ساخت حالت جدیدی از آب

بیگ بنگ: ﭘﺲ اﺯ ﺳالﻫﺎ ﺁﺯﻣﺎﻳﺶ محققان ﺩﺭﻳﺎﻓﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺁﺏ در ﻓﺸﺎﺭ و ﺩﻣﺎﻱ بسیار ﺑﺎﻻ، ﺳﺎﺧﺘﺎﺭﻱ ﺟﺪﻳﺪ ﺑﻪ ﻧﺎﻡ ﻳﺦ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ(Super ionic) ﭘﻴﺪا می کند. ﻳﻜﻲ اﺯ ﺷﮕﻔﺘﻲﺁﻭﺭﺗﺮﻳﻦ ﺧﺼﺎﻳﺺ ﺁﺏ اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ  ﺩﺭ ﺩﻣﺎﻱ ﻫﺰاﺭ ﺩﺭﺟﻪ و ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎﺭ ﺑﺎﻻ، ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ ﭘﻴﺪا  می کند. اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪﻩ ﺩﺭ ﺳﻴﺎﺭﻩ‌ﻫﺎﻱ ﻭﺳﻴﻊ ﻳﺨﻲ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ اﻭﺭاﻧﻮﺱ و ﻧﭙﺘﻮﻥ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ اﺳﺖ. ﺩﻟﻴﻞ اﻳﻦ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺣﺎﻟﺖ ﻋﺠﻴﺐ ﺩﺭ ﺁﺏ، ﺣﺮﻛﺖ ﻳﻮﻥ ﻫﺎﻱ ﻫﻴﺪﺭﻭﮊﻥ ﺩﺭ ﺷﺒﻜﻪ ﺟﺎﻣﺪﻱ اﺯ اﻛﺴﻴﮋﻥ اﺳﺖ.

به گزارش بیگ بنگ، ﺩﺭ ﺳﺎﻝ ۱۹۸۸میلادی، ﺯﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪﻩ ﺑﺮاﻱ اﻭﻟﻴﻦ ﺑﺎﺭ پیش‌بینی ﺷﺪ، ﺑﺴﻴﺎﺭﻱ اﺯ ﻓیزﻳﻜﺪاﻧﺎﻥ،ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎﺯﻱ­ﻫﺎﻱ ﻋﺪﺩﻱ ﺻﻮﺭﺕ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺭا ﺗﺎﻳﻴﺪ و ﻳﺎ ﺗﺼﺤﻴﺢ ﻛﺮﺩﻧﺪ. ﺩﺭ ﺣﺎﻟﻲ ﻛﻪ ﺳﺎﻳﺮﻳﻦ ﺗﻜﻨﻴﻚ ﻫﺎﻱ ﺗﺮاﻛﻢ ﺁﻣﺎﺭﻱ ﺭا ﺑﺮاﻱ ﺑﺮﺭﺳﻲ ﻧﻤﻮﺩاﺭ ﺣﺎﻟﺖ ﺁﺏ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎﺭ ﺑﺎﻻ، ﭘﻴﺶ ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ. ﺑﺎ ﻭﺟﻮﺩ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ اﺛﺮاﺕ ﻏﻴﺮﻣﺴﺘﻘﻴﻢ اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪﻩ، ﺗﺎ ﺑه اﻣﺮﻭﺯ ﻫﻴﭻ ﮔﺮﻭﻩ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺗﻲ ﻣﻮﻓﻖ ﺑﻪ ﺷﻔﺎﻑﺳﺎﺯﻱ ﺷﻮاﻫﺪ ﺁزﻣﺎﻳﺸﺎﺕ ﺻﻮﺭﺕ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻧﺸﺪﻩ ﺑﻮﺩ.

ﻻﺭﻧﺲ ﻟﻴﻮﻣﻮﺭ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاﻩ فیزﻳﻜﺪاﻥ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻩ ﻣﻠﻲ ﻣﺎﺭﻳﻮﺱ ﻣﻴﻠﻮﺕ و ﻫﻤﻜﺎﺭاﻧﺶ, ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ﺗﺮاﻛﻢ‌ﺳﺎﺯﻱ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ، اﺛﺮ ﺗﺮﻣﻮﺩﻳﻨﺎﻣﻴﻜﻲ ﺭا ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻛﺮﺩﻧﺪ ﻛﻪ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻴﺪاﺩ ﻳﺦ ﺩﺭ ﺩﻣﺎﻱ ۵۰۰۰ ﺩﺭﺟﻪ ﻛﻠﻮﻳﻦ ﺩﺭ ۱۹۰ ﮔﻴﮕﺎﭘﺎﺳﻜﺎﻝ ﺫﻭﺏ می شود، ﭼﻨﻴﻦ ﺩﻣﺎﻳﻲ، ۴۰۰۰ ﻛﻠﻮﻳﻦ ﺑﻴﺸﺘﺮ اﺯ ﻧﻘﻂﻪ ﺫﻭﺏ ۰٫۵ ﻣﮕﺎﺑﺎﺭ(Mbar)  ﺑﻮﺩﻩ و ﺗﻘﺮﻳﺒﺎ ﺑﺎ ﺩﻣﺎﻱ ﺳﻂﺢ ﺧﻮﺭﺷﻴﺪ ﺑﺮاﺑﺮﻱ می کند.

