نیپچون اور یورینس جیسے برف کے بڑے سیارے ہماری کہکشاں میں بہت زیادہ ہیں۔ ان کے اندرونی حصے بنیادی طور پر پانی، میتھین اور امونیا کے گھنے سیال مرکب پر مشتمل ہوتے ہیں۔ انتہائی حالات کی وجہ سے ہیرے کی بارش ہوتی ہے۔
پچھلے تجربے میں، سائنسدانوں نے شدید درجہ حرارت، اور دباؤ کو اندر سے گہرائی میں پایا نےپربیون اور یورینسبرف کے جنات پہلی بار، وہ ہیروں کی بارش کی شکل دیکھنے کے قابل تھے۔
ایک نئی تحقیق سے پتا چلا ہے کہ "ہیروں کی بارش"، برف کے بڑے سیاروں پر ایک طویل مفروضے پر مبنی غیر ملکی قسم کی بارش، پہلے کی سوچ سے زیادہ عام ہو سکتی ہے۔ یہ مطالعہ اس بات کی مکمل تصویر پیش کرتا ہے کہ دوسرے سیاروں پر اور یہاں زمین پر ہیرے کی بارش کس طرح بنتی ہے، نینوڈیمنڈز بنانے کا ایک نیا طریقہ اختیار کر سکتی ہے، جس میں منشیات کی ترسیل، طبی سینسرز، غیر حملہ آور سرجری، پائیدار مینوفیکچرنگ، اور کوانٹم الیکٹرانکس۔
Siegfried Glanzer، ہائی انرجی ڈینسٹی ڈویژن کے ڈائریکٹر ایس ایل اے سی، نے کہا ، "پہلے پیپر پہلی بار تھا جو ہم نے براہ راست دیکھا ہیرے کی تشکیل کسی بھی مرکب سے. اس کے بعد سے، مختلف خالص مواد کے ساتھ بہت سے تجربات کیے گئے ہیں. لیکن سیاروں کے اندر، یہ بہت زیادہ پیچیدہ ہے۔ بہت سے کیمیکل مرکب میں ہیں. اور اس طرح، ہم یہاں یہ جاننا چاہتے تھے کہ ان اضافی کیمیکلز کا کیا اثر ہوتا ہے۔
ایک پہلے تجربے میں، سائنسدانوں نے ایک پلاسٹک کے مواد کو دیکھا جس میں ہائیڈروجن اور کاربن شامل تھے، نیپچون اور یورینس کے مجموعی کیمیائی میک اپ کے دو ضروری عناصر۔ لیکن برف کے جنات میں اضافی عناصر بھی شامل ہوتے ہیں، جیسے کہ اہم مقدار میں آکسیجن اور کاربن، اور ہائیڈروجن۔
ایک حالیہ تجربے میں، سائنسدانوں نے ان سیاروں کی ساخت کو زیادہ درست طریقے سے دوبارہ بنانے کے لیے PET پلاسٹک کا استعمال کیا۔
HZDR کے ماہر طبیعیات اور Rostock یونیورسٹی کے پروفیسر ڈومینک کراؤس نے کہا، "PET میں کاربن، ہائیڈروجن، اور آکسیجن کے درمیان اچھا توازن ہے تاکہ برف کے سیاروں میں سرگرمی کی نقالی کی جا سکے۔"
سائنسدانوں نے SLAC کے Linac Coherent Light Source (LCLS) میں میٹر ان ایکسٹریم کنڈیشنز (MEC) کے آلے پر ایک اعلیٰ طاقت والے آپٹیکل لیزر کا استعمال کرتے ہوئے PET میں جھٹکے کی لہریں بنائیں۔ اس کے بعد انہوں نے ایل سی ایل ایس کی ایکس رے دالوں کے ساتھ پلاسٹک میں کیا ہوا اس کی کھوج کی۔
