चीन की सुपरफ्लुइड हीलियम प्रणाली ने 2 केल्विन पर किलोवाट शीतलन हासिल किया

लगभग शून्य से 271 डिग्री सेल्सियस नीचे, परम शून्य से केवल दो डिग्री ऊपर, हीलियम सामान्य तरल की तरह व्यवहार करना बंद कर देता है। यह सुपरफ्लुइड बन जाता है: शून्य श्यानता, अत्यधिक उच्च ताप चालकता, सबसे संकीर्ण अंतरालों से भी रिसने में सक्षम। यह विचित्र अवस्था वही है जो दुनिया की कुछ सबसे मांगलिक वैज्ञानिक मशीनों को ठंडा रहने के लिए चाहिए।

चीनी विज्ञान अकादमी का हिस्सा, तकनीकी भौतिकी और रसायन संस्थान, ने घोषणा की कि उसके स्वतंत्र रूप से विकसित उच्च-शक्ति शीत संपीड़क ने कई दौर के निम्न-तापमान परीक्षणों के बाद प्रदर्शन स्वीकृति पास कर ली है। सुपरफ्लुइड हीलियम प्रणाली में लगाया गया, इसने चीन में पहली बार 2 केल्विन रेंज में किलोवाट-स्तरीय शीतलन हासिल किया, जिससे यह अब तक की सबसे बड़ी क्षमता वाली स्वदेशी निर्मित सुपरफ्लुइड हीलियम प्रणाली बन गई।

अधिकांश पाठकों के लिए, 2 केल्विन एक अमूर्तता है। व्यवहार में यह एक सीमा है जो प्रयोगशालाओं को बड़ी सुविधाओं से अलग करती है। सुपरकंडक्टिंग एक्सेलेरेटर मैग्नेट, फ्यूजन उपकरण और उन्नत सिंक्रोट्रॉन प्रकाश स्रोत सभी घटकों को गहरी ठंड में रखने पर निर्भर करते हैं, क्योंकि विद्युत प्रतिरोध गायब हो जाता है और चुंबकीय क्षेत्र बिना अपशिष्ट ऊष्मा के बनाए रखे जा सकते हैं।

कठिन हिस्सा एक बार अत्यधिक ठंड तक पहुंचना नहीं है। यह लगातार, बड़े पैमाने पर, बिना कंपन या अस्थिरता के ऊष्मा हटाना है जो नाजुक प्रयोगों को बाधित करे। शीत संपीड़क उस लूप के केंद्र में बैठता है। इसे स्वदेशी रूप से बनाना मायने रखता है क्योंकि ये मशीनें लंबे समय तक कुछ विदेशी आपूर्तिकर्ताओं से प्राप्त की जाती थीं, लंबे लीड समय और अनुकूलन के लिए कम जगह के साथ।

दल के अनुसार, संपीड़क स्वीकृति पास करने से पहले कई परीक्षण चक्रों में स्थिर रूप से चला। परिणाम एक एकल सफलता से कम और एक सक्षम बुनियादी ढांचे का टुकड़ा अधिक है: भविष्य की बड़ी-विज्ञान परियोजनाओं की क्रायोजेनिक रीढ़ के लिए चीन निर्मित विकल्प।

चीन पहले से ही कई सुविधाओं का संचालन कर रहा है और बना रहा है जो लाभान्वित होंगी। फ्यूजन अनुसंधान मशीनों को सुपरकंडक्टिंग कॉइल को ठंडा करने के लिए विशाल क्रायोजेनिक संयंत्रों की आवश्यकता होती है। अगली पीढ़ी के प्रकाश स्रोतों और कण एक्सेलेरेटरों को मैग्नेट और कैविटी को शिखर प्रदर्शन पर चलाने के लिए स्थिर 2 केल्विन वातावरण की आवश्यकता होती है। इनमें से प्रत्येक परियोजना औद्योगिक पैमाने पर हीलियम, बिजली और सटीक इंजीनियरिंग की खपत करती है।

सुपरफ्लुइड हीलियम का एक और लाभ है: इसकी विशाल तापीय चालकता इसे कसकर भरे उपकरणों से ऊष्मा दूर ले जाने देती है जहां सामान्य तरल शीतलन नहीं पहुंच सकता। यही कारण है कि यह उच्च-क्षेत्र मैग्नेट और अंतरिक्ष-सिमुलेशन कक्षों दोनों के डिजाइनों में दिखाई देता है।

घोषणा में यह निर्दिष्ट नहीं किया गया कि कौन सी सुविधाएं पहले नई प्रणाली अपनाएंगी, और व्यावसायिक समयसीमा अस्पष्ट बनी हुई है। लेकिन दिशा चीनी अनुसंधान नीति में व्यापक प्रयास के अनुरूप है: आयातित अति-निम्न-तापमान उपकरणों पर निर्भरता कम करें, फिर राष्ट्रीय परियोजनाओं के लिए इसे बढ़ाएं।

वैज्ञानिकों के लिए, लाभ व्यावहारिक है। सस्ता, अधिक उपलब्ध क्रायोजेनिक्स उन उपकरणों के निर्माण की बाधा को कम करता है जिनके लिए कभी पूरी शीत श्रृंखला आयात करने की आवश्यकता होती थी। व्यापक जनता के लिए, यह एक अनुस्मारक है कि कुछ सबसे महत्वपूर्ण शोध सुर्खियों से दूर होते हैं, ऐसे तापमान पर जहां लगभग कुछ भी नहीं हिलता।