अत्यधिक दबाव में लोहे का अवलोकन | रसायन विज्ञान और भौतिकी

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अत्यधिक दबाव में लोहे का अवलोकन | रसायन विज्ञान और भौतिकी

लोहा कई विशिष्ट सामग्रियों का एक अनिवार्य घटक है। शोध में, हम यह देखने के लिए प्रतिदिन चरम स्थितियों के अधीन होते हैं कि यह कैसे प्रतिक्रिया करता है – इससे हमें सामग्री के गुणों के बारे में अधिक जानने में मदद मिलती है और हमें यह जानकारी मिलती है कि इसका उपयोग हमारे लाभ के लिए कैसे किया जा सकता है। यह पहले अध्ययन नहीं किया गया है कि लोहा अत्यधिक दबावों पर कैसे प्रतिक्रिया करता है, विशेष रूप से दबाव जो पृथ्वी के मूल में अनुभव के करीब है।

पृथ्वी का कोर लगभग पूरी तरह से बना है लोहा और निकल. इसकी त्रिज्या लगभग 2,165 मील है (लेकिन यह केवल अनुमान लगाया गया है क्योंकि वर्तमान में कोर का माप लेना असंभव है)। पृथ्वी के मूल में दबाव 3.6 मिलियन वायुमंडल (एटीएम) है। इसे कुछ परिप्रेक्ष्य देने के लिए, मनुष्य समुद्र तल पर 1 एटीएम का अनुभव करते हैं।

शोधकर्ताओं ने स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में एसएलएसी राष्ट्रीय त्वरक प्रयोगशाला इस वातावरण में लोहा कैसे प्रतिक्रिया करता है, यह देखने के लिए पृथ्वी के कोर के अत्यधिक दबाव को फिर से बनाया है।

पृथ्वी के कोर के दबाव का अनुकरण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने दो लेज़रों का उपयोग किया- एक दबाव उत्पन्न करने के लिए और दूसरा निरीक्षण करने के लिए। पहले लेज़र ने एक पल्स निकाल दी जिसने लोहे के नमूने के माध्यम से एक शॉकवेव भेजी, और दूसरे लेज़र ने एक्स-रे विवर्तन का उपयोग लोहे के क्रिस्टल के एकल फ़ेमटोसेकंड स्नैपशॉट को कैप्चर करने के लिए किया। एक फेमटोसेकंड 10-15 सेकंड का होता है।

समय को अलग-अलग करके, स्नैपशॉट को कई लेजर दालों पर लिया गया था, शोधकर्ता स्टॉप-मोशन फिल्म की तरह कुछ एक साथ रख सकते थे जो दालों के लिए लोहे के नमूने की प्रतिक्रिया दिखाती थी। जब सभी माप किए गए, तो शोधकर्ताओं ने कुछ अनोखा देखा: लोहे को ट्विनिंग से गुजरना पड़ा।

कई धातुओं में ट्विनिंग एक सामान्य घटना है। यह है एक सुधार की प्रक्रिया जो धातुओं को उच्च दबाव का सामना करने की अनुमति देता है। लोहे के परमाणु क्यूब्स में स्व-व्यवस्थित होते हैं, और जब दबाव डाला जाता है, तो परमाणु हेक्सागोनल प्रिज्म में पुनर्व्यवस्थित होते हैं। यह लोहे को उच्च दबाव का सामना करने की अनुमति देता है। अत्यधिक दबाव में, लोहे का जुड़ना होता है, जो लोहे को और भी अधिक टिकाऊ बनाने में मदद करता है। प्रिज्म का आधा भाग 90° घूमता है, इसलिए लोहा एक समकोण पर जुड़े दो क्रिस्टल के रूप में समाप्त होता है। दबाव कम होने के बाद भी लोहे के क्रिस्टल का जुड़ना देखा गया।

जबकि शोधकर्ता इसे हासिल नहीं कर सके आंतरिक कोर में समान दबाव पाया जाता है, वे काफी करीब आ गए। किसी ने यह अध्ययन नहीं किया है कि इन अत्यधिक दबावों या तापमानों पर लोहा कैसे प्रतिक्रिया करता है, इसलिए शोधकर्ताओं के पास यह सुझाव देने के लिए कोई सबूत नहीं था कि लोहा कैसे प्रतिक्रिया देगा। यह शोध इस बात का आशाजनक प्रमाण दिखाता है कि लोहा पृथ्वी के मूल में कैसे प्रतिक्रिया करता है और वैज्ञानिकों को धातु के गुणों के बारे में और जानकारी देता है। इस प्रयोग में उपयोग की जाने वाली विधियां भी महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि उनका उपयोग अन्य सामग्रियों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है और वे अत्यधिक तनाव पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।

स्रोत: नेशनल ज्योग्राफिक, अमेरिकन फिजिकल सोसाइटी (शारीरिक समीक्षा पत्र), साइंसटेक डेली

—-*Disclaimer*—–

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