Ice XI
ஐஸ் XI என்பது பனியின் சாதாரண வடிவமான Ih இன் ஹைட்ரஜன்-ஆர்டர் செய்யப்பட்ட வடிவமாகும். பனிக்கட்டி II முதல் பனிக்கட்டி XIX வரை பனியின் பல்வேறு கட்டங்கள் வெவ்வேறு வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் ஆய்வகத்தில் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. பனி XI இன் மொத்த உள் ஆற்றல் பனி Ih ஐ விட ஆறில் ஒரு பங்கு குறைவாக உள்ளது, எனவே கொள்கையளவில் பனி Ih ஐ 72 K க்கு கீழே குளிர்விக்கும்போது அது இயற்கையாகவே உருவாக வேண்டும். இந்த மாற்றத்தை அடைய தேவையான குறைந்த வெப்பநிலை இரண்டு கட்டமைப்புகளுக்கும் இடையிலான ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த ஆற்றல் வேறுபாட்டுடன் தொடர்புடையது. பனிக்கட்டியில் உள்ள நீர் மூலக்கூறுகள் நான்கு அரை சீரற்ற ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் சூழப்பட்டுள்ளன. இத்தகைய ஏற்பாடுகள் குறைந்த வெப்பநிலையில் பனி XI இல் காணப்படும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளின் மிகவும் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட ஏற்பாட்டிற்கு மாற வேண்டும், உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட புரோட்டான் துள்ளல் போதுமான அளவு செயல்படுத்தப்படும் வரை; அதிகரிக்கும் அழுத்தத்துடன் எளிதாக மாறும் ஒரு செயல்முறை. அதன்படி, பனிக்கட்டி XI அறுகோண பனிக்கட்டி மற்றும் வாயு நீர் (~ 72 கே, ~ 0 பா) உடன் மூன்று புள்ளிகளைக் கொண்டிருப்பதாக நம்பப்படுகிறது. பனிக்கட்டி XI ஒரு அலகு உயிரணுவிற்கு எட்டு மூலக்கூறுகளைக் கொண்ட விண்வெளி குழுவான சிஎம்சி 21 உடன் ஒரு ஆர்த்தோராம்பிக் கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. அதன் லட்டிஸ் அளவுருக்கள் a = 4.465 (3) Å, b = 7.859 (4) Å, மற்றும் c = 7.292 (2) Å 5 K இல் உள்ளன. உண்மையில் 16 படிகவியல் ரீதியாக சமமற்ற ஹைட்ரஜன்-வரிசைப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்புகள் உள்ளன, அவை ஒரு யூனிட் செல்லுக்கு எட்டு அணுக்களின் ஆர்த்தோராம்பிக் கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் மின்னணு கட்டமைப்பு கணக்கீடுகள் Cmc21 மிகவும் நிலையானதாக இருப்பதைக் காட்டுகின்றன. பி. என். ஏ 21 என்ற விண்வெளிக் குழுவுடன் மற்றொரு சாத்தியமான உள்ளமைவும் ஆர்வமாக உள்ளது, ஏனெனில் இது ஒரு ஆன்டிஃபெரோ எலக்ட்ரிக் படிகமாகும், இது டேவிட்சன் மற்றும் மொரோகுமா 1984 இல் மிகவும் நிலையான கட்டமைப்பாக தவறாக பரிந்துரைக்கப்பட்டது. நடைமுறையில், பனிக்கட்டி XI மிகவும் எளிதாக ஒரு நீர்த்த (10 மிமீ) KOH கரைசலில் இருந்து சுமார் ஒரு வாரத்திற்கு 72 K க்குக் கீழே வைக்கப்படுகிறது (D2O க்கு 76 K க்குக் கீழே உள்ள வெப்பநிலை போதுமானது). ஹைட்ராக்சைடு அயனிகள் அறுகோண பனியில் குறைபாடுகளை உருவாக்குகின்றன, இது புரோட்டான்கள் ஆக்ஸிஜன் அணுக்களுக்கு இடையில் மிகவும் சுதந்திரமாக குதிக்க அனுமதிக்கிறது (எனவே பனி