വിസ്മയം വിചിത്രം പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസ്

അതിവിദൂര ഗ്രഹങ്ങളിലെ സമുദ്രങ്ങളുടെ അഗാധതയിലുണ്ടെന്ന് കരുതപ്പെടുന്ന വിചിത്രമായ ഐസ് രൂപം! പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസ് 7 എന്ന ഈ വിസ്മയ ഐസ് രൂപം പരീക്ഷണശാലയിൽ സൃഷ്ടിച്ചിക്കുകയാണ് ഫ്രാൻസിലെ ലോവ് ലാൻജെവിൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഗവേഷകർ. നമുക്ക്‌ പരിചിതമായ ദ്രാവക ജലത്തിനും ഐസിനും നീരാവിക്കുമപ്പുറം ജലത്തിന്റെ അവസ്ഥകളിൽ ഒളിഞ്ഞിരിപ്പുണ്ട് ഒട്ടേറെ വിസ്മയങ്ങളും സാധ്യതകളും. ഐസിന്റെയും ജലത്തിന്റെയും സങ്കര സ്വഭാവങ്ങളുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസിനെ പറ്റിയുള്ള പ്രബന്ധം അടുത്തിടെ നേച്ചർ ജേർണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.

രഹസ്യങ്ങൾ

തനത്‌ തന്മാത്രാഘടനയും സവിശേഷമായ ഹൈഡ്രജൻ ബന്ധനവുമാണ് സാർവിക ലായകം എന്നുകൂടി വിശേഷണമുള്ള ജലത്തിന്റെ പല പ്രത്യേകതകൾക്കും ആധാരം. സാധാരണ ക്രിസ്റ്റലൈൻ ഐസിനെക്കാൾ വഴക്കമുള്ളതുമാണ്‌ പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസ്. ഒരു ദ്വാരത്തിലൂടെ ഞെരുക്കി പുറത്തുകൊണ്ടുവരാൻ കഴിയുന്ന ഖരരൂപം പോലെയാണത്രേ അത്! ഭൂമിയിൽ ഹിമാനികളായും മഞ്ഞായും ഐസ് ക്യൂബുകളായും കാണുന്ന ഐസിൽ ഷഡ്ഭുജ ലാറ്റിസിൽ ജല തന്മാത്രകൾ ക്രമീകരിക്കപ്പെട്ട് തേനീച്ചക്കൂടുപോലെയുള്ള ആകൃതിയാണുള്ളത്. എന്നാൽ ഈ സാധാരണ ഐസിനുപുറമേ വ്യത്യസ്ത താപനിലകളിലും മർദത്തിലുമായി ചുരുങ്ങിയത് 20 ഐസ് രൂപങ്ങളെങ്കിലുമുണ്ടെന്നാണ് കരുതപ്പെടുന്നത്. 20, 000 ബാറിനുമുകളിലുള്ള മർദത്തിൽ ഐസ് ലാറ്റിസ് ചുരുങ്ങിച്ചുരുങ്ങി സാന്ദ്രത കൂടിയ ക്യുബിക് ഘടനയുള്ള ഐസ് 7 രൂപത്തിലേക്ക് മാറും. ഒരു റുബിക്സ് ക്യൂബിൽ ക്യൂബുകൾ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കും പോലെയാണ് ഇതിലെ തന്മാത്രാ ക്രമീകരണം. ഭൂമിയുടെ അകക്കാമ്പിൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ഡയമണ്ടിനുള്ളിൽ കുരുങ്ങിയ അവസ്ഥയിൽ ഐസ് 7 കാണപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. വിദൂര ഗ്രഹങ്ങളിലും ഐസ് 7 രൂപമുണ്ടെന്നാണ് കരുതുന്നത്‌.

പേര്‌ വന്നത്‌

ഉയർന്ന താപനിലയിലും മർദത്തിലും പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസെന്ന ജലാവസ്ഥ രൂപം കൊള്ളാനുള്ള സാധ്യത മോളികുലാർ ഡൈനാമിക്സ് സിമുലേഷനിലൂടെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ 15 വർഷം മുമ്പേ പ്രവചിച്ചിരുന്നു. ഐസ് 7 രൂപം ചൂടാക്കുകയും അത്യുന്നത മർദം പ്രയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ അതിലെ ജല തന്മാത്രകൾ ദ്രാവക തന്മാത്രകളെപ്പോലെ സ്വതന്ത്രമായി കറങ്ങുമെന്നായിരുന്നു കമ്പ്യൂട്ടർ മോഡലുകൾ നൽകിയ സൂചന. ഈ വിചിത്ര ഐസ് രൂപത്തിൽ ദൃഢമായ ക്യുബിക് ലാറ്റിസിലാണ് ജലതന്മാത്രകളുടെ ക്രമീകരണം. അതേസമയം ദ്രാവക ജലത്തിലേതുപോലെ തന്മാത്രകൾ ചലിക്കുകയും ചെയ്യും! ഈ പുതിയ ഐസ് രൂപത്തിന് ഐസ് 7 രൂപത്തിന്‌ സമാനമായ ക്യുബിക് ഘടനയായതിനാൽ ഗവേഷകർ ഇതിനെ പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസ് 7 എന്നുവിളിച്ചു. എന്നാൽ ഉയർന്ന താപനിലയിലും അത്യുന്നത മർദത്തിലും പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി ഈ വിസ്മയ ഐസ് രൂപം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനും തന്മാത്രാ ചലനങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നതിനും അന്ന്‌ പരിമിതികൾ ഉണ്ടായിരുന്നു. ഇതാണിപ്പോൾ ക്വാസി ഇലാസ്റ്റിക് ന്യൂട്രോൺ സ്കാറ്ററിങ് പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഫ്രഞ്ച് ഗവേഷകർ സാധ്യമാക്കിയത്‌.