سائنس دانوں نے بعد میں ایکس رے کے پھیلاؤ کو دیکھنے کے لیے استعمال کیا جب مادے کے ایٹموں کو ہیرے کے چھوٹے خطوں میں دوبارہ ترتیب دیا گیا۔ ایک ہی وقت میں، انہوں نے ایک اور طریقہ استعمال کیا جسے چھوٹے زاویہ بکھرنے کا نام دیا جاتا ہے تاکہ یہ اندازہ لگایا جا سکے کہ ان خطوں میں کتنی تیزی سے اور بڑے پیمانے پر اضافہ ہوا۔ یہ طریقہ انہیں اس بات کا تعین کرنے میں مدد کرتا ہے کہ یہ ہیرے کے علاقے چند نینو میٹر چوڑے ہوئے ہیں۔ انہوں نے دریافت کیا کہ نینوڈیمنڈ پہلے سے کم دباؤ اور درجہ حرارت پر ترقی کر سکتے ہیں جب مادہ میں آکسیجن موجود تھی۔
کراؤس نے کہا، "آکسیجن کا اثر کاربن اور ہائیڈروجن کی تقسیم کو تیز کرنا تھا اور اس طرح نینوڈیمنڈز کی تشکیل کی حوصلہ افزائی کرتا تھا۔ اس کا مطلب یہ تھا کہ کاربن ایٹم زیادہ آسانی سے اکٹھے ہو سکتے ہیں اور بن سکتے ہیں۔ ہیرے".
ٹیم نے یہ ثبوت بھی دریافت کیا کہ سپریونک پانی ہیروں کے ساتھ مل کر ہوسکتا ہے۔ یہ حال ہی میں شناخت شدہ پانی کے مرحلے کو اکثر "گرم، سیاہ برف" کہا جاتا ہے، غیر معمولی طور پر زیادہ دباؤ اور درجہ حرارت پر پایا جا سکتا ہے۔
پانی کے مالیکیول ان شدید حالات میں ٹوٹ جاتے ہیں، اور آکسیجن کے ایٹم ایک کرسٹل جالی میں منظم ہو جاتے ہیں جہاں ہائیڈروجن نیوکلی آزاد ہو کر حرکت کر سکتے ہیں۔ سپریونک پانی ان آزاد تیرتے مرکزوں پر برقی چارج کی وجہ سے برقی کرنٹ چلا سکتا ہے، جس سے یہ بتانے میں مدد مل سکتی ہے کہ یورینس اور نیپچون میں مخصوص مقناطیسی میدان کیوں ہیں۔
یہ نتائج دور دراز کہکشاؤں میں سیاروں کے بارے میں ہماری سمجھ کو بھی متاثر کر سکتے ہیں کیونکہ اب سائنس دانوں کا خیال ہے کہ برف کے جنات ہمارے نظام شمسی سے باہر کسی سیارے کی سب سے عام شکل ہیں۔
SLAC سائنسدان اور ساتھی سلویا پانڈولفی نے کہا، "ہم جانتے ہیں کہ زمین کا بنیادی حصہ بنیادی طور پر لوہے سے بنا ہے، لیکن بہت سے تجربات اب بھی اس بات کی تحقیقات کر رہے ہیں کہ ہلکے عناصر کی موجودگی کیسے پگھلنے اور مرحلے کی منتقلی کے حالات کو تبدیل کر سکتی ہے۔ ہمارا تجربہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ یہ عناصر برف کے جنات پر ہیرے کی شکل کو کیسے بدل سکتے ہیں۔ اگر ہم سیاروں کو درست طریقے سے ماڈل بنانا چاہتے ہیں، تو ہمیں سیاروں کی اصل ساخت کے جتنا قریب ہو سکے جانے کی ضرورت ہے۔ سیاروں کا داخلہ".
