కొత్త మంచు లోకం!

నీరు లేకపోతే మనుగడే లేదు. అందుకే శాస్త్రవేత్తలు మొదటి నుంచీ దీనిపై పరిశోధనలు చేస్తూనే వస్తున్నారు. ఎన్నెన్నో విషయాలను గుర్తించారు. అయినా ఆశ్చర్యం కలిగిస్తూనే ఉంది. ఆసక్తి రేపుతూనే ఉంది.

తాజాగా కొత్తరకం మంచును కనుగొనటమే దీనికి నిదర్శనం. సౌర మండలంలో, విశ్వంలో మరెక్కడో మనకు తెలియని రూపంలో నీరు  ఉండొచ్చనే ఆశనూ ఇది రేకెత్తించింది. రోజువారీ జీవితంలో మనం ద్రవ, ఘన, వాయు రూపాల్లో నీటిని చూస్తుంటాం. వాడుకుంటుంటాం. ఆవిరి వంటి వాయువు.. ప్రవహించే ద్రవం.. ఘనీభవించిన, జారిపోయే మంచు మనకు తెలిసినవే. మనం వాడుకునే మంచులో నీటి అణువులు షడ్భుజి ఆకారంలో వరుసగా అమరి ఉంటాయి. ఈ షడ్భుజి జాలకాలు క్రమ పద్ధతిలో ఒకదాని మీద మరొకటి పేర్చుకొని ఉంటాయి. ఇవి బిగువుగా అంటుకోవు. అందువల్ల సాంద్రత తక్కువ. అందుకే నీటి కన్నా మంచు తేలికగా ఉంటుంది. నీటిపై తేలియాడుతుంది. భూమి మీద పడే ఒత్తిడి, ఉష్ణోగ్రతల వంటివి నీటి అణువులను ఇతర స్ఫటికాల రూపంలోకి మారిపోయేలా చేస్తాయి. నీటికి సంబంధించి 20 రకాల స్ఫటికాల ఆకారాలు ఉన్నట్టు శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు. 20వ రకం నీటి స్ఫటికాన్ని గత సంవత్సరమే కనుగొన్నారు. ఇవే కాదు.. మరో రెండు రకాల మంచునూ పరిశోధకులు గుర్తించారు. వీటిని అవ్యవస్థిత (అమార్ఫస్‌) పదార్థాలుగా పిలుచుకుంటున్నారు. ఎందుకంటే వీటిల్లో ఒకటి నీటి కన్నా ఎక్కువ సాంద్రత.. మరోటి తక్కువ సాంద్రత కలిగుంటున్నాయి. వీటిల్లోని స్ఫటికాల ఆకారం సరైన క్రమంలో అమరి ఉండదు. నిజానికి అమార్ఫస్‌ మంచులు భూమ్మీద ఉండవు. కానీ అంతరిక్షానికి ఆవల, తోకచుక్కల్లో, నక్షత్ర మండలాల మధ్య మేఘాల్లో.. గురుడి ఉపగ్రహమైన యూరోపా వంటి మంచు ప్రపంచాల్లో ఉండే అవకాశముంది. శాస్త్రవేత్తలు 2018లో ‘సూపర్‌అయోనిక్‌ వాటర్‌’నూ సృష్టించారు. ఇది ఒకే సమయంలో ద్రవ, ఘన రూపాల్లోనూ ఉంటుంది! యూనివర్సిటీ కాలేజ్‌ లండన్‌కు చెందిన క్రిస్టోఫ్‌ సాల్జ్‌మన్‌ తాజాగా కొత్తరకం అమార్ఫస్‌ మంచునూ సృష్టించి అబ్బురపరిచారు. ఇది నీటి కన్నా ఎక్కువ, తక్కువ కాకుండా సమానమైన సాంద్రత కలిగుండటం విశేషం.

ఎలా సృష్టించారు?