ചുരുൾ നിവരുന്നു

ജല സാമ്പിളുകളിലേക്ക് ന്യൂട്രോൺ ബീം കേന്ദ്രീകരിച്ച്‌ 326 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് താപനിലയിലും 60,000 ബാർ മർദത്തിലും ആയിരുന്നു പരീക്ഷണം. ന്യൂട്രോണുകൾ സാമ്പിളിലെ ജലതന്മാത്രകളുമായി ഇടപഴകുമ്പോൾ ജലതന്മാത്രകളുടെ റൊട്ടേഷനും ചലനവും എത്ര മാത്രമാണ് എന്നതനുസരിച്ച് ന്യൂട്രോണുകൾക്ക് ഊർജം ലഭിക്കുകയോ നഷ്ടപ്പെടുകയോ ചെയ്യും. ഇങ്ങനെ വിസരണം ചെയ്യപ്പെട്ട് ഡിറ്റക്റ്ററിൽ എത്തുന്ന ന്യൂട്രോണുകളുടെ ഊർജം ഗവേഷകർ കണക്കാക്കിയതിൽനിന്ന്‌ രൂപംകൊണ്ട പുതിയ ഐസ് രൂപത്തിന്റെയും അതിലെ തന്മാത്രാ ചലനങ്ങളുടെയും അമ്പരപ്പിക്കുന്ന രഹസ്യങ്ങളാണ് ചുരുൾനിവർന്നത്. ഒന്നര പതിറ്റാണ്ടുമുമ്പ് പ്രവചിക്കപ്പെട്ട പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസ് 7 ആയിരുന്നു അത്. എന്നാൽ ജല തന്മാത്രകളുടെ റൊട്ടേഷൻ നേരത്തേ കരുതിയതിൽനിന്ന് വ്യത്യസ്തമായിരുന്നു. സ്വതന്ത്രമായി കറങ്ങുന്നതിനുപകരം വ്യത്യസ്തമായൊരു മോളികുലാർ റൊട്ടേഷൻ മെക്കാനിസം. ജലതന്മാത്രകൾ കറങ്ങുമ്പോൾ തൊട്ടടുത്ത ജലതന്മാത്രയുമായുള്ള ഹൈഡ്രജൻ ബന്ധനം മുറിയുകയും പെട്ടെന്ന്‌ മറ്റൊരു ജലതന്മാത്രയുമായി ഹൈഡ്രജൻ ബന്ധനമുണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നതായി കണ്ടു.

ഉപ്പുവെള്ളത്തിന്റെ നമുക്കിതേവരെ പരിചയമില്ലാത്ത 2 ഐസ് രൂപങ്ങൾ കണ്ടെത്തി വാഷിങ്ടൺ സർവകലാശാല ഗവേഷകരുടെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള സംഘം ശാസ്ത്രലോകത്തെ അമ്പരപ്പിച്ചതും അടുത്തിടെയാണ്‌.

ചോദ്യങ്ങൾ, സാധ്യതകൾ

ഇന്നോളമുള്ള പല ധാരണകളെയും തിരുത്തുന്നതാണ് ജലത്തിന്റെ പുതിയ അവസ്ഥകൾ. നമുക്ക്‌ പരിചിതമല്ലാത്ത സാഹചര്യങ്ങളിൽ ജലം എങ്ങനെയൊക്കെ പെരുമാറുന്നു, ഏതൊക്കെ അവസ്ഥകളിൽ കാണപ്പെടുന്നു തുടങ്ങി എണ്ണിയാലൊടുങ്ങാത്ത ചോദ്യങ്ങളിലേക്കും സാധ്യതകളിലേക്കും കൂടിയാണ് പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസ് വിരൽ ചൂണ്ടുന്നത്.നമ്മുടെ സൗരയൂഥത്തിൽ യൂറോപ്പ, ടൈറ്റൻ തുടങ്ങിയ ഐസ് ഉറഞ്ഞ സമുദ്രങ്ങളുള്ള ഉപഗ്രഹങ്ങളിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് ഐസ് ഉണ്ടെന്നാണ് അനുമാനം. സൗരയൂഥത്തിനപ്പുറം മഞ്ഞുറഞ്ഞ ഗ്രഹങ്ങളിലും ആകാശ ഗോളങ്ങളിലും ജലം എങ്ങനെ രൂപം മാറുന്നു, അവിടുത്തെ സമുദ്രങ്ങളിൽ ഉറഞ്ഞുകിടക്കുന്ന രഹസ്യങ്ങൾ എന്തൊക്കെ, ലവണ ഘടന എന്താണ് തുടങ്ങിയ രഹസ്യങ്ങളിലേക്ക്‌ കൂടി പുതിയ കണ്ടെത്തൽ വെളിച്ചം വീശും. ഭൂമിക്കപ്പുറം ജീവൻ തേടുമ്പോൾ ജീവന് ആധാരമായി നാം ഇന്നേവരെ കരുതിപ്പോന്ന രാസഘടനകൾമാത്രം തിരഞ്ഞാൽ മതിയാവില്ലെന്ന് സൂചനയും ഇത്‌ നൽകുന്നു