ﺩﻛﺘﺮ ﻣﻴﻠﻮﺕ ﻣﻲ ﮔﻮﻳﺪ: «ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﺎﺕ ﻣﺎ ﺩﻭ ﻓﺮﺿﻴﻪ اﺻﻠﻲ ﺭا ﺑﺮاﻱ ﻳﺦ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻂﺮﺡ می کنند: ﺭﺳﺎﻧﺎﻳﻲ ﺑﺎﻻ ﻳﻮﻧﻲ/اﺗﻤﻲ ﺩﺭ ﻧﻘﻂﻪ ﺫﻭﺏ ﺑﺎﻻ و ﺟﺎﻣﺪ. ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﺎﺕ ﻣﺎ، ﺷﻮاﻫﺪﻱ ﺭا ﺑﺮاﻱ اﺛﺒﺎﺕ ﻳﺦ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ اﺭائه ﻛﺮﺩﻩ و ﻧﺸﺎﻥ می دهند ﻓﺮاﻳﺾ ﻣﻂﺮﺡ ﺷﺪﻩ اﺯ ﺷﺒﻴﻪ‌ﺳﺎﺯﻱ‌ﻫﺎﻱ ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ اﺳﺘﺨﺮاﺝ ﻧﺸﺪﻩ‌اﻧﺪ و ﺗﻤﺎﻣﺎ ﺑﺮ اﺳﺎﺱ ﺭﻓﺘﺎﺭ و ﺧﺼﺎﻳﺺ ﻏﻴﺮ ﻋﺎﺩﻱ ﺁﺏ ﺩﺭ ﺷﺮاﻳﻄ ﺑﺨﺼﻮﺹ، ﺷﻜﻞ ﮔﺮﻓﺘﻪ‌اﻧﺪ. ﺷﻮاﻫﺪ، ﻣﺼﺪاﻕ ﺑﺎﺭﺯ ﻧﻆﺮﻳﻪ ﺷﺒﻴﻪ‌ﺳﺎﺯﻱ ﻫﻨﺮ ﻛﻮاﻧﺘﻮﻡ ﺑﻮﺩﻩ و اﺯ ﻧﻆﺮﻳﻪ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩﻱ ﺑﺮ اﺳﺎﺱ ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﻚ مولکولی ﭘﻴﺮﻭﻱ می کنند.»

ﮔﺮﻭﻩ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎﺩﻩ اﺯ ﺳﻠﻮﻝ‌ﻫﺎﻱ ﺳﻨﺪاﻧﻲ اﻟﻤﺎﺱ، ﻓﺸﺎﺭﻱ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ۲٫۵  گیگاپاسکال ﺭا ﺑﻪ ﺁﺏ اﺯ ﻗﺒﻞ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﻳﺨﻲ ﺑﺎ ﺩﻣﺎﻱ اﺗﺎﻕ، ﻭاﺭﺩ ﻛﺮﺩﻧﺪ؛ اﻳﻦ ﻳﺦ، ﻗﻂﻌﻪ‌اﻱ ﻣﺘﻔﺎﻭﺕ ﺑﺎ ﺳﺎﻳﺮ ﻣﻜﻌﺐ‌ﻫﺎﻱ ﻳﺨﻲ ﺑﻪ ﺷﻤﺎﺭ می رفت ﭼﺮا ﻛﻪ  ﺗﻜﻪ ﻳﺨﻲ ﺷﺶ ﺿﻠﻌﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ۶۰ ﺩﺭﺻﺪ ﭼﮕﺎﻝ‌ﺗﺮ اﺯ ﺁﺏ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺷﺮاﻳﻄ ﻣﺤﻴﻂﻲ می باشد. ﺩﺭ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻌﺪ ﺗﺮاﻛﻢ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﺳﻠﻮﻝ‌ﻫﺎﻱ اﺯ ﭘﻴﺶ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺷﺪﻩ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎﺩﻩ اﺯ اﺷﻌﻪ ﻟﻴﺰﺭ ﺻﻮﺭﺕ ﮔﺮﻓﺖ. ﺩﺭ ﻃﻲ اﻳﻦ ﻋﻤﻠﻴﺎﺕ اﺯ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﻟﻴﺰﺭ ﻗﺪﺭﺗﻤﻨﺪﻱ ﺑﺮاﻱ ﺗﺎﺑﺎﻧﺪﻥ  ۶ ﭘﺮﺗﻮ ﻗﻮﻱ ﺑﻪ اﻟﻤﺎﺱ‌ﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻛﺮﺩﻧﺪ. اﻳﻦ ﭘﺮﺗﻮﻫﺎ ﺟﺮﻳﺎن یک ﻧﺎﻧﻮﺛﺎﻧﻴﻪ‌اﻳﻲ ماوراء بنفش ﺭا ﺑﻪ ﺩﺭﻭﻥ ﺳﻠﻮﻝ اﻟﻤﺎﺱﻫﺎ ﻫﺪاﻳﺖ می کردند. ﺑﺎ اﻳﻦ ﻣﻮﺝ‌ﻫﺎﻱ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ و ﭘﺮﻗﺪﺭﺕ، ۱۰۰  گیگاپاسکال ﻓﺸﺎﺭ ﺑه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻭاﺭﺩ می شد و ﻫﺪﻑ، ﻣﺘﺮاﻛﻢ‌ﺳﺎﺯﻱ و ﮔﺮﻣﺎﺩﻫﻲ ﻳﺦ ﺁﺑﻲ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﻫﻤﺰﻣﺎﻥ ﺑﻮﺩ.

