वैज्ञानिकों ने SLAC लेजर का उपयोग करके गर्म, सघन पदार्थ में परमाणुओं का तापमान मापा

वैज्ञानिकों की एक टीम ने पदार्थ भौतिकी में एक महत्वपूर्ण प्रगति करते हुए, गर्म, सघन पदार्थ में परमाणुओं के तापमान को सफलतापूर्वक मापा है। उन्होंने SLAC नेशनल एक्सेलेरेटर लेबोरेटरी में MEC लेजर का उपयोग करके सोने के एक नमूने को 19,000 केल्विन (लगभग 18,726 डिग्री सेल्सियस) तक सुपरहीट किया। यह तापमान सोने के गलनांक से 14 गुना से अधिक है, फिर भी सामग्री पिघली नहीं। यह निष्कर्ष इस सिद्धांत का समर्थन करते हैं कि तीव्र ताप सोने के विस्तार को रोक सकता है, जिससे यह अपनी ठोस संरचना बनाए रख सकता है।

यह प्रयोग दशकों पुरानी भौतिकी की धारणाओं को चुनौती देता है, जो पहले मानते थे कि किसी ठोस पदार्थ की स्थिरता की एक ऊपरी सीमा होती है, जिसे 'एंट्रॉपी कैटास्ट्रॉफ़' कहा जाता है, जिसके बाद वह पिघल जाता है। इस अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने सोने को इतनी तेज़ी से गर्म किया कि परमाणु अपनी संरचना को तरल अवस्था में बदलने के लिए पुनर्व्यवस्थित नहीं हो सके। यह अभूतपूर्व कार्य नेचर पत्रिका में प्रकाशित हुआ है और यह चरम तापमान पर सामग्री के अनुसंधान के लिए नए रास्ते खोलता है।

इस तकनीक का उपयोग करके, वैज्ञानिक अब उन प्रणालियों के आंतरिक तापमान को सटीक रूप से माप सकते हैं जो पहले मापना बहुत मुश्किल था, जैसे कि ग्रहों के कोर या संलयन रिएक्टरों के अंदर पाए जाने वाले। SLAC का MEC (मैटर इन एक्सट्रीम कंडीशंस) उपकरण, जो उच्च-शक्ति वाले ऑप्टिकल लेजर बीम को LCLS हार्ड एक्स-रे बीमलाइन के साथ जोड़ता है, इस तरह के प्रयोगों के लिए एक अनूठी क्षमता प्रदान करता है।

यह शोध न केवल सामग्री विज्ञान की हमारी समझ को आगे बढ़ाता है, बल्कि भविष्य में अंतरिक्ष यान, खगोल भौतिकी और परमाणु रसायन विज्ञान जैसे क्षेत्रों में भी इसके अनुप्रयोग हो सकते हैं। यह खोज बताती है कि सामग्री को अत्यंत तेज़ी से गर्म करके, सुपरहीटेड सामग्री के लिए कोई ऊपरी सीमा नहीं हो सकती है। यह कार्य उच्च ऊर्जा घनत्व वाले प्लाज्मा राज्यों में ऊष्मा के प्रवाह को समझने में भी मदद करता है, जो जड़त्वीय संलयन प्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।