مطالعہ لیزر سے چلنے والے جھٹکا کمپریشن کا استعمال کرتے ہوئے سستے پی ای ٹی پلاسٹک سے نینوڈیمنڈز تیار کرنے کے ممکنہ راستے کی طرف بھی اشارہ کرتا ہے۔ یہ چھوٹے جواہرات اس وقت کھرچنے اور پالش کرنے والے ایجنٹوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ پھر بھی، وہ مستقبل میں کوانٹم سینسرز، دواؤں کے برعکس ایجنٹوں، اور قابل تجدید توانائی کے رد عمل کے سرعت کاروں میں بھی استعمال ہو سکتے ہیں۔
SLAC سائنسدان اور ساتھی بینجمن اوفوری اوکائی نے کہا، "اس وقت نینوڈیمنڈز بنانے کا طریقہ کاربن یا ہیرے کا ایک گچھا لے کر اسے دھماکہ خیز مواد سے اڑا دینا ہے۔ یہ مختلف سائز اور اشکال کے نینوڈیمنڈز بناتا ہے اور اس پر قابو پانا مشکل ہے۔
"ہم اس تجربے میں جو کچھ دیکھ رہے ہیں وہ اعلی درجہ حرارت اور دباؤ کے تحت ایک ہی نوع کی ایک مختلف رد عمل ہے۔ کچھ معاملات میں، ہیرے دوسروں کے مقابلے میں تیزی سے بنتے نظر آتے ہیں، جس سے پتہ چلتا ہے کہ ان دیگر کیمیکلز کی موجودگی اس عمل کو تیز کر سکتی ہے۔ لیزر کی پیداوار نینوڈیمنڈز پیدا کرنے کے لیے صاف ستھرا اور زیادہ آسانی سے کنٹرول شدہ طریقہ پیش کر سکتی ہے۔ اگر ہم رد عمل کے بارے میں کچھ چیزوں کو تبدیل کرنے کے طریقے ڈیزائن کر سکتے ہیں، تو ہم تبدیل کر سکتے ہیں کہ وہ کتنی جلدی بنتی ہیں اور اس وجہ سے وہ کتنی بڑی ہو جاتی ہیں۔"
سائنسدان ایتھنول، پانی اور امونیا پر مشتمل مائع نمونوں کا استعمال کرتے ہوئے اسی طرح کے تجربات کی منصوبہ بندی کر رہے ہیں - جس سے یورینس اور نیپچون زیادہ تر بنے ہوئے ہیں - جو انہیں یہ سمجھنے کے قریب لائے گا کہ دوسرے سیاروں پر ہیرے کی بارش کیسے بنتی ہے۔
SLAC سائنسدان اور معاون نکولس ہارٹلی نے کہا, "حقیقت یہ ہے کہ ہم ان انتہائی حالات کو دوبارہ تخلیق کر سکتے ہیں تاکہ یہ دیکھیں کہ یہ عمل کس طرح بہت تیزی سے، بہت چھوٹے پیمانے پر ہوتے ہیں۔ آکسیجن کا اضافہ ہمیں ان سیاروں کے عمل کی مکمل تصویر دیکھنے کے لیے پہلے سے کہیں زیادہ قریب لاتا ہے، لیکن ابھی مزید کام کرنا باقی ہے۔ یہ سب سے زیادہ حقیقت پسندانہ مرکب حاصل کرنے اور یہ دیکھنے کی طرف ایک قدم ہے کہ یہ مواد دوسرے سیاروں پر واقعی کیسے برتاؤ کرتے ہیں۔"
جرنل حوالہ:
- Zhiyu He et al. چھوٹے زاویہ والے ایکس رے کے بکھرنے اور ایکس رے کے پھیلاؤ کے ذریعے ریکارڈ کیے گئے جھٹکے سے کمپریسڈ C─H─O نمونوں میں ڈائمنڈ کی تشکیل کے حرکیات۔ سائنس ایڈوانسز. جلد 8، شمارہ 35۔ DOI: 10.1126/sciadv.abo0617