ﺩﻛﺘﺮ ﻣﻴﻠﻮﺕ: «اﺯ ﺁﻧﺠﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺁﺏ ﺭا اﺯ ﭘﻴﺶ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺑﻮﺩﻳﻢ، ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺯﻣﺎﻥ ﻣﺘﺮاﻛﻢ‌ﺳﺎﺯﻱ ﺁب ﻣﺎﻳﻊ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺷﺮاﻳﻄ ﻣﺤﻴﻂﻲ، ﮔﺮﻣﺎﺩﻫﻲ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﻛﻤﺘﺮﻱ ﺻﻮﺭﺕ ﮔﺮﻓﺖ ﻛﻪ اﻳﻦ اﺟﺎﺯﻩ ﺭا ﺑﻪ ﻣﺎ ﺩاﺩ ﺗﺎ ﺳﻂﻮﺡ ﺳﺮﺩﺗﺮﻱ ﺩﺭ ﻓﺸﺎﺭ ﺑﺎﻻ ﺭا ﺷﺎﻫﺪ ﺑﺎﺷﻴﻢ و ﺑﻪ اﺳﺘﺤﻜﺎﻡ اﺯ ﭘﻴﺶ ﻓﺮﺽ ﺷﺪﻩ ﺑﺮاﻱ ﻳﺦ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ ﺩﺳﺖ ﭘﻴﺪا ﻛﻨﻴﻢ. محققان از سرعت­‌سنج و گرماسنج فوق سریع تداخل‌­یاب کمک گرفتند تا ویژگی­‌های ظاهری آب فشرده را تعریف کرده و ویژگی­‌های ترمودینامیک آن در خلال آزمایش ۲۰-۱۰ نانوثانیه‌­ای را مشخص کنند(قبل از آنکه موج­‌های ناشی از وجود فشار، آب را از فشردگی خارج و آن را به همراه الماس­‌های آن تبخیر کنند).

دکتر میلوت در این باره گفت: «اینها آزمایشات چاش برانگیزی هستند بنابراین اینکه ببینیم اطلاعات بسیاری را می­ توان بدست آورد برای ما بسیار هیجان­‌انگیز بود؛ مخصوصا اینکه ما دوسال برای اندازه­‌گیری­‌ها و دوسال برای ابداع روش مناسب برای بررسی داده­‌ها صرف کردیم.» این آزمایش می­ تواند ارزش بالایی برای علوم سیاره‌­ای داشته باشد زیرا ممکن است اورانوس و نپتون حاوی مقادیر بسیاری از یخ نیمه­ جامد باشند.

سیاره­‌شناسان معتقدند این غول‌­های یخی عمدتا از کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن تشکیل شده­‌اند که احتمالا ۶۵ درصد آن را، آبی تشکیل می­ دهد که با آمونیاک و متان ترکیب شده است. دانشمندان این سیارات را مملو از مایعات روان داخلی می­ دانند. حال اکشاف آزمایشی یخ نیمه­ جامد می­ تواند تصویر جدیدی از این سیارات، متشکل از پوسته‌ای نازک و گوشته­‌ای مملو از یخ نیمه­ جامد ارائه کند. در واقع، دهۀ گذشته در توضیحی برای میدان­‌های مغناطیسی غیرمعمول اطراف زمین، چنین ساختاری ارائه شده بود. ﻧﺘﺎﻳﺞ اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ در نشریۀ Nature physics منتشر شده است.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com

(9 نفر , میانگین : 4٫56 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=73648
رضا کاظمی

رضا کاظمی

دانشجوی کارشناسی مترجمی انگلیسی و علاقمند به مطالب علمی نجومی میباشد و در زمینه انتشار مقاله با وب سایت بیگ بنگ همکاری می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۳ پاسخ‌ها

  1. نوید گفت:

    دستتون درد نکنه عالی هستین

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.