ஒரு புதிய அளவீடு வைர இயற்பியலை உстремிக்கிறது

வைரம் பூமியின் மிகக் கடினமான இயற்கைப் பொருளாகப் புகழ்பெற்றது, ஆனால் சரியான தீவிர நிலைகளில் அது உருகக்கூடும். ஆகஸ்ட் 13 அன்று Nature Physics இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வு, வைரத்தின் உருகுநிலையின் இதுவரை மிகத் துல்லியமான அளவீட்டை வழங்கியுள்ளது, மேலும் முந்தைய சோதனைகள் 1,300 டிகிரி பாரன்ஹீட் (700 டிகிரி செல்சியஸ்)க்கும் மேல் தவறாக இருந்ததாக முடிவுகள் தெரிவிக்கின்றன. ஆய்வுக் குழு ஒரு சக்திவாய்ந்த புற ஊதா லேசரைப் பயன்படுத்தி செயற்கை வைரத்தின் சிறிய தகடுகளைத் தாக்கி, மாதிரிகள் வழியாக வேகமாகப் பாய்ந்த அதிர்ச்சி அலைகளை உருவாக்கியது.

புதிய, மிகத் துல்லியமான எண்கள் அணு இணைவு சோதனைகள் மற்றும் பெரும் கோள்கள் பற்றிய ஆய்வுகளை மேம்படுத்த உதவக்கூடும் என்று ஆய்வாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர். இந்தப் பணி இரண்டு தசாப்தங்களாக நீடித்த வைர இயற்பியலில் உள்ள ஒரு நீண்டகால புதிரையும் தீர்க்கக்கூடும்.

வைரத்தின் உருகுநிலை ஏன் முக்கியமானது

அணு இணைவு என்பது நட்சத்திரங்களுக்கு ஆற்றல் அளிக்கும் செயல்முறையாகும், மேலும் இது எதிர்காலத்திற்கான ஒரு சாத்தியமான ஆற்றல் மூலமாகவும் உள்ளது. இணைவை உருவாக்க, சக்திவாய்ந்த லேசர்களால் உருவாக்கப்படும் தீவிர நிலைகளில் பொருட்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதை ஆய்வாளர்கள் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். வைரம் அத்தகைய ஒரு பொருள். லேசர்களிலிருந்து வரும் அதிர்ச்சி அலைகளுக்கு வைரம் எவ்வாறு பதிலளிக்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது அணு இணைவை உருவாக்குவதில் ஒரு முக்கிய பகுதியாகும்.

வைரம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை விவரிக்கும் மற்றும் கணிக்கும் மாதிரிகளை உருவாக்க ஆய்வாளர்கள் அதிக முயற்சி எடுத்துள்ளனர். பெரும்பாலான நேரங்களில், சோதனை தரவுகளும் கோட்பாட்டு மாதிரிகளும் நன்கு பொருந்துகின்றன. ஆனால் வைரம் விசித்திரமானது. விஞ்ஞானிகள் விளக்க முடியாத சில விசித்திரமான முரண்பாடுகள் உள்ளன. மிகப்பெரியது 2,240 F (1,244 C) வித்தியாசம் — தோராயமாக 20% — முந்தைய சோதனை தரவுகளுக்கும் வைரத்தின் மாதிரி-கணிக்கப்பட்ட உருகும் வெப்பநிலைகளுக்கும் இடையில்.

உருகும் செயல்முறையின் முடிவில் திரவமாக மாறுவதற்கு முன், வைரம் அதன் அணுக்களை வேறு வகையான திட கார்பனாக மறுசீரமைக்கிறதா என்பது பற்றிய விவாதமும் இருந்து வருகிறது. வைரம் உருகும் நிலைகள் மிகவும் தீவிரமானவை என்பதால், பூமியில் உள்ள ஆய்வகங்களில் அவற்றை அளவிடுவது மிகவும் கடினம் என்பதால், இந்த முரண்பாடுகளைத் தீர்ப்பது கடினமாக இருந்து வருகிறது.

