न्यूयॉर्क : शास्त्रज्ञांनी दोन हिर्यांच्या मध्ये पाणी दाबून ‘आईस 21’ (Ice XXI) नावाचा बर्फाचा एक पूर्णपणे नवीन प्रकार तयार केला आहे, जो खोलीच्या सामान्य तापमानालाही (room temperature) घन (solid) स्थितीत राहतो. हा बर्फ तेव्हा तयार होतो, जेव्हा पाण्याला अति-दाबाखाली आणले जाते आणि ते मेटास्टेबल म्हणजे कोणत्याही लहानशा धक्क्याने किंवा बदलाने अस्थिर होऊ शकणार्या स्थितीत रूपांतरित होते.
संशोधकांनी पाणी दोन हिर्यांच्या मध्ये ठेवून त्यावर अति-दाब दिला आणि जगातील सर्वात मोठ्या एक्स-रे लेसर, युरोपियन एक्स-रे फ्री-इलेक्ट्रॉन लेसर (XFEL) च्या मदतीने ‘आईस 21’ चा शोध घेतला. या प्रक्रियेत, अति-दाबाखालील पाण्याची रचना उच्च-घनता स्थितीतून अति-उच्च-घनता स्थितीत बदलते, असे या टीमला आढळले. ‘नेचर मटेरियल्स’ जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेल्या या संशोधनामुळे, अंतराळ संशोधनासाठी महत्त्वाचे परिणाम समोर येऊ शकतात. यामुळे परग्रहांवरील बर्फाळ चंद्रांवर बर्फ कोणत्या नवीन मार्गांनी तयार होऊ शकतो, याबद्दल नवीन माहिती मिळू शकते.
जर्मन इलेक्ट्रॉन सिंक्रोट्रॉन रिसर्च सेंटरमधील पोस्टडॉक्टरल संशोधक आणि या अभ्यासाच्या सह-लेखिका राहेल हसबंड यांनी एका निवेदनात सांगितले की, ‘आमच्या निष्कर्षांवरून असे दिसून येते की, उच्च तापमानाला मेटास्टेबल बर्फाचे अनेक टप्पे आणि त्यांच्याशी संबंधित रूपांतरण मार्ग अस्तित्वात असू शकतात. यामुळे ‘बर्फाळ चंद्रांच्या’ रचनेबद्दल नवीन द़ृष्टी मिळू शकते. रोमन अंकांमध्ये ‘21’ क्रमांक असलेला ‘आईस 21’ हा बर्फाचा 21 वा ज्ञात टप्पा आहे.
इतर टप्प्यांमध्ये चार-बाजूंचे ‘आईस 21’ क्रिस्टल्स आणि अति-उष्ण ‘सुपरआयनिक आईस’ यांचा समावेश आहे. पाण्याचे रेणू अनेक प्रकारच्या स्फटिक आणि अनाकार रचनांमध्ये गोठू शकतात, ज्यामुळे पाण्याचे अनेक घन रूपे अस्तित्वात आहेत. शास्त्रज्ञांना अनेकदा कमी तापमानात (जेव्हा रेणू मंद गतीने फिरतात) पाण्यावर दाब देऊन अनेक बर्फ-रुपांतरण मार्ग सापडले आहेत; परंतु त्यांनी खोलीच्या सामान्य तापमानाला (सुमारे 22 अंश सेल्सिअस/72 अंश फॅरेनहाईट) रेणूंची गती जास्त असल्याने बर्फाची विविधता कमी अपेक्षित केली होती.
या नवीन अभ्यासात, संशोधकांनी डायमंड अॅनविल सेल नावाचे उपकरण वापरले. हे उपकरण हिर्यांच्या अत्यंत कडकपणाचा फायदा घेऊन पदार्थांवर प्रचंड दाब टाकते. या चाचणीत, पाण्यावर पृथ्वीवरील सामान्य हवेच्या दाबापेक्षा सुमारे 20,000 पट जास्त दाब टाकला गेला. यामुळे H2O रेणू इतके जवळ आले की त्यांनी एक घन रचना तयार केली. XFEL ने दर एक मायक्रोसेकंदला (microsecond - सेकंदाचा दहा लाखावा भाग) नमुन्याचे स्कॅन केले, ज्यामुळे त्याची रचना कशी बदलत आहे हे रिअल टाईममध्ये पाहायला मिळाले.
