ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೀರಿನ ಬಾಟಲಿ ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸುವ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ನಿಂದಲೇ ವಜ್ರದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಕಣಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದೇ? ಹೌದು, ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಲೇಸರ್ ಬಳಸಿ ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಸಂಶೋಧನೆ ಯುರೇನಸ್ ಮತ್ತು ನೆಪ್ಚೂನ್‌ನಂತಹ ಹಿಮಾವೃತ ಗ್ರಹಗಳ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಜ್ರಗಳು ಹೇಗೆ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ನೆರವಾಗಲಿದೆ. ಅಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವು ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನೂ ತೆರೆದಿಡಬಹುದು.
ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ನಿಂದ ವಜ್ರ ತಯಾರಿಕೆ; ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಮಹತ್ವದ ಸಾಧನೆ
ಜರ್ಮನಿಯ ಹೆಲ್ಮ್‌ಹೋಲ್ಟ್ಜ್-ಸೆಂಟ್ರಮ್ ಡ್ರೆಸ್ಡನ್-ರಾಸೆಂಡಾರ್ಫ್ (HZDR) ಮತ್ತು ರೊಸ್ಟಾಕ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಜೆಕ್ ಗಣರಾಜ್ಯದ ಪ್ರಾಗ್ ನಗರದ ದಕ್ಷಿಣ ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಎಕ್ಸ್‌ಟ್ರೀಮ್ ಲೈಟ್ ಇನ್‌ಫ್ರಾಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ (ELI) ಲೇಸರ್ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗ ನಡೆಸಲಾಗಿದೆ.
ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮೇಲೆ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಲೇಸರ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಹಾಯಿಸಿ, ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣಾಂಶವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮರುಜೋಡಣೆಗೊಂಡು ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳಾಗಿ ರೂಪುಗೊಂಡವು. ಈ ವಿಧಾನವು ಹಿಮಾವೃತ ಗ್ರಹಗಳ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಅನುಕರಿಸಲು ಸಹ ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ.
ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳು ಹೇಗೆ ರೂಪುಗೊಂಡವು?
ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಬಾಟಲಿ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವು ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಪಾಲಿಥಿಲೀನ್ ಟೆರೆಫ್ತಲೇಟ್ (PET) ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ನ ಸುಮಾರು 100 ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್ ದಪ್ಪದ ಹಾಳೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.
ಈ ಹಾಳೆಯ ಮೇಲೆ ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಲೇಸರ್ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಹಾಯಿಸಿದಾಗ, ಸುಮಾರು 100 ಗಿಗಾಪಾಸ್ಕಲ್ ಮಟ್ಟದ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಸಾವಿರಾರು ಡಿಗ್ರಿ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಯಿತು. ಇದರಿಂದ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ನಲ್ಲಿದ್ದ ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮರುಜೋಡಣೆಗೊಂಡು ವಜ್ರದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಿದವು.
ಆದರೆ ಇಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ಗಾತ್ರದ ವಜ್ರಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿಲ್ಲ. ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್ ಮಟ್ಟದ ಅತ್ಯಂತ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವಜ್ರದ ಕಣಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇವುಗಳನ್ನೇ ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ವಜ್ರದ ಕಣಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದೇ ದೊಡ್ಡ ಸವಾಲು
ಲೇಸರ್ ಮೂಲಕ ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಹಾನಿಯಾಗದಂತೆ ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದೂ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಸವಾಲಾಗಿತ್ತು. ಪ್ರಯೋಗದ ವೇಳೆ ಈ ಕಣಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದವು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಅಪ್ಪಳಿಸಿದರೆ ಅವು ಹಾನಿಗೊಳಗಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿತ್ತು.
ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಸಂಶೋಧಕರು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಬಲ್ಲ ವಿಶೇಷ ಅಯಾನಿಕ್ ಜೆಲ್‌ ಅನ್ನು ಸಂಗ್ರಹ ಮಾಧ್ಯಮವಾಗಿ ಬಳಸಿದರು. ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದ ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳು ಈ ಜೆಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಿಲುಕಿಕೊಂಡವು. ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ಮೂಲಕ ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಯಿತು.
ಕೇವಲ 3 ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್ ಗಾತ್ರದ ವಜ್ರಗಳು!
ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಲೇಸರ್ ಶಾಟ್‌ಗೆ ಸುಮಾರು 10 ಟ್ರಿಲಿಯನ್ ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳು ರೂಪುಗೊಂಡಿವೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಣದ ಸರಾಸರಿ ವ್ಯಾಸ ಸುಮಾರು 3 ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್‌ಗಳಷ್ಟಿದೆ. ಅಂದರೆ, ಈ ಕಣಗಳು ಬರಿಗಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣದಷ್ಟು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿವೆ.
ಸುಮಾರು 100 ಲೇಸರ್ ಶಾಟ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಕೆಲವು ನೂರು ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಾಂಗಳಷ್ಟು ವಸ್ತುವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿ, ಅದರಲ್ಲಿರುವ ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಪ್ರತಿ ಶಾಟ್‌ಗೆ ಅಪಾರ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಣಗಳು ಸೃಷ್ಟಿಯಾದರೂ, ಒಟ್ಟು ಉತ್ಪಾದನೆಯ ತೂಕ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಎಂಬುದನ್ನೂ ಗಮನಿಸಬೇಕು.
ನೆಪ್ಚೂನ್, ಯುರೇನಸ್ ಗ್ರಹಗಳ ರಹಸ್ಯ ತಿಳಿಯಲು ಸಹಾಯ
ನೆಪ್ಚೂನ್ ಮತ್ತು ಯುರೇನಸ್‌ನಂತಹ ಹಿಮಾವೃತ ದೈತ್ಯ ಗ್ರಹಗಳ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಪಾರ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣಾಂಶವಿದೆ. ಇಂತಹ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್ ವಜ್ರವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಂಡು, ಗ್ರಹಗಳ ಒಳಭಾಗದತ್ತ ಚಲಿಸಬಹುದು ಎಂಬ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹಲವು ವರ್ಷಗಳಿಂದ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.
ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮೇಲೆ ನಡೆಸಿದ ಈ ಪ್ರಯೋಗವು ಅಂತಹ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ವಜ್ರಗಳು ಹೇಗೆ ರೂಪುಗೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿರುವುದರಿಂದಲೇ ಗ್ರಹಗಳ ಒಳಭಾಗದ ಎಲ್ಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳೂ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಾಬೀತಾಗಿವೆ ಎಂದರ್ಥವಲ್ಲ.
ವೈದ್ಯಕೀಯ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲೂ ಬಳಕೆ ಸಾಧ್ಯವೇ?
ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳಿಗೆ ವಿಶೇಷ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿವೆ. ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸೆನ್ಸರ್‌ಗಳು, ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಂಶೋಧನೆ ಹಾಗೂ ಇತರ ತಾಂತ್ರಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಆದರೆ ಈ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಿಧಾನದಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ನಾನೋಡೈಮಂಡ್‌ಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲು ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚ, ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಗುಣಮಟ್ಟದಂತಹ ಅಂಶಗಳ ಕುರಿತು ಇನ್ನಷ್ಟು ಸಂಶೋಧನೆ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
