செய்திகளில் ஏன்?
பாதுகாப்பு ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு அமைப்பு (Defence Research and Development Organisation), அல்லது DRDO, 20 மில்லிகெல்வினை (millikelvin) எட்டக்கூடிய குளிர்சாதனப் பெட்டியை உருவாக்க ஒரு ஒப்பந்தத்தில் கையெழுத்திட்டுள்ளது. செப்டம்பர் 24-ஆம் தேதியிட்ட அறிவிப்பு, ராஜஸ்தானின் (Rajasthan) அல்வாரை (Alwar) தளமாகக் கொண்ட ஜீரோ எம்.கே இந்தியா பிரைவேட் லிமிடெட் (Zero mK India Private Limited) என்ற நிறுவனத்தை தொழில்துறை கூட்டாளராகக் குறிப்பிடுகிறது. இந்தத் திட்டம் தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டு நிதியத்தின் (Technology Development Fund) கீழ் வருகிறது, இது பாதுகாப்பு மற்றும் பரந்த மூலோபாயத் தேவைகளுக்குப் பொருத்தமான தொழில்நுட்பங்களை தொழில்துறை தலைமையிலான மேம்பாட்டிற்கு ஆதரிக்கிறது. இத்தகைய குளிர்சாதனப் பெட்டியானது உணர்திறன் குவாண்டம் (quantum) சாதனங்கள் மற்றும் சோதனைகளுக்கு விதிவிலக்காக குளிர்ச்சியான சூழலை உருவாக்குகிறது. இது ஆராய்ச்சி உள்கட்டமைப்பு, சாதாரண சாதனம் அல்லது நிறைவு செய்யப்பட்ட குவாண்டம் கணினி அல்ல. இந்த ஒப்பந்தம் இந்த தேவைப்படும் பொறியியல் பணிக்காக தொழில்துறை டெவலப்பரை (developer) நிதி மற்றும் ஆய்வக ஆதரவுடன் இணைக்கிறது. முன்மொழியப்பட்ட அமைப்பின் உண்மையான வெப்பநிலை மற்றும் இயக்க செயல்திறன் இன்னும் நிரூபிக்கப்படவில்லை.
20 மில்லிகெல்வின் உண்மையில் எதைக் குறிக்கிறது
கெல்வின் (kelvin) அளவுகோல் முழுமையான பூஜ்ஜியத்திலிருந்து வெப்பநிலையை அளவிடுகிறது. ஒரு மில்லிகெல்வின் என்பது ஒரு கெல்வின் ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு, எனவே 20 மில்லிகெல்வின் 0.020 கெல்வினுக்கு சமம். எனவே இது முழுமையான பூஜ்ஜியத்திற்கு மேலே உள்ள பட்டத்தின் இருநூறில் ஒரு பங்கு மட்டுமே. சுருக்கம் mK மில்லியைக் குறிக்க சிற்றெழுத்து "m"-ஐப் பயன்படுத்துகிறது. இலக்கை 20 கெல்வின் என வாசித்தால், இந்த அளவில் ஆயிரம் மடங்கு வெப்பமாக இருக்கும். சிறிய எண் பொறியியல் சவாலுக்கு மையமாக உள்ளது, அலங்கார விவரக்குறிப்பு அல்ல.
மிகவும் உணர்திறன் வாய்ந்த உடல் நடத்தையை வெப்பம் சீர்குலைக்கும் என்பதால் இந்த வரம்பிற்கு குளிர்ச்சியடைவது பயனுள்ளதாக இருக்கும். குவாண்டம் சாதனங்கள் அவற்றின் சூழலுடனான தொடர்புகளால் சீர்குலைக்கக்கூடிய நிலைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. சில தளங்களில், குறிப்பாக சூப்பர் கண்டக்டிங் சுற்றுகளில் (superconducting circuits), வெப்ப இரைச்சல் கட்டுப்பாடு மற்றும் அளவீட்டை மிகவும் கடினமாக்குகிறது. மிகவும் குளிர்ந்த சூழல் அந்த இடையூறுக்கான மூலத்தைக் குறைக்கிறது. இது ஒரு பயனுள்ள குவாண்டம் அமைப்பை உருவாக்குவதில் உள்ள ஒவ்வொரு பிழையையும் நீக்குவதோ அல்லது அனைத்து சிக்கல்களையும் தீர்ப்பதோ இல்லை.
