Superionic water
ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ನೀರು, ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ಐಸ್ ಅಥವಾ ಐಸ್ XVIII ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ ಒಂದು ಹಂತವಾಗಿದೆ. ಸೂಪರ್ ಅಯಾನಿಕ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ, ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಒಡೆಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಯಾನುಗಳು ಸಮಾನ ಅಂತರದ ಜಾಲರಿಯಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಜಾಲರಿಯೊಳಗೆ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ತೇಲುತ್ತವೆ. ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳು ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ನೀರನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಲೋಹಗಳಂತೆಯೇ ವಾಹಕವಾಗಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ವಾಹಕವಾಗಿದೆ. ಇದು ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ 19 ಸ್ಫಟಿಕಾಕಾರದ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಸೂಪರ್ ಅಯಾನಿಕ್ ನೀರು ಅಯಾನಿಕ್ ನೀರಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ, ಇದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಯಾನುಗಳ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸೂಪ್ನಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಒಂದು ಕಾಲ್ಪನಿಕ ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿಯಾಗಿದೆ. ದಶಕಗಳ ಕಾಲ ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದ್ದರೂ, 1990 ರ ದಶಕದವರೆಗೂ ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ನೀರಿಗೆ ಮೊದಲ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪುರಾವೆಗಳು ಹೊರಹೊಮ್ಮಿದವು. ಡೈಮಂಡ್ ಅನ್ವಿಲ್ ಕೋಶದಲ್ಲಿನ ಲೇಸರ್-ಬಿಸಿಮಾಡಿದ ನೀರಿನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅಳತೆಗಳಿಂದ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಯುತವಾದ ಲೇಸರ್ಗಳಿಂದ ಆಘಾತಕ್ಕೊಳಗಾದ ನೀರಿನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅಳತೆಗಳಿಂದ ಆರಂಭಿಕ ಪುರಾವೆಗಳು ಬಂದವು. ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಜಾಲರಿಯ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯ ಮೊದಲ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪುರಾವೆಯು 2019 ರಲ್ಲಿ ವರದಿಯಾದ ಲೇಸರ್-ಶಾಕ್ಡ್ ನೀರಿನ ಮೇಲಿನ ಕ್ಷ-ಕಿರಣ ಮಾಪನಗಳಿಂದ ಬಂದಿದೆ. ಇದು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಇದ್ದರೆ, ಸೂಪರ್ ಅಯಾನಿಕ್ ಹಿಮವು ವೇಗವಾಗಿ ಕುಗ್ಗುತ್ತದೆ. ಮೇ 2019 ರಲ್ಲಿ, ಲಾರೆನ್ಸ್ ಲಿವರ್ಮೋರ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿಯ (ಎಲ್ಎಲ್ಎನ್ಎಲ್) ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಿಂತ ಸುಮಾರು ನಾಲ್ಕು ಪಟ್ಟು ದಟ್ಟವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ದೃಢಪಡಿಸಿತು. ಯುರೇನಸ್ ಮತ್ತು ನೆಪ್ಚೂನ್ನಂತಹ ದೈತ್ಯ ಗ್ರಹಗಳ ಆವರಣಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ನೀರು ಇದೆ ಎಂದು ಸಿದ್ಧಾಂತೀಕರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯು ಎರಡು ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು ಎಂದು ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದೆ. ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯು ದೇಹ-ಕೇಂದ್ರಿತ ಘನ ರಚನೆಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, 3,140 ಡಿಗ್ರಿ ಫ್ಯಾರನ್ಹೀಟ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ರಚನೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ಮುಖ-ಕೇಂದ್ರಿತ ಘನ ಜಾಲಕಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯು ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ. ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪುರಾವೆಗಳ ಇತಿಹಾಸ ಡೆಮೊಂಟಿಸ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. 1988 ರಲ್ಲಿ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಆಣ್ವಿಕ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ನೀರಿನ ಮೊದಲ ಮುನ್ಸೂಚನೆಯನ್ನು ಮಾಡಿದರು. 1999ರಲ್ಲಿ, ಕಾವಾಝೋನಿ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಯುರೇನಸ್ ಮತ್ತು ನೆಪ್ಚೂನ್ನಲ್ಲಿ ಇರುವಂತಹ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಮೋನಿಯಾ ಮತ್ತು ನೀರಿಗೆ ಅಂತಹ ಸ್ಥಿತಿಯು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭವಿಷ್ಯ ನುಡಿದಿದ್ದರು. 2005ರಲ್ಲಿ ಲಾರೆನ್ಸ್ ಫ್ರೈಡ್ ಅವರು ಲಾರೆನ್ಸ್ ಲಿವರ್ಮೋರ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿಯಲ್ಲಿ ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ನೀರಿನ ರಚನಾತ್ಮಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಮರುಸೃಷ್ಟಿಸಲು ತಂಡವನ್ನು ಮುನ್ನಡೆಸಿದರು. ವಜ್ರಗಳ ನಡುವೆ ನೀರಿನ ಅಣುಗಳನ್ನು ಒಡೆಯುವ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಲೇಸರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೂಪರ್ ಹೀಟ್ ಮಾಡುವ ತಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅವರು ಆವರ್ತನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರು, ಇದು ಒಂದು ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಂಭವಿಸಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ತಂಡವು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸಹ ರಚಿಸಿತು, ಅದು ಅವರು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ನೀರನ್ನು ರಚಿಸಿದ್ದಾರೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. 2013ರಲ್ಲಿ ಬರ್ಕ್ಲಿಯ ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಹ್ಯೂ ಎಫ್. ವಿಲ್ಸನ್, ಮೈಕೆಲ್ ಎಲ್. ವಾಂಗ್ ಮತ್ತು ಬುರ್ಖಾರ್ಡ್ ಮಿಲಿಟ್ಜರ್ ಅವರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ಮುಖ-ಕೇಂದ್ರಿತ ಘನ ಜಾಲರಿಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಊಹಿಸುವ ಒಂದು ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು. 2018ರಲ್ಲಿ ಮಾರಿಯಸ್ ಮಿಲ್ಲೊಟ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ವಜ್ರಗಳ ನಡುವೆ ನೀರಿನ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ನಂತರ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ಬಳಸಿ ನೀರನ್ನು ಬೆಚ್ಚಿಬೀಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪುರಾವೆಗಳನ್ನು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. 2018-2019 ಪ್ರಯೋಗಗಳು 2018 ರಲ್ಲಿ, ಎಲ್ಎಲ್ಎನ್ಎಲ್ನ ಸಂಶೋಧಕರು ಎರಡು ವಜ್ರದ ತುಂಡುಗಳ ನಡುವೆ ನೀರನ್ನು ಹಿಂಡಿದನು. ನೀರನ್ನು ಟೈಪ್ VII ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಾಗಿ ಹಿಂಡಲಾಯಿತು, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ನೀರಿಗಿಂತ ಶೇಕಡಾ 60 ರಷ್ಟು ದಟ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಂಕುಚಿತ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ನಂತರ ರೋಚೆಸ್ಟರ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯಕ್ಕೆ ಸಾಗಿಸಲಾಯಿತು, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಲೇಸರ್ ಬೆಳಕಿನ ನಾಡಿಮಿಡಿತದಿಂದ ಸ್ಫೋಟಿಸಲಾಯಿತು. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಯುರೇನಸ್ ಮತ್ತು ನೆಪ್ಚೂನ್ನಂತಹ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ದೈತ್ಯರ ಒಳಗಿನಂತಹ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿತು, ಸೆಕೆಂಡಿನ ಕೇವಲ 10 ರಿಂದ 20 ಶತಕೋಟಿಗಳಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣಕ್ಕಿಂತ ಒಂದು ದಶಲಕ್ಷ ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ಸಾವಿರಾರು ಡಿಗ್ರಿಗಳಷ್ಟು ಬಿಸಿಮಾಡುತ್ತದೆ. ವಾಹಕ ನೀರಿನಲ್ಲಿನ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳಿಗಿಂತ ಅಯಾನುಗಳು ಹೊತ್ತೊಯ್ಯುತ್ತವೆ ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗವು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿತು ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ ನೀರು ಸೂಪರ್ ಅಯಾನಿಕ್ ಆಗಿರುವುದನ್ನು ಸೂಚಿಸಿತು. ಅದೇ ಲಾರೆನ್ಸ್ ಲಿವರ್ಮೋರ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ ತಂಡದ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಲೇಸರ್-ಶಾಕ್ಡ್ ನೀರಿನ ಹನಿಗಳ ಮೇಲೆ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಫಟಿಕಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಯಾನುಗಳು ಮುಖ-ಕೇಂದ್ರಿತ-ಕ್ಯೂಬಿಕ್ ಹಂತವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು ಐಸ್ XVIII ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ನೇಚರ್ ಜರ್ನಲ್ನಲ್ಲಿ ಮೇ 2019 ರಲ್ಲಿ ವರದಿಯಾಗಿದೆ. ಹಿಮ ದೈತ್ಯ ಗ್ರಹಗಳಾದ ಯುರೇನಸ್ ಮತ್ತು ನೆಪ್ಚೂನ್ ಸೂಪರ್ ಅಯಾನಿಕ್ ನೀರಿನ ಪದರವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದೆ. ಯಂತ್ರ ಕಲಿಕೆ ಮತ್ತು ಮುಕ್ತ-ಶಕ್ತಿಯ ವಿಧಾನಗಳು ನಿಕಟ-ಪ್ಯಾಕ್ಡ್ ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ಹಂತಗಳು ವಿಶಾಲವಾದ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ದೇಹ-ಕೇಂದ್ರಿತ ಘನ ಸೂಪರಿಯೋನಿಕ್ ಹಂತವು ಚಲನಶೀಲವಾಗಿ ಒಲವು ತೋರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಸಣ್ಣ ವಿಂಡೋದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸುತ್ತವೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಈ ಗ್ರಹಗಳ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಇತರ ಅಂಶಗಳು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಇಂಗಾಲವು ಸೂಪರ್ ಅಯಾನಿಕ್ ನೀರಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ತಡೆಯಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುವ ಅಧ್ಯಯನಗಳೂ ಇವೆ. ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ನೀರು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಇತರ ಯಾವುದೇ ಪದಾರ್ಥ ಅಥವಾ ಘಟಕಗಳಂತೆಯೇ ಘನ, ದ್ರವ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಎಂಬ ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವಕ್ಕೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಾಂಗ್. ಇತರರು ನೀರಿನ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಅಯಾನಿಕ್ ಹಂತವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಅದರ ರಚನಾತ್ಮಕ ಸಂರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ. ಕೆಲವು ದೊಡ್ಡ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳು ಈ ಮೂರು ಪ್ರಮಾಣಿತ ನೀರಿನ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಅಸ್ತಿತ್ವವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಆಗಾಗ್ಗೆ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಈ ಭೌತಿಕ/ರಚನಾತ್ಮಕ ಆಸ್ತಿಯ ಜ್ಞಾನವು ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವಿವರವಾದ ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ನಮಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸಂರಚನೆಯಲ್ಲಿನ ಈ ಬದಲಾವಣೆಯು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಫಲಿತಾಂಶದ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಷ್ಟು ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಇದು ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಸೂಪರ್ ಕ್ರಿಟಿಕಲ್ ನೀರಿನ ಬಗ್ಗೆ ಆಳವಾದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನದ ಬಗ್ಗೆ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದಿದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯು ಅನೇಕ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು/ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ನಮಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಆಸ್ಟ್ರೋಫಿಸಿಕ್ಸ್ ಫಾರ್ಮ್ಸ್ ಆಫ್ ವಾಟರ್ ಐಸ್