থাকে না এবং হিলিয়ামের তরল অবস্থান্তর-প্রাপ্তি (phase transition) ঘটে যার প্রকৃতি হয় অদ্ভুত রকমের । তরল পদার্থের প্রবাহিত হওয়ার একটি স্বাভাবিক প্রতিরোধ আসে সান্দ্রতা থেকে- খুব সামান্য হল জলের, সিরাপের অনেক বেশি, এবং অতি-ঠাণ্ডায় হিলিয়ামের সান্দ্রতা হল শূণ্য, তাপপরিবাহিতা- অসীম । কতিপয় সহকর্মী সহ কাপিৎসা আবিষ্কার করলেন একটি অতি-তরল (superfluid) পদার্থ । একটি সিল-করা পাত্রে রাখা অতি-তরল হিলিয়াম মাধ্যাকর্ষণের বিপরীতে প্রবাহিত হতে পারে এবং পাত্রের গাত্রে মাত্র এক পরমাণু পুরু হিলিয়ামের স্তর আবরিত করতে পারে ।
তিনি খানিকটা আচম্বিতে দেখতে পেলেন যখন তিনি তরল হিলিয়ামকে ২.১৭ কেলভিন (২৭০.৮৩ ডিগ্রী সেলসিয়াস, পরম শূণ্যতাপের থেকে ঠিক ২.১৭ ডিগ্রী উপরে) তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা করলেন । এই তাপমানে পরমাণুর কোনও তাপীয় শক্তি থাকে না এবং হিলিয়ামের তরল অবস্থান্তর-প্রাপ্তি (phase transition) ঘটে যার প্রকৃতি হয় অদ্ভুত রকমের । তরল পদার্থের প্রবাহিত হওয়ার একটি স্বাভাবিক প্রতিরোধ আসে সান্দ্রতা থেকে- খুব সামান্য হল জলের, সিরাপের অনেক বেশি, এবং অতি-ঠাণ্ডায় হিলিয়ামের সান্দ্রতা হল শূণ্য, তাপপরিবাহিতা- অসীম । কতিপয় সহকর্মী সহ কাপিৎসা আবিষ্কার করলেন একটি অতি-তরল (superfluid) পদার্থ । একটি সিল-করা পাত্রে রাখা অতি-তরল হিলিয়াম মাধ্যাকর্ষণের বিপরীতে প্রবাহিত হতে পারে এবং পাত্রের গাত্রে মাত্র এক পরমাণু পুরু হিলিয়ামের স্তর আবরিত করতে পারে ।
অতি-তরল পদার্থগুলি ব্যবহৃত হয় কোয়াণ্টাম দ্রাবক হিসাবে এবং সূক্ষ যন্ত্রে যথা, জাইরোস্কোপ । এমনকি এর ব্যবহার আছে আলোরগতিকে প্রতি সেকেণ্ডে ১৭ মিটারে নামিয়ে আনার ।
David Hawksett