Superionic water
سپر آئنک پانی، جسے سپر آئنک آئس یا آئس XVIII بھی کہا جاتا ہے، پانی کا ایک مرحلہ ہے جو انتہائی زیادہ درجہ حرارت اور دباؤ پر موجود ہوتا ہے۔ سپر آئنک پانی میں، پانی کے مالیکیول ٹوٹ جاتے ہیں اور آکسیجن آئن ایک مساوی فاصلے والی جالی میں کرسٹل ہو جاتے ہیں جبکہ ہائیڈروجن آئن آکسیجن جالی کے اندر آزادانہ طور پر تیرتے ہیں۔ آزادانہ طور پر متحرک ہائیڈروجن آئن سپر آئنک پانی کو تقریبا عام دھاتوں کی طرح کنڈکٹو بناتے ہیں، جس سے یہ ایک سپر آئنک کنڈکٹر بن جاتا ہے۔ یہ برف کے 19 معروف کرسٹل لائن مراحل میں سے ایک ہے۔ سپر آئنک پانی آئنک پانی سے الگ ہے، جو کہ ایک فرضی مائع حالت ہے جس کی خصوصیت ہائیڈروجن اور آکسیجن آئنوں کا بے ترتیب سوپ ہے۔ کئی دہائیوں تک نظریہ سازی کے باوجود، یہ 1990 کی دہائی تک نہیں تھا کہ سپر آئنک پانی کے لیے پہلا تجرباتی ثبوت سامنے آیا۔ ابتدائی ثبوت ہیرے کے انول سیل میں لیزر سے گرم پانی کی نظری پیمائش سے، اور انتہائی طاقتور لیزرز سے حیران پانی کی نظری پیمائش سے آئے۔ سپر آئنک پانی میں آکسیجن جالی کے کرسٹل ڈھانچے کا پہلا قطعی ثبوت لیزر سے لرزے ہوئے پانی پر ایکس رے پیمائش سے آیا جو 2019 میں رپورٹ کیا گیا تھا۔ اگر یہ زمین کی سطح پر موجود ہوتا تو سپر آئنک برف تیزی سے سکڑ جاتی۔ مئی 2019 میں، لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری (ایل ایل این ایل) کے سائنس دان سپر آئنک آئس کی ترکیب کرنے میں کامیاب ہوئے، جس سے اس بات کی تصدیق ہوئی کہ یہ عام برف سے تقریبا چار گنا گھنے اور سیاہ رنگ کے ہیں۔ نظریہ یہ ہے کہ سپر آئنک پانی یورینس اور نیپٹون جیسے بڑے سیاروں کے مینٹلز میں موجود ہے۔ خصوصیات، یہ نظریہ ہے کہ سپر آئنک برف میں دو کرسٹل ڈھانچے ہو سکتے ہیں۔ اس سے زیادہ دباؤ پر پیش گوئی کی جاتی ہے کہ سپر آئنک برف جسم پر مرکوز کیوبک ڈھانچے پر قبضہ کر لے گی۔ تاہم، 3,140 ڈگری فارن ہائیٹ سے زیادہ دباؤ اور درجہ حرارت پر، یہ پیش گوئی کی جاتی ہے کہ ڈھانچہ زیادہ مستحکم چہرے پر مرکوز کیوبک جالی میں منتقل ہو جائے گا۔ برف سیاہ رنگ کی دکھائی دیتی ہے۔ نظریاتی اور تجرباتی شواہد کی تاریخ ڈیمنٹس اور دیگر۔ 1988 میں کلاسیکی سالماتی حرکیات کے تخروپن کا استعمال کرتے ہوئے سپر آئنک پانی کے لیے پہلی پیش گوئی کی۔ 1999 میں، کیوازونی اور دیگر۔ پیش گوئی کی کہ امونیا اور پانی کے لیے ایسی حالت ایسے حالات میں موجود ہوگی جیسے کہ یورینس اور نیپٹون پر موجود ہیں۔ 2005 میں لارنس فریڈ نے لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری میں ایک ٹیم کی قیادت کی تاکہ سپر آئنک پانی کے ابتدائی حالات کو دوبارہ تخلیق کیا جا سکے۔ ہیروں کے درمیان پانی کے مالیکیولز کو توڑنے اور لیزرز کے ساتھ اسے سپر ہیٹ کرنے والی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے انہوں نے فریکوئنسی شفٹ کا مشاہدہ کیا جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ ایک مرحلے کی منتقلی ہوئی ہے۔ ٹیم نے کمپیوٹر ماڈل بھی تیار کیے جو اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ انہوں نے واقعی سپر آئنک پانی تیار کیا تھا۔ 2013 میں یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے میں ہیو ایف ولسن، مائیکل ایل وانگ، اور برخارڈ ملیٹزر نے ایک مقالہ شائع کیا جس میں چہرے پر مرکوز کیوبک جالی کی ساخت کی پیش گوئی کی گئی تھی جو زیادہ دباؤ پر ابھرے گی۔ اضافی تجرباتی ثبوت ماریس میلوٹ اور ان کے ساتھیوں نے 2018 میں ہیروں کے درمیان پانی پر زیادہ دباؤ ڈال کر اور پھر لیزر پلس کا استعمال کرتے ہوئے پانی کو ہلا کر پایا تھا۔ 2018-2019 تجربات 2018 میں، ایل ایل این ایل کے محققین نے ہیرے کے دو ٹکڑوں کے درمیان پانی کو دباؤ کے ساتھ نچوڑا۔ پانی کو ٹائپ VII برف میں نچوڑا گیا، جو عام پانی سے 60 فیصد زیادہ گھنے ہیں۔ اس کے بعد کمپریسڈ برف کو یونیورسٹی آف روچیسٹر منتقل کیا گیا جہاں اسے لیزر لائٹ کی نبض سے پھینکا گیا۔ اس رد عمل نے ایسے حالات پیدا کیے جیسے برف کے دیو جیسے یورینس اور نیپٹون کے اندر ایک سیکنڈ کے صرف 10 سے 20 اربویں حصے میں زمین کے ماحول سے دس لاکھ گنا زیادہ دباؤ کے تحت برف کو ہزاروں ڈگری گرم کر کے۔ تجربے نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ کنڈکٹو پانی میں کرنٹ درحقیقت الیکٹرانوں کے بجائے آئنوں کے ذریعے ہوتا ہے اور اس طرح پانی کے سپر آئنک ہونے کی طرف اشارہ کرتا ہے۔ اسی لارنس لیورمور نیشنل لیبارٹری ٹیم کے حالیہ تجربات نے لیزر سے لرزنے والے پانی کی بوندوں پر ایکس رے کرسٹلگرافی کا استعمال کیا تاکہ اس بات کا تعین کیا جا سکے کہ آکسیجن آئن چہرے پر مرکوز مکعب مرحلے میں داخل ہوتے ہیں، جسے آئس XVIII کا نام دیا گیا تھا اور مئی 2019 میں جریدے نیچر میں رپورٹ کیا گیا تھا۔ برفانی دیووں میں وجود یہ نظریہ ہے کہ برفانی دیو سیارے یورینس اور نیپٹون سپر آئنک پانی کی ایک پرت رکھتے ہیں۔ مشین لرننگ اور فری انرجی کے طریقے پیش گوئی کرتے ہیں کہ قریبی پیکڈ سپر آئنک مراحل وسیع درجہ حرارت اور دباؤ کی حد پر مستحکم ہوں گے، اور جسم پر مرکوز مکعب سپر آئنک مرحلے کو حرکی طور پر پسند کیا جائے گا، لیکن پیرامیٹرز کی ایک چھوٹی سی کھڑکی پر مستحکم ہوگا۔ دوسری طرف، ایسے مطالعات بھی ہیں جو تجویز کرتے ہیں کہ ان سیاروں کے اندرونی حصوں کے اندر موجود دیگر عناصر، خاص طور پر کاربن، سپر آئنک پانی کی تشکیل کو روک سکتے ہیں۔ پانی وسیع پیمانے پر تین مختلف مراحل یعنی ٹھوس، مائع اور گیس میں اپنے وجود کے لیے جانا جاتا ہے بالکل کسی بھی دوسرے مادہ یا جزو کی طرح جو موجود ہے۔ تاہم، وانگ۔ وغیرہ نے پانی کی برف کا ایک ہائی پریشر آئنک مرحلہ دریافت کیا ہے۔ یہ برف اعلی اور کم درجہ حرارت کے مطابق اپنی ساختی ترتیب کو تبدیل کرنے کے لیے جانی جاتی ہے۔ صنعتوں کے کچھ سب سے بڑے مسائل کو پانی کی ان تین معیاری حالتوں کے وجود کا استعمال کرتے ہوئے حل کیا جاتا ہے لیکن اکثر آپریشن بہت زیادہ اور کم دباؤ اور درجہ حرارت پر کیے جاتے ہیں اور پانی کی برف کی اس جسمانی/ساختی خاصیت کا علم ہمیں مواد اور توانائی کے تبادلے کو زیادہ تفصیلی اور درست طریقے سے سمجھنے میں مدد کر سکتا ہے۔ یہ سمجھا جا سکتا ہے کہ ترتیب میں یہ تبدیلی آپریشن کے نتائج کو کس طرح متاثر کرتی ہے اور اس سے کتنا۔ اس بات کا بہت زیادہ امکان ہے کہ اس سے صنعتوں میں استعمال ہونے والے انتہائی اہم پانی کے بارے میں گہری تفہیم حاصل ہو۔ اس رجحان کی ایک اچھی طرح سے تیار شدہ تفہیم ہمیں بہت سے نقصانات سے بچ کر زیادہ موثر طریقے سے عمل/کارروائیوں کو ڈیزائن کرنے میں مدد کر سکتی ہے۔ حوالہ جات فلکی طبیعیات پانی کی برف کی شکلیں