குளிர்ந்த வீட்டு குளிர்சாதனப்பெட்டியை விட இது ஏன் ஒரு ஆய்வக அமைப்பாகும்
வீட்டு உபயோகப் குளிர்சாதனப் பெட்டி அன்றாட சேமிப்பிற்காக ஒப்பீட்டளவில் பெரிய பெட்டியைக் குளிர்விக்கிறது. ஒரு நீர்த்த குளிர்சாதனப் பெட்டி கவனமாகத் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட நிலைகளை உருவாக்குகிறது, இது மிகவும் குளிர்ந்த சோதனைப் பகுதிக்கு வழிவகுக்கும். பம்புகள், எரிவாயு கையாளும் உபகரணங்கள் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் அதன் செயல்பாட்டை ஆதரிக்கும் அதே வேளையில் மாதிரி அல்லது சாதனம் ஒரு குளிர் தளத்தில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. கருவியின் வெவ்வேறு பகுதிகள் வெவ்வேறு வெப்பநிலையில் வேலை செய்கின்றன. முழு ஆய்வகமும் பரிசோதனை கட்டத்தின் வெப்பநிலையை அணுகவில்லை.
ஹிலியம்-3 (helium-3) மற்றும் ஹிலியம்-4 (helium-4) ஆகியவை செயல்முறையின் மையத்தில் உள்ளன, இவை ஹீலியத்தின் இரண்டு ஐசோடோப்புகள் (isotopes) ஆகும். ஐசோடோப்புகள் வெவ்வேறு நியூட்ரான்களைக் (neutrons) கொண்ட அதே தனிமத்தின் வடிவங்களாகும். பொருத்தமான குறைந்த வெப்பநிலை நிலைகளின் கீழ், அவற்றின் கலவையானது செறிவூட்டப்பட்ட மற்றும் நீர்த்த கட்டமாக பிரிக்கப்படுகிறது. ஹீலியம்-3-ஐ நீர்த்த கட்டத்திற்கு நகர்த்துவது சுற்றியுள்ள பரிசோதனை சூழலில் இருந்து வெப்பத்தை உறிஞ்சுகிறது. தொடர்ச்சியான சுழற்சியானது அந்த குளிரூட்டும் செயல்முறையைத் தக்கவைக்கிறது. "நீர்த்தல்" (Dilution) என்பது ஒரு சூடான திரவத்தில் குளிர்ந்த பொருளைச் சேர்ப்பதை விட, இந்த உடல் பொறிமுறையை விவரிக்கிறது.
இந்த இறுதிச் செயல்முறையை அடைவதற்கு முன்பு மற்ற குளிரூட்டும் நிலைகள் கலவையைத் தயார் செய்கின்றன. வெளியேறும் ஓட்டத்தைப் பயன்படுத்தி உள்வரும் பொருள் குளிர்ச்சியடைய வெப்பப் பரிமாற்றிகள் உதவுகின்றன. பம்புகள் (Pumps) மற்றும் வாயுவைக் கையாளும் கருவிகள் ஹீலியத்தை மீண்டும் பயன்படுத்துவதற்குச் சுற்றித் தயார் செய்கின்றன. முடிவு ஒரு ஒருங்கிணைந்த அமைப்பாகும், அது வழக்கத்திற்கு மாறாக சக்திவாய்ந்த குளிரூட்டும் கூறு அல்ல. அதன் செயல்திறன், நிலைகள் எவ்வளவு நன்றாக ஒன்றாக வேலை செய்கின்றன மற்றும் தேவையற்ற வெப்பம் எவ்வளவு குறைவாக குளிர்ச்சியான பகுதியை அடைகிறது என்பதைப் பொறுத்தது.
உண்மையான சுமையின் கீழ் பயனுள்ள குளிர்ச்சியை பராமரிப்பதே சவாலாகும்
கம்பிகள், ஆதரவுகள் மற்றும் அளவீட்டு உபகரணங்கள் ஒரு சோதனையை வெளி உலகத்துடன் இணைக்கின்றன, ஆனால் வெப்பத்தையும் அறிமுகப்படுத்தலாம். கதிர்வீச்சு, அதிர்வு மற்றும் மின் தொந்தரவுகள் போன்றவற்றிற்கும் கவனம் செலுத்த வேண்டும். இன்சுலேஷன் (Insulation) மற்றும் கவசங்கள் தேவையற்ற தொடர்புகளைக் குறைக்கின்றன, அதே நேரத்தில் எந்த வெப்பநிலை உண்மையில் எட்டப்பட்டது என்பதை சென்சார்கள் (sensors) நிறுவுகின்றன. மேற்கோள் காட்டப்பட்ட குறைந்தபட்ச வெப்பநிலை என்பது விவரக்குறிப்பின் ஒரு பகுதி மட்டுமே என்பதை இந்தத் தேவைகள் விளக்குகின்றன. ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு நிலைத்தன்மை, பயன்படுத்தக்கூடிய குளிரூட்டும் சக்தி மற்றும் அவர்களின் பரிசோதனைக்குத் தேவையான கருவிகளுக்கான இடமும் தேவை.
குறைந்த வெப்பநிலையை அடைவது என்பது சோதனையுடன் இணைக்கப்பட்டு நம்பகத்தன்மையுடன் செயல்படுவதிலிருந்து வேறுபட்டது. ஆகையால், ஒரு மேம்பாட்டுத் திட்டம், வெற்று அமைப்பில் சாதகமான வாசிப்பைப் பதிவு செய்வதற்குப் பதிலாக, தொடர்புடைய சுமைகளின் கீழ் செயல்திறனை நிறுவ வேண்டும். மீண்டும் செய்யக்கூடிய தன்மை, பராமரிப்பு மற்றும் அளவீட்டு உபகரணங்களுடனான இணக்கம் ஆகியவை இறுதிப் பயனருக்கு முக்கியம். புதிதாக அறிவிக்கப்பட்ட திட்டம் ஏற்கனவே கடந்துவிட்டதற்கான சான்றுகள் அல்ல, இவை நடைமுறைப் பொறியியல் சோதனைகளாகும்.
தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டு நிதியம் என்ன பங்களிக்கிறது
அடையாளம் காணப்பட்ட தேவைகளுக்கு எதிராக தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்க சிறு நிறுவனங்கள் மற்றும் தொடக்க நிறுவனங்கள் உட்பட தொழில்துறையினருக்கு நிதியம் ஒரு வழியை வழங்குகிறது. DRDO வாங்குதல் ஆர்டரை விட அதிகமாக வழங்குகிறது: தொழில்நுட்ப நிபுணத்துவம் மற்றும் மேம்பாட்டுக் கண்காணிப்புக்கான அணுகலுடன் நிதி ஆதரவை மாடல் இணைக்கிறது. இந்தத் திட்டத்தில், Solid State Physics Laboratory ஆதரவு மற்றும் கண்காணிப்பை வழங்கவுள்ளது. இந்த ஏற்பாடு தொழில்நுட்ப ரீதியாகக் கோரும் மேம்பாட்டுச் செயல்பாட்டின் போது நிறுவப்பட்ட ஆராய்ச்சி நிறுவனத்துடன் தனியார் டெவலப்பரை இணைக்கிறது.
