নেপচুন এবং ইউরেনাসের মতো বরফের দৈত্যাকার গ্রহগুলি আমাদের গ্যালাক্সিতে প্রচুর পরিমাণে রয়েছে। তাদের অভ্যন্তরীণ প্রধানত জল, মিথেন এবং অ্যামোনিয়ার ঘন তরল মিশ্রণে গঠিত। চরম অবস্থার কারণে সেখানে হীরা বৃষ্টি হয়।
পূর্ববর্তী একটি পরীক্ষায়, বিজ্ঞানীরা গভীর তাপমাত্রা এবং গভীরে পাওয়া চাপের অনুকরণ করেছিলেন নেপচুন এবং গ্রহবিশেষএর বরফ দৈত্য প্রথমবারের মতো, তারা হীরার বৃষ্টির রূপ দেখতে সক্ষম হয়েছিল।
একটি নতুন সমীক্ষায় দেখা গেছে যে "হীরার বৃষ্টি", বরফের দৈত্য গ্রহগুলিতে একটি দীর্ঘ-অনুমানিত বহিরাগত ধরনের বৃষ্টিপাত, পূর্বে ভাবার চেয়ে বেশি সাধারণ হতে পারে। অধ্যয়নটি অন্যান্য গ্রহে এবং এখানে পৃথিবীতে কীভাবে হীরার বৃষ্টি তৈরি হয় তার একটি সম্পূর্ণ চিত্র সরবরাহ করে, ন্যানোডায়মন্ড তৈরির একটি নতুন উপায়ের দিকে নিয়ে যেতে পারে, যার ওষুধ সরবরাহ, চিকিৎসা সেন্সর, অনাক্রম্য অস্ত্রোপচার, টেকসই উত্পাদন, এবং কোয়ান্টাম ইলেকট্রনিক্স।
সিগফ্রিড গ্লানজার, উচ্চ শক্তি ঘনত্ব বিভাগের পরিচালক SLACবলেছেন, “আগের কাগজটি প্রথমবার আমরা সরাসরি দেখেছিলাম হীরা গঠন যে কোন মিশ্রণ থেকে। তারপর থেকে, বিভিন্ন বিশুদ্ধ উপকরণ নিয়ে অনেক পরীক্ষা-নিরীক্ষা হয়েছে। কিন্তু গ্রহের ভিতরে, এটা অনেক বেশি জটিল; আরো অনেক রাসায়নিক মিশ্রিত হয়. এবং তাই, আমরা এখানে যা বের করতে চেয়েছিলাম তা হল এই অতিরিক্ত রাসায়নিকগুলির কী ধরণের প্রভাব রয়েছে।"
একটি পূর্বের পরীক্ষায়, বিজ্ঞানীরা হাইড্রোজেন এবং কার্বন সমন্বিত একটি প্লাস্টিকের উপাদান দেখেছিলেন, নেপচুন এবং ইউরেনাসের সামগ্রিক রাসায়নিক মেকআপের দুটি অপরিহার্য উপাদান। কিন্তু বরফ দৈত্য এছাড়াও অতিরিক্ত উপাদান অন্তর্ভুক্ত, যেমন উল্লেখযোগ্য পরিমাণ অক্সিজেন এবং কারবন, এবং হাইড্রোজেন।
সাম্প্রতিক একটি পরীক্ষায়, বিজ্ঞানীরা এই গ্রহগুলির গঠন আরও সঠিকভাবে পুনরুত্পাদন করতে PET প্লাস্টিক ব্যবহার করেছেন।
ডমিনিক ক্রাউস, এইচজেডডিআর-এর একজন পদার্থবিদ এবং ইউনিভার্সিটি অফ রস্টক-এর অধ্যাপক বলেন, "বরফ গ্রহে কার্যকলাপ অনুকরণ করতে পিইটি কার্বন, হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের মধ্যে একটি ভাল ভারসাম্য রয়েছে।"
বিজ্ঞানীরা SLAC-এর Linac কোহেরেন্ট লাইট সোর্স (LCLS) এ ম্যাটার ইন এক্সট্রিম কন্ডিশনস (MEC) যন্ত্রে একটি উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন অপটিক্যাল লেজার ব্যবহার করে PET-তে শক ওয়েভ তৈরি করেছেন। তারপর তারা এলসিএলএস থেকে এক্স-রে ডাল দিয়ে প্লাস্টিকের মধ্যে কী ঘটেছে তা অন্বেষণ করে।
