រចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្រនៃបរិវេណ Na2He

ក្រុមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអន្តរជាតិមកពីវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យា និងបច្ចេកវិទ្យាម៉ូស្គូ Skoltech សាកលវិទ្យាល័យ Nanjing និងសាកលវិទ្យាល័យ Stony Brook ដឹកនាំដោយ Artem Oganov បានព្យាករណ៍ និងអាចទទួលបាននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នូវសមាសធាតុស្ថិរភាពនៃសូដ្យូម និងអេលីយ៉ូម - Na 2 He ។ សមាសធាតុស្រដៀងគ្នានេះអាចកើតឡើងនៅក្នុងពោះវៀនរបស់ផែនដី និងភពផ្សេងទៀត ក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃសម្ពាធ និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំង។ ការស្រាវជ្រាវដែលបានចេញផ្សាយនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិ គីមីវិទ្យាធម្មជាតិសេចក្តីប្រកាសព័ត៌មានពីសាកលវិទ្យាល័យ Utah ក៏រាយការណ៍ដោយសង្ខេបអំពីអត្ថបទនេះ។ គួរកត់សម្គាល់ថាកំណែបឋមនៃការងារត្រូវបានបង្ហោះដោយអ្នកនិពន្ធក្នុងទម្រង់នៃការបោះពុម្ពជាមុនក្នុងឆ្នាំ 2013 ។

អេលីយ៉ូម ដូចជា អ៊ីយ៉ូត គឺជាធាតុគីមីបំផុតនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ ហើយស្ទើរតែមិនប្រតិកម្មដោយសារតែសំបកអេឡិចត្រុងខាងក្រៅរបស់វា សក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដខ្ពស់ និងទំនាក់ទំនងសូន្យអេឡិចត្រុង។ អស់រយៈពេលជាយូរមកហើយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានព្យាយាមស្វែងរកសមាសធាតុដែលមានស្ថេរភាពរបស់វាឧទាហរណ៍ជាមួយហ្វ្លុយអូរី (HHeF និង (HeO) (CsF)) ក្លរីន (HeCl) ឬលីចូម (LiHe) ប៉ុន្តែសារធាតុបែបនេះមានក្នុងរយៈពេលកំណត់។ សមាសធាតុអេលីយ៉ូមមានស្ថេរភាព (ទាំងនេះគឺ NeHe 2 និង [អ៊ីមែលការពារ] 2 អូ) ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អេលីយ៉ូមនៅទីនោះ អនុវត្តមិនមានឥទ្ធិពលលើរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច និងត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងអាតូមផ្សេងទៀតដោយកងកម្លាំង van der Waals ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស្ថានភាពអាចផ្លាស់ប្តូរ ប្រសិនបើអ្នកព្យាយាមធ្វើការនៅសម្ពាធខ្ពស់ - នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌបែបនេះ ឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូក្លាយជាសកម្មជាងមុន ហើយបង្កើតជាសមាសធាតុដូចជាអុកស៊ីដជាមួយម៉ាញ៉េស្យូម (Mg-NG ដែល NG គឺ Xe, Kr ឬ Ar) ។ ដូច្នេះវាត្រូវបានគេសម្រេចចិត្តស្វែងរកសមាសធាតុបែបនេះជាមួយអេលីយ៉ូម។

អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការស្វែងរកទ្រង់ទ្រាយធំសម្រាប់សមាសធាតុដែលមានស្ថេរភាពនៃអេលីយ៉ូមជាមួយនឹងធាតុផ្សេងៗ (H, O, F, Na, K, Mg, Li, Rb, Cs ជាដើម) ដោយប្រើ USPEX (អ្នកទស្សន៍ទាយរចនាសម្ព័ន្ធសកល៖ Evolutionary Xtallography ។ ) កូដដែលបង្កើតឡើងដោយ Oganov និងសហការីរបស់គាត់ក្នុងឆ្នាំ 2004 ។ វាប្រែថាមានតែសូដ្យូមបង្កើតជាសមាសធាតុដែលមានស្ថេរភាពជាមួយគាត់នៅសម្ពាធដែលមានសម្រាប់ការពិសោធន៍មន្ទីរពិសោធន៍។ បន្ទាប់មកវាត្រូវបានគេសម្រេចចិត្តរកមើលបរិវេណដែលមានស្ថេរភាពនៃប្រព័ន្ធ Na-He ជាមួយនឹង enthalpy អប្បបរមានៃការបង្កើត (ឧ. ស្ថេរភាពបំផុត) នៅសម្ពាធផ្សេងៗគ្នា។ ការគណនាបង្ហាញថានេះនឹងជាសមាសធាតុ Na 2 He ។ ប្រតិកម្មនៃការបង្កើតសារធាតុនេះគឺអាចធ្វើទៅបាននៅសម្ពាធលើសពី 160 GPa ខណៈពេលដែលវានឹងមានកំដៅខាងក្រៅពោលគឺឧ។ ជាមួយនឹងការបញ្ចេញកំដៅ។ នៅសម្ពាធក្រោម 50 GPa ការតភ្ជាប់នឹងមិនស្ថិតស្ថេរ។

លក្ខណៈទែរម៉ូឌីណាមិកនៃប្រព័ន្ធ Na-He នៅសម្ពាធផ្សេងៗគ្នា

ដើម្បីសាកល្បងការគណនាតាមទ្រឹស្តី វាត្រូវបានគេសម្រេចចិត្តព្យាយាមដើម្បីទទួលបានសមាសធាតុដែលបានព្យាករណ៍ដោយប្រើគ្រាប់ពេជ្រដែលកំដៅដោយកាំរស្មីឡាស៊ែរ។ បន្ទះសូដ្យូមស្តើងត្រូវបានផ្ទុកទៅក្នុងពួកវា ហើយកន្លែងដែលនៅសល់ត្រូវបានបំពេញដោយឧស្ម័ន helium ។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការពិសោធន៍ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានយក Raman spectra បន្ថែមពីលើនេះ ស្ថានភាពនៃប្រព័ន្ធត្រូវបានត្រួតពិនិត្យដោយមើលឃើញ និងដោយប្រើវិធីសាស្រ្តនៃ synchrotron X-ray diffraction ។ ទិន្នន័យដែលទទួលបានត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយនឹងទិន្នន័យដែលបានព្យាករណ៍ដោយផ្អែកលើការគណនា។

រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់នៃ Na2He នៅ 300 GPa (a,b) និងការចែកចាយដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងវា (គ) ទំនាក់ទំនងថ្មីនៃ graphene ទម្រង់ពីរនៃអាលុយមីញ៉ូមដែលមាននៅសម្ពាធខ្ពស់ក៏ដូចជាជាលើកដំបូង "ស្អិតជាប់" នៃស្រទាប់។ នៅក្នុង superconductor ដែលដូចដែលវាបានប្រែក្លាយត្រូវបានអមដោយការបាត់បង់លក្ខណៈសម្បត្តិ superconducting របស់វា។

អាឡិចសាន់ឌឺវ៉ូធីយូក

មូស្គូ ថ្ងៃទី ៦ ខែកុម្ភៈ - RIA Novosti ។អ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិរុស្សី និងបរទេសប្រកាសពីលទ្ធភាពនៃអត្ថិភាពនៃសមាសធាតុស្ថេរភាពពីរនៃធាតុ "មនុស្សស្អប់ខ្ពើម" បំផុត - អេលីយ៉ូម ហើយពិសោធន៍បានបញ្ជាក់ពីអត្ថិភាពនៃសារធាតុមួយក្នុងចំនោមពួកគេ - សូដ្យូម helide នេះបើយោងតាមអត្ថបទដែលបានចេញផ្សាយនៅក្នុងទស្សនាវដ្តី Nature Chemistry ។

