มาร์ค ฮอฟฟ์แมนน์ นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยนอร์ธ ดาโกต้า สหรัฐอเมริกา และทีมงาน ได้ค้นพบอันตรกิริยาสำคัญที่เกิดขึ้นนอกโลก ที่อาจช่วยไขปริศนาอีกหลายข้อในเอกภพ
ฮอฟฟ์แมนน์ นักเคมีเชิงคำนวณ และ ทรีฟ เฮลเกเคอร์ นักวิทยาศาสตร์ชื่อดังชาวนอร์เวย์ พร้อมด้วย อี.ไอ.เทรลเกรน และ เค.ลันจ์ จากนอร์เวย์ ได้ค้นพบอันตรกิริยาระดับโมเลกุลที่วงการวิทยาศาสตร์เคยไม่เข้าใจมาเป็นเวลาหลายสิบปี และยังไม่ได้รับการไขปริศนามาก่อน
การค้นพบครั้งนี้อาจเปลี่ยนโฉมหน้าวงการวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการก่อตัวของสารประกอบไปเลยก็เป็นได้ และยังช่วยตอบคำถามที่ว่า สถานที่อย่างดาวแคระขาว (แก่นของดาวที่หนาแน่นเป็นพิเศษ ที่เป็นช่วงท้ายๆของชั่วชีวิตดาวฤกษ์ส่วนใหญ่) เป็นเช่นไร
"เราได้ค้นพบการเกิดพันธะเคมีแบบใหม่" ฮอฟฟ์แมนน์ นักวิทยาศาสตร์ผู้โด่งดังเรื่องทฤษฎีและโมเดลคอมพิวเตอร์เกี่ยวกับการก่อตัวของสารประกอบเคมี กล่าว
"นี่เป็นเรื่องใหญ่ทีเดียว แต่ผมไม่ได้ล้อคุณเล่นนะ มันเป็นพันธะเคมีรูปแบบใหม่ ซึ่งวงการวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยพบมาก่อน"
ฮอฟฟ์แมนน์และทีมงานได้เขียนกฎทางเคมีใหม่เพื่อการอธิบายว่า ท้องฟ้ายามค่ำคืนนั้นเป็นเช่นไร ซึ่งก็ช่วยตอบคำถามหลายข้อที่นักวิทยาศาสตร์เคยสงสัยกันมาเป็นอย่างดี เป็นต้นว่า ดวงดาวเกิดขึ้นมาได้อย่างไร มีวิวัฒนาการอย่างไร และดับไปอย่างไร
งานของทีมวิจัยนี้ยังบอกได้ด้วยว่า สารประกอบบางอย่างในห้วงอวกาศอันห่างไกลนั้นก่อตัวขึ้นมาได้อย่างไร การค้นพบนี้จึงได้รับการเผยแพร่ในวารสารวิชาการ Science แล้ว
"การค้นพบของเราช่วยไขปริศนาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์เกี่ยวกับสเปกตรัมของดาวแคระขาว" ฮอฟฟ์แมนน์อธิบายผลงาน
"ดาวแคระขาวมีสเปกตรัมที่เราคิดว่าน่าจะเกิดจากไฮโดรเจนและฮีเลียมที่ผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลงเป็นสารโพลิเมอร์ ซึ่งแน่นอนว่า ปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นบนโลกของเราด้วย"
"มันเป็นไปได้บนดาวแคระขาวเพราะว่า สนามแม่เหล็กบนดาวแคระขาวนั้นใหญ่กว่าที่เกิดขึ้นบนโลกหลายเท่าตัว"
ดาวแคระขาวที่อยู่ใกล้เราที่สุดคือ ดาวซีรีอุส บี ซึ่งเป็นดาวฝาแฝดคู่กับดาวที่สว่างสุดบนท้องฟ้าของเรา คือ ดาวซีรีอุส เอ นั่นเอง ขนาดของดาวซีรีอุส บีนั้นพอๆกับดวงอาทิตย์ของเรา แต่มีความหนาแน่นสูงกว่ามาก โดยเฉลี่ยแล้วจะหนาแน่นถึง 1.7 ตันต่อลูกบาศก์เซนติเมตร หรือเทียบเท่ากับน้ำหนัก 3,000 ปอนด์อัดแน่นเข้าไปในกล่องขนาดเท่ากับก้อนกาแฟหนึ่งก้อน
ฮอฟฟ์แมนน์และทีมงานอธิบายว่า กระบวนการสร้างพันธะเคมีลักษณะนี้เกิดขึ้นเพราะสนามแม่เหล็กเข้มข้นเหนี่ยวนำ
"มีการคาดการณ์กันว่าปรากฏการณ์นี้น่าจะเกิดขึ้น แต่ยังไม่มีใครพิสูจน์ได้มาก่อน จนกระทั่งทีมเราได้อธิบายกระบวนการเกิดได้ ซึ่งก็เป็นโครงสร้างเชิงทฤษฎีและยังมีวิธีการคำนวณที่บอกที่มาที่ไปได้"
บนโลกนั้น แม้แต่การทดลองทางวิทยาศาสตร์การทหารก็สามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้เพียง 1,000 เทสลา (ตู้เย็นหนึ่งตู้สร้างสนามแม่เหล็กได้ 1 ใน 1,000 ของหน่วยเทสลาเท่านั้น) แต่ดาวซีรีอุส บี นั้นมีสนามแม่เหล็กที่สูงถึง 200,000 - 400,000 เทสลาเลยทีเดียว ซึ่งมากพอที่จะทำให้อันตรกิริยาทางอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปได้ โดยอันตรกิริยานี้เป็นพระเอกในวงการเคมีและวัสดุศาสตร์บนโลกอยู่แล้ว
นอกจากนี้ สนามแม่เหล็กที่หนาแน่นระดับนั้นจะเปลี่ยนวิธีการรวมตัวของอะตอม และสามารถเปลี่ยนวงการเคมีที่เราเคยรู้กันมาที่โลกไปได้ด้วย
"เราพบว่า ก่อนที่เราค้นพบเรื่องนี้นั้น ทุกอย่างเป็นเพียงทฤษฎีที่เขียนไว้บนกระดาษเท่านั้นว่า เอกภพน่าจะเป็นอย่างนี้ๆ แต่งานของเรา เช่นที่ดาวแคระขาว เราก็จำลองสนามแม่เหล็กขึ้นมาได้"
แล้วนักวิทยาศาสตร์รู้ได้อย่างไรว่ามันถูกต้อง?
"เราสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณที่อธิบายทฤษฎีที่เราตั้งขึ้นมาได้ โดยยึดตามหลักการฟิสิกส์ที่สามารถประยุกต์ใช้ได้ทุกที่ในเอกภพ" ฮอฟฟ์แมนน์ตอบ
และโมเดลทางคอมพิวเตอร์นี้ก็พร้อมเปิดให้นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ใช้เพื่อทดสอบแบบจำลองการสังเกตการณ์ท้องฟ้าได้แล้ว
อ้างอิง: University of North Dakota (2012, December 7). New chemical reaction could explain how stars form, evolve, and eventually die. ScienceDaily. Retrieved December 9, 2012, from http://www.sciencedaily.com/releases/2012/12/121207174415.htm
งานวิจัย: K. K. Lange, E. I. Tellgren, M. R. Hoffmann, T. Helgaker. A Paramagnetic Bonding Mechanism for Diatomics in Strong Magnetic Fields. Science, 2012; 337 (6092): 327 DOI: 10.1126/science.1219703
ขอขอบคุณข้อมูลจาก http://www.vcharkarn.com/vnews/154719
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น