تولید یخ موجود در اعماق قمرهای یخی

دانشمندان دانشگاه استنفورد برای نخستین بار موفق به تولید نسخه فوق متراکمی از یخ موجود در اعماق قمرهای یخی شدند.

ایسنا: دانشمندان دانشگاه استنفورد برای نخستین بار موفق به تولید نسخه فوق متراکمی از یخ موجود در اعماق قمرهای یخی شدند.

به نقل از دیلی‌میل، تصاویر شکار شده در این فرآیند نشان می‌دهد چگونه آب منجمد می‌شود تا شکل عجیبی از یخ موسوم به "یخ هفت" ‌(Ice VII ) را تقریبا در لحظه‌ای پس از قرار گرفتن در معرض یک موج شوک تولید شده توسط لیزر تولید کند.

تصاویر بلادرنگ از این فرآیند، به دانشمندان در درک بهتر جهان‌های دوردست فرازمینی کمک خواهد کرد. آن‌ها همچنین نشان می‌دهند چگونه آب و مواد دیگر، حالت‌های گذار از مایع به جامد را تجربه می‌کنند. تغییر دادن این حالت‌های گذار توسط تیم‌های تحقیقاتی می‌تواند راه را برای مهندسی کردن موادی با ویژگی‌های جدید و عجیب هموار کند.

دانشمندان دانشگاه استنفورد در این مطالعه به دنبال بررسی این تغییر فاز بودند، فرآیندی که طی آن حالت مواد بین جامد، مایع و گاز و همچنین بین آب و Ice VII تغییر می‌کند. Ice VII به طور طبیعی در محیط‌های فرازمینی و زمانی که اجرام سیاره‌ای یخی مانند دنباله‌دارها به هم برخورد می‌کنند، تولید می‌شود.

بخشی از انگیزه محققان حاضر برای بررسی چنین فرآیندی درک بهتر این موضوع بود که این اجرام بین‌ستاره‌ای یخی چگونه بلوک‌های سازنده حیات را شکل می‌دهند؛ تحولات فازی در طول چنین برخوردهایی بر امکان شکل‌ گیری ترکیبات پربیوتیک و ثبات آن‌ها تاثیر می‌گذارد.

تیم علمی از "منبع نور منسجم لیناک" (LCLS) برای شکار فیلمی از تغییر فاز آب به Ice VII استفاده کردند. این تغییر فاز فقط طی شش میلیاردم ثانیه یا 6 نانوثانیه رخ داد و طی آن دانشمندان مشاهده کردند که آب مایع به فاز یخ با فشار بالا متبلور شد.

این محققان در ابتدا یک لیزر سبزرنگ فشرده را بر هدف کوچک حاوی نمونه‌ای از آب مایع تاباندند. این لیزر به طور آنی لایه‌های الماس موجود را بر روی یک سمت این هدف تبخیر کرد و نیرویی تولید کرد که آب را با فشارهای بیش از ۵۰ برابر جو زمین در سطح دریا فشرده کرد.

هنگام فشرده شدن آب، یک پرتو جداگانه از ابزاری موسوم به "لیزر الکترون آزاد" (XFEL) در مجموعه‌ای از پالس‌های شفاف و فقط در یک فمتوثانیه یا یک کوادریلیونم ثانیه به این مجموعه تابانده شد. این پرتو لیزر که به فلش‌های دوربین مجهز بود، مجموعه‌ای از تصاویر را شکار کرد که پیشرفت تغییرات مولکولی را هنگام متبلورشدن آب فشرده شده به شکل یخ هفت شکار کرد.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Physical Review Letters منتشر شد.