"ការសិក្សានេះបង្ហាញពីរបៀបដែលបាតុភូតដែលមិននឹកស្មានដល់ទាំងស្រុងអាចត្រូវបានរកឃើញដោយប្រើទ្រឹស្តី និងវិធីសាស្រ្តពិសោធន៍ទំនើបបំផុត។ ការងាររបស់យើងម្តងទៀតបង្ហាញពីរបៀបដែលយើងដឹងតិចតួចនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះអំពីផលប៉ះពាល់នៃលក្ខខណ្ឌធ្ងន់ធ្ងរលើគីមីសាស្ត្រ និងតួនាទីនៃបាតុភូតបែបនេះលើដំណើរការនៅក្នុងភពនៅឡើយ។ លោក Artem Oganov សាស្ត្រាចារ្យនៅ Skoltech និង Moscow Phystech នៅ Dolgoprudny និយាយ។

អាថ៌កំបាំងនៃឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូ

បញ្ហាចម្បងនៃចក្រវាឡដែលបានកើតឡើងជាច្រើនរយលានឆ្នាំបន្ទាប់ពី Big Bang មានធាតុបីប៉ុណ្ណោះ - អ៊ីដ្រូសែន អេលីយ៉ូម និងបរិមាណដាននៃលីចូម។ អេលីយ៉ូមនៅតែជាធាតុដ៏សម្បូរបែបបំផុតទី 3 នៅក្នុងសកលលោកនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ប៉ុន្តែវាកម្រមានណាស់នៅលើផែនដី ហើយទុនបម្រុងអេលីយ៉ូមនៅលើភពផែនដីកំពុងថយចុះឥតឈប់ឈរ ដោយសារតែវាគេចចូលទៅក្នុងលំហ។

លក្ខណៈពិសេសប្លែកនៃអេលីយ៉ូម និងធាតុផ្សេងទៀតនៃក្រុមទីប្រាំបីនៃតារាងតាមកាលកំណត់ ដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រហៅថា "ឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូ" គឺថាពួកគេមានការស្ទាក់ស្ទើរបំផុត - ក្នុងករណី xenon និងធាតុធ្ងន់ផ្សេងទៀត - ឬជាគោលការណ៍ដូចជាអ៊ីយូតា។ មិនអាចចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី។ មានតែសមាសធាតុ xenon និង krypton មួយចំនួនដែលមានហ្វ្លុយអូរីន អុកស៊ីហ្សែន និងសារធាតុអុកស៊ីតកម្មដ៏រឹងមាំផ្សេងទៀត សមាសធាតុសូន្យនៃអ៊ីយ៉ូត និងសមាសធាតុអេលីយ៉ូមមួយ ត្រូវបានរកឃើញដោយពិសោធន៍នៅឆ្នាំ 1925 ។

សមាសធាតុនេះដែលជាការរួបរួមនៃប្រូតុង និងអេលីយ៉ូម មិនមែនជាសមាសធាតុគីមីពិតប្រាកដក្នុងន័យដ៏តឹងរឹងនៃពាក្យនេះទេ - អេលីយ៉ូម ក្នុងករណីនេះមិនចូលរួមក្នុងការបង្កើតចំណងគីមីទេ ទោះបីជាវាប៉ះពាល់ដល់ឥរិយាបទនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលត្រូវបានដកហូត។ អេឡិចត្រុង។ ដូចដែលអ្នកគីមីវិទ្យាបានសន្មត់ថា "ម៉ូលេគុល" នៃសារធាតុនេះគួរតែត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកផ្កាយ ប៉ុន្តែក្នុងរយៈពេល 90 ឆ្នាំកន្លងមកនេះ ក្រុមតារាវិទូមិនបានរកឃើញពួកវាទេ។ ហេតុផលដែលអាចកើតមាននោះគឺថា អ៊ីយ៉ុងនេះមិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំង ហើយត្រូវបានបំផ្លាញនៅពេលមានទំនាក់ទំនងជាមួយស្ទើរតែគ្រប់ម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត។

Artem Oganov និងក្រុមរបស់គាត់បានងឿងឆ្ងល់ថាតើសមាសធាតុអេលីយ៉ូមអាចមាននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌកម្រនិងអសកម្មដែលអ្នកគីមីវិទ្យានៅលើផែនដីកម្រនឹងគិតអំពី - នៅសម្ពាធនិងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ខ្លាំង។ Oganov និងសហការីរបស់គាត់បានសិក្សាអំពីគីមីវិទ្យា "កម្រនិងអសកម្ម" បែបនេះអស់រយៈពេលជាយូរ ហើយថែមទាំងបានបង្កើតក្បួនដោះស្រាយពិសេសមួយសម្រាប់ការស្វែងរកសារធាតុដែលមាននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌបែបនេះ។ ដោយមានជំនួយរបស់គាត់ ពួកគេបានរកឃើញថាអាស៊ីត orthocarbonic កម្រនិងអសកម្ម កំណែ "មិនអាចទៅរួច" នៃអំបិលតុធម្មតា និងសមាសធាតុមួយចំនួនទៀតដែល "បំពាន" ច្បាប់នៃគីមីសាស្ត្របុរាណអាចមាននៅក្នុងជម្រៅនៃឧស្ម័នយក្ស និងភពមួយចំនួនផ្សេងទៀត។

ដោយប្រើប្រព័ន្ធដូចគ្នា USPEX អ្នកវិទ្យាសាស្ត្ររុស្ស៊ីនិងបរទេសបានរកឃើញថានៅសម្ពាធខ្ពស់ខ្លាំងលើសពីសម្ពាធបរិយាកាសដោយ 150 ពាន់និងមួយលានដងមានសមាសធាតុ helium ស្ថេរភាពពីរក្នុងពេលតែមួយ - សូដ្យូម helide និង sodium oxygelide ។ សមាសធាតុទីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអាតូមសូដ្យូមពីរនិងអាតូមអេលីយ៉ូមមួយខណៈដែលទីពីរត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអុកស៊ីសែនអេលីយ៉ូមនិងអាតូមសូដ្យូមពីរ។

សម្ពាធខ្ពស់ធ្វើឱ្យអំបិល "បំបែក" ច្បាប់គីមីវិទ្យាអ្នកគីមីវិទ្យាអាមេរិក រុស្សី និងអ៊ឺរ៉ុបបានប្រែក្លាយអំបិលតុធម្មតាទៅជាសមាសធាតុគីមី "មិនអាចទៅរួច" ដែលម៉ូលេគុលរបស់ពួកគេត្រូវបានរៀបចំទៅជារចនាសម្ព័ន្ធកម្រនិងអសកម្មនៃចំនួនអាតូមសូដ្យូម និងក្លរីនខុសៗគ្នា។

អាតូមនៅលើទ្រុងពេជ្រ

សម្ពាធទាំងពីរអាចទទួលបានយ៉ាងងាយស្រួលដោយប្រើគ្រាប់ពេជ្រទំនើប ដែលសហសេវិករបស់ Oganov បានធ្វើក្រោមការណែនាំរបស់ជនជាតិរុស្សីម្នាក់ទៀតគឺ Alexander Goncharov មកពីមន្ទីរពិសោធន៍ភូគព្ភសាស្ត្រនៅទីក្រុងវ៉ាស៊ីនតោន។ ដូចដែលការពិសោធន៍របស់គាត់បានបង្ហាញ សូដ្យូម gelide បង្កើតនៅសម្ពាធប្រហែល 1.1 លានបរិយាកាស ហើយនៅតែមានស្ថេរភាពរហូតដល់យ៉ាងហោចណាស់ 10 លានបរិយាកាស។

គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ helide សូដ្យូមគឺស្រដៀងគ្នានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនិងលក្ខណៈសម្បត្តិទៅនឹងអំបិល fluorine ដែលជា "អ្នកជិតខាង" របស់អេលីយ៉ូមនៅលើតារាងតាមកាលកំណត់។ អាតូមអេលីយ៉ូមនីមួយៗនៅក្នុង "អំបិល" នេះត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយអាតូមសូដ្យូមចំនួនប្រាំបី ដែលស្រដៀងទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនៃកាល់ស្យូមហ្វ្លុយអូរី ឬអំបិលផ្សេងទៀតនៃអាស៊ីត hydrofluoric ។ អេឡិចត្រុងនៅក្នុង Na2He ត្រូវបាន "ទាក់ទាញ" ទៅអាតូមយ៉ាងខ្លាំងដែលសមាសធាតុនេះមិនដូចសូដ្យូមទេគឺជាអ៊ីសូឡង់។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រហៅរចនាសម្ព័ន្ធបែបនេះថា គ្រីស្តាល់អ៊ីយ៉ុង ដោយហេតុថា អេឡិចត្រុងដើរតួនាទី និងជាកន្លែងនៃអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាននៅក្នុងពួកវា។

MIPT: ពោះវៀនរបស់ភពណិបទូន និងអ៊ុយរ៉ានុសអាចមាន "អាស៊ីតហ៊ីត្លែរ"អ្នកគីមីវិទ្យាមកពីវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យា និងបច្ចេកវិទ្យាម៉ូស្គូ និង Skoltech ផ្តល់យោបល់ថា ជម្រៅនៃភពអ៊ុយរ៉ានុស និងណិបទូន អាចមានស្រទាប់នៃសារធាតុកម្រ - អាស៊ីត orthocarbonic ដែលហៅថា "អាស៊ីតហ៊ីត្លែរ" ។

"សមាសធាតុដែលយើងបានរកឃើញគឺមិនធម្មតាណាស់: ទោះបីជាអាតូមអេលីយ៉ូមមិនចូលរួមដោយផ្ទាល់នៅក្នុងចំណងគីមីក៏ដោយក៏វត្តមានរបស់វាផ្លាស់ប្តូរជាមូលដ្ឋាននូវអន្តរកម្មគីមីរវាងអាតូមសូដ្យូមដែលរួមចំណែកដល់ការធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មដ៏រឹងមាំនៃអេឡិចត្រុង valence ដែលធ្វើឱ្យសម្ភារៈលទ្ធផលទៅជាអ៊ីសូឡង់" ពន្យល់ Xiao Dong មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Nankan ក្នុងទីក្រុង Tianjin (ប្រទេសចិន)។

សមាសធាតុមួយទៀតគឺ Na2HeO បានប្រែទៅជាមានស្ថេរភាពនៅក្នុងជួរសម្ពាធពី 0.15 ទៅ 1.1 លានបរិយាកាស។ សារធាតុនេះក៏ជាគ្រីស្តាល់អ៊ីយ៉ុង និងមានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងនឹង Na2He ដែរ មានតែតួនាទីរបស់អ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមាននៅក្នុងពួកវាប៉ុណ្ណោះដែលមិនត្រូវបានលេងដោយអេឡិចត្រុង ប៉ុន្តែដោយអាតូមអុកស៊ីសែន។

គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ លោហធាតុអាល់កាឡាំងផ្សេងទៀតទាំងអស់ដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់ជាង ទំនងជាមិនសូវបង្កើតសមាសធាតុជាមួយអេលីយ៉ូមនៅសម្ពាធលើសពីសម្ពាធបរិយាកាសមិនលើសពី 10 លានដង។

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្ររុស្ស៊ីបានយកគំរូតាមផ្នែកខាងក្នុងនៃភព exoplanets-super-Earthsក្រុមអ្នកឯកទេសមកពីវិទ្យាស្ថានរូបវិទ្យា និងបច្ចេកវិជ្ជាទីក្រុងម៉ូស្គូ បានព្យាយាមរកឱ្យឃើញនូវសមាសធាតុណាមួយដែលអាចបង្កើតបានជាស៊ីលីកុន អុកស៊ីហ្សែន និងម៉ាញេស្យូមនៅសម្ពាធខ្ពស់។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអះអាងថា ធាតុទាំងនេះគឺជាមូលដ្ឋាននៃគីមីសាស្ត្រនៃផែនដី និងភពផែនដី។

Oganov និងសហការីរបស់គាត់សន្មតថានេះជាការពិតដែលថាគន្លងនៅតាមបណ្តោយដែលអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីនៅក្នុងអាតូមប៉ូតាស្យូម rubidium និង Cesium ផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាមួយនឹងការកើនឡើងសម្ពាធដែលមិនកើតឡើងជាមួយសូដ្យូមសម្រាប់ហេតុផលដែលមិនទាន់ច្បាស់។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជឿថា សូដ្យូម ហ្គេលីត និងសារធាតុស្រដៀងគ្នាផ្សេងទៀតអាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងស្នូលនៃភពមួយចំនួន មនុស្សតឿពណ៌ស និងផ្កាយផ្សេងទៀត។

ម៉ូលេគុលលីចូមអេលីយ៉ូម LiHe គឺជាម៉ូលេគុលដែលផុយស្រួយបំផុតដែលគេស្គាល់។ ទំហំរបស់វាគឺច្រើនជាងដប់ដងនៃទំហំម៉ូលេគុលទឹក។

រចនាសម្ព័ន្ធតាមលក្ខខណ្ឌនៃអាតូមអេលីយ៉ូម (ឆ្វេង) និងអាតូមលីចូម (ស្តាំ) ។
© សាកលវិទ្យាល័យ Birmingham

ដូចដែលត្រូវបានគេស្គាល់ អាតូម និងម៉ូលេគុលអព្យាក្រឹតអាចបង្កើតចំណងស្ថិរភាពច្រើន ឬតិចជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមកតាមបីវិធី។ ទីមួយ ដោយមានជំនួយពីចំណង covalent នៅពេលដែលអាតូមពីរចែករំលែកគូអេឡិចត្រុងធម្មតាមួយ ឬច្រើន។ មូលបត្របំណុល Covalent គឺខ្លាំងបំផុតក្នុងចំណោមទាំងបី។ ថាមពលលក្ខណៈនៃការប្រេះឆារបស់ពួកគេជាធម្មតាស្មើនឹងវ៉ុលអេឡិចត្រុងជាច្រើន។

ចំណងអ៊ីដ្រូសែន covalent ចុះខ្សោយគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ នេះគឺជាការទាក់ទាញដែលកើតឡើងរវាងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលចងភ្ជាប់ និងអាតូមអេឡិចត្រុងនៃម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត (ជាធម្មតាអាតូមបែបនេះគឺអុកស៊ីហ្សែន ឬអាសូត មិនសូវមានហ្វ្លុយអូរីន)។ ទោះបីជាការពិតដែលថាថាមពលនៃចំណងអ៊ីដ្រូសែនគឺតិចជាងរាប់រយដងនៃចំណង covalent វាគឺជាពួកគេដែលកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តរបស់ទឹកយ៉ាងទូលំទូលាយ ហើយក៏ដើរតួយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងពិភពសរីរាង្គផងដែរ។

ទីបំផុត ចំណុចខ្សោយបំផុតគឺ អន្តរកម្ម វ៉ាន់ ដឺ វ៉ាល់។ ជួនកាលវាត្រូវបានគេហៅថាបែកខ្ញែក។ វាកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្ម dipole-dipole នៃអាតូមឬម៉ូលេគុលពីរ។ ក្នុងករណីនេះ dipoles អាចមាននៅក្នុងម៉ូលេគុល (ឧទាហរណ៍ ទឹកមានពេល dipole) ឬត្រូវបានជំរុញជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្ម។

ដ្យាក្រាមតាមលក្ខខណ្ឌដែលពន្យល់ពីរបៀបដែលកម្លាំងបែកខ្ញែកកើតឡើង។
© សាកលវិទ្យាល័យ Akron

