படிகங்கள் உருவாகும் விதம்: நூறாண்டு கோட்பாட்டை மறுக்கும் புதிய ஆய்வு

UCLA தலைமையிலான ஆய்வாளர்கள், படிகங்கள் உருவாகும் செயல்முறையான நியூக்ளியேஷனை அணு அணுவாக, முப்பரிமாணத்தில் படம்பிடித்துள்ளனர். ஒரு பொருள் உறைந்தோ குளிர்ந்தோ திடப்படும்போது, ஒழுங்கற்ற பொருளுக்குள் நியூக்ளியஸ் எனப்படும் சிறிய, ஒழுங்கமைந்த பகுதிகள் உருவாகும் செயல்முறையே நியூக்ளியேஷன் ஆகும். ஏறத்தாழ நூறு ஆண்டுகளாக நம்பப்பட்டு வரும் பாரம்பரிய நியூக்ளியேஷன் கோட்பாடு கணித்தது போன்ற கூர்மையான எல்லை இல்லாமல், படிகமும் அதைச் சுற்றியுள்ள ஒழுங்கற்ற பொருளும் படிப்படியாக மாறுவதாக ஆய்வாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர். இந்த ஆய்வு நேச்சர் மெட்டீரியல்ஸ் இதழில் வெளியாகியுள்ளது.

இயற்பியல் மற்றும் வானியல் பேராசிரியரும், UCLA-வின் கலிபோர்னியா நானோசிஸ்டம்ஸ் நிறுவன உறுப்பினருமான ஜியான்வெய் "ஜான்" மியாவோ தலைமையிலான குழு, உயர் மற்றும் நடுத்தர எண்ட்ரோபி கலப்பு உலோகங்களால் ஆன நானோதுகள்களை ஆய்வு செய்தது. இந்தக் கலப்பு உலோகங்களில் பல உலோக மூலகங்கள் கிட்டத்தட்ட சமமான அளவில் கலந்திருக்கும்; இரும்பு போன்ற வழக்கமான கலப்பு உலோகங்களோ ஒரே முக்கிய மூலகத்தால் ஆதிக்கம் செலுத்தப்படுகின்றன. ஆய்வாளர்கள் நானோதுகள்களை முதலில் சூடாக்கினர். பின்னர் 3,000 டிகிரி பாரன்ஹீட்டுக்கும் (Fahrenheit) அதிகமான வெப்பநிலையிலிருந்து விநாடியின் நூறில் ஒரு சில பங்குகள் நேரத்திற்குள் அறை வெப்பநிலைக்கு வேகமாகக் குளிர வைத்தனர். இவ்வாறு படிக நியூக்ளியஸ்களை வெவ்வேறு உருவாக்க நிலைகளில் சிக்க வைத்தனர். அணு எலக்ட்ரான் டோமோகிராஃபி எனும் முப்பரிமாண இமேஜிங் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, ஒவ்வொரு அணுவையும் வரைபடமாக்கி, குழு 8,000-க்கும் மேற்பட்ட நியூக்ளியஸ்களை மறுகட்டமைத்தது. இவை 10-க்கும் குறைவான அணுக்களிலிருந்து 1,000-க்கும் மேற்பட்ட அணுக்கள் வரை இருந்தன.

"நாங்கள் கவனித்த படிகங்கள், பாரம்பரிய நியூக்ளியேஷன் கோட்பாடு கணித்தது போல, தங்களைச் சுற்றியுள்ள ஒழுங்கற்ற அணுக்களிலிருந்து கூர்மையான எல்லையுடன் ஒரே சீராக இருக்கவில்லை," என்று மியாவோ கூறினார். "மாறாக, நாங்கள் ஒரு சாய்வுநிலையைக் கண்டோம். ஒவ்வொரு நியூக்ளியஸிலும் மிக அதிக படிகத்தன்மை கொண்ட ஒரு மையம் இருந்தது. அந்த மையத்திலிருந்து எல்லையை நோக்கிச் செல்லச் செல்ல அது மேலும் மேலும் ஒழுங்கற்றதாக மாறியது." இந்த அமைப்பை விளக்குவதற்காக, ஆய்வாளர்கள் 'கிரேடியண்ட் நியூக்ளியேஷன் பாத்வேஸ் மாடல்' எனும் புதிய சமன்பாட்டை உருவாக்கினர். இது பாரம்பரிய நியூக்ளியேஷன் கோட்பாட்டைத் தூக்கி எறியாமல் அதை விரிவுபடுத்துகிறது. அந்தப் பழைய நிலையை புதிய சமன்பாட்டில் பொருத்தினால், பாரம்பரிய கோட்பாட்டின் அதே முடிவுகளே கிடைக்கும் என்று மியாவோ கூறினார்.

அருகிலுள்ள பெரும்பாலான படிக நியூக்ளியஸ்கள், ஒன்றிணைவதற்கு முன்பே ஒரே திசையமைப்பில் உருவாகியிருந்ததையும் ஆய்வாளர்கள் கண்டறிந்தனர். இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட உயர் மற்றும் நடுத்தர எண்ட்ரோபி கலப்பு உலோகங்கள், ஏறத்தாழ இருபது ஆண்டுகளுக்கு முன்பே முதன்முதலில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டவை.