ইউরেনাস এবং নেপচুনে 'হীরের বৃষ্টি' প্লাস্টিকের একটি লেজার নিক্ষেপ করে অনুকরণ করা হয়েছে

প্লাস্টিকের টুকরোগুলিতে শক্তিশালী লেজারের ডালগুলি নিক্ষেপ করা নেপচুন এবং ইউরেনাসের মতো বরফ-দৈত্য গ্রহগুলিতে কীভাবে হীরা তৈরি হতে পারে এবং বৃষ্টিপাত করতে পারে সে সম্পর্কে নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করেছে। জার্মানি, ফ্রান্স এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকদের পরীক্ষাটি পৃথিবীতে হীরা তৈরির জন্য আরও ভাল শিল্প প্রক্রিয়ার দিকে নিয়ে যেতে পারে।

দলের সদস্য ডমিনিক ক্রাউস ইউনিভার্সিটি অফ রোস্টক ব্যাখ্যা করে যে গ্রুপটি পিইটি প্লাস্টিকের একটি ফিল্মে শক কম্প্রেশন ওয়েভ চালনা করার জন্য শক্তিশালী স্পন্দিত অপটিক্যাল লেজার ব্যবহার করেছিল। তরঙ্গের চাপ পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলীয় চাপের প্রায় এক মিলিয়ন গুণ ছিল, যা নেপচুন এবং ইউরেনাসের মতো বরফ দৈত্যের পৃষ্ঠের কয়েক হাজার কিলোমিটার নীচের অবস্থার অনুকরণ করে। শক ওয়েভ শুধুমাত্র কয়েক ন্যানোসেকেন্ডের জন্য ভ্রমণ করে, কিন্তু শক-সংকুচিত নমুনার ভিতরে রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলির "চলচ্চিত্র" তৈরি করতে এক্স-রে মুক্ত ইলেক্ট্রন লেজার থেকে ফেমটোসেকেন্ড ডাল ব্যবহার করার জন্য এটি যথেষ্ট সময় ছিল।

"আমরা দুটি প্রধান ডায়গনিস্টিক কৌশল ব্যবহার করেছি," ক্রাউস বলেছেন। "এক্স-রে বিচ্ছুরণ, যা আমাদের দেখিয়েছিল যে হীরার স্ফটিক কাঠামো তৈরি হচ্ছে, এবং ছোট কোণ এক্স-রে বিচ্ছুরণ, যা প্রদান করে ইন-সিটু তৈরি হীরার আকার বিতরণ।" তিনি যোগ করেছেন যে একক পরীক্ষায় এই দুটি কৌশলের সংমিশ্রণ এই ধরনের চরম পরিস্থিতিতে রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলিকে চিহ্নিত করার একটি অত্যন্ত শক্তিশালী উপায়।

বরফের দৈত্য এবং প্লাস্টিকের বোতল

PET প্লাস্টিকের বোতলগুলিতে ব্যবহৃত একই উপাদান, তবে এই ক্ষেত্রে বোতলগুলিতে পাওয়া মোটা উপাদানের পরিবর্তে একটি সাধারণ PET ফিল্ম ব্যবহার করা হয়েছিল।

"আমরা পিইটি প্লাস্টিক ব্যবহার করেছি কারণ এতে হালকা উপাদানের মিশ্রণ রয়েছে যা বরফের দৈত্য গ্রহগুলির প্রধান উপাদান বলে মনে করা হয়: হাইড্রোজেন, কার্বন, অক্সিজেন," ক্রাউস বলেছেন। “একই সময়ে, পিইটি স্টোইচিওমেট্রিকভাবে কার্বন এবং জলের মিশ্রণ। আমরা অক্সিজেনের উপস্থিতিতে কার্বন এবং হাইড্রোজেন মিশ্রিত করার মাধ্যমে হীরার বৃষ্টিপাত ঘটতে পারে কিনা সেই প্রশ্নটি মোকাবেলা করতে চেয়েছিলাম।"

