जब बहुत अधिक गर्मी और दबाव में, पदार्थ “सुपरक्रिटिकल” हो जाता है, और तरल और गैस के बीच का अंतर गायब हो जाता है। अब, नए शोध से पता चलता है कि इस चरम सुपरक्रिटिकल अवस्था में पदार्थ वैज्ञानिकों की तुलना में कम जटिल है जो पहले सोचा था। वास्तव में, तरल जैसे होते हैं और गैससुपरक्रिटिकल सामग्री में समान स्थिति, और दोनों के बीच टिपिंग बिंदु आश्चर्यजनक रूप से पूरे मामले में सुसंगत है। इसका मतलब यह हो सकता है कि इन राज्यों को विभिन्न प्रकार की सामग्रियों में नियंत्रित करने वाले सार्वभौमिक नियम हैं।
लंदन की क्वीन मैरी यूनिवर्सिटी के भौतिक विज्ञानी सह-लेखक कोस्त्या ट्रेचेंको ने कहा, “सुपरक्रिटिकल मैटर की मुखर सार्वभौमिकता चरम स्थितियों में पदार्थ की एक नई शारीरिक रूप से पारदर्शी तस्वीर का रास्ता खोलती है।” बयान. “यह मौलिक भौतिकी के साथ-साथ हरित पर्यावरणीय अनुप्रयोगों, खगोल विज्ञान और अन्य क्षेत्रों में सुपरक्रिटिकल गुणों को समझने और भविष्यवाणी करने के दृष्टिकोण से एक रोमांचक संभावना है।”
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सुपरक्रिटिकल जा रहे हैं
सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थ पहले से ही कई उद्योगों में विभिन्न तरीकों से उपयोग किए जाते हैं। क्योंकि वे तरल पदार्थ और गैसों के गुणों को मिलाते हैं, उन्हें कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं और प्रक्रियाओं में नियोजित किया जा सकता है, जैसे कि खतरनाक-अपशिष्ट शोधन, तेल निष्कर्षण और औद्योगिक प्रशीतन। वे गैस दिग्गजों के वातावरण में भी स्वाभाविक रूप से मौजूद हैं जैसे बृहस्पति तथा शनि ग्रह.
हालांकि, सुपरक्रिटिकल अवस्था में पदार्थ के गुणों को समझना आसान नहीं होता है। जब ठोस, द्रव और गैस के बीच की रेखाएँ धुंधली हो जाती हैं, तो पदार्थ की कौन-सी विशेषताएँ इसके सबसे महत्वपूर्ण गुणों की व्याख्या कर सकती हैं?
ट्रेचेंको और क्वीन मैरी पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता सिलियन कॉकरेल ने दो विशेष मापदंडों पर शून्य किया: गर्मी क्षमता, या सामग्री कितनी अच्छी तरह गर्मी को अवशोषित करती है, और वह लंबाई जिस पर एक लहर सामग्री के माध्यम से फैलती है।
सार्वभौमिक नियम
शोधकर्ताओं ने पाया कि जब इन दोनों मापदंडों को एक-दूसरे के खिलाफ प्लॉट किया जाता है, तो एक विशिष्ट उलटा बिंदु उभरता है, जिस पर सुपरक्रिटिकल सामग्री के गुण अधिक तरल से अधिक गैस की तरह जाते हैं।
इसके अलावा, यह उलटा बिंदु शोधकर्ताओं द्वारा अध्ययन किए गए सभी सुपरक्रिटिकल सिस्टम में बहुत समान था। इनमें सुपरक्रिटिकल पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, सीसा और आर्गन शामिल थे – धातु तत्वों से लेकर महान गैसों तक के पदार्थों का एक विविध समूह।
यह एक बुनियादी विज्ञान के दृष्टिकोण से रोमांचक है, ट्रेचेंको ने कहा, क्योंकि यह इस बारे में नए प्रश्न उठाता है कि क्या विभिन्न के बीच संक्रमण के बारे में मौजूदा सिद्धांतों द्वारा उलटा बिंदु समझाया जा सकता है पदार्थ के चरण या क्या कुछ नए स्पष्टीकरण की आवश्यकता होगी।
ट्रेचेंको ने कहा, “जैसा कि हम ज्ञात की सीमाओं को आगे बढ़ाते हैं, हम इन नए रोमांचक सवालों की पहचान कर सकते हैं और जवाब तलाशना शुरू कर सकते हैं।”
निष्कर्ष आज (12 अगस्त) जर्नल में प्रकाशित हुए विज्ञान अग्रिम.
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।