নিম্ন-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং কোঅ্যাকশিয়াল কেবল

নিম্ন-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং কোঅ্যাকশিয়াল কেবল (LTS কোঅ্যাকশিয়াল কেবল) অতি-নিম্ন-তাপমাত্রার পদার্থবিজ্ঞান পরীক্ষা এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের মতো আধুনিক প্রযুক্তিতে অপরিহার্য "নিউরাল ফাইবার"।

এই কেবলগুলি সম্পর্কে আরও ভালভাবে বোঝার জন্য, আমরা এগুলিকে তিনটি দৃষ্টিকোণ থেকে পর্যবেক্ষণ করতে পারি: এদের গঠন, কাজের নীতি, এবং যেসব মৌলিক চ্যালেঞ্জ সমাধানের জন্য এগুলি তৈরি করা হয়েছে।

1. মূল গঠন: এটি কেন "কোঅ্যাকশিয়াল" নামে পরিচিত?

গঠনমূলকভাবে, নিম্ন-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং সমবর্তীয় কেবলগুলি সাধারণ পারিবারিক সমবর্তীয় টিভি কেবলের মতো একটি সমবর্তীয় কাঠামো গ্রহণ করে। তবে উপকরণ এবং কার্যপরিবেশগুলি মৌলিকভাবে আলাদা।

অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক পরিবাহী: এগুলি সাধারণত NbTi (নিওবিয়াম-টাইটানিয়াম) এর মতো নিম্ন-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং উপকরণ দিয়ে তৈরি।

অন্তরণ স্তর (ডাইইলেকট্রিক): অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক পরিবাহীদ্বয়ের মধ্যে অবস্থিত, ডাইইলেকট্রিকটি সাধারণত PTFE (টেফলন) এর মতো অত্যন্ত কম ডাইইলেকট্রিক ক্ষতির উপকরণ হয়।

কার্যপরিবেশ: কেবলটি অত্যন্ত নিম্ন তাপমাত্রায় কাজ করতে হবে—সাধারণত 4.2 K এর নিচে (তরল হিলিয়ামের তাপমাত্রা)। এই শর্তাবলীর অধীনে, সুপারকন্ডাক্টিং উপকরণটি শূন্য রোধের অবস্থায় প্রবেশ করে।

এই সমবর্তীয় কাঠামোটি শীতলীকরণের শর্তাবলীর অধীনে কম ক্ষতির সাথে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতগুলির স্থিতিশীল স্থানান্তর নিশ্চিত করে।

2. কেবলগুলির জন্য সুপারকন্ডাক্টিং উপকরণ ব্যবহার করার কারণ কী?

কোয়ান্টাম চিপ নিয়ন্ত্রণের মতো সূক্ষ্ম পরীক্ষাগুলিতে, মাইক্রোওয়েভ সংকেতগুলি কক্ষ-তাপমাত্রার পরিবেশ থেকে অতি-নিম্ন তাপমাত্রার পর্যায়ে (উদাহরণস্বরূপ, 20 mK) প্রেরণ করা আবশ্যিক। যদি সাধারণ তামার তার ব্যবহার করা হয়, তবে দুটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা দেখা দেয়।

সংকেত হ্রাস (সংকেত ক্ষতি): সাধারণ ধাতুগুলিতে বৈদ্যুতিক রোধ থাকে। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত স্থানান্তরের সময়, শক্তি তাপে রূপান্তরিত হয়, যা সংকেতের প্রসারণ হ্রাস করে এবং সংকেতের বিকৃতি বা ক্ষতির দিকে নিয়ে যেতে পারে।

তাপীয় পরিবহন (তাপ ক্ষরণের চ্যালেঞ্জ): তামা শুধুমাত্র ভালো বৈদ্যুতিক পরিবাহী নয়, এটি একটি চমৎকার তাপীয় পরিবাহীও বটে। কক্ষ-তাপমাত্রার প্রান্ত থেকে তাপ সহজেই তার বরাবর ক্রাইজোজেনিক অঞ্চলে প্রবাহিত হতে পারে, যা শীতলকরণ ব্যবস্থার উপর ভারী তাপীয় চাপ সৃষ্টি করে এবং সম্ভাব্যভাবে ব্যবস্থার অস্থিতিশীলতা ঘটাতে পারে।

