یورینس اور نیپچون پر 'ہیروں کی بارش' پلاسٹک پر لیزر فائر کرکے بنائی گئی ہے۔

پلاسٹک کے ٹکڑوں پر طاقتور لیزر دالوں کو فائر کرنے سے نئی بصیرت ملی ہے کہ ہیرے کیسے بن سکتے ہیں اور نیپچون اور یورینس جیسے برفیلے سیاروں پر برس سکتے ہیں۔ جرمنی، فرانس اور امریکہ کے محققین کا تجربہ یہاں زمین پر ہیرے بنانے کے لیے ایک بہتر صنعتی عمل کا باعث بھی بن سکتا ہے۔

ٹیم کے رکن ڈومینک کراؤس Rostock یونیورسٹی میں وضاحت کرتا ہے کہ گروپ نے PET پلاسٹک کی فلم میں جھٹکا کمپریشن لہر چلانے کے لئے توانائی بخش پلسڈ آپٹیکل لیزرز کا استعمال کیا۔ لہر کا دباؤ زمین کے ماحول کے دباؤ سے تقریباً XNUMX لاکھ گنا زیادہ تھا، جو کہ نیپچون اور یورینس جیسے برف کے دیووں کی سطح کے نیچے چند ہزار کلومیٹر کے فاصلے پر حالات کی تقلید کرتا ہے۔ صدمے کی لہر صرف چند نینو سیکنڈز کے لیے سفر کرتی ہے، لیکن ٹیم کے لیے یہ کافی وقت تھا کہ وہ ایکس رے فری الیکٹران لیزرز سے فیمٹوسیکنڈ دالیں استعمال کرے تاکہ صدمے سے متاثرہ نمونوں کے اندر کیمیائی عمل کی "فلمیں" بنائی جا سکیں۔

"ہم نے دو اہم تشخیصی تکنیکوں کا استعمال کیا،" کراؤس کہتے ہیں۔ "ایکس رے کا پھیلاؤ، جس نے ہمیں دکھایا کہ ہیرے کے کرسٹل کے ڈھانچے بن رہے ہیں، اور چھوٹے زاویہ والے ایکس رے بکھرنے، جس نے سوستانی میں بنائے گئے ہیروں کی سائز کی تقسیم۔" انہوں نے مزید کہا کہ ایک ہی تجربے میں ان دو تکنیکوں کا امتزاج اس طرح کے انتہائی حالات میں کیمیائی رد عمل کو نمایاں کرنے کا ایک انتہائی طاقتور طریقہ ہے۔

برف کے جنات اور پلاسٹک کی بوتلیں۔

پی ای ٹی وہی مواد ہے جو پلاسٹک کی بوتلوں میں استعمال ہوتا ہے، لیکن اس معاملے میں بوتلوں میں پائے جانے والے موٹے مواد کے بجائے ایک سادہ پی ای ٹی فلم استعمال کی گئی۔

کراؤس کا کہنا ہے کہ "ہم نے پی ای ٹی پلاسٹک کا استعمال کیا کیونکہ اس میں ہلکے عناصر کا مرکب شامل ہے جس کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ یہ برفیلے بڑے سیاروں کے اہم اجزاء ہیں: ہائیڈروجن، کاربن، آکسیجن،" کراؤس کہتے ہیں۔ "ایک ہی وقت میں، PET stoichiometric طور پر کاربن اور پانی کا مرکب ہے۔ ہم اس سوال سے نمٹنا چاہتے تھے کہ آیا آکسیجن کی موجودگی میں کاربن اور ہائیڈروجن کے اختلاط کے ذریعے ہیرے کی بارش ہو سکتی ہے۔

ان دور دراز سیاروں پر ہونے والے کیمیائی عمل کے بارے میں اہم بصیرت فراہم کرنے کے ساتھ ساتھ، تحقیق اس بارے میں سراغ بھی فراہم کرتی ہے کہ برف کے جنات کیسے مقناطیسی میدان بنا سکتے ہیں۔ زمین کا مقناطیسی میدان ہمارے سیارے کے بیرونی کور میں مائع لوہے کی حرکت سے پیدا ہوتا ہے۔ یورینس اور نیپچون کے مقناطیسی میدان بہت مختلف ہیں، جن کے بارے میں کچھ سیاروں کے سائنس دانوں کا خیال ہے کہ یہ سیاروں کی سطحوں کے بہت قریب سپریونک پانی سے پیدا ہوتے ہیں۔ پانی کی اس شکل میں، آکسیجن کے ایٹم ایک کرسٹل جالی بناتے ہیں جس کے ذریعے ہائیڈروجن آئن ایک سیال کی طرح بہہ سکتے ہیں اور اس لیے مقناطیسی میدان پیدا کرتے ہیں۔

کراؤس کا کہنا ہے کہ "ہم نے ان تجربات میں سپریونک پانی کی تشکیل کے براہ راست ثبوت نہیں دیکھے ہیں کیونکہ دباؤ شاید بہت کم تھا۔" "تاہم، کاربن اور پانی کا مشاہدہ شدہ اختلاط یقینی طور پر یورینس اور نیپچون جیسے سیاروں میں سپریونک پانی کی تشکیل کی طرف اشارہ کرتا ہے۔"

صنعتی ہیرے۔

تحقیق سے ہیروں کی صنعتی پیداوار پر بھی اہم اثرات مرتب ہو سکتے ہیں۔

کراؤس کہتے ہیں، "ہمارے تجربے میں ہیرے تقریباً 2-5 nm کے سائز تک پہنچ گئے۔ "یہ صرف چند 100 سے چند 1000 کاربن ایٹم ہیں۔ یہ انسانی بالوں کی موٹائی سے 10,000 گنا زیادہ چھوٹا ہے۔ واضح رہے کہ ہمارے تجربات میں ہیروں کے بڑھنے کے لیے صرف نینو سیکنڈز ہوتے ہیں۔ یہی وجہ ہے کہ وہ بہت چھوٹے ہیں۔ سیاروں میں، وہ یقیناً لاکھوں سالوں میں بہت بڑے ہو جائیں گے۔

جیسا کہ یہ کھڑا ہے، اس تجربے میں استعمال ہونے والا طریقہ ایک عملی صنعتی عمل کے قریب آنے کے لیے کافی نینوڈیمنڈز پیدا نہیں کرتا ہے۔ تاہم، کراؤس بتاتے ہیں کہ نئی تکنیک صنعتی نینوڈیمنڈز بنانے کے لیے دھماکہ خیز مواد کے استعمال کے موجودہ طریقہ سے کہیں زیادہ صاف ہے۔ یہ دھماکہ خیز عمل پلاسٹک کے لیزر شاک کمپریشن کے مقابلے میں کنٹرول کرنا مشکل اور گندے ہیں۔ اگرچہ اس بات کا امکان نہیں ہے کہ ہم صنعتی پیمانے پر بوتلوں کو ہیروں میں تبدیل کرنے کے لیے لینڈ فل سے نکال رہے ہوں گے، کراؤس کا خیال ہے کہ یہ عمل موجودہ طریقوں سے کہیں زیادہ موثر ہو سکتا ہے۔

"فی الحال، ہم فی لیزر شاٹ میں صرف چند مائیکروگرام نینوڈیمنڈ بناتے ہیں،" کراؤس کہتے ہیں۔ "لیکن ان لیزرز کے شاٹ ریٹ میں انقلابی اضافے کو میکروسکوپک مقدار کی پیداوار کی اجازت دینی چاہیے۔"

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ سائنس ایڈوانسز.