இத்தகைய தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டிற்கான ₹500 கோடி கார்பஸின் (corpus) கீழ் இது முதல் உயர் மதிப்பு ஒப்பந்தம் என அமைச்சகம் விவரிக்கிறது. நிதியளிப்பு முயற்சியின் பண்புக்கூறு விளக்கம் அது. கார்பஸ் என்பது இந்த தனிப்பட்ட குளிர்சாதனப் பெட்டி திட்டத்தின் வெளிப்படுத்தப்பட்ட விலை அல்ல. ஒரு நிறுவனத்திற்கு முழுத் தொகையையும் ஒதுக்குவதற்கான எந்த அடிப்படையையும் அறிவிப்பு வழங்கவில்லை. திட்டத்தின் கிடைக்கக்கூடிய நிதி, அங்கீகரிக்கப்பட்ட திட்டச் செலவு மற்றும் உண்மையான செலவு ஆகியவை தனித்தனி நிதி நடவடிக்கைகளாகும்.
உள்நாட்டுத் திறன் எப்படி முக்கியமாக இருக்கும்
ஒரு வெற்றிகரமான உள்நாட்டு அமைப்பு ஆராய்ச்சியாளர்களுக்குச் சிறப்பு உபகரணங்கள் மற்றும் தொழில்நுட்ப ஆதரவின் மற்றொரு ஆதாரத்தை வழங்க முடியும். அதை வளர்ப்பது குறைந்த-வெப்பநிலை பொறியியல், அளவீடு மற்றும் அமைப்பு ஒருங்கிணைப்பு ஆகியவற்றில் திறன்களை உள்ளடக்கும். குளிர்சாதனப் பெட்டி இறுதிப் பயன்பாடாக இல்லாவிட்டாலும் தந்திரோபாய ரீதியாக எப்படிக் குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும் என்பதை இந்தச் சாத்தியமான நன்மைகள் விளக்குகின்றன. பிற்காலத் தொழில்நுட்பங்கள் உருவாகக்கூடிய சாதனங்கள் மற்றும் பொருட்களைச் சோதிக்க ஆய்வகங்களுக்கு நம்பகமான ஆராய்ச்சி கருவிகள் உதவுகின்றன.
பயன்கள் செயல்திறன் மற்றும் தத்தெடுப்பின் நிபந்தனையாகவே இருக்கும். வெவ்வேறு குவாண்டம் இயங்குதளங்கள் வெவ்வேறு இயக்கத் தேவைகளைக் கொண்டுள்ளன; ஒவ்வொரு குவாண்டம் சாதனத்திற்கும் ஒரே குளிர்பதன அமைப்பு தேவையில்லை. ஒரு உள்நாட்டு முன்மாதிரி தானாகவே பெரிய அளவிலான உற்பத்தியை நிறுவாது அல்லது இறக்குமதி செய்யப்பட்ட அனைத்து கூறுகளையும் மாற்றாது. நம்பகத்தன்மை, விநியோகச் சங்கிலிகள் மற்றும் பயனர் சரிபார்ப்பு உள்ளிட்ட பிந்தைய கேள்விகள் அவை. நிலைகளைத் தனித்தனியாக வைத்திருப்பது இந்த ஒப்பந்தம் எதைத் தொடங்குகிறது என்பதற்கான தெளிவான படிகத்தை அளிக்கிறது.
முடிவுரை
20-மில்லிகெல்வின் திட்டம் குவாண்டம் தொழில்நுட்பங்களுக்குப் பின்னால் உள்ள ஆராய்ச்சி உள்கட்டமைப்பின் கடினமான ஆனால் முக்கியமான பகுதியை குறிவைக்கிறது. அதன் உடனடி முக்கியத்துவம் நிதியளிக்கப்பட்ட மேம்பாட்டுக் கூட்டாண்மை மற்றும் அது தீர்க்கும் தொழில்நுட்ப சிக்கலாகும். ஒரு செயல்பாட்டு அமைப்பின் வெப்பநிலை, நிலைத்தன்மை மற்றும் பரிசோதனைச் சுமைகளின் கீழ் செயல்திறன் ஆகியவை பற்றியதாக அடுத்த கணிசமான சான்றுகள் இருக்க வேண்டும். அந்த முடிவுகள், ஒப்பந்தம் மட்டும் அல்ல, திட்டம் உள்நாட்டுத் திறனை எந்தளவுக்குப் பலப்படுத்துகிறது என்பதைக் காட்டும்.