Venus ate its moon: How Earth's 'twin' could have swallowed a rocky satellite
More in Science

வெள்ளி தனது நிலவை உண்டது: பூமியின் இரட்டையின் காணாமல் போன துணைக்கோளை புதிய ஆய்வு விளக்குகிறது

பூமியின் கிட்டத்தட்ட இரட்டையான வெள்ளிக்கு ஏன் நிலவு இல்லை என்று விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாக யோசித்து வந்தனர். வெள்ளியின் மெதுவான சுழற்சி ஒரு துணைக்கோளை கீழே இழுத்து அது மோதி அழியும் வரை கொண்டு சென்றதாக UC Riverside மாதிரிகள் தெரிவிக்கின்றன.

Read article

வைரத்தின் உருகுநிலையை அளவிடுவதில் உள்ள சவால்

வைரத்தின் உருகுநிலையைத் துல்லியமாகக் கண்டறிவது எளிதானது அல்ல. தேவைப்படும் வெப்பநிலைகளும் அழுத்தங்களும் அன்றாட அனுபவத்திற்கு அப்பாற்பட்டவை, மேலும் தேவையான அதிர்ச்சி அலைகளை சக்திவாய்ந்த லேசர்களால் மட்டுமே உருவாக்க முடியும். இரண்டு தசாப்தங்களாக, விஞ்ஞானிகள் மிகத் துல்லியமான அளவீட்டைத் தொடர்ந்து தேடி வருகின்றனர். புதிய சோதனைகள் இறுதியாக தீர்வை வழங்கக்கூடும்.

ஆய்வில், விஞ்ஞானிகள் செயற்கை வைரத்தின் சிறிய தகடுகளை ஒரு புற ஊதா லேசர் மூலம் தாக்கினர். லேசர் மிகவும் சக்திவாய்ந்த அதிர்ச்சி அலைகளை உருவாக்கியது, அவை மாதிரிகள் வழியாகச் செல்லும்போது, வைரம் தீவிர நிலைகளுக்குத் தள்ளப்பட்டது. குழு வைரங்களை உருக்கி, அந்த தாதுவின் எட்டமுடியாத உருகுநிலையின் மிகத் துல்லியமான அளவீடுகளை எடுக்க முடிந்தது.

முடிவு அதிர்ச்சியூட்டுவதாக இருந்தது: முந்தைய சோதனைகள் 1,300 F (700 C)க்கும் மேல் தவறாக இருந்தன. இது ஒரு கணிசமான திருத்தம், மேலும் இணைவு சோதனைகளிலும் பெரும் கோள்களின் உட்புறங்களிலும் வைரத்தின் நடத்தையை ஆய்வாளர்கள் எவ்வாறு மாதிரியாக்குகிறார்கள் என்பதை இது மாற்றக்கூடும்.

லேசர் சோதனை எவ்வாறு செயல்பட்டது

சோதனை செயற்கை வைரத் தகடுகளை நம்பியிருந்தது, அவை ஒரு புற ஊதா லேசரால் தாக்கப்பட்டன. லேசர் துடிப்புகள் வைரத்தின் வழியாகப் பயணிக்கும் அதிர்ச்சி அலைகளை உருவாக்கின. அதிர்ச்சி அலைகள் மாதிரிகள் வழியாகச் செல்லும்போது, வைரத்தை உருக்க தேவையான தீவிர வெப்பநிலைகளையும் அழுத்தங்களையும் அவை உருவாக்கின. உருகும் செயல்முறையைக் கவனிப்பதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் இதுவரை வைரத்தின் உருகுநிலையின் மிகத் துல்லியமான அளவீட்டைப் பெற்றனர்.

ஒரு வைரம் உருகுவதை சித்தரிக்கும் படம்.
ஒரு உலோக திரவ கார்பன் குளத்தில் மிதக்கும் திட வைரத் துண்டின் கலைஞரின் கருத்து. புதிய சோதனை இந்த வகையான நிலைமை மற்ற கோள்களின் ஆழத்தில் சாத்தியம் என்பதை நிரூபிக்கிறது.

புதிய தரவுகள் முந்தைய சோதனை மதிப்புகள் உண்மையான உருகுநிலையிலிருந்து வெகு தொலைவில் இருந்ததைக் குறிக்கின்றன. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு முந்தைய சோதனைகள் கோட்பாட்டு மாதிரிகளுடன் ஏன் முரண்பட்டன என்பதை விளக்க உதவக்கூடும். புதிய அளவீடு சரியானது என்றால், அது சோதனைகளையும் மாதிரிகளையும் மிகச் சிறந்த ஒற்றுமைக்குக் கொண்டுவரக்கூடும்.

இணைவு மற்றும் கோள் அறிவியலுக்கான தாக்கங்கள்

அணு இணைவு என்பது நட்சத்திரங்களுக்கு ஆற்றல் அளிக்கும் செயல்முறையாகும், மேலும் இது எதிர்காலத்திற்கான ஒரு சாத்தியமான ஆற்றல் மூலமாகவும் உள்ளது. லேசர்களால் உருவாக்கப்படும் தீவிர நிலைகளில் வைரம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை விவரிக்கும் மற்றும் கணிக்கும் மாதிரிகளை உருவாக்க ஆய்வாளர்கள் அதிக முயற்சி எடுத்துள்ளனர். வைரத்தின் உருகுநிலைக்கான மிகத் துல்லியமான எண்கள் இணைவு சோதனைகளை மேம்படுத்த உதவக்கூடும்.

லேசர்கள் அதிர்ச்சி அலைகளை உருவாக்கும் சோதனைகளில் வைரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதன் பதிலைப் புரிந்துகொள்வது இணைவை உருவாக்குவதற்கு முக்கியமானது. புதிய அளவீடு பெரும் கோள்கள் பற்றிய ஆய்வுகளுக்கும் உதவக்கூடும். கோள் விஞ்ஞானிகள் பெரும் கோள்களின் உட்புறங்களை ஆய்வு செய்கிறார்கள், அங்கு தீவிர அழுத்தங்களும் வெப்பநிலைகளும் வைரம் போன்ற பொருட்களை உருக்க அல்லது கட்டங்களை மாற்றக் காரணமாகலாம். வைரத்தின் உருகும் நடத்தை பற்றிய சிறந்த தரவுகள் அந்த மாதிரிகளை மேம்படுத்தக்கூடும்.

ஆகஸ்ட் 13 அன்று Nature Physics இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த ஆய்வு, விஞ்ஞானிகள் இரண்டு தசாப்தங்களாகத் தொடர்ந்து தேடிய தீர்வை இறுதியாக வழங்கக்கூடும். புதிய சோதனைகள் சோதனை தரவுகளுக்கும் கோட்பாட்டு கணிப்புகளுக்கும் இடையிலான நீண்டகால முரண்பாட்டை சமரசம் செய்யக்கூடும்.

Satellites show Earth lost more than 12 trillion tons of ice from Greenland, Antarctica in 47 years
More in Science

1979 முதல் கிரீன்லாந்து மற்றும் அண்டார்டிகா 12.5 டிரில்லியன் டன் பனியை இழந்ததாக செயற்கைக்கோள்கள் காட்டுகின்றன

1979 முதல் கிரீன்லாந்து மற்றும் அண்டார்டிகா சுமார் 12.5 டிரில்லியன் டன் பனியை இழந்ததாக செயற்கைக்கோள் பதிவுகள் காட்டுகின்றன — இது அமெரிக்கக் கண்டத்தை 5 அடி பனியால் மூடுவதற்கும், உலகக் கடல்களை ஒரு அங்குலம் உயர்த்துவதற்கும் போதுமானது.

Read article

புதிய அளவீட்டின் பொருள்

திருத்தப்பட்ட உருகுநிலை முந்தைய சோதனை மதிப்புகளிலிருந்து 1,300 F (700 C)க்கும் மேல் வேறுபடுகிறது. இது ஒரு மிகப்பெரிய அளவு, குறிப்பாக வைரம் போன்ற நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்ட ஒரு பொருளுக்கு. தீவிர நிலைகள் அறிவியல் புரிதலில் உள்ள இடைவெளிகளை எவ்வாறு வெளிப்படுத்த முடியும் என்பதை இந்தக் கண்டுபிடிப்பு எடுத்துக்காட்டுகிறது. பூமியின் மிகக் கடினமான இயற்கைப் பொருள் கூட அதன் எல்லைகளுக்குத் தள்ளப்படும்போது ஆய்வாளர்களை ஆச்சரியப்படுத்த முடியும்.