নিম্ন-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং কেবলগুলির মধ্যে "জাদু" হল তাদের শূন্য বৈদ্যুতিক রোধ এবং কম তাপীয় পরিবাহিতা, যা মাইক্রোওয়েভ সংকেতগুলিকে প্রায় কোনো ক্ষতি ছাড়াই স্থানান্তরিত করার অনুমতি দেয় এবং অতি-নিম্ন তাপমাত্রার পরিবেশকে কার্যকরভাবে রক্ষা করে।

৩. অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যপট

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং: এই কেবলগুলি সুপারকন্ডাক্টিং কিউবিটগুলিতে মাইক্রোওয়েভ নিয়ন্ত্রণ এবং পাঠোদ্ধার সংকেতগুলি সঠিকভাবে পৌঁছে দেয়, যা তাপীয় শব্দের কারণে ঘটা ডিকোহেরেন্সকে কমিয়ে দেয়।

উচ্চ চৌম্বক ক্ষেত্র পদার্থবিজ্ঞান: কণা ত্বরক এবং এমআরআই সিস্টেমগুলিতে, সুপারকন্ডাক্টিং সমাক্ষীয় কেবলগুলি শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের অধীনে নির্ভরযোগ্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত স্থানান্তর নিশ্চিত করে।

মহাকাশ অনুসন্ধান: ক্রায়োজেনিক শীতলকরণের প্রয়োজন হয় এমন উপগ্রহ এবং অবলোহিত সনাক্তকরণ সিস্টেমগুলিতে, এই কেবলগুলি তাপীয় লোড কমিয়ে অত্যন্ত উচ্চ সংবেদনশীলতা বজায় রাখতে সাহায্য করে।

4. নিম্ন তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টর (LTS) বনাম উচ্চ তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টর (HTS)

নিম্ন-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং সমদ্বিঅক্ষীয় কেবল (LTS): NbTi এবং Nb3Sn উপাদানগুলি অন্তর্ভুক্ত, তরল হিলিয়াম ব্যবহার করে 10 K-এর নিচে কাজ করে, প্রধানত সংকেত স্থানান্তর এবং নির্ভুল পরিমাপের জন্য।

উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং পাওয়ার কেবল (HTS): YBCO এবং BSCCO উপাদানগুলি অন্তর্ভুক্ত, তরল নাইট্রোজেন ব্যবহার করে 65–77 K তাপমাত্রায় কাজ করে, প্রধানত উচ্চ-প্রবাহ বিদ্যুৎ স্থানান্তরের জন্য।

সংক্ষিপ্ত বিবরণ

নিম্ন-তাপমাত্রার সুপারকন্ডাক্টিং সমদ্বিঅক্ষীয় কেবলগুলিকে শূন্য-ক্ষতির ক্ষুদ্রস্কেল তথ্য মহাসড়ক হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এগুলি প্রায় ক্ষতিহীন মাইক্রোওয়েভ সংকেত স্থানান্তর নিশ্চিত করে এবং অতি-নিম্ন তাপমাত্রার সিস্টেমগুলিতে তাপ ক্ষরণ দমন করে।

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং নির্ভুল কেবল প্রযুক্তির দীর্ঘমেয়াদী অভিজ্ঞতা থাকায়, Hotten ক্রমাগত পরিবাহী উপাদান, ডাইইলেক্ট্রিক গঠন এবং সামগ্রিক কেবল স্থিতিশীলতা উন্নত করে চলেছে, উন্নত গবেষণা এবং হাই-এন্ড অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য নির্ভরযোগ্য নিম্ন-তাপমাত্রার এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত স্থানান্তর সমাধান প্রদান করে।