বিজ্ঞানীরা পরে এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন ব্যবহার করে দেখতে পান যে উপাদানের পরমাণুগুলি ছোট হীরা অঞ্চলে পুনর্বিন্যস্ত হয়েছে। একই সময়ে, তারা সেই অঞ্চলগুলি কত দ্রুত এবং বড় হয়েছে তা পরিমাপ করতে ছোট-কোণ বিচ্ছুরণ নামে আরেকটি পদ্ধতি ব্যবহার করেছিল। এই পদ্ধতিটি তাদের নির্ধারণ করতে সাহায্য করে যে এই হীরা অঞ্চলগুলি কয়েক ন্যানোমিটার চওড়া পর্যন্ত বেড়েছে। তারা আবিষ্কার করেছে যে ন্যানোডিয়ামন্ডগুলি কম চাপ এবং তাপমাত্রায় বিকশিত হতে পারে যা পূর্বে উল্লেখ করা হয়েছিল যখন পদার্থে অক্সিজেন উপস্থিত ছিল।
ক্রাউস বলেছেন, "অক্সিজেনের প্রভাব ছিল কার্বন এবং হাইড্রোজেনের বিভাজনকে ত্বরান্বিত করা এবং এইভাবে ন্যানোডায়মন্ড গঠনে উৎসাহিত করা। এর অর্থ হল কার্বন পরমাণুগুলি আরও সহজে একত্রিত হতে পারে এবং গঠন করতে পারে হীরা. "
দলটি প্রমাণও আবিষ্কার করেছে যে সুপারিওনিক জল হীরার সংমিশ্রণে ঘটতে পারে। এই সম্প্রতি চিহ্নিত জলের স্তরটিকে প্রায়শই "গরম, কালো বরফ" হিসাবে উল্লেখ করা হয়, এটি অসাধারণ উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রায় পাওয়া যেতে পারে।
এই গুরুতর পরিস্থিতিতে জলের অণুগুলি ভেঙ্গে যায় এবং অক্সিজেন পরমাণুগুলি একটি স্ফটিক জালিতে সংগঠিত হয় যেখানে হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস চলাফেরা করতে মুক্ত থাকে। সুপারিয়নিক জল এই মুক্ত-ভাসমান নিউক্লিয়াসের বৈদ্যুতিক চার্জের কারণে বৈদ্যুতিক প্রবাহ পরিচালনা করতে পারে, যা ইউরেনাস এবং নেপচুনের অদ্ভুত চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি কেন ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে।
অনুসন্ধানগুলি দূরবর্তী ছায়াপথগুলিতে গ্রহ সম্পর্কে আমাদের বোঝার উপরও প্রভাব ফেলতে পারে কারণ বিজ্ঞানীরা এখন বিশ্বাস করেন যে বরফের দৈত্যগুলি আমাদের সৌরজগতের বাইরের একটি গ্রহের সবচেয়ে সাধারণ রূপ।
SLAC বিজ্ঞানী এবং সহযোগী সিলভিয়া পান্ডলফি বলেছেন, “আমরা জানি যে পৃথিবীর মূল অংশ প্রধানত লোহা দিয়ে তৈরি, কিন্তু অনেক পরীক্ষা-নিরীক্ষা এখনও তদন্ত করছে যে কীভাবে হালকা উপাদানের উপস্থিতি গলন এবং ফেজ ট্রানজিশনের অবস্থা পরিবর্তন করতে পারে। আমাদের পরীক্ষাটি দেখায় যে এই উপাদানগুলি কীভাবে বরফের দৈত্যগুলিতে হীরা গঠনের পরিস্থিতি পরিবর্তন করতে পারে। আমরা যদি সঠিকভাবে গ্রহের মডেল করতে চাই, তাহলে আমাদের যতটা সম্ভব গ্রহের প্রকৃত গঠনের কাছাকাছি যেতে হবে। গ্রহের অভ্যন্তর. "
