সুপারকন্ডাক্টিভিটি এমন এক বিশেষ অবস্থা যেখানে কোনো পদার্থের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ (electrical resistance) সম্পূর্ণরূপে শূন্যে নেমে আসে। ফলে, সেই পদার্থের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহ কোনো শক্তি ক্ষয় ছাড়াই অবিরামভাবে চলতে থাকে। সাধারণ ধাতুতে যখন বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তখন ইলেকট্রন ও আণবিক জালের পরমাণুসমূহের মধ্যে সংঘর্ষ ঘটে, যার ফলে কিছু শক্তি তাপ আকারে হারিয়ে যায়। কিন্তু সুপারকন্ডাক্টরের ক্ষেত্রে এ ধরনের সংঘর্ষ কার্যত বন্ধ হয়ে যায়, তাই তাপ উৎপন্ন হয় না এবং প্রবাহ সম্পূর্ণভাবে ক্ষতিহীন থাকে।

• শূন্য বৈদ্যুতিক রোধ: সুপারকন্ডাক্টিং অবস্থায় পদার্থের রোধ এতটাই কমে যায় যে তা কার্যত শূন্য ধরা হয়। এর ফলে শক্তি ক্ষয়হীন বিদ্যুৎ প্রবাহ সম্ভব হয়, যা সাধারণ পরিবাহকের তুলনায় অনেক বেশি কার্যকর।

• মেইসনার ইফেক্ট (Meissner Effect): এটি সুপারকন্ডাক্টরের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। এই প্রভাবে কোনো চৌম্বক ক্ষেত্র পদার্থের অভ্যন্তরে প্রবেশ করতে পারে না; বরং তা সম্পূর্ণভাবে বিতাড়িত হয়। এর ফলে সুপারকন্ডাক্টর বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রের বিপরীতে একটি প্রতিচৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে, যা তাকে পূর্ণ চৌম্বক বিকর্ষণ অবস্থায় রাখে।

• তাত্ত্বিক তাৎপর্য: এই ঘটনাটি প্রমাণ করে যে সুপারকন্ডাক্টিভিটি শুধুমাত্র শূন্য রোধ নয়, বরং একটি বিশিষ্ট কোয়ান্টাম অবস্থা, যেখানে পদার্থের অভ্যন্তরীণ চৌম্বক ধর্ম ও ইলেকট্রনের গতি কোয়ান্টাম সমন্বয়ে পরিচালিত হয়।

এটি কোয়ান্টাম সিস্টেমে ভরবেগের অপারেটর হিসেবে ব্যবহৃত হয়, যা সিস্টেমের কণার ভরবেগ (momentum) নির্ধারণ করতে সাহায্য করে।

সঠিক সূত্র:

এখানে:

• = ভরবেগ অপারেটর
• = কাল্পনিক একক (imaginary unit)
• = হিটজবার্গের সঙ্কুচিত ধ্রুবক (reduced Planck's constant), যা
• = অবস্থানগত পরিবর্তন অনুযায়ী পারশিয়াল ডেরিভেটিভ

এটি কোয়ান্টাম মেকানিক্সে ওয়েভ ফাংশন (Ψ(x,t)) এর উপর প্রয়োগ করা হয়। যদি কোনো সিস্টেমের ওয়েভ ফাংশন দেওয়া থাকে, তবে এই অপারেটরটি ওয়েভ ফাংশনের উপরে প্রয়োগ করলে কণার ভরবেগ নির্ণয় করা যায়।

ডেভিসন-গারমার পরীক্ষা (Davisson–Germer experiment) পদার্থবিজ্ঞানে এক ঐতিহাসিক ঘটনা, যা ইলেকট্রনের তরঙ্গ প্রকৃতি স্পষ্টভাবে প্রমাণ করে। ১৯২৭ সালে আমেরিকান পদার্থবিজ্ঞানী ক্লিনটন ডেভিসন (Clinton Davisson) ও লেস্টার গারমার (Lester Germer) এই পরীক্ষাটি পরিচালনা করেন। পরীক্ষার উদ্দেশ্য ছিল ধাতব পৃষ্ঠে ইলেকট্রনের প্রতিসরণ (scattering) অধ্যয়ন করা, কিন্তু ফলাফল থেকে পাওয়া যায় এক যুগান্তকারী প্রমাণ—ইলেকট্রন শুধু কণাই নয়, বরং তরঙ্গের মতো আচরণও করে।

এই পরীক্ষার প্রধান ধাপগুলো ও ফলাফল নিচেরভাবে ব্যাখ্যা করা যায়—

• পরীক্ষায় একটি নিম্ন শক্তির ইলেকট্রন রশ্মি (electron beam) নিকেল (Nickel) ক্রিস্টালের উপর নিক্ষেপ করা হয়।

• ইলেকট্রনগুলো ক্রিস্টালের নিয়মিতভাবে সাজানো পরমাণু স্তরগুলোর উপর প্রতিসরণ ঘটায়, এবং প্রতিসৃত ইলেকট্রনগুলো একটি ডিটেক্টরে (detector) পড়তে দেওয়া হয়।

• পর্যবেক্ষণ করা হয় যে, নির্দিষ্ট কোণে ইলেকট্রনের তীব্রতা হঠাৎ বৃদ্ধি পায়—একটি interference বা diffraction প্যাটার্ন তৈরি হয়।

• এই ধরনের প্যাটার্ন কেবলমাত্র তরঙ্গীয় প্রকৃতি থাকলেই সম্ভব, কারণ কণা-তরঙ্গের ব্যতিচার (interference) তরঙ্গগত আচরণেরই প্রকাশ।

• ডেভিসন ও গারমার ইলেকট্রনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্ণয় করেন এবং সেটি ডি ব্রোগলি তরঙ্গ সমীকরণ λ = h/p এর সাথে পুরোপুরি মিলে যায়, যেখানে λ হলো তরঙ্গদৈর্ঘ্য, h হলো প্ল্যাঙ্ক ধ্রুবক, এবং p হলো ভরবেগ।

• পরীক্ষার ফলাফল থেকে স্পষ্ট হয় যে, ইলেকট্রন কণার মতোই চলাচল করে, আবার প্রয়োজন অনুযায়ী তরঙ্গের মতো আচরণও করে—এটি wave-particle duality-এর বাস্তব প্রমাণ।

• এই পরীক্ষাটি ডি ব্রোগলি তরঙ্গধারণাকে বাস্তবিকভাবে নিশ্চিত করে, যা এর আগে কেবল তাত্ত্বিকভাবে প্রস্তাবিত ছিল।

• পরবর্তীকালে এই তত্ত্ব কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বিকাশে বিশাল ভূমিকা রাখে এবং পরমাণু গঠন, ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ, ও আধুনিক ইলেকট্রনিক্সের ভিত্তি স্থাপন করে।