वैज्ञानिकों ने हीरा पिघलाकर सुलझाया आइस जायंट ग्रहों का 20 साल पुराना रहस्य

नेप्च्यून और यूरेनस जैसे आइस जायंट ग्रहों के भीतर भारी दबाव और गर्मी कार्बन को हीरे में बदल देती है, जो ग्रह के केंद्र की ओर बरसता है. वैज्ञानिक लंबे समय से यह मानते आए हैं। लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (LLNL) के भौतिकविदों ने पहली बार इस प्रक्रिया को प्रयोगशाला में फिर से बनाया है। नेचर फिजिक्स पत्रिका में प्रकाशित उनके अध्ययन ने हीरे के गलनांक से जुड़ी 20 साल पुरानी पहेली सुलझा दी है।

यह प्रयोग रोचेस्टर विश्वविद्यालय की ओमेगा लेज़र फैसिलिटी में किया गया, जहां लेज़र ने हीरे के नमूने की बाहरी परत को वाष्पित कर दिया। इससे हीरे के भीतर एक शॉक वेव पैदा हुई, जिसने उसे पृथ्वी के कोर से तीन गुना से अधिक दबाव तक संपीड़ित कर दिया, और तापमान सूर्य की सतह के बराबर पहुंच गया. यह स्थिति केवल एक अरबवें हिस्से सेकंड तक रही। एक्स-रे डिफ्रैक्शन नामक अल्ट्राफास्ट तकनीक सहित कई सेंसरों से वैज्ञानिकों ने इस प्रक्रिया पर नज़र रखी।

हीरे को पहले भी पिघलाया जा चुका है, लेकिन पहले के मापों में हीरे का गलनांक क्वांटम यांत्रिकी पर आधारित कंप्यूटर मॉडलों से 20% तक अलग था. यानी अनुमानित और मापे गए गलनांक के बीच 1,000 केल्विन से ज़्यादा का अंतर। नए एक्स-रे डिफ्रैक्शन डेटा के आधार पर, LLNL टीम ने पाया कि उनका मापा गया गलनांक आधुनिक क्वांटम मॉडलों से मेल खाता है, जिससे यह लंबे समय से चला आ रहा अंतर दूर हो गया।

प्रयोग से यह भी पता चला कि ठोस हीरा तरल धात्विक कार्बन से कम घना होता है. ठीक वैसे ही जैसे ठोस बर्फ तरल पानी पर तैरती है। इसका मतलब है कि इन ग्रहों के भीतर हीरे तरल कार्बन के सागर पर तैर सकते हैं, या पूरी तरह पिघलकर हीरे की बारिश के रूप में केंद्र की ओर डूब सकते हैं। ऐसी गिरती हीरे की बूंदों से पैदा होने वाला घर्षण और गर्मी नेप्च्यून द्वारा अंतरिक्ष में छोड़ी जाने वाली अतिरिक्त ऊर्जा का बड़ा स्रोत माना जाता है। यह शोधपत्र इसके लिए ज़रूरी सटीक दबाव और तापमान का डेटा देता है।

LLNL में ही नेशनल इग्निशन फैसिलिटी (NIF) भी है. जहां वैज्ञानिक इनर्शियल कन्फाइनमेंट फ्यूजन नामक तकनीक से लेज़र द्वारा ईंधन कैप्सूल को संपीड़ित कर फ्यूजन पैदा करने और ऊर्जा-सकारात्मक प्रतिक्रिया हासिल करने की कोशिश कर रहे हैं। इस प्रयोग में इस्तेमाल हीरा, NIF प्रयोगों में इस्तेमाल होने वाले "टारगेट" ईंधन कैप्सूल जैसा ही था। शोधकर्ताओं ने पाया कि धीमा, नरम शुरुआती शॉक भी कैप्सूल को पूरी तरह पिघला सकता है, और उनकी गणना बताती है कि इससे कैप्सूल के ईंधन से निकलने वाली फ्यूजन ऊर्जा तीन गुना तक बढ़ सकती है। फिर भी NIF अभी "इंजीनियरिंग ब्रेकईवन". यानी बिजलीघर के तौर पर इस्तेमाल के लिए ज़रूरी सीमा. से कई गुना दूर है।