এই দূরবর্তী গ্রহগুলিতে ঘটে যাওয়া রাসায়নিক প্রক্রিয়াগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি প্রদানের পাশাপাশি, গবেষণাটি কীভাবে বরফের দৈত্য চৌম্বকীয় ক্ষেত্রগুলি গঠন করতে পারে সে সম্পর্কেও সূত্র সরবরাহ করে। আমাদের গ্রহের বাইরের কোরে তরল লোহার গতির দ্বারা পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি হয়। ইউরেনাস এবং নেপচুনের খুব আলাদা চৌম্বক ক্ষেত্র রয়েছে, যা কিছু গ্রহ বিজ্ঞানীরা বিশ্বাস করেন যে সুপারিয়নিক জল দ্বারা গ্রহগুলির পৃষ্ঠের অনেক কাছাকাছি উৎপন্ন হয়। জলের এই ফর্মে, অক্সিজেন পরমাণুগুলি একটি স্ফটিক জালি তৈরি করে যার মাধ্যমে হাইড্রোজেন আয়নগুলি তরলের মতো প্রবাহিত হতে পারে এবং তাই চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে।

"আমরা এই পরীক্ষাগুলিতে সুপারিওনিক জল গঠনের সরাসরি প্রমাণ দেখিনি কারণ চাপ সম্ভবত খুব কম ছিল," ক্রাউস বলেছেন। "তবে, কার্বন এবং জলের পর্যবেক্ষিত ডিমিক্সিং অবশ্যই ইউরেনাস এবং নেপচুনের মতো গ্রহগুলিতে সুপারিয়নিক জলের গঠনের দিকে নির্দেশ করে।"

শিল্প হীরা

গবেষণাটি হীরার শিল্প উত্পাদনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলতে পারে।

"আমাদের পরীক্ষায় হীরা প্রায় 2-5 nm আকারে পৌঁছেছে," ক্রাউস বলেছেন। "এটি মাত্র কয়েক 100 থেকে কয়েক 1000 কার্বন পরমাণু। এটি মানুষের চুলের পুরুত্বের চেয়ে 10,000 গুণ বেশি ছোট। এটি লক্ষ করা উচিত যে আমাদের পরীক্ষায় হীরার বৃদ্ধির জন্য শুধুমাত্র ন্যানোসেকেন্ড আছে। এই কারণে তারা এত ছোট। গ্রহগুলিতে, তারা অবশ্যই লক্ষ লক্ষ বছরের মধ্যে অনেক বড় হবে।"

এটি দাঁড়িয়েছে, এই পরীক্ষায় ব্যবহৃত পদ্ধতিটি ব্যবহারিক শিল্প প্রক্রিয়ার কাছাকাছি আসার জন্য পর্যাপ্ত ন্যানোডিয়ামন্ড উত্পাদন করে না। যাইহোক, ক্রাউস উল্লেখ করেছেন যে নতুন কৌশলটি শিল্প ন্যানোডায়মন্ড উত্পাদন করতে বিস্ফোরক ব্যবহার করার বর্তমান পদ্ধতির তুলনায় অনেক বেশি পরিষ্কার। প্লাস্টিকের লেজার শক কম্প্রেশনের তুলনায় এই বিস্ফোরক প্রক্রিয়াগুলি নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন এবং নোংরা। যদিও এটি অসম্ভাব্য যে আমরা ল্যান্ডফিল থেকে বোতলগুলিকে শিল্প স্কেলে হীরাতে পরিণত করার জন্য খনন করব, ক্রাউস বিশ্বাস করেন যে এই প্রক্রিয়াটি বর্তমান পদ্ধতির চেয়ে অনেক বেশি কার্যকর হতে পারে।

"বর্তমানে, আমরা প্রতি লেজার শটে মাত্র কয়েক মাইক্রোগ্রাম ন্যানোডিয়ামন্ড তৈরি করি," ক্রাউস বলেছেন। "কিন্তু সেই লেজারগুলির শট রেটগুলির বৈপ্লবিক বৃদ্ধির ফলে ম্যাক্রোস্কোপিক পরিমাণ উৎপাদনের অনুমতি দেওয়া উচিত।"

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে বিজ্ঞান অগ্রগতি.