हीरा पारंपरिक रूप से पृथ्वी पर सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ माना जाता है और इसे अक्सर ऐसी चीज़ के रूप में देखा जाता है जो कभी पिघलती नहीं है। हालांकि, चरम परिस्थितियों में यह पिघलने के अधीन होता है। वैज्ञानिकों ने हाल ही में एक नया लेजर प्रयोग किया, जिससे हीरे के गलनांक के बारे में सबसे सटीक डेटा प्राप्त हुआ, और परिणाम काफी अप्रत्याशित थे।
पिछले अध्ययनों ने तापमान को वास्तविक तापमान से 1300 डिग्री फ़ारेनहाइट अधिक बताया था, जो लगभग 20 प्रतिशत की त्रुटि थी। नया माप सैद्धांतिक मॉडलों के अनुरूप है और दो दशकों से चली आ रही एक पुरानी समस्या को हल करने में मदद करता है। यह खोज ऊर्जा संलयन प्रक्रियाओं और यूरेनस और नेपच्यून जैसे विशाल ग्रहों की आंतरिक संरचना को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है।
वैज्ञानिकों ने सिंथेटिक हीरे की छोटी प्लेटों पर शक्तिशाली पराबैंगनी किरणें डालीं। इन किरणों से उत्पन्न शॉक वेव इतनी मजबूत थीं कि हीरा पारदर्शी अवस्था से दर्पण जैसी चमक वाला हो गया। चमक में अचानक परिवर्तन हीरे के पिघलने का संकेतक था। शोधकर्ताओं ने हीरे के परावर्तन और चमक को मापकर तापमान निर्धारित किया।
लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी के वैज्ञानिक मारियस मिलोट के अनुसार, उन्होंने सूर्य की सतह से अधिक तापमान और नेपच्यून और यूरेनस के नाभिकों से अधिक दबाव पर हीरे के नमूनों को संपीड़ित किया। इसके बावजूद, वे परमाणु संरचना के घनत्व, तापमान और ऑप्टिकल परावर्तन को मापने में सफल रहे।
इसके अलावा, एक्स-रे विवर्तन ने दिखाया कि पिघलने से पहले हीरा किसी अन्य ठोस रूप में परिवर्तित नहीं हुआ था। इसका कारण यह है कि परमाणुओं को पुनर्गठित करने के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
पिछले प्रयोगों और सैद्धांतिक मॉडलों के बीच का अंतर 2240 डिग्री फ़ारेनहाइट था, और वैज्ञानिक दो दशकों से इस विसंगति को समझाने की कोशिश कर रहे थे। नए प्रयोग ने साबित कर दिया कि हीरे का वास्तविक गलनांक अनुमानित से काफी कम है। हीरे को 660 से 1060 गीगापास्कल के दबाव और 6727 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर तरल कार्बन के रूप में पाया गया।
दबाव बढ़ने पर हीरे का तरल कार्बन में बदलने का अनुपात बढ़ता है। तरल कार्बन एक असामान्य पदार्थ है: यह धातु की तरह व्यवहार करता है, बिजली का संचालन करता है, और साथ ही हीरे से भी अधिक सघन होता है। यदि इसे एक कप में रखा जा सके, तो ठोस हीरे का टुकड़ा बर्फ के टुकड़े की तरह उसमें तैर सकता है।
यह डेटा थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन अनुसंधान के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि संलयन वह प्रक्रिया है जो सितारों को शक्ति देती है और भविष्य की ऊर्जा का संभावित स्रोत है। कई प्रयोगों में, हीरे के कैप्सूल को ड्यूटेरियम और ट्राइटियम डालने के लिए लेजर द्वारा गर्म और संपीड़ित किया जाता है, जिसमें 30 पेटापास्कल से अधिक का दबाव और 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस से अधिक का तापमान होता है।
तापमान का सटीक ज्ञान मॉडलों को अधिक विश्वसनीय बनाने और थर्मोन्यूक्लियर प्रयोगों के परिणामों में सुधार करने में मदद करेगा। इसी तरह, यह यूरेनस और नेपच्यून जैसे बर्फीले दिग्गजों के अंदर हीरे की वर्षा और तरल कार्बन के महासागरों की परिकल्पना को बेहतर ढंग से समझने में मदद करेगा। शोधकर्ताओं का मानना है कि शॉक वेव कभी-कभी हीरे को दूसरे ठोस रूप में बदल सकती हैं, और संश्लेषण प्रयोगों के लिए इस समझ का महत्व महत्वपूर्ण है। इन चरम स्थितियों में पदार्थों के व्यवहार का ज्ञान न केवल ऊर्जा अनुसंधान में, बल्कि खगोल विज्ञान और सामग्री भौतिकी में भी नए क्षितिज खोलेगा।