ថាមពលលក្ខណៈនៃចំណង van der Waals គឺជាឯកតានៃ kelvin (វ៉ុលអេឡិចត្រុងដែលបានរៀបរាប់ខាងលើត្រូវគ្នានឹងប្រហែល 10,000 kelvin) ។ ភាពទន់ខ្សោយបំផុតនៃ van der Waals គឺការភ្ជាប់គ្នារវាង dipoles ពីរ។ ប្រសិនបើមានអាតូមដែលមិនមែនជាប៉ូលពីរ នោះជាលទ្ធផលនៃចលនាកម្ដៅ ពួកវានីមួយៗមានពេលលំយោលនៃឌីប៉ូលដោយចៃដន្យ (សំបកអេឡិចត្រុងដូចដែលវាញ័របន្តិចទាក់ទងទៅនឹងស្នូល)។ គ្រាទាំងនេះ ការប្រាស្រ័យទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមក ជាលទ្ធផល ភាគច្រើនមានទិសដៅបែបនេះ ដែលអាតូមពីរចាប់ផ្តើមទាក់ទាញ។

អសកម្មបំផុតនៃអាតូមទាំងអស់គឺអេលីយ៉ូម។ វាមិនចូលទៅក្នុងចំណង covalent ជាមួយអាតូមផ្សេងទៀតទេ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ តម្លៃនៃភាពអាចបត់បែនបានរបស់វាគឺតូចណាស់ ពោលគឺវាពិបាកសម្រាប់វាដើម្បីបង្កើតចំណងដែលបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានកាលៈទេសៈសំខាន់មួយ។ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអេលីយ៉ូមត្រូវបានចងភ្ជាប់យ៉ាងខ្លាំងដោយស្នូលដែលវាអាចត្រូវបាននាំទៅជិតអាតូមផ្សេងទៀតដោយមិនភ័យខ្លាចនៃកម្លាំងច្រលំ - រហូតដល់ចម្ងាយនៃលំដាប់នៃកាំនៃអាតូមនេះ។ កម្លាំងបែកខ្ចាត់ខ្ចាយកើនឡើងយ៉ាងលឿនជាមួយនឹងការថយចុះចម្ងាយរវាងអាតូម - សមាមាត្រច្រាសទៅនឹងថាមពលទីប្រាំមួយនៃចម្ងាយ!

ដូច្នេះ​ហើយ​បាន​ជា​គំនិត​នេះ​កើត​ឡើង៖ ប្រសិន​បើ​អ្នក​នាំ​អាតូម​អេលីយ៉ូម​ពីរ​មក​ជិត​គ្នា នោះ​ចំណង van der Waals ដែល​ផុយស្រួយ​នឹង​កើត​ឡើង​រវាង​ពួកវា។ នេះពិតជាត្រូវបានដឹងនៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ទោះបីជាវាទាមទារការខិតខំប្រឹងប្រែងយ៉ាងច្រើនក៏ដោយ។ ថាមពលនៃចំណងនេះគឺត្រឹមតែ 1 mK ហើយម៉ូលេគុល He₂ ត្រូវបានគេរកឃើញក្នុងបរិមាណតិចតួចនៅក្នុងយន្តហោះប្រតិកម្មអេលីយ៉ូមដែលត្រជាក់ខ្លាំង។

ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ម៉ូលេគុល He₂ មាននៅក្នុងវិធីជាច្រើនដែលប្លែក និងមិនធម្មតា។ ដូច្នេះឧទាហរណ៍ទំហំរបស់វាគឺ ... ប្រហែល 5 nm! សម្រាប់ការប្រៀបធៀបទំហំនៃម៉ូលេគុលទឹកគឺប្រហែល 0.1 nm ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះថាមពលសក្តានុពលអប្បបរមានៃម៉ូលេគុលអេលីយ៉ូមធ្លាក់នៅចម្ងាយខ្លីជាង - ប្រហែល 0.2 nm - ទោះយ៉ាងណាភាគច្រើននៃពេលវេលា - ប្រហែល 80% - អាតូមអេលីយ៉ូមនៅក្នុងម៉ូលេគុលចំណាយក្នុងរបៀបផ្លូវរូងក្រោមដី ពោលគឺនៅក្នុង តំបន់ដែលពួកគេមានទីតាំងនៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃមេកានិចបុរាណមិនអាច។

នេះគឺជាអ្វីដែលម៉ូលេគុលអេលីយ៉ូមមើលទៅដូច។
ចម្ងាយមធ្យមរវាងអាតូមឆ្ងាយលើសពីទំហំរបស់វា។
© Institut für Kernphysik, J. W. Goethe Universität

អាតូមធំបំផុតបន្ទាប់បន្ទាប់ពីអេលីយ៉ូមគឺលីចូម ដូច្នេះបន្ទាប់ពីទទួលបានម៉ូលេគុលអេលីយ៉ូម វាបានក្លាយជាធម្មជាតិដើម្បីសិក្សាពីលទ្ធភាពនៃការជួសជុលការតភ្ជាប់រវាងអេលីយ៉ូម និងលីចូម។ នៅឆ្នាំ 2013 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទីបំផុតអាចធ្វើវាបាន។ ម៉ូលេគុល lithium-helium LiHe មានថាមពលចងខ្ពស់ជាង helium-helium - 34 ± 36 mK ហើយចម្ងាយរវាងអាតូមផ្ទុយទៅវិញគឺតូចជាង - ប្រហែល 2.9 nm ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សូម្បីតែនៅក្នុងម៉ូលេគុលនេះ អាតូមភាគច្រើនស្ថិតនៅក្នុងរដ្ឋហាមឃាត់បុរាណ នៅក្រោមរបាំងថាមពល។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ សក្តានុពលអណ្តូងសម្រាប់ម៉ូលេគុល LiHe គឺតូចណាស់ដែលវាអាចមាននៅក្នុងស្ថានភាពថាមពលរំញ័រតែមួយគត់ ដែលតាមពិតទៅជាការបំបែកពីរដងដោយសារតែការបង្វិលនៃអាតូម ⁷Li ។ ថេរនៃការបង្វិលរបស់វាមានទំហំធំ (ប្រហែល 40 mK) ដែលការរំភើបនៃវិសាលគមបង្វិលនាំទៅដល់ការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃម៉ូលេគុល។

សក្តានុពលនៃម៉ូលេគុលដែលកំពុងពិភាក្សា (ខ្សែកោងរឹង) និងម៉ូឌុលការ៉េនៃមុខងាររលកនៃអាតូមនៅក្នុងពួកវា (ខ្សែកោងដាច់ៗ)។ ពិន្ទុ PM - អប្បបរមាសក្តានុពល OTP - ចំណុចរបត់ខាងក្រៅសម្រាប់កម្រិតថាមពលទាបបំផុត MIS - ចម្ងាយមធ្យមដែលមានទម្ងន់រវាងអាតូមក៏ត្រូវបានសម្គាល់ផងដែរ។
© Brett Esry/សាកលវិទ្យាល័យ Kansas State

រហូតមកដល់ពេលនេះ លទ្ធផលដែលទទួលបានគឺគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍តែតាមទស្សនៈជាមូលដ្ឋានប៉ុណ្ណោះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកគេមានចំណាប់អារម្មណ៍លើមុខវិជ្ជាដែលពាក់ព័ន្ធរួចទៅហើយ។ ដូច្នេះចង្កោមអេលីយ៉ូមនៃភាគល្អិតជាច្រើនអាចក្លាយជាឧបករណ៍សម្រាប់សិក្សាពីផលប៉ះពាល់នៃការពន្យាពេលនៅក្នុងម៉ាស៊ីនបូមធូលី Casimir ។ ការសិក្សាអំពីអន្តរកម្មរបស់អេលីយ៉ូម-អេលីយ៉ូម មានសារៈសំខាន់ផងដែរសម្រាប់គីមីវិទ្យាក្វាតម ដែលអាចសាកល្បងគំរូរបស់វានៅលើប្រព័ន្ធនេះ។ ហើយជាការពិតណាស់ គ្មានការងឿងឆ្ងល់ទេដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនឹងបង្កើតកម្មវិធីដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ និងសំខាន់ផ្សេងទៀតសម្រាប់វត្ថុដ៏វិសេសវិសាលដូចជា He₂ និងម៉ូលេគុល LiHe ។