গবেষণাটি লেজার-চালিত শক কম্প্রেশন ব্যবহার করে সস্তা পিইটি প্লাস্টিক থেকে ন্যানোডায়মন্ড তৈরির জন্য একটি সম্ভাব্য রুটের দিকেও নির্দেশ করে। এই ক্ষুদ্র রত্নগুলি বর্তমানে ক্ষয়কারী এবং পলিশিং এজেন্টগুলিতে ব্যবহৃত হয়। তবুও, এগুলি ভবিষ্যতে কোয়ান্টাম সেন্সর, ঔষধি বৈপরীত্য এজেন্ট এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি প্রতিক্রিয়া ত্বরকগুলিতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।
SLAC বিজ্ঞানী এবং সহযোগী বেঞ্জামিন ওফোরি-ওকাই বলেছেন, “বর্তমানে যেভাবে ন্যানোডিয়ামন্ড তৈরি করা হয় তা হল একগুচ্ছ কার্বন বা হীরা নিয়ে এবং বিস্ফোরক দিয়ে উড়িয়ে দেওয়া। এটি বিভিন্ন আকার এবং আকারের ন্যানোডিয়ামন্ড তৈরি করে এবং নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন।"
"আমরা এই পরীক্ষায় যা দেখছি তা হল উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপের অধীনে একই প্রজাতির একটি ভিন্ন প্রতিক্রিয়া। কিছু ক্ষেত্রে, হীরা অন্যদের তুলনায় দ্রুত গঠন করছে বলে মনে হচ্ছে, যা এই অন্যান্য রাসায়নিকের উপস্থিতি এই প্রক্রিয়াটিকে ত্বরান্বিত করতে পারে। লেজার উত্পাদন ন্যানোডায়মন্ড উত্পাদন করার জন্য একটি পরিষ্কার এবং আরও সহজে নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতি অফার করতে পারে। আমরা যদি প্রতিক্রিয়া সম্পর্কে কিছু জিনিস পরিবর্তন করার উপায়গুলি ডিজাইন করতে পারি, তাহলে আমরা কত দ্রুত তারা গঠন করতে পারি এবং তাই তারা কতটা বড় হয় তা পরিবর্তন করতে পারি।"
বিজ্ঞানীরা ইথানল, জল এবং অ্যামোনিয়া ধারণকারী তরল নমুনাগুলি ব্যবহার করে অনুরূপ পরীক্ষার পরিকল্পনা করছেন - ইউরেনাস এবং নেপচুন বেশিরভাগই কী দিয়ে তৈরি - যা তাদের অন্যান্য গ্রহে হীরার বৃষ্টি কীভাবে হয় তা বোঝার কাছাকাছি নিয়ে আসবে।
SLAC বিজ্ঞানী এবং সহযোগী নিকোলাস হার্টলি বলেছেন, “এই প্রক্রিয়াগুলি কীভাবে খুব দ্রুত, খুব ছোট স্কেলে চলে তা দেখার জন্য আমরা এই চরম পরিস্থিতিগুলি পুনরায় তৈরি করতে পারি তা উত্তেজনাপূর্ণ। অক্সিজেন যোগ করা আমাদের এই গ্রহের প্রক্রিয়াগুলির সম্পূর্ণ চিত্র দেখতে আগের চেয়ে আরও কাছাকাছি নিয়ে আসে, তবে এখনও আরও কাজ করা বাকি আছে। এটি সবচেয়ে বাস্তবসম্মত মিশ্রণ পাওয়ার এবং অন্যান্য গ্রহগুলিতে এই উপকরণগুলি কীভাবে আচরণ করে তা দেখার দিকে এটি একটি পদক্ষেপ।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- Zhiyu He et al. শক-সংকুচিত C─H─O নমুনাগুলিতে হীরার গঠন গতিবিদ্যা ছোট-কোণ এক্স-রে বিচ্ছুরণ এবং এক্স-রে বিচ্ছুরণ দ্বারা রেকর্ড করা হয়েছে। বিজ্ঞান অগ্রগতি. ভলিউম 8, ইস্যু 35। DOI: 10.1126/sciadv.abo0617
