Photodissociation
ফটোডিসোসিয়েশন, ফটোলাইসিস, ফটোডিকম্পোজিশন বা ফটোফ্র্যাগমেন্টেশন হল একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া যেখানে একটি রাসায়নিক যৌগের অণু ফোটন দ্বারা ভেঙে যায়। এটি একটি লক্ষ্য অণুর সাথে এক বা একাধিক ফোটনের মিথস্ক্রিয়া হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। ফটোডিসোসিয়েশন দৃশ্যমান আলোর মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। পর্যাপ্ত শক্তি সহ যে কোনও ফোটন একটি রাসায়নিক যৌগের রাসায়নিক বন্ধনকে প্রভাবিত করতে পারে। যেহেতু একটি ফোটনের শক্তি তার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিপরীত আনুপাতিক, তাই অতিবেগুনী আলো, এক্স-রে এবং গামা রশ্মির মতো দৃশ্যমান আলো বা তার বেশি শক্তির সঙ্গে বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় বিকিরণ এই ধরনের প্রতিক্রিয়াকে প্ররোচিত করতে পারে। সালোকসংশ্লেষণে আলোক বিশ্লেষণ হল আলোক-নির্ভর প্রতিক্রিয়া বা আলোক পর্যায় বা সালোকসংশ্লেষণের আলোক রাসায়নিক পর্যায় বা পাহাড়ি প্রতিক্রিয়ার অংশ। সালোকসংশ্লেষক আলোক বিশ্লেষণের সাধারণ প্রতিক্রিয়া ফোটনের পরিপ্রেক্ষিতে দেওয়া যেতে পারেঃ "এ"-এর রাসায়নিক প্রকৃতি জীবের প্রকারের উপর নির্ভর করে। বেগুনি সালফার ব্যাকটেরিয়া হাইড্রোজেন সালফাইডকে () সালফার (এস)-এ জারিত করে। অক্সিজেন সালোকসংশ্লেষণে, জল () ফোটোলাইসিসের জন্য একটি স্তর হিসাবে কাজ করে যার ফলে ডায়াটমিক অক্সিজেন () উৎপন্ন হয়। এই প্রক্রিয়াটি পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেন ফিরিয়ে দেয়। সায়ানোব্যাকটেরিয়ার থাইলাকয়েড এবং সবুজ শৈবাল ও উদ্ভিদের ক্লোরোপ্লাস্টে জলের ফটোলাইসিস ঘটে। শক্তি স্থানান্তর মডেল প্রচলিত আধা-ধ্রুপদী মডেল সালোকসংশ্লেষী শক্তি স্থানান্তর প্রক্রিয়াকে এমন একটি প্রক্রিয়া হিসাবে বর্ণনা করে যেখানে আলোক-ধারণকারী রঞ্জক অণু থেকে প্রতিক্রিয়া কেন্দ্রের অণুগুলিতে উত্তেজনা শক্তি আণবিক শক্তির সিঁড়ি থেকে ধাপে ধাপে নিচে নেমে আসে। বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফোটনের কার্যকারিতা জীবের সালোকসংশ্লেষক রঞ্জকগুলির শোষণ বর্ণালীর উপর নির্ভর করে। ক্লোরোফিলগুলি বর্ণালীর বেগুনি-নীল এবং লাল অংশে আলো শোষণ করে, অন্যদিকে আনুষঙ্গিক রঞ্জকগুলি অন্যান্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যও ধারণ করে। লাল শৈবালের ফাইকোবিলিনগুলি নীল-সবুজ আলো শোষণ করে যা লাল আলোর চেয়ে জলের গভীরে প্রবেশ করে, গভীর জলে সালোকসংশ্লেষণ করতে সক্ষম করে। প্রতিটি শোষিত ফোটন রঞ্জক অণুর মধ্যে একটি এক্সাইটন (একটি উচ্চতর শক্তির অবস্থায় উত্তেজিত একটি ইলেক্ট্রন) গঠনের কারণ হয়। অনুরণন