บาคาร่าเว็บตรง การสร้างองค์ประกอบที่เบากว่าเหล็กอาจไม่ต้องการสภาวะสุดขั้วที่พบในดาวมวลมาก ตามคำบอกของนักฟิสิกส์กลุ่มหนึ่งในประเทศญี่ปุ่นและแคนาดา เป็นไปได้ว่าออกซิเจน ไนโตรเจน และองค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมดที่มีเลขอะตอมไม่เกิน 25 จะถูกผลิตขึ้นภายในโลกด้วย คำกล่าวอ้างที่น่าจับตามองของพวกเขาอาศัยแนวคิดที่ว่าปฏิกิริยาฟิวชันเกิดขึ้นในเสื้อคลุมด้านล่างของโลก
ซึ่งพวกมันจะถูกเร่งปฏิกิริยาด้วยนิวตริโนและอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้น
ตามแบบจำลองบิ๊กแบง องค์ประกอบเดียวที่มีอยู่ในเอกภพยุคแรกคือไฮโดรเจน ฮีเลียม และลิเธียมจำนวนเล็กน้อย คิดว่าธาตุที่มีเลขอะตอมระหว่างสี่ (เบริลเลียม) และ 25 (แมงกานีส) ถูกสร้างขึ้นผ่านการหลอมรวมของนิวเคลียสที่หนักกว่าภายในดาวมวลมาก กระบวนการนี้ต้องหยุดชะงักลงเพราะการเกิดธาตุเหล็ก (เลขอะตอม 26) ในทางตรงกันข้ามกับธาตุที่เบากว่า ไม่ได้ปล่อยพลังงานส่วนเกินออกไป ดังนั้นจึงไม่สามารถป้องกันดาวไม่ให้ยุบตัวด้วยน้ำหนักของตัวมันเองได้ อย่างไรก็ตาม มหานวดาราที่เป็นผลทำให้เกิดนิวตรอนความเร็วสูงซึ่งถูกจับโดยนิวเคลียสเพื่อสร้างธาตุที่หนักกว่าเหล็ก
ในผลงานล่าสุดMikio Fukuharaจากมหาวิทยาลัย Tohoku และเพื่อนร่วมงานในญี่ปุ่นและแคนาดาเสนอว่าธาตุที่เบากว่าเหล่านี้สามารถผลิตได้ในส่วนลึกของโลก แรงบันดาลใจสำหรับแนวคิดนี้มาจากวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศของโลก อย่างที่นักวิจัยชี้ให้เห็น ตอนแรกคิดว่าชั้นบรรยากาศประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เกือบทั้งหมด แต่องค์ประกอบของมันเปลี่ยนไปอย่างรุนแรง ส่งผลให้เกิดการครอบงำของไนโตรเจน ซึ่งปัจจุบันมีสัดส่วนประมาณ 78% ของโมเลกุลในบรรยากาศ เช่นเดียวกับออกซิเจนจำนวนมาก (ประมาณ 21%) ในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์มีเพียง 0.2%
การสะสมของไนโตรเจน-14
นักวิทยาศาสตร์หลายคนกล่าวว่า Fukuhara คิดว่าไนโตรเจนส่วนใหญ่มีอยู่ในวัสดุจากเนบิวลาสุริยะ ซึ่งเป็นเมฆก๊าซที่ควบแน่นและรวมตัวกันเพื่อก่อตัวเป็นดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ ไนโตรเจนเพิ่มเติมมาเมื่อดาวเคราะห์ที่อุดมด้วยธาตุนี้ชนเข้ากับโลกของเรา แต่เขาให้เหตุผลว่าสมมติฐานนั้นไม่สามารถอธิบายการสะสมอย่างรวดเร็วของไนโตรเจน -14 ซึ่งคาดว่าน่าจะเกิดขึ้นระหว่าง 3.8-2.5 พันล้านปีก่อน
Fukuhara เชื่อว่าคำตอบอาจเป็นนิวเคลียร์ฟิวชันภาคพื้นดิน ในแบบจำลองที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้ว เขาเสนอว่าไนโตรเจน ออกซิเจน และน้ำ – ความเข้มข้นที่พุ่งสูงขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป – อาจถูกปลอมแปลงขึ้นในปฏิกิริยาดูดความร้อนภายในเสื้อคลุมของโลก ปฏิกิริยาเหล่านี้จะเกี่ยวข้องกับนิวเคลียสของคาร์บอนและออกซิเจนที่อยู่ภายในโครงผลึกของหินแคลเซียมคาร์บอเนต
ในขณะที่เขาชี้ให้เห็น แม้แต่อุณหภูมิและแรงกดดันที่สูงมากที่ระดับความลึกหลายพันกิโลเมตรก็ไม่เพียงพอที่จะบังคับให้นิวเคลียสเหล่านั้นรวมกันต่อต้านการขับไล่ซึ่งกันและกัน แต่เขาอ้างว่าการปรากฏตัวของอนุภาคย่อยของอะตอมที่เรียกว่าไพออนเป็นกลางสามารถเพิ่มแรงดึงดูดของนิวเคลียร์จนถึงจุดที่เกิดการหลอมรวม เขากล่าวว่าไพออนเหล่านั้นจะถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นจากการแตกร้าวและการเลื่อนของผลึกคาร์บอเนตอย่างรวดเร็ว ซึ่งเกิดจากการปะทุของภูเขาไฟ ควบคู่ไปกับอิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นจะเป็นนิวตริโนซึ่งถูกจับขณะที่พวกมันไหลผ่านโลกเป็นจำนวนมากจากดวงอาทิตย์หรือดาวฤกษ์อื่น ๆ หรือจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ในแกนกลางของโลก
