वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला में तैयार किया तरल हीरा

अंतर्राष्ट्रीय शोध दल का प्रयास अंततः सफल हो गया

• यह हीरे का ही एक तरल रूप है

• यह एक नए युग की शुरुआत

• खास लेजर के जरिए किया काम

राष्ट्रीय खबर

रांचीः रोस्टॉक विश्वविद्यालय और हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम ड्रेस्डेन-रोसडॉर्फ (एचजेडडीआर) के एक अंतरराष्ट्रीय शोध दल ने 2023 में एक बड़ी वैज्ञानिक उपलब्धि हासिल की है। उन्होंने यूरोपियन एक्सएफईएल में लगे शक्तिशाली लेज़र डाईपोल 100 एक्स का इस्तेमाल करते हुए पहली बार तरल कार्बन का सफलतापूर्वक अध्ययन किया है। यह अविश्वसनीय खोज जर्नल नेचर में प्रकाशित हुई है।

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तरल कार्बन ब्रह्मांड में, विशेष रूप से ग्रहों के आंतरिक हिस्सों में पाया जाता है, और भविष्य की प्रौद्योगिकियों, जैसे परमाणु संलयन में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका है। हालांकि, इसे प्रयोगशाला में अध्ययन करना लगभग असंभव था। सामान्य दबाव में, कार्बन पिघलता नहीं, बल्कि सीधे गैस में बदल जाता है। इसे तरल अवस्था में लाने के लिए अत्यधिक दबाव और लगभग 4,500 डिग्री सेल्सियस का तापमान चाहिए—यह किसी भी पदार्थ का सबसे ऊँचा गलनांक है। कोई भी कंटेनर इन स्थितियों में टिक नहीं पाएगा।

शोधकर्ताओं ने इस चुनौती को लेज़र संपीड़न तकनीक से हल किया। उन्होंने डाईपोल 100 एक्स लेज़र का उपयोग करके ठोस कार्बन के नमूने पर एक संपीड़न लहर चलाई, जिससे वह एक सेकंड के अरबवें हिस्से (नैनोसेकंड) के लिए तरल हो गया। इसी क्षण, दुनिया के सबसे बड़े एक्स-रे लेज़र, यूरोपियन एक्सएफईएल, ने अपनी अति-लघु एक्स-रे किरणें उस नमूने पर छोड़ीं। कार्बन के परमाणुओं ने इन किरणों को बिखेर दिया, जिससे एक विवर्तन पैटर्न बना। इस पैटर्न के ज़रिए शोधकर्ता तरल कार्बन में परमाणुओं की व्यवस्था को समझ पाए।

यह प्रयोग कई बार दोहराया गया, हर बार एक्स-रे पल्स को थोड़े विलंब से या अलग दबाव और तापमान पर भेजा गया। इन अनेक स्नैपशॉट्स को जोड़कर एक तरह की फिल्म बनाई गई, जिसने ठोस से तरल अवस्था में बदलाव को चरण-दर-चरण दिखाया।

मापन से पता चला कि तरल कार्बन के हर परमाणु के चार निकटतम पड़ोसी होते हैं, जो इसे ठोस हीरे के समान बनाता है। रोस्टॉक विश्वविद्यालय और एचजेडडीआर के प्रोफेसर डॉमिनिक क्रॉस ने बताया, यह पहली बार है कि हम तरल कार्बन की संरचना को प्रायोगिक रूप से देख पाए हैं। हमारे प्रयोग ने तरल कार्बन के जटिल सिमुलेशन की भविष्यवाणियों की पुष्टि की है। यह पानी की तरह एक जटिल तरल है, जिसमें बहुत ही ख़ास संरचनात्मक गुण होते हैं।

इस शोध ने तरल कार्बन के गलनांक को भी सटीक रूप से निर्धारित किया, क्योंकि पहले के सैद्धांतिक अनुमानों में काफी भिन्नता थी। इस सटीक जानकारी का उपयोग ग्रह मॉडलों और परमाणु संलयन ऊर्जा उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है।

एचईडी समूह के प्रमुख डॉ. उल्फ ज़ास्ट्रौ ने कहा, हमारे पास अब ऐसी टूलबॉक्स है, जो हमें अत्यधिक दुर्लभ स्थितियों में पदार्थ का विस्तृत अध्ययन करने में सक्षम बनाती है। इस प्रयोग की क्षमता अभी पूरी तरह से उपयोग नहीं हुई है। भविष्य में, जो परिणाम अभी घंटों लेते हैं, वे कुछ ही सेकंड में उपलब्ध हो सकेंगे, जब जटिल स्वचालित नियंत्रण और डेटा प्रोसेसिंग प्रणाली और भी तेज़ हो जाएगी।

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