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जब हम बच्चे होते हैं, तो सबसे पहले हम स्कूल में पानी की भौतिक अवस्था सीखते हैं: ठोस, तरल और गैसीय। लेकिन, जो दिखता है और जिस पर हम विश्वास करते हैं, उसके विपरीत, वे अकेले नहीं हैं। कैलिफ़ोर्निया में स्थित लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के वैज्ञानिकों ने सुपरियोनिक पानी की हाल की खोज को विस्तृत करने के लिए नेचर में एक अध्ययन प्रकाशित किया, पानी का एक रूप जो ठोस और तरल दोनों है। तीस साल पहले सैद्धांतिक भौतिकविदों द्वारा भविष्यवाणी की गई थी, केवल अब इसे वास्तव में देखा गया है।
सुपरियोनिक पानी क्या है?
सुपरियोनिक पानी जल का दूसरा रूप है। यह तब होता है जब तरल को उच्च स्तर के तापमान और दबाव का सामना करना पड़ता है। इन परिस्थितियों में, यह एक धातु की बनावट और व्यवहार के साथ घना और गर्म हो जाता है।
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यह समझने के लिए कि सुपरियोनिक घटना कैसे काम करती है, बुनियादी बातों से शुरू करना आवश्यक है: पानी हाइड्रोजन के दो परमाणुओं और ऑक्सीजन के एक परमाणु से बनता है - इसलिए प्रसिद्ध सूत्र H2O। वे आम तौर पर एक 'वी' आकार में क्लस्टर करते हैं, जिसमें ऑक्सीजन परमाणु दो हाइड्रोजन परमाणुओं से जुड़ा होता है।
लेज़रों द्वारा उत्पन्न गर्मी और दबाव से सुपरियोनिक आइस क्यूब्स के गठन को दर्शाने वाला चित्रण।
सामान्य बर्फ, जिसे हम जानते हैं और रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग करते हैं, को 1H कहा जाता है, और H20 अणु हैंएक साथ समूहीकृत होकर हेक्सागोन्स बनाते हैं। लेकिन अन्य रूप भी हैं, जो ठंड के समय तापमान और दबाव के आधार पर अलग-अलग तरीकों से संरचित होते हैं। विज्ञान उनमें से कम से कम बारह को जानता है।
लॉरेंस लिवरमोर वैज्ञानिकों ने 25,000 किलोग्राम-बल प्रति वर्ग सेंटीमीटर के दबाव पर पानी की एक निश्चित मात्रा को संपीड़ित करने के लिए हीरे के दो टुकड़ों का उपयोग किया। इस प्रकार, बर्फ VII का निर्माण हुआ, सामान्य पानी की तुलना में लगभग 60% सघन और कमरे के तापमान पर ठोस।
उसके बाद, उन्होंने लेजर प्रकाश का उपयोग करके बर्फ में शॉक वेव्स पैदा कीं, जिससे इसका तापमान हजारों डिग्री सेंटीग्रेड तक बढ़ गया और पृथ्वी के वायुमंडल की तुलना में एक लाख गुना अधिक दबाव डालना। सुपरिओनिक बर्फ 4,700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर तरल हो जाती है।
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एक ही समय में ठोस और तरल पानी कहाँ पाया जा सकता है? <5
वैज्ञानिकों का मानना है कि यह बर्फ का गठन नेप्च्यून और यूरेनस सहित सौर मंडल और उससे आगे के विभिन्न ग्रहों पर मौजूद हो सकता है। यह संभव है कि खोज इन ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र के व्यवहार की व्याख्या करने में भी मदद करे, जिनके वायुमंडल में लगातार हीरों की वर्षा होती रहती है।