শক্তি স্থানান্তরের মাধ্যমে ফটোসিস্টেম II-এর প্রতিক্রিয়া কেন্দ্রে এক্সাইটনের শক্তি একটি ক্লোরোফিল অণুর (পি680, যেখানে পি রঞ্জককে বোঝায় এবং 680 এর শোষণের জন্য সর্বাধিক 680 এনএম) স্থানান্তর করা হয়। পি680 একটি উপযুক্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সরাসরি একটি ফোটন শোষণ করতে পারে। সালোকসংশ্লেষণের সময় আলোক বিশ্লেষণ আলো-চালিত জারণ ঘটনাগুলির একটি সিরিজে ঘটে। P680-এর এনার্জাইজড ইলেক্ট্রন (এক্সাইটন) সালোকসংশ্লেষক ইলেক্ট্রন পরিবহন শৃঙ্খলের একটি প্রাথমিক ইলেক্ট্রন গ্রহণকারী দ্বারা ধরা পড়ে এবং এইভাবে সালোকতন্ত্র II থেকে বেরিয়ে আসে। বিক্রিয়ার পুনরাবৃত্তি করার জন্য, বিক্রিয়া কেন্দ্রের ইলেক্ট্রনকে পুনরায় পূরণ করতে হবে। অক্সিজেন সালোকসংশ্লেষণের ক্ষেত্রে জলের জারণের মাধ্যমে এটি ঘটে। ফটোসিস্টেম II (পি680 *)-এর ইলেকট্রন-ঘাটতি প্রতিক্রিয়া কেন্দ্রটি এখনও পর্যন্ত আবিষ্কৃত সবচেয়ে শক্তিশালী জৈবিক জারণকারী এজেন্ট, যা এটিকে জলের মতো স্থিতিশীল অণুগুলিকে ভেঙে ফেলতে দেয়। জল-বিভাজন বিক্রিয়াটি ফটোসিস্টেম II-এর অক্সিজেন-বিবর্তিত জটিল দ্বারা অনুঘটকিত হয়। এই প্রোটিন-আবদ্ধ অজৈব কমপ্লেক্সে চারটি ম্যাঙ্গানিজ আয়ন, ক্যালসিয়াম এবং ক্লোরাইড আয়ন সহ-উপাদান হিসাবে রয়েছে। দুটি জলের অণু ম্যাঙ্গানিজ গুচ্ছ দ্বারা জটিল হয়, যা তারপর ফটোসিস্টেম II-এর প্রতিক্রিয়া কেন্দ্রকে পুনরায় পূরণ করার জন্য চারটি ইলেক্ট্রন অপসারণের (জারণ) একটি সিরিজের মধ্য দিয়ে যায়। এই চক্রের শেষে, মুক্ত অক্সিজেন () উৎপন্ন হয় এবং জলের অণুগুলির হাইড্রোজেন চারটি প্রোটনে রূপান্তরিত হয়ে থাইলাকয়েড লুমেনে (দোলাইয়ের এস-স্টেট রেখাচিত্র) মুক্ত হয়। এই প্রোটনগুলি, পাশাপাশি ইলেক্ট্রন পরিবহন শৃঙ্খলের সাথে মিলিত থাইলাকয়েড ঝিল্লি জুড়ে পাম্প করা অতিরিক্ত প্রোটনগুলি ঝিল্লি জুড়ে একটি প্রোটন গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে যা ফটোফসফোরাইলেশন চালায় এবং এইভাবে অ্যাডেনোসিন ট্রাইফসফেট (এটিপি) আকারে রাসায়নিক শক্তি উৎপাদন করে। ইলেকট্রনগুলি প্রথম সালোকতন্ত্রের পি700 বিক্রিয়া কেন্দ্রে পৌঁছায় যেখানে তারা আবার আলো দ্বারা সক্রিয় হয়। এগুলি অন্য একটি ইলেক্ট্রন পরিবহন শৃঙ্খলে প্রবাহিত হয় এবং অবশেষে থাইলাকয়েডের বাইরে কোএনজাইম এবং প্রোটনের সাথে মিলিত হয়ে এনএডিপিএইচ গঠন করে। সুতরাং, জলের ফোটোলাইসিসের মোট জারণ বিক্রিয়াকে এইভাবে লেখা যেতে পারেঃ এই বিক্রিয়ার জন্য মুক্ত শক্তি পরিবর্তন () হল প্রতি মোল 102 কিলোক্যালরি। যেহেতু 700 এনএম-এ আলোর শক্তি প্রতি মোল ফোটনে প্রায় 40 কিলোক্যালরি, তাই বিক্রিয়ার জন্য প্রায় 320 কিলোক্যালরি হালকা শক্তি পাওয়া যায়। অতএব, আলোক বিশ্লেষণ এবং ইলেক্ট্রন স্থানান্তরের সময় উপলব্ধ আলোক শক্তির প্রায় এক-তৃতীয়াংশ এনএডিপিএইচ হিসাবে ধরা পড়ে। ফলস্বরূপ প্রোটন গ্রেডিয়েন্ট দ্বারা সমান পরিমাণে এটিপি উৎপন্ন হয়। একটি উপজাত হিসাবে অক্সিজেন বিক্রিয়ার আর কোনও কাজে আসে না এবং এইভাবে বায়ুমণ্ডলে ছেড়ে দেওয়া হয়। 2007 সালে গ্রাহাম ফ্লেমিং এবং তাঁর সহকর্মীরা একটি কোয়ান্টাম মডেল প্রস্তাব করেছিলেন যার মধ্যে এই সম্ভাবনা রয়েছে যে সালোকসংশ্লেষক শক্তি স্থানান্তর কোয়ান্টাম দোলন জড়িত থাকতে পারে, এর অস্বাভাবিক উচ্চ দক্ষতা ব্যাখ্যা করে। ফ্লেমিংয়ের মতে, সরাসরি প্রমাণ রয়েছে যে সালোকসংশ্লেষণের সময় উল্লেখযোগ্যভাবে দীর্ঘস্থায়ী তরঙ্গের মতো বৈদ্যুতিন কোয়ান্টাম সঙ্গতি শক্তি স্থানান্তর প্রক্রিয়াগুলিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যা শক্তি স্থানান্তরের চরম দক্ষতা ব্যাখ্যা করতে পারে কারণ এটি সিস্টেমকে সমস্ত সম্ভাব্য শক্তির নমুনা নিতে সক্ষম করে। যাইহোক, এই দাবিটি বেশ কয়েকটি প্রকাশনায় ভুল প্রমাণিত হয়েছে। এই পদ্ধতিটি গ্রেগরি স্কোলস এবং টরন্টো বিশ্ববিদ্যালয়ের তাঁর দল দ্বারা আরও তদন্ত করা হয়েছে, যা 2010 সালের গোড়ার দিকে গবেষণার ফলাফল প্রকাশ করেছিল যা ইঙ্গিত দেয় যে কিছু সামুদ্রিক শৈবাল তাদের শক্তি ব্যবহারের দক্ষতা বাড়ানোর জন্য কোয়ান্টাম-সুসঙ্গত বৈদ্যুতিন শক্তি স্থানান্তর (ই. ই. টি) ব্যবহার করে। ফটোইনডিউসড প্রোটন স্থানান্তর ফটোঅ্যাসিড হল অণু যা আলোক শোষণের পরে একটি প্রোটন স্থানান্তরের মধ্য দিয়ে ফটোবেস গঠন করে। এ. এইচ-> [এইচ. নু] এ-+ এইচ-+ এই প্রতিক্রিয়াগুলিতে বিচ্ছিন্নতা বৈদ্যুতিনভাবে উত্তেজিত অবস্থায় ঘটে। ইলেকট্রনিক স্থল অবস্থায় প্রোটন স্থানান্তর এবং শিথিলকরণের পরে, প্রোটন এবং অ্যাসিড পুনরায় মিলিত হয়ে ফটোঅ্যাসিড গঠন করে। আল্ট্রাফাস্ট লেজার স্পেকট্রোস্কোপি পরীক্ষায় পিএইচ জাম্প প্ররোচিত করার জন্য ফটোঅ্যাসিড একটি সুবিধাজনক উৎস। বায়ুমণ্ডলে ফোটোলাইসিস একাধিক প্রতিক্রিয়ার অংশ হিসাবে বায়ুমণ্ডলে ঘটে যার দ্বারা হাইড্রোকার্বন এবং নাইট্রোজেন অক্সাইডের মতো প্রাথমিক দূষণকারীরা পারক্সিয়াসিল নাইট্রেটের মতো গৌণ দূষণকারী তৈরি করে। ফটোকেমিক্যাল ধোঁয়াশা দেখুন। ট্রপোস্ফিয়ারে দুটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ফটোডিসোসিয়েশন প্রতিক্রিয়া হ 'লঃ যা একটি উত্তেজিত অক্সিজেন পরমাণু তৈরি করে যা জলের সাথে বিক্রিয়া করে হাইড্রক্সিল র্যাডিকেল তৈরি করতে পারেঃ O (^ 1D) + H2O-> 2 ^ {*} OH হাইড্রক্সিল র্যাডিকেল বায়ুমণ্ডলীয় রসায়নের কেন্দ্রবিন্দু কারণ এটি বায়ুমণ্ডলে হাইড্রোকার্বনের জারণ শুরু করে এবং তাই ডিটারজেন্ট হিসাবে কাজ করে। দ্বিতীয়তঃ প্রতিক্রিয়াঃ ট্রপোস্ফেরিক ওজোন গঠনে একটি মূল প্রতিক্রিয়া। ওজোন স্তরের গঠন ফটোডিসোসিয়েশন দ্বারাও ঘটে। পৃথিবীর স্ট্র্যাটোস্ফিয়ারে ওজোন তৈরি হয় অতিবেগুনী রশ্মির আঘাতকারী দুটি অক্সিজেন পরমাণুযুক্ত অক্সিজেন অণু দ্বারা, যা তাদের পৃথক অক্সিজেন পরমাণুতে (পারমাণবিক অক্সিজেন) বিভক্ত করে। পারমাণবিক অক্সিজেন তারপর ওজোন তৈরি করতে অবিচ্ছিন্ন সঙ্গে মিলিত হয়। উপরন্তু, ফোটোলাইসিস হল এমন একটি প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে উপরের বায়ুমণ্ডলে সি. এফ. সি ভেঙে ওজোন-ধ্বংসকারী ক্লোরিন মুক্ত মূলক তৈরি হয়। জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানে, ফটোডিসোসিয়েশন হল একটি প্রধান প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে অণুগুলি ভেঙে যায় (তবে নতুন অণু তৈরি হচ্ছে)। আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমের শূন্যতার কারণে অণু এবং মুক্ত মূলক দীর্ঘ সময়ের জন্য বিদ্যমান থাকতে পারে। ফটোডিসোসিয়েশন হল প্রধান পথ যার দ্বারা অণুগুলি ভেঙে যায়। নক্ষত্র গঠিত হয় এমন আন্তঃনাক্ষত্রিক মেঘের গঠন অধ্যয়নে ফটোডিসোসিয়েশন হার গুরুত্বপূর্ণ। আন্তঃনাক্ষত্রিক মাধ্যমের ফটোডিসোসিয়েশনের উদাহরণগুলি হল (ফ্রিকোয়েন্সির একক ফোটনের শক্তি): H2O-> [h\nu] H + OH CH4-> [h\nu] CH3 + H বায়ুমণ্ডলীয় গামা-রে বিস্ফোরণ বর্তমানে প্রদক্ষিণকারী উপগ্রহগুলি প্রতিদিন গড়ে প্রায় একটি গামা-রে বিস্ফোরণ সনাক্ত করে। যেহেতু গামা-রশ্মি বিস্ফোরণগুলি পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের বেশিরভাগ দূরত্বে দৃশ্যমান, যা বহু বিলিয়ন ছায়াপথকে ঘিরে একটি আয়তন, এটি পরামর্শ দেয় যে গামা-রশ্মি বিস্ফোরণগুলি অবশ্যই প্রতি ছায়াপথে অত্যন্ত বিরল ঘটনা হতে হবে। গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের সঠিক হার পরিমাপ করা কঠিন, তবে মিল্কিওয়ের মতো প্রায় একই আকারের একটি ছায়াপথের জন্য, প্রত্যাশিত হার (দীর্ঘ জিআরবি-র জন্য) প্রতি 100,000 থেকে 1,000,000 বছরে প্রায় একটি বিস্ফোরণ। এর মধ্যে মাত্র কয়েক শতাংশ পৃথিবীর দিকে প্রবাহিত হবে। অজানা বিমিং ভগ্নাংশের কারণে সংক্ষিপ্ত জিআরবি-র হারের অনুমান আরও অনিশ্চিত, তবে সম্ভবত তুলনীয়। মিল্কিওয়েতে একটি গামা-রশ্মি বিস্ফোরিত হলে, যদি পৃথিবীর যথেষ্ট কাছাকাছি থাকে এবং এর দিকে প্রবাহিত হয়, তবে জীবমণ্ডলের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে। বায়ুমণ্ডলে বিকিরণের শোষণ নাইট্রোজেনের ফটোডিসোসিয়েশন ঘটাবে, যা নাইট্রিক অক্সাইড তৈরি করবে যা ওজোন ধ্বংস করার জন্য অনুঘটক হিসাবে কাজ করবে। বায়ুমণ্ডলীয় আলোক বিচ্ছিন্নতা N2-> 2N O2-> 2O CO2-> C + 2O H2O-> 2H + O 2NH3-> 3H2 + N2 উৎপন্ন করবে NO2 (400 ওজোন অণু পর্যন্ত খরচ করে) CH2 (নামমাত্র) CH4 (নামমাত্র) CO2 (অসম্পূর্ণ) 2004 সালের একটি গবেষণা অনুসারে, প্রায় এক কিলোপারসেক দূরত্বে একটি GRB পৃথিবীর ওজোন স্তরের অর্ধেক পর্যন্ত ধ্বংস করতে পারে; বিস্ফোরণ থেকে সরাসরি UV বিকিরণ এবং হ্রাসপ্রাপ্ত ওজোন স্তরের মধ্য দিয়ে যাওয়া অতিরিক্ত সৌর UV বিকিরণ তখন খাদ্য শৃঙ্খলে সম্ভাব্য উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে এবং সম্ভাব্যভাবে একটি গণ বিলুপ্তির সূত্রপাত করতে পারে। লেখকরা অনুমান করেছেন যে প্রতি বিলিয়ন বছরে এই ধরনের একটি বিস্ফোরণ প্রত্যাশিত, এবং অনুমান করেছেন যে অর্ডোভিশিয়ান-সিলুরিয়ান বিলুপ্তি ঘটনা এই ধরনের বিস্ফোরণের ফল হতে পারে। এমন দৃঢ় ইঙ্গিত রয়েছে যে দীর্ঘ গামা-রশ্মি অগ্ন্যুৎপাত কম ধাতবতার অঞ্চলে বিশেষভাবে বা বিশেষভাবে ঘটে। যেহেতু পৃথিবী গঠনের আগে থেকেই মিল্কিওয়ে ধাতু সমৃদ্ধ ছিল, তাই এই প্রভাবটি গত বিলিয়ন বছরের মধ্যে মিল্কিওয়ের মধ্যে একটি দীর্ঘ গামা-রে বিস্ফোরণের সম্ভাবনা হ্রাস করতে পারে বা এমনকি নির্মূল করতে পারে। এই ধরনের কোনও ধাতব পক্ষপাত সংক্ষিপ্ত গামা-রশ্মি বিস্ফোরণের জন্য পরিচিত নয়। সুতরাং, তাদের স্থানীয় হার এবং আলোকিত বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, নিকটবর্তী কোনও ঘটনার ভূতাত্ত্বিক সময়ের কোনও এক সময়ে পৃথিবীতে বড় প্রভাব ফেলার সম্ভাবনা এখনও উল্লেখযোগ্য হতে পারে। একাধিক-ফোটন বিচ্ছিন্নতা ইনফ্রারেড বর্ণালী পরিসরে একক ফোটনগুলি সাধারণত অণুগুলির সরাসরি আলোক বিচ্ছিন্নতার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী হয় না। যাইহোক, একাধিক ইনফ্রারেড ফোটন শোষণের পরে একটি অণু বিচ্ছিন্নতার জন্য তার বাধা অতিক্রম করতে অভ্যন্তরীণ শক্তি অর্জন করতে পারে। একাধিক-ফোটন বিচ্ছিন্নতা (এমপিডি; ইনফ্রারেড বিকিরণ সহ আইআরএমপিডি) উচ্চ-শক্তির লেজার প্রয়োগ করে অর্জন করা যেতে পারে, যেমন। একটি কার্বন ডাই অক্সাইড লেজার, বা একটি মুক্ত-ইলেকট্রন লেজার, বা দ্রুত শীতল হওয়ার সম্ভাবনা ছাড়াই বিকিরণ ক্ষেত্রের সাথে অণুর দীর্ঘ মিথস্ক্রিয়া সময় দ্বারা, যেমন। সংঘর্ষের মাধ্যমে। পরের পদ্ধতিটি ব্ল্যাক বডি ইনফ্রারেড রেডিয়েটিভ ডিসোসিয়েশন (বি. আই. আর. ডি) নামে একটি কৌশল, ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশন দ্বারা প্ররোচিত এমপিডি-র জন্যও অনুমতি দেয়। আরও দেখুন ফ্ল্যাশ ফটোলাইসিস ফটোক্যাটালাইসিস ফটোকেমিস্ট্রি ফটোহাইড্রোজেন রেফারেন্স অ্যাস্ট্রোফিজিক্স রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া ফটোকেমিস্ট্রি সালোকসংশ্লেষণ প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া