XI இன் இந்த அமைப்பு 'பனி விதிகளை' உடைக்கிறது). மேலும் குறிப்பாக, ஒவ்வொரு ஹைட்ராக்சைடு அயனியும் ஒரு பிஜெரம் எல் குறைபாட்டையும் அயனியாக்கப்பட்ட உச்சியையும் உருவாக்குகிறது. குறைபாடு மற்றும் அயனி இரண்டும் லட்டீஸ் முழுவதும் நகரலாம் மற்றும் புரோட்டான் மறுசீரமைப்புக்கு 'உதவ' செய்யலாம். நேர்மறை K + அயனியும் ஒரு பாத்திரத்தை வகிக்கக்கூடும், ஏனெனில் KOH மற்ற கார ஹைட்ராக்சைடுகளை விட சிறப்பாக செயல்படுகிறது என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது. இந்த வரிசைப்படுத்தும் வழிமுறைகளின் சரியான விவரங்கள் இன்னும் சரியாக புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை மற்றும் கேள்விக்குள்ளாகியுள்ளன, ஏனெனில் சோதனை ரீதியாக ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் கே + அயனிகளின் இயக்கம் சுமார் 72 கே மிகவும் குறைவாக இருப்பதாகத் தெரிகிறது. தற்போதைய நம்பிக்கை என்னவென்றால், கேஓஏச் ஹைட்ரஜன் மறுசீரமைப்புக்கு உதவ மட்டுமே செயல்படுகிறது மற்றும் பனி XI இன் குறைந்த ஆற்றல் நிலைத்தன்மைக்கு இது தேவையில்லை. இருப்பினும், 2010 இல் தோஷியாக்கி ஐதாகாவின் கணக்கீடுகள் இதை கேள்விக்குள்ளாக்குகின்றன. சி-அச்சில் படிக ஜாலகத்தின் பெரிய நிகர மின்சார இருமுனை தருணத்தை KOH அயனிகள் ஈடுசெய்கின்றன என்று ஐடாகா வாதிடுகிறார். மேற்கூறிய மின்னணு கட்டமைப்பு கணக்கீடுகள் எல்லையற்ற லட்டிஸ் என்று கருதி செய்யப்படுகின்றன மற்றும் மேற்பரப்பு கட்டணங்களால் உருவாக்கப்பட்ட மேக்ரோஸ்கோபிக் மின்சார புலங்களின் விளைவுகளை புறக்கணிக்கிறது. இத்தகைய புலங்கள் எந்த வரையறுக்கப்பட்ட அளவு படிகத்திலும் இருப்பதால், டோப் செய்யப்படாத பனி XI இல், வழக்கமான ஃபெரோ எலக்ட்ரிக்ஸைப் போலவே மாற்று இருமுனை தருணத்தின் களங்கள் உருவாக வேண்டும். பனிக்கட்டி Ih => பனிக்கட்டி XI மாற்றம் புரோட்டான்களின் சுரங்கப்பாதை மூலம் செயல்படுத்தப்படுகிறது என்றும் பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. பனிக்கட்டி Ih ஐ விட பனி XI மிகவும் நிலையான இணக்கமாக கருதப்பட்டாலும், மாற்றம் மிகவும் மெதுவாக உள்ளது. ஒரு அறிக்கையின்படி, அண்டார்டிக் நிலைமைகளில் வினையூக்கிகளின் உதவி இல்லாமல் உருவாக குறைந்தது 100,000 ஆண்டுகள் ஆகும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. 1998 ஆம் ஆண்டில் சுமார் 100 ஆண்டுகள் பழமையான அண்டார்டிக் பனியில் ஐஸ் XI தேடப்பட்டு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இருப்பினும், சுமார் 3000 ஆண்டுகள் பழமையான அண்டார்டிக் பனிக்கட்டியைப் படித்த பிறகு, 2004 ஆம் ஆண்டில் மேலும் ஒரு ஆய்வில் இந்த கண்டுபிடிப்பை மீண்டும் உருவாக்க முடியவில்லை. 