งานล่าสุดต่อยอดจากงานวิจัยชิ้นนี้โดยแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาฟิวชันแบบเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถอธิบายการผลิตไม่เพียงแต่ของไนโตรเจน ออกซิเจน และน้ำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงองค์ประกอบที่เบาที่สุดทั้งหมด 25 ธาตุด้วย เพื่อแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของกลไกนี้ นักวิจัยได้คำนวณพลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นในการเริ่มต้นปฏิกิริยาในแต่ละกรณี จากนั้นจึงวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของแร่ที่พบในเสื้อคลุมที่มีองค์ประกอบที่ทำปฏิกิริยา
อุณหภูมิ ความดัน และตัวเร่งปฏิกิริยา
ตามที่รายงานในบทความที่ตีพิมพ์ในAIP Advancesพวกเขาได้ทำการวิเคราะห์นิวเคลียสสามชุดในส่วนหลัง ได้แก่ แมกนีเซียมและเหล็ก อลูมิเนียมและแมกนีเซียม และอลูมิเนียมและซิลิกอน ในทั้งสามกรณี พวกเขาสรุปว่าการรวมกันของอุณหภูมิ ความดัน และตัวเร่งปฏิกิริยาจะลดระยะห่างของปฏิกิริยาระหว่างนิวเคลียสลงจนสามารถหลอมรวมได้ ซึ่งทำให้เกิดกำมะถันและไททาเนียม โซเดียมและซิลิกอน และออกซิเจนและโพแทสเซียม ตามลำดับ
อัตราส่วนไอโซโทปให้เบาะแสต่อการสังเคราะห์องค์ประกอบ
Fukuhara และเพื่อนร่วมงานชี้ให้เห็นว่ากลไกฟิวชั่นที่เสนอยังคงเป็นสมมติฐานและควรนำไปทดสอบในการทดลองที่ดำเนินการที่อุณหภูมิและความดันสูง แต่พวกเขายืนยันว่าหากได้รับการยืนยันผลจะมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อธรณีฟิสิกส์ “เท่าที่เรารู้” พวกเขาเขียนว่า “ทฤษฎีการสร้างองค์ประกอบยังไม่ได้รับการพัฒนาก่อนหน้านี้ในบริบทของ ‘โรงงาน Earth'”
พวกเขาเสริมว่าพวกเขากำลังทำการคำนวณเพิ่มเติมเพื่อดูว่ากลไกที่พวกเขาระบุนั้นใช้กับองค์ประกอบที่หนักกว่าเหล็กหรือไม่ นอกจากนี้ พวกเขายังบอกใบ้ถึงการใช้งานที่เป็นไปได้ของงาน โดยอ้างว่ามีศักยภาพในการสร้างองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการสำรวจอวกาศ “เราไม่จำเป็นต้องมองหาออกซิเจน น้ำ และองค์ประกอบอื่นๆ ในดาวเคราะห์และดาวเทียม” Fukuhara กล่าว
วิธีใหม่ในการขยายผลึกควอซิกคริสตัลขนาดใหญ่ที่ปราศจากข้อบกพร่องได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา ด้วยการผสมผสานระหว่างการทดลองและการจำลองAshwin Shahaniและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนได้แสดงให้เห็นว่าคลัสเตอร์ของผลึกควอซิกคริสตัลที่กำลังเติบโตสามารถรวมตัวกันเพื่อสร้างโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้นได้อย่างไร หากพวกมันอยู่ในแนวเดียวกันเป็นส่วนใหญ่ ผลที่ได้สามารถปูทางไปสู่คลื่นลูกใหม่ที่น่าสนใจในวัสดุที่แปลกใหม่
ผลึกควอซิกคริสตัลคือการจัดเรียงของอะตอมที่มีลำดับระยะไกล แต่ไม่มีความสมมาตรเชิงการแปลที่มีผลึกทั่วไป ตัวอย่างทางคณิตศาสตร์คือ การปูกระเบื้องเพนโรส ซึ่งสามารถจัดเรียงกระเบื้องที่มีรูปร่างต่างกันสองแบบเพื่อสร้างลวดลายที่สลับซับซ้อน
วัสดุ quasicrystal แรกถูกค้นพบในปี 1980 และเมื่อพบว่า quasicrystal มากขึ้น เป็นที่ชัดเจนว่าวัสดุมีคุณสมบัติทางกล ความร้อน และทางไฟฟ้าที่น่าสนใจมากมาย ซึ่งอาจนำไปใช้ในการใช้งานจริงได้หลากหลาย บาคาร่าเว็บตรง