చాలా సూక్ష్మమైన మంచు స్ఫటికాల మీద అధ్యయనం చేయాలన్నది సాల్జ్‌మన్‌ ఆయన బృందం ఉద్దేశం. ఎందుకంటే పెద్ద స్ఫటికాలతో పోలిస్తే ఇవి భిన్నమైన గుణాలను కలిగుంటాయి. వీటిని గుర్తించే క్రమంలోనే కొత్తరకం మంచు జాడ బయటపడింది.  ఇదే ఇప్పుడు అబ్బుర పరుస్తోంది. ముందుగా మంచును ద్రవ నత్రజనిలో వేసి మైనస్‌ 320 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్‌ ఉష్ణోగ్రత వరకు చల్లబరిచారు. దీన్ని స్టీలు బంతులతో కూడిన పెట్టెలో వేసి యంత్రం సాయంతో వేగంగా గిలక్కొట్టారు. ఇలా మంచును చిన్న చిన్న భాగాలుగా విడగొట్టాలనేది పరిశోధకుల ప్రయత్నం. అనంతరం పెట్టెను తెరచి చూడగా అనూహ్యమైన సంగతి బయటపడింది. అది మంచు ముద్దలా కాకుండా పూర్తిగా వేరే రూపంలోకి, పొడిగా మారిపోవటం ఆశ్చర్యకరం. దీని స్ఫటిక ఆకారం దాదాపు పూర్తిగా కనుమరుగైంది. అమార్ఫస్‌ రూపంలోకి మారిపోయింది. అయితే దీని సాంద్రత నీటి కన్నా ఎక్కువ, తక్కువ కాకుండా మధ్యస్థ స్థితిలో ఉండటం గమనార్హం. దాదాపు నీటితో సమానమైన సాంద్రతకు చేరుకుంది. అందుకే దీనికి మీడియం-డెన్సిటీ అమార్ఫస్‌ (ఎండీఏ) ఐస్‌గా పేరు పెట్టారు. పెట్టెలోని స్టీలు బంతులు మంచు స్ఫటికాల మీద గణనీయమైన బలాన్ని ప్రయోగించటం వల్ల నీటి అణువుల స్ఫటికాల స్థితులు మారిపోయాయి. దీంతో అవి మరింత బిగుతుగా ఒకదగ్గరకు అమరిపోయాయి.

 ఏంటీ ప్రయోజనం?

నీటి గురించి తెలుసుకోవాల్సిన విషయాలు ఇంకా చాలానే ఉన్నాయనే సంగతిని కొత్తరకం మంచు తెలియజేసింది. ద్రవరూప నీటి రహస్యాలను తెలుసుకోవటానికీ ఇది తోడ్పడగలదని పరిశోధకులు ఆశిస్తున్నారు. కొత్తరకం మంచును గాజు దశ నీటిగానూ అభివర్ణిస్తున్నారు.  ఇదో ప్రత్యేకమైన ఘన దశ. ఇందులో  పదార్థం గట్టిగా ఉన్నప్పటికీ క్రమమైన స్ఫటిక నిర్మాణమేదీ ఉండదు. ద్రవ రూపం నుంచి ప్రత్యేక ఘనరూపంలోకి ఎలా మారుతుందన్నది స్పష్టంగా తెలియదు. సౌర వ్యవస్థ ఆవల ఉండే మంచు ఉపగ్రహాల్లో ఇలాంటి రూపంలోనే నీరు ఉండొచ్చని, అక్కడ ఇదే ప్రధానమైన భాగం కావొచ్చనీ భావిస్తున్నారు. గ్రహాల నుంచి పడే బలమైన గురుత్వాకర్షణ ప్రభావంతో అక్కడి ఉపగ్రహాల్లో నీరు ఎండీఏ స్థితికి చేరుకొని ఉండొచ్చని అనుకుంటున్నారు. కొత్తరకం మంచును వేడి చేసినప్పుడు పెద్ద మొత్తంలో ఉష్ణం వెలువడుతున్నట్టూ తేలింది. అందువల్ల మంచు గ్రహాల స్థానిక పరిస్థితుల మీద ఇది గణనీయమైన ప్రభావం చూపే అవకాశం లేకపోలేదు.