வைரத்தை உருக்கி ஐஸ் ஜயண்ட் கோள் மர்மத்தைத் தீர்த்த விஞ்ஞானிகள்

நெப்டியூன், யுரேனஸ் போன்ற ஐஸ் ஜயண்ட் கோள்களின் உட்பகுதியில் கடும் வெப்பமும் அழுத்தமும் கார்பனை வைரமாக மாற்றி, அது கோள்களின் மையத்தை நோக்கி மழையாகப் பொழிகிறது என்று விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாக நம்பி வருகின்றனர். லாரன்ஸ் லிவர்மோர் நேஷனல் லேபரட்டரியை (LLNL) சேர்ந்த இயற்பியலாளர்கள் இந்த நிகழ்வை முதன்முறையாக மீண்டும் உருவாக்கியுள்ளனர். நேச்சர் பிசிக்ஸ் இதழில் வெளியான இவர்களது ஆய்வு, வைரத்தின் உருகுநிலை தொடர்பான 20 ஆண்டு கால மர்மத்தைத் தீர்த்துள்ளது.

ரோச்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தின் ஒமேகா லேசர் ஃபெசிலிட்டியில் இந்த ஆய்வு நடத்தப்பட்டது. லேசர் கதிர் வைர மாதிரியின் வெளிப்புற அடுக்கை ஆவியாக்கியது. இதனால் ஏற்பட்ட அதிர்ச்சி அலை வைரத்தின் உட்பகுதி வழியாகச் சென்று, பூமியின் மையத்தில் உள்ள அழுத்தத்தை விட மூன்று மடங்கு அதிகமான அழுத்தத்திற்கு அதை அமுக்கியது. சூரியனின் மேற்பரப்பு வெப்பநிலைக்கு ஈடான வெப்பநிலை ஒரு வினாடியில் நூறு கோடியில் ஒரு பங்கு நேரத்திற்கு மட்டுமே நீடித்தது. எக்ஸ்-ரே டிஃப்ராக்ஷன் எனப்படும் அதிவேக நுட்பம் உள்ளிட்ட பல உணரிகள் மூலம் இந்த நிகழ்வை விஞ்ஞானிகள் கண்காணித்தனர்.

வைரத்தை உருக்குவது இதுவே முதல் முறையல்ல. ஆனால் முன்னர் அளவிடப்பட்ட வைரத்தின் உருகுநிலை, குவாண்டம் இயற்பியல் அடிப்படையிலான கணினி மாதிரிகள் கணித்த மதிப்பில் இருந்து 20% வரை வேறுபட்டிருந்தது. அதாவது, கோட்பாட்டு மற்றும் அளவிடப்பட்ட உருகுநிலைகளுக்கு இடையே 1,000 கெல்வினுக்கும் அதிகமான வித்தியாசம். புதிய எக்ஸ்-ரே டிஃப்ராக்ஷன் தரவுகளின் மூலம், தாங்கள் அளவிட்ட உருகுநிலை நவீன குவாண்டம் மாதிரிகளுடன் பொருந்துவதாக LLNL குழு கண்டறிந்து, இந்த நீண்டகால இடைவெளியை நிவர்த்தி செய்துள்ளது.

திட வைரம், திரவ உலோக கார்பனை விட அடர்த்தி குறைவானது என்பதும் இந்த ஆய்வில் தெரியவந்தது. திட பனி திரவ நீரில் மிதப்பது போலவே. இதன் காரணமாக, இந்தக் கோள்களுக்குள் வைரங்கள் திரவ கார்பன் கடலின் மேல் மிதக்கலாம், அல்லது முழுவதுமாக உருகி வைர மழையாக மையத்தை நோக்கிச் செல்லலாம். இவ்வாறு விழும் வைரத் துளிகள் ஏற்படுத்தும் உராய்வும் வெப்பமும், நெப்டியூன் விண்வெளியில் வெளியேற்றும் அதிகப்படியான ஆற்றலுக்கு முக்கிய காரணமாக இருக்கலாம் என நம்பப்படுகிறது. இதற்குத் தேவையான துல்லியமான அழுத்தம், வெப்பநிலை குறித்த தரவை இந்த ஆய்வுக் கட்டுரை அளிக்கிறது.

LLNL ஆய்வகத்திலேயே நேஷனல் இக்னிஷன் ஃபெசிலிட்டியும் (NIF) செயல்படுகிறது. இங்கு விஞ்ஞானிகள் இனெர்ஷியல் கன்ஃபைன்மென்ட் ஃப்யூஷன் எனப்படும் முறையில், லேசர் மூலம் எரிபொருள் காப்ஸ்யூல்களை அழுத்தி இணைவை (fusion) தூண்டி, ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யும் எதிர்வினையை நிகழ்த்த முயல்கின்றனர். இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்திய வைரம், NIF சோதனைகளில் பயன்படுத்தும் "டார்கெட்" எரிபொருள் காப்ஸ்யூலை ஒத்திருந்தது. மெதுவான, மென்மையான ஆரம்ப அதிர்ச்சி அலை மூலமும் காப்ஸ்யூலை முழுமையாக உருக்க முடியும் என்பதை ஆசிரியர்கள் கண்டறிந்தனர். இந்த மென்மையான அதிர்ச்சி மூலம் காப்ஸ்யூலில் உள்ள எரிபொருளில் இருந்து வெளிவரும் இணைவு ஆற்றலை மூன்று மடங்காக்க முடியும் என்று அவர்களது கணக்கீடுகள் தெரிவிக்கின்றன. எனினும், மின் உற்பத்தி நிலையமாகப் பயன்படுத்தும் அளவுக்கு ஆற்றல் கிடைக்கும் "இன்ஜினியரிங் பிரேக்ஈவன்" எனும் நிலையை NIF இன்னும் எட்டவில்லை. அதற்கு இன்னும் மடங்கு தூரம் உள்ளது.