सोना अपने गलनांक से अधिक गर्म होने पर कुछ अप्रत्याशित करता है,रिसर्च

एक नए अध्ययन में बताया गया है कि पूर्व-परिकल्पित सीमाओं से कुछ समय के लिए अधिक गर्म करने पर भी सोना पूरी तरह ठोस बना रहता है, जिसका अर्थ यह हो सकता है कि चरम स्थितियों में पदार्थ कैसे व्यवहार करता है, इसका पूर्ण पुनर्मूल्यांकन किया जाए। इस अध्ययन के पीछे वैज्ञानिकों की अंतरराष्ट्रीय टीम ने सोने के पतले टुकड़ों को एन्ट्रॉपी आपदा नामक सीमा से आगे धकेलने के लिए तीव्र, अति-लघु लेज़र विस्फोटों का उपयोग किया; वह बिंदु जहाँ कोई ठोस इतना गर्म हो जाता है कि पिघलना बंद नहीं कर सकता। यह गलनांक जैसा ही है, लेकिन उन चरम स्थितियों के लिए जहाँ भौतिकी पारंपरिक नहीं है।

अतितापन नामक एक परिघटना में, किसी ठोस को इतनी तेज़ी से गर्म किया जा सकता है कि उसके परमाणुओं को द्रव अवस्था में आने का समय नहीं मिल पाता। क्रिस्टल अपने मानक गलनांक से बहुत आगे तक अक्षुण्ण रह सकते हैं, हालाँकि बहुत ही कम समय के लिए। आमतौर पर, एन्ट्रॉपी आपदा को मानक गलनांक से तीन गुना माना जाता है। अवशोषित ऊष्मा ऊर्जा को सटीक रूप से मापने के लिए परावर्तित एक्स-रे की ऊर्जा की गणना करने की एक नई विधि का उपयोग करते हुए, टीम ने पाया कि सोने को अंततः द्रवीभूत होने से पहले उस सीमा से 14 गुना अधिक गर्म किया जा सकता है।

यह सुनने में भले ही आश्चर्यजनक लगे, लेकिन ये परिणाम ऊष्मागतिकी के किसी भी नियम का उल्लंघन नहीं करते – ये केवल यह दर्शाते हैं कि कभी-कभी अभिक्रियाएँ इतनी तेज़ी से होती हैं कि ऊष्मागतिकी के नियम लागू नहीं हो पाते। ऐसा लगता है कि सोने के अंदर के परमाणुओं के पास कुछ समय के लिए गति करने के लिए कोई जगह नहीं होती, जिससे संरचना के ढहने से पहले ही तापीय ऊर्जा नष्ट हो जाती है। शोधकर्ता 19,000 केल्विन (जो लगभग 18,700 डिग्री सेल्सियस या 33,700 डिग्री फ़ारेनहाइट से थोड़ा अधिक है) तक पहुँचने में सफल रहे, और सोना 2 पिकोसेकंड (एक पिकोसेकंड एक सेकंड का एक ट्रिलियनवाँ भाग होता है) से भी ज़्यादा समय तक अपनी ठोस संरचना बनाए रखता है – जो शोधकर्ताओं को मौजूदा मॉडलों पर पुनर्विचार करने के लिए पर्याप्त समय देता है।

शोधकर्ताओं ने अपने प्रकाशित शोधपत्र में लिखा है, “यह माप न केवल एन्ट्रॉपी प्रलय की पूर्व-अनुमानित सीमाओं को पार करता है, बल्कि ठोसों के अतितापन की एक बहुत ऊँची सीमा का भी सुझाव देता है, जिससे चरम स्थितियों में ठोस प्रावस्था की स्थिरता की मूलभूत समझ को नए सिरे से परिभाषित किया गया है।” भौतिकविदों के लिए इसके निहितार्थ दिलचस्प और रोमांचक हैं: यह संभव है कि कुछ ठोस पदार्थों का कोई गलनांक ही न हो, कम से कम जब उन्हें अत्यंत कम समय के लिए अतितापित किया जाए। शोधकर्ताओं ने लिखा है, “हमारे प्रयोग स्पष्ट रूप से दर्शाते हैं कि यदि पदार्थ को पर्याप्त तेज़ी से गर्म किया जाए, तो अतितापन की पूर्व प्रस्तावित सीमा को काफी हद तक पार किया जा सकता है।”

ऐसे कई क्षेत्र हैं जहाँ यह नया ज्ञान उपयोगी साबित होगा। अंतरिक्ष में क्षुद्रग्रहों के टकराव से लेकर पृथ्वी पर परमाणु रिएक्टरों तक, हर जगह अति-शीघ्र तापन की घटनाएँ होती हैं, और अब वैज्ञानिकों को इन घटनाओं के भीतर क्या हो रहा है, इसकी बेहतर समझ होगी। शोधकर्ता यह देखना चाहते हैं कि क्या भविष्य के अध्ययनों में अन्य ठोस पदार्थ भी सोने की तरह ही प्रतिक्रिया करते हैं, साथ ही एन्ट्रॉपी आपदा का और अधिक अन्वेषण करना चाहते हैं: मूलतः उस चार्ट को फिर से बनाना चाहते हैं जिसमें बताया गया है कि ठोस पदार्थ कब ठोस के रूप में मौजूद नहीं रह सकते। नेवादा विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी थॉमस व्हाइट ने न्यू साइंटिस्ट के एलेक्स विल्किंस से कहा, “शायद हमने सोचा होगा कि 1980 के दशक में इस अतितापन सीमा के साथ हमने इसे हल कर लिया था, लेकिन अब मुझे लगता है कि यह फिर से एक खुला प्रश्न है।” “किसी चीज़ को पिघलने से पहले आप उसे कितना गर्म कर सकते हैं?” यह शोध नेचर में प्रकाशित हुआ है।

नए खबरों के लिए बने रहे सटीकता न्यूज के साथ।