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានគ្រប់គ្រងដើម្បីទទួលបាន និងចុះបញ្ជីម៉ូលេគុលលីចូម-អេលីយ៉ូម LiHe ។ វាគឺជាម៉ូលេគុលដ៏ផុយស្រួយបំផុតមួយដែលត្រូវបានគេដឹង។ ហើយទំហំរបស់វាធំជាងទំហំម៉ូលេគុលទឹក។

ដូចដែលត្រូវបានគេស្គាល់ អាតូម និងម៉ូលេគុលអព្យាក្រឹតអាចបង្កើតចំណងស្ថិរភាពច្រើន ឬតិចជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមកតាមបីវិធី។ ទីមួយ ដោយមានជំនួយពីចំណង covalent នៅពេលដែលអាតូមពីរចែករំលែកគូអេឡិចត្រុងធម្មតាមួយ ឬច្រើន។ មូលបត្របំណុល Covalent គឺខ្លាំងបំផុតក្នុងចំណោមទាំងបី។ ថាមពលលក្ខណៈនៃការប្រេះឆារបស់ពួកគេជាធម្មតាស្មើនឹងវ៉ុលអេឡិចត្រុងជាច្រើន។

ចំណងអ៊ីដ្រូសែន covalent ចុះខ្សោយគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ នេះគឺជាការទាក់ទាញដែលកើតឡើងរវាងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលចងភ្ជាប់ និងអាតូមអេឡិចត្រុងនៃម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត (ជាធម្មតាអាតូមបែបនេះគឺអុកស៊ីហ្សែន ឬអាសូត មិនសូវមានហ្វ្លុយអូរីន)។ ទោះបីជាការពិតដែលថាថាមពលនៃចំណងអ៊ីដ្រូសែនគឺតិចជាងរាប់រយដងនៃចំណង covalent វាគឺជាពួកគេដែលកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តរបស់ទឹកយ៉ាងទូលំទូលាយ ហើយក៏ដើរតួយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងពិភពសរីរាង្គផងដែរ។

ទីបំផុត ចំណុចខ្សោយបំផុតគឺ អន្តរកម្ម វ៉ាន់ ដឺ វ៉ាល់។ ជួនកាលវាត្រូវបានគេហៅថាបែកខ្ញែក។ វាកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្ម dipole-dipole នៃអាតូមឬម៉ូលេគុលពីរ។ ក្នុងករណីនេះ dipoles អាចមាននៅក្នុងម៉ូលេគុល (ឧទាហរណ៍ ទឹកមានពេល dipole) ឬត្រូវបានជំរុញជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្ម។

ថាមពលលក្ខណៈនៃចំណង van der Waals គឺជាឯកតានៃ kelvin (វ៉ុលអេឡិចត្រុងដែលបានរៀបរាប់ខាងលើត្រូវគ្នានឹងប្រហែល 10,000 kelvin) ។ ភាពទន់ខ្សោយបំផុតនៃ van der Waals គឺការភ្ជាប់គ្នារវាង dipoles ពីរ។ ប្រសិនបើមានអាតូមដែលមិនមែនជាប៉ូលពីរ នោះជាលទ្ធផលនៃចលនាកម្ដៅ ពួកវានីមួយៗមានពេលលំយោលនៃឌីប៉ូលដោយចៃដន្យ (សំបកអេឡិចត្រុងដូចដែលវាញ័របន្តិចទាក់ទងទៅនឹងស្នូល)។ គ្រាទាំងនេះ ការប្រាស្រ័យទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមក ជាលទ្ធផល ភាគច្រើនមានទិសដៅបែបនេះ ដែលអាតូមពីរចាប់ផ្តើមទាក់ទាញ។

អសកម្មបំផុតនៃអាតូមទាំងអស់គឺអេលីយ៉ូម។ វាមិនចូលទៅក្នុងចំណង covalent ជាមួយអាតូមផ្សេងទៀតទេ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ តម្លៃនៃភាពអាចបត់បែនបានរបស់វាគឺតូចណាស់ ពោលគឺវាពិបាកសម្រាប់វាដើម្បីបង្កើតចំណងដែលបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានកាលៈទេសៈសំខាន់មួយ។ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអេលីយ៉ូមត្រូវបានចងភ្ជាប់យ៉ាងខ្លាំងដោយស្នូលដែលវាអាចត្រូវបាននាំទៅជិតអាតូមផ្សេងទៀតដោយមិនភ័យខ្លាចនៃកម្លាំងច្រលំ - រហូតដល់ចម្ងាយនៃលំដាប់នៃកាំនៃអាតូមនេះ។ កម្លាំងបែកខ្ចាត់ខ្ចាយកើនឡើងយ៉ាងលឿនជាមួយនឹងការថយចុះចម្ងាយរវាងអាតូម - សមាមាត្រច្រាសទៅនឹងថាមពលទីប្រាំមួយនៃចម្ងាយ!

ដូច្នេះ​ហើយ​បាន​ជា​គំនិត​នេះ​កើត​ឡើង៖ ប្រសិន​បើ​អ្នក​នាំ​អាតូម​អេលីយ៉ូម​ពីរ​មក​ជិត​គ្នា នោះ​ចំណង van der Waals ដែល​ផុយស្រួយ​នឹង​កើត​ឡើង​រវាង​ពួកវា។ នេះពិតជាត្រូវបានដឹងនៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 ទោះបីជាវាទាមទារការខិតខំប្រឹងប្រែងយ៉ាងច្រើនក៏ដោយ។ ថាមពលនៃចំណងនេះគឺត្រឹមតែ 1 mK ប៉ុណ្ណោះ ហើយម៉ូលេគុល He2 ត្រូវបានរកឃើញក្នុងបរិមាណតិចតួចនៅក្នុងយន្តហោះ helium supercooled ។

ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ម៉ូលេគុល He2 មានលក្ខណៈពិសេស និងមិនធម្មតា។ ដូច្នេះឧទាហរណ៍ទំហំរបស់វាគឺ ... ប្រហែល 5 nm! សម្រាប់ការប្រៀបធៀបទំហំនៃម៉ូលេគុលទឹកគឺប្រហែល 0.1 nm ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះថាមពលសក្តានុពលអប្បបរមានៃម៉ូលេគុលអេលីយ៉ូមធ្លាក់នៅចម្ងាយខ្លីជាង - ប្រហែល 0.2 nm - ទោះយ៉ាងណាភាគច្រើននៃពេលវេលា - ប្រហែល 80% - អាតូមអេលីយ៉ូមនៅក្នុងម៉ូលេគុលចំណាយក្នុងរបៀបផ្លូវរូងក្រោមដី ពោលគឺនៅក្នុង តំបន់ដែលពួកគេមានទីតាំងនៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃមេកានិចបុរាណមិនអាច។

អាតូមធំបំផុតបន្ទាប់បន្ទាប់ពីអេលីយ៉ូមគឺលីចូម ដូច្នេះបន្ទាប់ពីទទួលបានម៉ូលេគុលអេលីយ៉ូម វាបានក្លាយជាធម្មជាតិដើម្បីសិក្សាពីលទ្ធភាពនៃការជួសជុលការតភ្ជាប់រវាងអេលីយ៉ូម និងលីចូម។ ហើយ​ឥឡូវ​នេះ ទីបំផុត អ្នក​វិទ្យាសាស្ត្រ​អាច​ធ្វើ​កិច្ចការ​នេះ​បាន។ ម៉ូលេគុល lithium-helium LiHe មានថាមពលចងខ្ពស់ជាង helium-helium - 34 ± 36 mK ហើយចម្ងាយរវាងអាតូមផ្ទុយទៅវិញគឺតូចជាង - ប្រហែល 2.9 nm ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សូម្បីតែនៅក្នុងម៉ូលេគុលនេះ អាតូមភាគច្រើនស្ថិតនៅក្នុងរដ្ឋហាមឃាត់បុរាណ នៅក្រោមរបាំងថាមពល។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ អណ្តូងសក្តានុពលសម្រាប់ម៉ូលេគុល LiHe គឺតូចណាស់ ដែលវាអាចមាននៅក្នុងស្ថានភាពថាមពលរំញ័រតែមួយគត់ ដែលតាមពិតការបំបែកពីរដងដោយសារតែការបង្វិលនៃអាតូម 7Li ។ ថេរនៃការបង្វិលរបស់វាមានទំហំធំ (ប្រហែល 40 mK) ដែលការរំភើបនៃវិសាលគមបង្វិលនាំទៅដល់ការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃម៉ូលេគុល។

Brett Esry / សាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋកានសាស

រហូតមកដល់ពេលនេះ លទ្ធផលដែលទទួលបានគឺគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍តែតាមទស្សនៈជាមូលដ្ឋានប៉ុណ្ណោះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកគេមានចំណាប់អារម្មណ៍លើមុខវិជ្ជាដែលពាក់ព័ន្ធរួចទៅហើយ។ ដូច្នេះចង្កោមអេលីយ៉ូមនៃភាគល្អិតជាច្រើនអាចក្លាយជាឧបករណ៍សម្រាប់សិក្សាពីផលប៉ះពាល់នៃការពន្យាពេលនៅក្នុងម៉ាស៊ីនបូមធូលី Casimir ។ ការសិក្សាអំពីអន្តរកម្មរបស់អេលីយ៉ូម-អេលីយ៉ូម មានសារៈសំខាន់ផងដែរសម្រាប់គីមីវិទ្យាក្វាតម ដែលអាចសាកល្បងគំរូរបស់វានៅលើប្រព័ន្ធនេះ។ ហើយប្រាកដណាស់ វាគ្មានការងឿងឆ្ងល់ទេដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនឹងបង្កើតកម្មវិធីដ៏គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ និងសំខាន់ផ្សេងទៀតសម្រាប់វត្ថុដ៏វិសេសវិសាលដូចជាម៉ូលេគុល He2 និង LiHe ។

អ្នកប្រហែលជាធ្លាប់លឺឃ្លាថា "អ្នកត្រូវបានបង្កើតឡើងពីធូលីដី" - ហើយវាជាការពិត។ ភាគល្អិតជាច្រើនដែលបង្កើតជារូបរាងកាយរបស់អ្នក និងពិភពលោកជុំវិញអ្នកត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅខាងក្នុងផ្កាយកាលពីរាប់ពាន់លានឆ្នាំមុន។ ប៉ុន្តែមានសម្ភារៈមួយចំនួនដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅដើមដំបូង បន្ទាប់ពីកំណើតនៃសកលលោក។

តារាវិទូខ្លះជឿថាពួកគេបានបង្ហាញខ្លួនប៉ុន្មាននាទីបន្ទាប់ពី Big Bang ។ ធាតុដែលមានច្រើនបំផុតនៅក្នុងសកលលោកគឺ អ៊ីដ្រូសែន និងអេលីយ៉ូម ជាមួយនឹងបរិមាណតិចតួចនៃលីចូមគីមី។

តារាវិទូអាចកំណត់ដោយភាពត្រឹមត្រូវតិចតួចថាតើលីចូមមានប៉ុន្មាននៅក្នុងចក្រវាឡដំបូង។ ដើម្បីធ្វើដូច្នេះ អ្នកត្រូវស្វែងយល់ពីតារាចាស់ជាងគេ។ ប៉ុន្តែលទ្ធផលដែលទទួលបានមិនត្រូវគ្នាទេ - នៅក្នុងតារាចាស់ៗវាប្រែទៅជាលីចូមតិចជាងការរំពឹងទុក 3 ដង! មូលហេតុ​នៃ​អាថ៌កំបាំង​នេះ​នៅ​មិនទាន់​ដឹង​នៅឡើយ​ទេ​។

តោះមើលឲ្យកាន់តែច្បាស់...

និយាយយ៉ាងតឹងរឹងនៅកម្រិតបច្ចុប្បន្ននៃការសង្កេតរបស់យើងមិនគួរមានកំហុសទេ: មានលីចូមតិចតួចណាស់។ ស្ថានភាពនេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់អំពីរូបវិទ្យាថ្មីមួយចំនួន ដែលជាដំណើរការមិនស្គាល់សម្រាប់ពួកយើង ដែលបានកើតឡើងភ្លាមៗបន្ទាប់ពី Big Bang ។

ការសិក្សាថ្មីៗបំផុតលើប្រធានបទនេះបានប៉ះពាល់ដល់តំបន់ដែលផ្លាស់ប្តូរតិចតួចបំផុតចាប់តាំងពី Big Bang - បរិយាកាសនៃផ្កាយចាស់ៗដែលមានទីតាំងនៅជុំវិញនៃ Milky Way ។ ដោយសារពួកវាដាច់ឆ្ងាយពីស្នូល ដែលលីចូមអាចផលិតបាន លទ្ធភាពនៃការចម្លងរោគយឺតដែលប៉ះពាល់ដល់លទ្ធផលគួរតែមានតិចតួចបំផុត។ បរិយាកាសរបស់ពួកគេមានត្រឹមតែមួយភាគបីនៃកម្រិតដែលត្រូវបានព្យាករណ៍ដោយការក្លែងធ្វើសម្រាប់លីចូម-៧។ មូលហេតុ? ការពន្យល់មួយដែលផ្តល់ជូនគឺថាគាត់បានលង់ទឹក។ លីចូមពីបរិយាកាសនៃផ្កាយចាប់ផ្តើមលិចចូលទៅក្នុងបញ្ហានៃផ្កាយបន្តិចម្តង ៗ ឈានដល់ជម្រៅរបស់វា។ ដូច្នេះវាមិនអាចមើលឃើញនៅក្នុងបរិយាកាសរបស់ពួកគេទេ។

Christopher Hawk នៃសាកលវិទ្យាល័យ Notre Dame (Indiana សហរដ្ឋអាមេរិក) និងសហការីបានធ្វើការផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធផលដោយផ្អែកលើទិន្នន័យពី Small Magellanic Cloud ដែលជាកាឡាក់ស៊ីផ្កាយរណបនៃ Milky Way ។ ហើយដើម្បីកម្ចាត់ទិន្នន័យពីឥទ្ធិពលនៃ "ធ្លាក់ចុះលីចូម" និងឥទ្ធិពលផ្សេងទៀតនៃដំណើរការផ្កាយក្នុងតំបន់ អ្នកស្រាវជ្រាវបានវិភាគមាតិកានៃឧស្ម័នអន្តរតារានៅក្នុងកាឡាក់ស៊ីមនុស្សតឿនេះ ដោយណែនាំថាគាត់គួរតែមានមោទនភាពចំពោះលីចូមរបស់គាត់៖ គាត់គ្រាន់តែ មិនមានអ្វីត្រូវលង់នៅទីនេះទេ។

ដោយប្រើការសង្កេតពីតេឡេស្កុបដ៏ធំបំផុតរបស់ European Southern Observatory អ្នកតារាវិទូបានរកឃើញលីចូមច្រើនដូចគំរូ Big Bang បានព្យាករណ៍ ដូចដែលបានរាយការណ៍នៅក្នុងទស្សនាវដ្តី Nature ។ ប៉ុន្តែនេះ, alas, មិនបានជួយច្រើនក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហានេះ។ ការពិតគឺថាលីចូមត្រូវបានបង្កើតឡើងឥតឈប់ឈរនៅក្នុងសាកលលោកក្នុងដំណើរនៃដំណើរការធម្មជាតិ ហើយការផ្ទុះរបស់ supernova ចែកចាយវាឱ្យស្មើគ្នានៅទូទាំង Metagalaxy ដូចជាធាតុផ្សេងទៀតទាំងអស់ដែលផលិតនៅក្នុងជម្រៅ។ លទ្ធផលថ្មីនេះបើយោងតាមលោក Christopher Hawke បានធ្វើឱ្យអាថ៌កំបាំងលីចូមកាន់តែធ្ងន់ធ្ងរឡើងថា "យើងអាចនិយាយបានតែអំពីដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហានេះ ប្រសិនបើមិនមានការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណលីចូមដែលអាចប្រើបានចាប់តាំងពីក្រុម Big Bang"។ ហើយវាគឺនៅលើមាត្រដ្ឋាននៃពពក Magellanic តូចប៉ុណ្ណោះ!

អ្វីដែលសំខាន់បំផុតនោះ វាពិតជាលំបាកណាស់ក្នុងការស្រមៃថា ក្នុងរយៈពេល 12-13 ពាន់លានឆ្នាំនៃការលាយបញ្ចូលគ្នារវាងទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរ ដែលបានបង្កើតធាតុធ្ងន់ៗដែលធ្វើឱ្យជីវិតនៅលើផែនដីអាចធ្វើទៅបាន លីចូមមិនត្រូវបានផលិតដោយហេតុផលមួយចំនួននោះទេ។ យ៉ាងហោចណាស់គំនិតបច្ចុប្បន្នរបស់យើងអំពីការសំយោគនុយក្លេអ៊ែរ thermonuclear មិនអនុញ្ញាតឱ្យយើងដាក់ចេញនូវសម្មតិកម្មបែបនេះទេ។

អ្វីដែលអាក្រក់ជាងនេះទៅទៀតនោះ ការងារថ្មីរបស់ Miguel Pato នៃសាកលវិទ្យាល័យបច្ចេកទេស Munich (ប្រទេសអាល្លឺម៉ង់) និង Fabio Iocco នៃសាកលវិទ្យាល័យ Stockholm (ស៊ុយអែត) បានបង្ហាញថា មិនត្រឹមតែប្រហោងខ្មៅដ៏ធំនៅក្នុងស្នូលនៃកាឡាក់ស៊ីប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏ជារឿងធម្មតាបំផុតផងដែរ (និងច្រើនទៀត។ ជាច្រើន) ប្រហោងខ្មៅនៃប្រភពដើមផ្កាយត្រូវតែបង្កើតលីចូមនៅក្នុងថាសបង្កើនថាមពលរបស់ពួកគេ ហើយខ្លាំងមែនទែន។

ឥឡូវនេះវាប្រែថាជាក់ស្តែងរាល់ microquasar (គ្រាន់តែជាប្រព័ន្ធ BH - ថាសបន្ថែម) ត្រូវតែបង្កើតលីចូម។ ប៉ុន្តែតាមទ្រឹស្តី គួរតែមានពួកវាច្រើនជាង SMBH, Miguel Pato កត់សម្គាល់។

សរុបមក មិនទាន់មានការបញ្ជាក់ច្បាស់លាស់អំពីបញ្ហានេះនៅឡើយទេ។ ជាឧទាហរណ៍ Christopher Hawke ផ្តល់យោបល់ថាភ្លាមៗបន្ទាប់ពី Big Bang ប្រតិកម្មកម្រនិងអសកម្មមួយចំនួនពីទិដ្ឋភាពរូបវន្តអាចកើតឡើងនៅក្នុងសកលលោក ដែលភាគល្អិតនៃរូបធាតុងងឹតបានចូលរួម ហើយពួកគេបានទប់ស្កាត់ការបង្កើតលីចូម។ នេះអាចពន្យល់ពីមូលហេតុដែលវាមានលីចូមច្រើននៅក្នុង Small Magellanic Cloud ជាងនៅក្នុង Galaxy របស់យើង៖ កាឡាក់ស៊ីមនុស្សតឿ ដែលរួមមាន MMO គួរតែមិនសូវសកម្មក្នុងការទាក់ទាញរូបធាតុងងឹតនៅដើមចក្រវាឡ។ នេះមានន័យថាប្រតិកម្មសម្មតិកម្មទាំងនេះមានឥទ្ធិពលតិចទៅលើកំហាប់នៃលីចូមនៅក្នុងពួកវា។ លោក Hawk មាន​បំណង​សាកល្បង​គំនិត​នេះ​ដោយ​មាន​ជំនួយ​ពី​ការ​សិក្សា​ស៊ីជម្រៅ​បន្ថែម​ទៀត​អំពី Small Magellanic Cloud...

រហូតមកដល់ពេលនេះ យើងអាចស្វែងរកតែលីចូមនៅក្នុងផ្កាយដែលនៅជិតបំផុតនៃ Galaxy របស់យើង។ ដូច្នេះហើយ ក្រុមតារាវិទូមួយក្រុមអាចកំណត់កម្រិតនៃមាតិកាលីចូមនៅក្នុងចង្កោមផ្កាយនៅខាងក្រៅ Galaxy របស់យើង។

ចង្កោមផ្កាយ Messier 54 មានអាថ៌កំបាំង - វាមិនមែនជាកម្មសិទ្ធិរបស់ Milky Way ហើយជាផ្នែកមួយនៃកាឡាក់ស៊ីផ្កាយរណប - កាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបតឿតឿនៅក្នុង Sagittarius ។ ទីតាំងនៃចង្កោមនេះបានអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រពិនិត្យមើលថាតើបរិមាណលីចូមនៅក្នុងផ្កាយនៅខាងក្រៅ Milky Way មានកម្រិតទាបដែរឬទេ។

នៅតំបន់ជុំវិញនៃ Milky Way មានចង្កោមផ្កាយជាង 150 ដែលរួមមានផ្កាយបុរាណរាប់រយរាប់ពាន់។ ចង្កោមមួយ រួមជាមួយនឹងក្រុមតារានិករ Sagittarius ត្រូវបានរកឃើញនៅចុងសតវត្សទី 18 ដោយអ្នកប្រមាញ់ផ្កាយដុះកន្ទុយបារាំង Charles Messier ហើយដាក់ឈ្មោះគាត់ថា Messier 54 ។

អស់រយៈពេលជាង 2 សតវត្សមកហើយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានយល់ច្រឡំថា M54 គឺជាចង្កោមដូចគ្នាទៅនឹងក្រុមដទៃទៀតនៅក្នុង Milky Way ប៉ុន្តែនៅឆ្នាំ 1994 វាត្រូវបានគេរកឃើញថាចង្កោមផ្កាយនេះជារបស់កាឡាក់ស៊ីមួយទៀតគឺកាឡាក់ស៊ីរាងអេលីបតឿនៅក្នុង Sagittarius ។ វត្ថុនេះក៏ត្រូវបានគេរកឃើញថាមានចម្ងាយ 90,000 ឆ្នាំពន្លឺពីផែនដី ច្រើនជាងបីដងនៃចម្ងាយរវាងព្រះអាទិត្យ និងកណ្តាលនៃកាឡាក់ស៊ី។

នៅពេលនេះ ក្រុមតារាវិទូកំពុងតាមដាន M54 ជាមួយនឹង VLT Survey ដោយព្យាយាមដោះស្រាយបញ្ហាមួយក្នុងចំណោមសំណួរដែលគួរឱ្យឆ្ងល់បំផុតនៅក្នុងតារាវិទ្យាទំនើបទាក់ទងនឹងវត្តមានរបស់លីចូមនៅក្នុងផ្កាយ។

