विशाल बर्फीले ग्रहों पर ‘हीरे की बारिश’ पहले की तुलना में अधिक सामान्य हो सकती है

नया जांच में खुलासा हुआ ‘हीरे की बारिश’ बर्फ के विशाल ग्रहों पर विदेशी प्रकार की वर्षा, लंबे समय से परिकल्पित, पहले की तुलना में अधिक सामान्य हो सकती है।

पिछले प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने बर्फ के दिग्गजों नेप्च्यून और यूरेनस के भीतर गहरे तापमान और दबाव की नकल की, और पहली बार, हीरे की बारिश को बनते हुए देखना.

नेप्च्यून और यूरेनस की रासायनिक संरचनाओं से अधिक निकटता से मिलती-जुलती एक नई सामग्री में इस प्रक्रिया की जांच करते हुए, ऊर्जा विभाग के एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला और उनके सहयोगियों के वैज्ञानिकों ने पाया कि ऑक्सीजन की उपस्थिति हीरे के गठन को और अधिक संभव बनाती है, जिससे हीरे बनने की अधिक संभावना होती है। मैंने पाया कि यह गठन और विकास की अनुमति देता है। अधिक ग्रहों पर स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में।

नए शोध अन्य ग्रहों पर हीरे की बारिश कैसे होती है, इसकी अधिक संपूर्ण तस्वीर प्रदान करती है, और यहां पृथ्वी पर दवा वितरण, चिकित्सा सेंसर और गैर-आक्रामक सर्जरी में उनके बहुत व्यापक अनुप्रयोग हैं। इससे नैनोडायमंड के उत्पादन के नए तरीके सामने आ सकते हैं। सतत विनिर्माण, और क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स।

एसएलएसी में उच्च ऊर्जा घनत्व प्रभाग के निदेशक सिगफ्राइड ग्लेनज़र ने कहा: “तब से विभिन्न शुद्ध सामग्रियों के साथ बहुत सारे प्रयोग हुए हैं। लेकिन ग्रह के अंदर, यह बहुत अधिक जटिल है। मिश्रण में और भी अधिक रसायन हैं। इसलिए, हम यहां यह समझना चाहते थे कि इन अतिरिक्त रसायनों का क्या प्रभाव होगा। “

एसएलएसी के सहयोग से हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम ड्रेसडेन-रॉसेनडॉर्फ (एचजेडडीआर) और यूनिवर्सिटी ऑफ रोस्टॉक, जर्मनी और इकोले पॉलीटेक्निक, फ्रांस के नेतृत्व में टीम अपने परिणाम पेश करेगी। वैज्ञानिक प्रगति.

प्लास्टिक से शुरू

पिछले प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन और कार्बन के मिश्रण से बनी प्लास्टिक सामग्री का अध्ययन किया, जो नेप्च्यून और यूरेनस की समग्र रासायनिक संरचना के प्रमुख घटक हैं। लेकिन बर्फ के दिग्गजों में कार्बन और हाइड्रोजन के अलावा अन्य तत्व जैसे बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन होते हैं।

हाल के प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने पीईटी प्लास्टिक का इस्तेमाल किया, जो आमतौर पर खाद्य पैकेजिंग, प्लास्टिक की बोतलों और कंटेनरों में उपयोग किया जाता है, ताकि इन ग्रहों की संरचना को अधिक सटीक रूप से फिर से बनाया जा सके।

HZDR भौतिक विज्ञानी और रोस्टॉक विश्वविद्यालय में प्रोफेसर, डोमिनिक क्लॉस ने कहा:

ऑक्सीजन हीरे का सबसे अच्छा दोस्त है

शोधकर्ताओं ने एक उच्च शक्ति वाले ऑप्टिकल लेजर का इस्तेमाल किया। चरम स्थितियों में मामला (एमईसी) एसएलएसी उपकरण लिनाक सुसंगत प्रकाश स्रोत (एलसीएलएस) पीईटी में शॉक वेव्स बनाएं। प्लास्टिक के साथ क्या हुआ, इसकी जांच के लिए हमने एलसीएलएस से एक्स-रे दालों का इस्तेमाल किया।

एक्स-रे विवर्तन नामक एक विधि का उपयोग करते हुए, उन्होंने सामग्री के परमाणुओं को छोटे हीरे के क्षेत्रों में पुनर्व्यवस्थित करते हुए देखा। उसी समय, उन्होंने एक अन्य विधि का उपयोग किया जिसे छोटे-कोण प्रकीर्णन कहा जाता है, जिसका उपयोग मूल पेपर में नहीं किया गया था, यह मापने के लिए कि ये क्षेत्र कितनी तेजी से बड़े हुए। इस अतिरिक्त विधि का उपयोग करके, हम यह पुष्टि करने में सक्षम थे कि ये हीरे के क्षेत्र कई नैनोमीटर की चौड़ाई तक बढ़े हैं। उन्होंने पाया कि जब सामग्री में ऑक्सीजन होता है, तो नैनोडायमंड को पहले देखे गए तापमान की तुलना में कम दबाव और तापमान पर उगाया जा सकता है।

“ऑक्सीजन का प्रभाव कार्बन और हाइड्रोजन के विभाजन में तेजी लाने के लिए था, नैनोडायमंड के गठन को बढ़ावा देना,” क्रूस ने कहा। “इसका मतलब था कि कार्बन परमाणु हीरे बनाने के लिए अधिक आसानी से बंध सकते हैं।”