1998 அண்டார்டிக் ஆய்வில், உருமாற்ற வெப்பநிலை (பனி XI => பனி Ih), மேலே குறிப்பிடப்பட்ட எதிர்பார்க்கப்பட்ட மூன்று புள்ளியின் வெப்பநிலையை (72 K, ~ 0 பா) விட மிக அதிகமாக உள்ளது என்றும் கூறப்பட்டது. மிகவும் குறைந்த வெப்பநிலை (~ 10 கே) மற்றும் குறைந்த அழுத்தத்தில் தூய நீரைப் பயன்படுத்தும் சோதனைகளிலும் ஐஸ் XI கண்டறியப்பட்டது-மேல் வளிமண்டலத்தில் இருப்பதாகக் கருதப்படும் நிலைமைகள். சமீபத்தில், பனிக்கட்டி XI இன் சிறிய களங்கள் தூய்மையான நீரில் உருவாகுவது கண்டறியப்பட்டது; அதன் கட்ட மாற்றம் 72 K இல் ஏற்பட்டது, அதே நேரத்தில் 70 MPa வரை ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்த நிலைமைகளின் கீழ் ஏற்பட்டது. பனிக்கட்டி XI ஆக மாற்றப்பட்டு, பின்னர் மீண்டும் பனிக்கட்டியாக மாற்றப்பட்ட ஐஸ் Ih, வெப்பநிலையை உயர்த்தும்போது, சில ஹைட்ரஜன்-ஆர்டர் செய்யப்பட்ட களங்களைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது, மேலும் எளிதாக மீண்டும் பனிக்கட்டி XI ஆக மாறுகிறது. ஒரு நியூட்ரான் தூள் விலகல் ஆய்வில் சிறிய ஹைட்ரஜன்-வரிசைப்படுத்தப்பட்ட களங்கள் 111 K வரை இருக்க முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டது. ஐஸ் Ih மற்றும் XI க்கு இடையில் ராமன் நிறமாலையில் தனித்துவமான வேறுபாடுகள் உள்ளன, பனி XI மொழிபெயர்ப்பு (~ 230 cm−1), நூலகம் (~ 630 cm−1) மற்றும் கட்ட சமச்சீரற்ற நீட்சி (~ 3200 cm−1) பகுதிகளில் மிகவும் வலுவான சிகரங்களைக் காட்டுகிறது. ஐஸ் ஐசி ஒரு புரோட்டான்-ஆர்டர் செய்யப்பட்ட வடிவத்தையும் கொண்டுள்ளது. பனி XIc இன் மொத்த உள் ஆற்றல் பனி XIh ஐப் போலவே கணிக்கப்பட்டது பனியில் ஹைட்ரஜன்-வரிசைப்படுத்தலின் குறிப்புகள் 1964 ஆம் ஆண்டிலேயே காணப்பட்டன, அப்போது டெங்கெல் மற்றும் பலர் இருந்தனர். புரோட்டான்-ஆர்டர் செய்யப்பட்ட ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் கட்டத்தின் இருப்புக்கு தெர்மோ-ஸ்டிமுலேட்டட் டிபோலரைசேஷன் (டி. எஸ். டி) மின்னோட்டத்தின் உச்சநிலை காரணம். இருப்பினும், ஒரு கட்ட மாற்றம் நடந்தது என்பதை அவர்களால் உறுதியாக நிரூபிக்க முடியவில்லை, மேலும் குறைபாடுகள் மற்றும் லட்டிஸ் குறைபாடுகளின் இயக்கத்திலிருந்தும் உச்சநிலை ஏற்படலாம் என்று ஒன்சாகர் சுட்டிக்காட்டினார். சோதனையாளர்கள் ஒரு கவனமான கலோரிமெட்ரிக் பரிசோதனையைச் செய்வதன் மூலம் வெப்பத் திறனில் வியத்தகு மாற்றத்தைத் தேடுகிறார்கள் என்று ஒன்சாகர் பரிந்துரைத்தார். பனிக்கட்டி XI க்கு ஒரு கட்ட மாற்றம் முதன்முதலில் 1972 ஆம் ஆண்டில் ஷுஜி கவாடா மற்றும் பிறரால் சோதனை ரீதியாக அடையாளம் காணப்பட்டது. ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் பண்புகள் ஐஸ் XI ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் ஆகும், அதாவது இது ஒரு உள்ளார்ந்த துருவமுனைப்பைக் கொண்டுள்ளது. ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் ஆக தகுதி பெற இது ஒரு மின்சார புலத்தின் கீழ் துருவமுனைப்பு மாற்றத்தையும் வெளிப்படுத்த வேண்டும், இது உறுதியாக நிரூபிக்கப்படவில்லை, ஆனால் இது சாத்தியமானது என்று மறைமுகமாக கருதப்படுகிறது. கியூபிக் பனிக்கட்டி ஒரு ஃபெரோலெக்ட்ரிக் கட்டத்தையும் கொண்டுள்ளது, இந்த விஷயத்தில் பனியின் ஃபெரோலெக்ட்ரிக் பண்புகள் மோனோலேயர் மெல்லிய படங்களில் சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. இதேபோன்ற ஒரு பரிசோதனையில், அறுகோண பனிக்கட்டியின் ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் அடுக்குகள் பிளாட்டினம் (111) மேற்பரப்பில் வளர்க்கப்பட்டன. இந்த பொருள் ஒரு துருவமுனைப்பைக் கொண்டிருந்தது, இது 30 ஒற்றை அடுக்குகளின் சிதைவு நீளத்தைக் கொண்டிருந்தது, இது பனி XI இன் மெல்லிய அடுக்குகளை குறைந்த வெப்பநிலையில் அடி மூலக்கூறுகளில் டோபண்ட்களைப் பயன்படுத்தாமல் வளர்க்க முடியும் என்று பரிந்துரைக்கிறது. ஒரு பரிமாண நானோ-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் பனி XI 2010 இல் உருவாக்கப்பட்டது. வானியற்பியல் தாக்கங்கள் குறிப்பிடப்பட்டபடி, பனி XI கோட்பாட்டளவில் 50-70 K க்கு இடையிலான வெப்பநிலையில் குறைந்த அழுத்தத்தில் உருவாகலாம்-வெளிப்புற சூரிய மண்டலத்தின் வானியற்பியல் சூழல்களில் இருக்கும் வெப்பநிலை மற்றும் சந்திரன் மற்றும் புதனில் நிரந்தரமாக நிழலிடப்பட்ட துருவ பள்ளங்களுக்குள். பனிக்கட்டி XI மிகவும் எளிதில் 70 K ஐ உருவாக்குகிறது-முரண்பாடாக, குறைந்த வெப்பநிலையில் உருவாக அதிக நேரம் எடுக்கும். சோதனை அளவீடுகளிலிருந்து பிரித்தெடுக்கும்போது, இது 70 K இல் உருவாக ~ 50 ஆண்டுகளும், 50 K இல் ~ 300 மில்லியன் ஆண்டுகளும் ஆகும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. இது யுரேனஸ் மற்றும் நெப்டியூனின் மேல் வளிமண்டலங்கள் மற்றும் புளூட்டோ மற்றும் சாரோன் போன்ற இடங்களில் இருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது. பனி XI இன் சிறிய களங்கள் வியாழன் மற்றும் சனியின் வளிமண்டலங்களிலும் இருக்கலாம். பனி XI இன் சிறிய களங்கள் 111 K வரை வெப்பநிலையில் இருக்கக்கூடும் என்ற உண்மை, சில விஞ்ஞானிகள் இது விண்மீன்களுக்கு இடையேயான இடத்தில் மிகவும் பொதுவானதாக இருக்கலாம் என்று ஊகிக்கின்றனர், சிறிய 'நியூக்ளியேஷன் விதைகள்' விண்வெளியில் பரவி வழக்கமான பனிக்கட்டியை மாற்றுகின்றன, இது வோனெகட்டின் கேட்ஸ் தொட்டிலில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள கற்பனையான பனி-ஒன்பது போன்றது. விண்மீன்களுக்கு இடையேயான விண்வெளி மற்றும் கிரக உருவாக்கம் ஆகியவற்றில் பனி XI இன் சாத்தியமான பாத்திரங்கள் பல ஆராய்ச்சிக் கட்டுரைகளுக்கு உட்பட்டுள்ளன. விண்வெளியில் பனி XI இன் அவதானிப்பு உறுதிப்படுத்தப்படும் வரை, இடாகா எழுப்பிய மேற்கூறிய விமர்சனங்கள் காரணமாக விண்வெளியில் பனி XI இருப்பது சர்ச்சைக்குரியதாக உள்ளது. பனிக்கட்டி XI இன் அகச்சிவப்பு உறிஞ்சுதல் நிறமாலை 2009 ஆம் ஆண்டில் விண்வெளியில் பனிக்கட்டி XI ஐத் தேடுவதற்கான தயாரிப்பில் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் நீர் பனி ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் பொருட்கள்