នៅក្នុងរូបភាពនេះ អ្នកអាចមើលឃើញមិនត្រឹមតែចង្កោមខ្លួនឯងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានផ្ទៃខាងមុខដ៏ក្រាស់ផងដែរ ដែលរួមមានផ្កាយនៃមីលគីវ៉េ។ រូបថតរបស់ ESO។

កាលពីមុន ក្រុមតារាវិទូគ្រាន់តែអាចកំណត់ភាពសម្បូរបែបនៃលីចូមនៅក្នុងផ្កាយនៃមីលគីវ៉េប៉ុណ្ណោះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្រុមស្រាវជ្រាវដែលដឹកនាំដោយ Alessio Mucciarelli នៃសាកលវិទ្យាល័យ Bologna ឥឡូវនេះបានប្រើការស្ទង់មតិ VLT ដើម្បីវាស់ស្ទង់ភាពសម្បូរបែបនៃលីចូមនៅក្នុងចង្កោមផ្កាយ extragalactic M54 ។ ការសិក្សាបានបង្ហាញថាបរិមាណលីចូមនៅក្នុងផ្កាយចាស់ M54 មិនខុសពីផ្កាយនៃមីលគីវ៉េទេ។ ដូច្នេះហើយ គ្រប់ទីកន្លែងដែលលីចូមបាត់ មីលគីវេយមិនមានអ្វីដែលត្រូវធ្វើជាមួយវាឡើយ។

លោហធាតុលីចូម

លីចូមគឺជាលោហៈស្រាលបំផុត ស្រាលជាងអាលុយមីញ៉ូម 5 ដង។ លីចូមបានទទួលឈ្មោះព្រោះវាត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង "ថ្ម" (ភាសាក្រិច λίθος - ថ្ម) ។ ឈ្មោះនេះត្រូវបានណែនាំដោយ Berzelius ។ វាគឺជាធាតុមួយក្នុងចំណោមធាតុទាំងបី (ក្រៅពីអ៊ីដ្រូសែន និងអេលីយ៉ូម) ដែលបង្កើតឡើងក្នុងកំឡុងយុគសម័យនៃការសំយោគនុយក្លេអូស៊ីតបឋមបន្ទាប់ពី Big Bang មុនពេលកំណើតនៃផ្កាយ។ ចាប់តាំងពីពេលនោះមក ការប្រមូលផ្តុំរបស់វានៅក្នុងសកលលោកនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ។

លីចូមអាចត្រូវបានគេហៅថាយ៉ាងត្រឹមត្រូវថាជាធាតុសំខាន់បំផុតនៃអរិយធម៌ទំនើប និងការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យា។ ក្នុងអតីតកាល និងសតវត្សមុនចុងក្រោយ សូចនាករនៃការផលិតអាស៊ីត និងលោហធាតុសំខាន់ៗ នាវាផ្ទុកទឹក និងថាមពល គឺជាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃអំណាចឧស្សាហកម្ម និងសេដ្ឋកិច្ចរបស់រដ្ឋ។ នៅសតវត្សរ៍ទី 21 លីចូមបានចូលក្នុងបញ្ជីសូចនាករបែបនេះយ៉ាងរឹងមាំនិងជាអចិន្ត្រៃយ៍។ សព្វថ្ងៃនេះ លីចូមមានសារៈសំខាន់ផ្នែកសេដ្ឋកិច្ច និងជាយុទ្ធសាស្ត្រពិសេសនៅក្នុងប្រទេសឧស្សាហកម្មជឿនលឿន។

ដោយសិក្សាពីផ្កាយថ្មី Nova Delphini 2013 (V339 Del) តារាវិទូអាចរកឃើញមុនគេគីមីនៃលីចូម ដូច្នេះការសង្កេតដោយផ្ទាល់ដំបូងនៃដំណើរការនៃការបង្កើតធាតុទីបីនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ - ដែលពីមុនត្រូវបានសន្មត់តែប៉ុណ្ណោះ។ តាមទ្រឹស្តី។

អ្នកនិពន្ធសំខាន់នៃការងារវិទ្យាសាស្ត្រថ្មី Akito Taitsu មកពីអង្គការសង្កេតការណ៍ជាតិបាននិយាយថា "រហូតមកដល់ពេលនេះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនទាន់មានភស្តុតាងផ្ទាល់នៃការបង្កើតលីចូមនៅក្នុងផ្កាយថ្មីទេ ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីធ្វើការសិក្សារបស់យើង យើងអាចនិយាយបានថាដំណើរការបែបនេះកំពុងកើតឡើង" ។ នៃប្រទេសជប៉ុន។

ការផ្ទុះនៃផ្កាយថ្មីកើតឡើងនៅពេលដែលនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្កាយគោលពីរយ៉ាងជិតស្និទ្ធ សារធាតុហូរចេញពីផ្កាយដែលមានធាតុផ្សំរបស់វាទៅផ្ទៃនៃផ្កាយដៃគូ - មនុស្សតឿពណ៌ស។ ប្រតិកម្ម thermonuclear ដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបានបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងពន្លឺនៃផ្កាយមួយ ដែលនាំឱ្យការបង្កើតធាតុធ្ងន់ជាងអ៊ីដ្រូសែន និងអេលីយ៉ូម ដែលមានវត្តមានក្នុងបរិមាណដ៏សំខាន់នៅក្នុងតារាភាគច្រើននៃសកលលោក។

ធាតុគីមីមួយក្នុងចំណោមធាតុគីមីដែលបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការផ្ទុះបែបនេះគឺអ៊ីសូតូមលីចូមរីករាលដាល Li-7 ។ ខណៈពេលដែលភាគច្រើននៃធាតុគីមីធ្ងន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងស្នូលនៃផ្កាយ និងនៅក្នុងការផ្ទុះនៃ supernova Li-7 គឺមានភាពផុយស្រួយពេកជាធាតុមួយដើម្បីទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែលបានរក្សានៅក្នុងស្នូលតារាភាគច្រើន។

មួយចំនួននៃលីចូមដែលមានវត្តមាននៅក្នុងសកលលោកត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃ Big Bang ។ លើសពីនេះទៀត បរិមាណលីចូមមួយចំនួនអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនៃកាំរស្មីលោហធាតុជាមួយផ្កាយ និងរូបធាតុអន្តរតារា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដំណើរការទាំងនេះមិនពន្យល់អំពីបរិមាណដ៏ច្រើនលើសលប់នៃលីចូមដែលមាននៅក្នុងសកលលោកសព្វថ្ងៃនេះទេ។

នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1950 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានណែនាំថា លីចូមក្នុងចក្រវាឡអាចបង្កើតបានពីអ៊ីសូតូបបេរីលីញ៉ូម Be-7 ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅជិតផ្ទៃផ្កាយ ហើយអាចផ្ទេរទៅអវកាសខាងក្រៅ ដែលឥទ្ធិពលនៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់លើវត្ថុធាតុត្រូវបានកាត់បន្ថយ ហើយថ្មីៗ លីចូមដែលបង្កើតឡើងនៅតែស្ថិតក្នុងស្ថានភាពស្ថិរភាព។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រហូតមកដល់ពេលនេះ ការសង្កេតពីផែនដីនៃលីចូមដែលបង្កើតឡើងនៅជិតផ្ទៃផ្កាយ គឺជាកិច្ចការដ៏លំបាកមួយ។

Taitsu និងក្រុមរបស់គាត់បានប្រើប្រាស់កែវយឺត Subaru នៅរដ្ឋ Hawaii សម្រាប់ការសង្កេតរបស់ពួកគេ។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការសង្កេត ក្រុមការងារបានកត់ត្រាយ៉ាងច្បាស់អំពីរបៀបដែលនុយក្លេអ៊ែរ Be-7 ដែលមានពាក់កណ្តាលជីវិត 53 ថ្ងៃ ប្រែទៅជា Li-7 ។