जमे हुए ग्रह

शोधकर्ताओं का अनुमान है कि नेप्च्यून और यूरेनस हीरे इन प्रयोगों में उत्पादित नैनोडायमंड से काफी बड़े होंगे, शायद लाखों कैरेट। यह बर्फ की परतों के माध्यम से धीरे-धीरे डूबता है और ठोस ग्रह कोर के चारों ओर एक मोटी, चमकती परत में इकट्ठा होता है।

टीम को इस बात के भी सबूत मिले कि हीरे के साथ मिलकर सुपरियोनाइज्ड पानी भी बन सकता है। पानी का यह हाल ही में खोजा गया चरण, जिसे अक्सर ‘गर्म काली बर्फ’ के रूप में वर्णित किया जाता है, बहुत उच्च तापमान और दबाव पर मौजूद होता है। इन चरम स्थितियों में, पानी के अणु अलग हो जाते हैं और ऑक्सीजन परमाणु एक क्रिस्टल जाली बनाते हैं जिसमें हाइड्रोजन नाभिक स्वतंत्र रूप से तैरते हैं। चूँकि ये मुक्त-अस्थायी नाभिक एक विद्युत आवेश को वहन करते हैं, सुपरियोनाइज्ड पानी विद्युत धाराओं का संचालन करता है और यूरेनस और नेपच्यून के असामान्य चुंबकीय क्षेत्रों की व्याख्या कर सकता है।

खोज दूर की आकाशगंगाओं में ग्रहों की हमारी समझ को भी प्रभावित कर सकती है, क्योंकि वैज्ञानिक अब मानते हैं कि हमारे सौर मंडल के बाहर के ग्रहों का सबसे आम रूप बर्फ के टुकड़े हैं।

एसएलएसी वैज्ञानिक और सहयोगी सिल्विया पांडोल्फी ने कहा, “हम जानते हैं कि पृथ्वी का मूल मुख्य रूप से लोहे से बना है, लेकिन हल्के तत्वों की उपस्थिति पिघलने और चरण संक्रमण की स्थिति को कैसे बदलती है।” हमारे प्रयोग बताते हैं कि ये तत्व कैसे परिस्थितियों को बदल सकते हैं जिसमें हीरे बर्फ के दानवों पर बनते हैं।” यदि हम सटीक रूप से मॉडल बनाना चाहते हैं, तो हमें ग्रह के आंतरिक भाग की वास्तविक संरचना के जितना संभव हो उतना करीब पहुंचने की आवश्यकता है।”

खुरदुरा हीरा

यह अध्ययन सस्ते पीईटी प्लास्टिक के लेजर-संचालित प्रभाव संपीड़न द्वारा नैनोडायमंड बनाने के संभावित मार्ग की ओर भी इशारा करता है। पहले से ही अपघर्षक और अपघर्षक में पाए जाने वाले, भविष्य में इन छोटे रत्नों का उपयोग क्वांटम सेंसर, चिकित्सा विपरीत एजेंटों और अक्षय ऊर्जा के लिए त्वरक में किया जा सकता है।

“वर्तमान में, नैनोडायमंड बनाने का तरीका विस्फोटक के साथ कार्बन या हीरे के बंडलों को विस्फोट करना है,” एसएलएसी वैज्ञानिक और सहयोगी बेंजामिन ऑफोरी-ओकाई ने कहा। नैनोडायमंड बनाए जाते हैं और नियंत्रित करना मुश्किल हो जाता है। हम इस प्रयोग में जो देख रहे हैं वह अलग है उच्च तापमान और दबाव के तहत एक ही प्रजाति की प्रतिक्रियाशीलता। कुछ मामलों में हीरे दूसरों की तुलना में तेजी से आगे बढ़ते हैं इससे पता चलता है कि इन अन्य रसायनों की उपस्थिति इस प्रक्रिया को तेज कर सकती है। लेजर उत्पादन क्लीनर और नैनोडायमंड का उत्पादन करने में आसान है। यह आपको एक रास्ता दे सकता है इसे नियंत्रित करने के लिए, यदि आप प्रतिक्रियाशीलता के बारे में कुछ बदलने का एक तरीका तैयार कर सकते हैं, तो आप बदल सकते हैं कि वे कितनी जल्दी बनते हैं, और इस तरह वे कितने बड़े हो जाते हैं।”

इसके बाद, शोधकर्ता इथेनॉल, पानी और अमोनिया युक्त तरल नमूनों का उपयोग करके इसी तरह के प्रयोग की योजना बनाते हैं, जो अधिकांश यूरेनस और नेपच्यून बनाते हैं। यह हमें यह समझने के और भी करीब लाएगा कि अन्य ग्रहों पर हीरे की बारिश कैसे होती है।

एसएलएसी वैज्ञानिक और सहयोगी निकोलस हार्टले ने कहा: “ऑक्सीजन के जुड़ने से हमें इन ग्रहों की प्रक्रियाओं की पहले से कहीं अधिक पूरी तस्वीर मिलती है, लेकिन अभी भी बहुत काम किया जाना है। यह देखने की दिशा में एक कदम है कि सामग्री वास्तव में अन्य ग्रहों पर कैसे व्यवहार करती है।”

चटनी: स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय