मैड्रिड, 18 (यूरोपा प्रेस)
पहली बार, शोधकर्ताओं ने चरम पदार्थ में परमाणु तापमान को मापा है, जिससे पता चला है कि सोना 19,000 केल्विन (18,726 सेल्सियस) पर जीवित रहता है, जो उसके गलनांक से 14 गुना अधिक है।
वास्तव में गर्म वस्तुओं का तापमान मापना बेहद मुश्किल होता है। चाहे वह हमारे सूर्य का अशांत प्लाज़्मा हो, ग्रहों के केंद्र की चरम परिस्थितियाँ हों, या किसी संलयन रिएक्टर के अंदर काम करने वाली विनाशकारी शक्तियाँ हों, जिसे वैज्ञानिक "गर्म सघन पदार्थ" कहते हैं, वह लाखों डिग्री केल्विन तक पहुँच सकता है।
इन जटिल प्रणालियों को पूरी तरह से समझने के लिए शोधकर्ताओं के लिए इन पदार्थों के तापमान को सटीक रूप से जानना महत्वपूर्ण है, लेकिन अब तक ये माप करना लगभग असंभव रहा है।
अमेरिका स्थित एसएलएसी नेशनल एक्सेलरेटर लेबोरेटरी के वैज्ञानिक बॉब नागलर ने एक बयान में कहा, "हमारे पास इन प्रणालियों के घनत्व और दबाव को मापने की अच्छी तकनीकें हैं, लेकिन तापमान मापने की नहीं।" उन्होंने आगे कहा, "इन अध्ययनों में, तापमान का अनुमान हमेशा बड़ी त्रुटि सीमा के साथ लगाया जाता है, जो वास्तव में हमारे सैद्धांतिक मॉडलों को मज़बूत बनाता है। यह दशकों से एक समस्या रही है।"
अब, पहली बार, शोधकर्ताओं की एक टीम ने नेचर पत्रिका में रिपोर्ट दी है कि उन्होंने गर्म, सघन पदार्थ में परमाणुओं का तापमान सीधे मापा है। जहाँ अन्य विधियाँ जटिल और सत्यापन-योग्य मॉडलों पर निर्भर करती हैं, वहीं यह नई विधि सीधे परमाणुओं की गति और इसलिए, प्रणाली के तापमान को मापती है। लेखकों के अनुसार, अपने पहले प्रयोग में, टीम ने ठोस सोने को सैद्धांतिक सीमा से कहीं अधिक गर्म किया, जिससे चार दशकों से चले आ रहे स्थापित सिद्धांत में अप्रत्याशित रूप से क्रांति आ गई।
लगभग एक दशक से, यह टीम एक ऐसी विधि विकसित करने पर काम कर रही है जो अत्यधिक तापमान मापने की आम चुनौतियों से बचती है—खासकर, प्रयोगशाला में उन तापमानों को उत्पन्न करने वाली परिस्थितियों की छोटी अवधि और यह मापने की कठिनाई कि ये जटिल प्रणालियाँ अन्य पदार्थों को कैसे प्रभावित करती हैं। व्हाइट ने कहा, "आखिरकार, हमने एक सीधा और स्पष्ट माप किया है, जो पूरे क्षेत्र में लागू होने वाली एक विधि का प्रदर्शन करता है।"
एसएलएसी के एमईसी उपकरण का उपयोग करते हुए, टीम ने एक लेज़र का उपयोग करके सोने के नमूने को अतितापित किया। जैसे ही ऊष्मा नैनोमीटर मोटे नमूने से गुज़री, उसके परमाणुओं में कंपन होने लगा, जिसकी दर सीधे उसके बढ़े हुए तापमान से संबंधित थी। फिर टीम ने लिनैक कोहेरेंट लाइट सोर्स (एलसीएलएस) से अतितापित नमूने के माध्यम से अति-उज्ज्वल एक्स-रे की एक तरंग भेजी। जैसे ही वे कंपन करने वाले परमाणुओं से अलग हुए, एक्स-रे की आवृत्ति में थोड़ा बदलाव आया, जिससे परमाणुओं की गति और इस प्रकार उनके तापमान का पता चला।
1980 के सिद्धांत का खंडन
व्हाइट ने कहा, "हमें इन अति-ताप वाले ठोस पदार्थों का तापमान हमारी शुरुआती अपेक्षा से कहीं ज़्यादा पाकर आश्चर्य हुआ, जो 1980 के दशक के एक लंबे समय से चले आ रहे सिद्धांत का खंडन करता है। यह हमारा मूल लक्ष्य नहीं था, लेकिन विज्ञान का यही उद्देश्य है: ऐसी नई चीज़ों की खोज करना जिनके बारे में हम पहले नहीं जानते थे।"
प्रत्येक पदार्थ के विशिष्ट गलनांक और क्वथनांक होते हैं, जो क्रमशः ठोस से द्रव और द्रव से गैस में संक्रमण को चिह्नित करते हैं। हालाँकि, इसके कुछ अपवाद भी हैं। उदाहरण के लिए, जब पानी को बहुत चिकने बर्तनों में, जैसे कि माइक्रोवेव में रखे एक गिलास पानी में, तेज़ी से गर्म किया जाता है, तो वह अत्यधिक गर्म हो सकता है, और बिना उबाले ही 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर का तापमान प्राप्त कर सकता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि बुलबुले बनाने के लिए कोई खुरदरी सतह या अशुद्धियाँ नहीं होती हैं।
लेकिन प्रकृति की इस चाल के साथ एक बड़ा जोखिम भी जुड़ा है: कोई भी तंत्र अपने सामान्य गलनांक और क्वथनांक से जितना दूर जाता है, उतना ही वह उस आपदा के प्रति संवेदनशील होता है जिसे वैज्ञानिक आपदा कहते हैं: मामूली पर्यावरणीय परिवर्तन से अचानक पिघलने या उबलने की शुरुआत। उदाहरण के लिए, माइक्रोवेव में अत्यधिक गर्म किया गया पानी हिलाने पर विस्फोटक रूप से उबलता है, जिससे गंभीर जलन हो सकती है।
हालांकि कुछ प्रयोगों से पता चला है कि पदार्थों को तेजी से गर्म करके इन मध्यवर्ती सीमाओं को पार करना संभव है, लेकिन व्हाइट ने स्पष्ट किया कि "एन्ट्रॉपी आपदा को अभी भी अंतिम सीमा माना जाता है।"
अपने हालिया अध्ययन में, टीम ने पाया कि सोना आश्चर्यजनक रूप से 19,000 केल्विन (18,726 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म हो गया था, जो उसके गलनांक से 14 गुना अधिक था और प्रस्तावित एन्ट्रॉपी आपदा सीमा से कहीं अधिक था, जबकि यह सब इसकी मजबूत क्रिस्टलीय संरचना को बनाए रखने के लिए किया गया था।
शोधकर्ताओं का मानना है कि तेज़ गर्म करने से सोना फैलने से रुक गया, जिससे वह ठोस बना रहा। निष्कर्ष बताते हैं कि अगर पदार्थों को तेज़ी से गर्म किया जाए, तो अतितापित पदार्थों की कोई ऊपरी सीमा नहीं हो सकती।