புதிய அளவீடு நடைமுறை தாக்கங்களையும் கொண்டிருக்கக்கூடும். இணைவு ஆராய்ச்சியில், லேசர்-இயக்கப்படும் சோதனைகளில் வைரம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வைரத்தின் நடத்தை பற்றிய மாதிரிகள் தவறான உருகும் தரவுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டிருந்தால், இணைவு சோதனைகளுக்கான கணிப்புகள் தவறாக இருக்கக்கூடும். புதிய தரவுகள் சிறந்த மாதிரிகள் மற்றும் நம்பகமான சோதனைகளுக்கு வழிவகுக்கக்கூடும்.

கோள் அறிவியலுக்கு, திருத்தப்பட்ட உருகுநிலை பெரும் கோள்களின் அவதானிப்புகளை விளக்க ஆய்வாளர்களுக்கு உதவக்கூடும். இந்தக் கோள்களின் உட்புறங்களில் பல்வேறு வடிவங்களில் கார்பன் இருக்கக்கூடும், மேலும் வைரம் எப்போது உருகுகிறது என்பதை அறிவது அவற்றின் அமைப்பு மற்றும் பரிணாமத்தைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முக்கியமானது.

முக்கிய எடுத்துக்காட்டுகள்

  • விஞ்ஞானிகள் செயற்கை வைரத் தகடுகளில் அதிர்ச்சி அலைகளை உருவாக்க ஒரு புற ஊதா லேசரைப் பயன்படுத்தினர், இது வைரத்தின் உருகுநிலையின் இதுவரை மிகத் துல்லியமான அளவீட்டை உருவாக்கியது.
  • புதிய அளவீடு முந்தைய சோதனைகள் 1,300 F (700 C)க்கும் மேல் தவறாக இருந்ததைக் காட்டுகிறது.
  • முடிவுகள் சோதனை தரவுகளுக்கும் கோட்பாட்டு மாதிரிகளுக்கும் இடையிலான நீண்டகால 2,240 F (1,244 C) முரண்பாட்டைத் தீர்க்கக்கூடும்.
  • மிகத் துல்லியமான தரவுகள் அணு இணைவு சோதனைகள் மற்றும் பெரும் கோள்கள் பற்றிய ஆய்வுகளை மேம்படுத்தக்கூடும்.
  • இந்த ஆய்வு ஆகஸ்ட் 13 அன்று Nature Physics இதழில் வெளியிடப்பட்டது.
Stephen Hawking: “The discovery that the universe is expanding...” (via kwize.com)
More in Science

வெல்ல முடியாத ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்: அறிவியல் இதழ் ஒரு தனித்துவமான மனதிற்கு பக்கம் 1191ஐ ஒதுக்குகிறது

அறிவியல் இதழின் தொகுதி 393, இதழ் 6817, 'வெல்ல முடியாத ஸ்டீபன் ஹாக்கிங்' என்ற தலைப்பில் ஒரு பக்கக் கட்டுரையைக் கொண்டுள்ளது — ஆராய்ச்சி சமூகத்திற்கு அப்பால் சென்ற ஒரு இயற்பியலாளருக்கு ஒரு சிறிய அஞ்சலி.

Read article

முடிவு

புதிய லேசர் சோதனை வைரத்தின் உருகுநிலைக்கு மிகவும் தேவையான ஒரு திருத்தத்தை வழங்கியுள்ளது. இரண்டு தசாப்தங்களாக நிலவிய நிச்சயமற்ற தன்மைக்குப் பிறகு, தீவிர நிலைகளில் வைரம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் பற்றி ஆய்வாளர்கள் இப்போது தெளிவான படத்தைப் பெற்றிருக்கக்கூடும். இந்தக் கண்டுபிடிப்பு இணைவு ஆற்றல் ஆராய்ச்சியை முன்னேற்றவும், பெரும் கோள்கள் பற்றிய நமது புரிதலை ஆழப்படுத்தவும் உதவக்கூடும். ஆய்வு காட்டுவது போல், மிகவும் பரிச்சயமான பொருட்கள் கூட மிகத் தீவிரமான நிலைகளில் ஆராயப்படும்போது ஆச்சரியங்களைக் கொண்டிருக்கலாம்.

இந்தக் கட்டுரை Live Science இன் செய்தி அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.

Originally published on livescience.com