ब्रह्मांड में सबसे ठंडे प्लास्मा बनाने वाले शोधकर्ताओं ने उन्हें लेज़रों के साथ विस्फोट करके उन्हें ठंडा बनाने का एक तरीका ढूंढा।
वैज्ञानिकों ने प्लाज्मा को पूर्ण शून्य से लगभग 50 हजार डिग्री ऊपर ठंडा किया, गहरे अंतरिक्ष की तुलना में लगभग 50 गुना ठंडा।
शोधकर्ताओं ने एक नए अध्ययन में बताया कि यह मिर्च प्लाज्मा यह बता सकता है कि इसी तरह के प्लास्मा सफेद बौने सितारों के केंद्रों पर कैसे व्यवहार करते हैं और हमारे ब्रह्मांडीय पड़ोसी बृहस्पति जैसे गैस ग्रहों के मूल में हैं।
प्लाज्मा एक प्रकार की गैस है, लेकिन यह पदार्थ के चार मूलभूत राज्यों (गैस, तरल और ठोस के साथ) में से एक के रूप में पहचाना जाना पर्याप्त है। प्लाज्मा में, इलेक्ट्रॉनों की एक महत्वपूर्ण संख्या को उनके परमाणुओं से अलग किया गया है, एक राज्य का निर्माण करते हैं जहां मुक्त इलेक्ट्रॉन आयनों के आसपास ज़िप करते हैं, या उन परमाणुओं में जो एक सकारात्मक या नकारात्मक चार्ज होता है।
स्वाभाविक रूप से होने वाले प्लाज्मा में तापमान आमतौर पर बहुत अधिक होता है; उदाहरण के लिए, सूर्य की सतह पर प्लाज्मा 10,800 डिग्री फ़ारेनहाइट (6,000 डिग्री सेल्सियस) पर देखता है। प्लाज्मा को ठंडा करके, वैज्ञानिक हमारे गैस विशालकाय पड़ोसियों को पसंद करने वाले लोगों की तरह चरम स्थितियों में इसके व्यवहार को बेहतर ढंग से समझने के लिए अधिक विस्तृत अवलोकन कर सकते हैं।
अधिक सर्द हो
तो प्लाज्मा ठंड में मदद करने के लिए लेजर का उपयोग क्यों करें?
"लेजर कूलिंग ने इस तथ्य का लाभ उठाया कि प्रकाश ने गति प्राप्त की है," लीड स्टडी लेखक थॉमस किलियन, टेक्सास में राइस विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर हैं, ने लाइव साइंस को बताया। "अगर मेरे पास प्लाज्मा में आयन है और मेरे पास उस आयन से बिखरने वाला एक लेजर बीम है, तो हर बार जब आयन एक फोटॉन को दागता है तो उसे लेजर बीम की दिशा में एक धक्का मिलता है," किलियन ने कहा।
इसका मतलब है कि अगर कोई लेज़र बीम आयन की प्राकृतिक गति का विरोध करता है, तो हर बार जब आयन स्कैटर पर प्रकाश डालता है तो यह कुछ गति खो देता है, जो इसे धीमा कर देता है।
"यह ऊपर की ओर या गुड़ में चलने जैसा है," उन्होंने कहा।
अपने प्रयोगों के लिए, किलियन और उनके सहयोगियों ने तटस्थ प्लाज्मा की थोड़ी मात्रा का उत्पादन किया - प्लाज्मा अपेक्षाकृत सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के बराबर संख्या में - स्ट्रोंटियम धातु को वाष्पीकृत करना और फिर बादल को आयनित करना। प्लाज्मा एक सेकंड के 100 मिलियन से कम में फैल गया, जो गायब होने से पहले वैज्ञानिकों को इसे ठंडा करने में ज्यादा समय नहीं लगा। काम करने के लिए लेजर शीतलन के लिए, उन्हें प्लाज्मा को आगे बढ़ाने की जरूरत थी, जिससे आयन और भी धीमा हो गया। अध्ययन के लेखकों ने बताया कि अंत में, परिणामस्वरूप प्लाज्मा किसी भी पहले की तुलना में लगभग चार गुना अधिक ठंडा था।
किलियन ने कहा कि अत्यधिक ठंडा प्लाज्मा उत्पन्न करने के लिए आवश्यक टुकड़ों को इकट्ठा करने में लगभग 20 साल लगे, हालांकि प्रयोग खुद एक सेकंड के एक अंश से भी कम समय तक चले - और हजारों प्रयोग किए गए थे, किलियन ने कहा।
"जब हम एक प्लाज़्मा बनाते हैं तो यह केवल कुछ सौ माइक्रोसेकंड के लिए रहता है। प्रत्येक 'एक प्लाज़्मा, लेज़र-कूल इसे बनाते हैं, देखो और देखो क्या हुआ' एक मिलीसेकंड से कम है," उन्होंने कहा। "यह कहने के लिए वास्तव में पर्याप्त डेटा बनाने में दिन और दिन लगते हैं, 'आह, यह कैसा प्लाज्मा व्यवहार कर रहा है।"
ठंडा हो रहा है
अध्ययन के निष्कर्ष इस बात के बारे में बहुत सारे प्रश्न आमंत्रित करते हैं कि पराबैंगनी प्लाज्मा ऊर्जा और पदार्थ के साथ कैसे संपर्क कर सकते हैं; उत्तर खोजने से सफेद बौने सितारों और गैस विशाल ग्रहों के अधिक सटीक मॉडल बनाने में मदद मिल सकती है, जो उनके अंदरूनी हिस्सों में गहरे प्लाज्मा हैं जो प्रयोगशाला में प्लाज्मा के ठंडा होने के समान व्यवहार करते हैं।
"हमें उन प्रणालियों के बेहतर मॉडल की आवश्यकता है ताकि हम ग्रह गठन को समझ सकें," किलियन ने कहा। "यह पहली बार है जब हमने एक टेबलटॉप प्रयोग किया है जिसमें हम वास्तव में उन मॉडलों में खिलाने के लिए चीजों को माप सकते हैं।"
किल्शियन ने लाइव साइंस को बताया कि प्लाज्मा बनाने से भी ठंडा हो सकता है, जो पहुंच के भीतर भी हो सकता है, जो वैज्ञानिकों की इस समझ को बदल सकता है कि पदार्थ का यह रहस्यमय रूप कैसा है।
"अगर हम इसे परिमाण के एक और क्रम को ठंडा कर सकते हैं, तो हम उन पूर्वानुमानों के करीब पहुंच सकते हैं जहां प्लाज्मा वास्तव में एक ठोस बन सकता है - लेकिन एक विचित्र ठोस, जो कभी भी लोगों द्वारा बनाए गए किसी भी ठोस की तुलना में 10 गुना कम घना होता है," किलियन ने कहा।
उन्होंने कहा, "यह बहुत ही रोमांचक होगा।"
यह निष्कर्ष साइंस जर्नल में गुरुवार (3 जनवरी) को ऑनलाइन प्रकाशित हुआ।
संपादक का नोट: यह कहानी सूरज की सतह के तापमान को 3.5 मिलियन डिग्री फ़ारेनहाइट (2 मिलियन डिग्री सेल्सियस) से ठीक करने के लिए अपडेट की गई थी, जो स्टार के सबसे गर्म इंटीरियर का प्रतिनिधित्व करता है।
पर मूल लेख लाइव साइंस.
