ഖരം, ദ്രാവകം, വാതകം എന്നിവയ്ക്കു പുറമെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ മറ്റ് അവസ്ഥകൾ

ഖരം, ദ്രാവകം, വാതകം എന്നിവയ്ക്കു പുറമെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ മറ്റ് അവസ്ഥകൾ എന്തെല്ലാമാണെന്ന്  ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ ?  അയോണൈസ്ഡ് പ്ലാസ്മ,  ക്വാർക്ക്-ഗ്ലുവോൺ പ്ലാസ്മ, ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റ്, ഫെർമിയോണിക് കണ്ടൻസേറ്റ് എന്നിവയാണ് മറ്റ് പ്രധാനപ്പെട്ട അവസ്ഥകൾ.

∙പ്ലാസ്മ

അയോണൈസ്ഡ് വാതകമാണ് പ്ലാസ്മ. ചില ഇലക്ട്രോണുകൾ അവയുടെ ന്യൂക്ലിയസുകളിൽ നിന്ന് വേർപെട്ട് അയോണുകളും ഇലക്ട്രോണുകളും ആയി നിലനിൽക്കുന്ന അവസ്ഥയാണ് പ്ലാസ്മ. വേർപെട്ട ഇലക്ട്രോണുകൾ മറ്റ് അയോണുകളുമായി സംയോജിക്കയും വീണ്ടും വേർപെടുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രക്രീയ നടന്ന് കൊണ്ടിരിക്കും. പ്ലാസ്മ എന്നത് പൊതുവെ കാണപ്പെടാത്ത ദ്രവ്യരൂപമാണ്. പ്ലാസ്മയിൽ വളരെ ഉയർന്ന ഗതികോർജ്ജമുള്ള കണങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഉത്കൃഷ്ട  വാതകങ്ങളെ അയോണീകരിക്കാനും,  തിളങ്ങുന്ന സൈൻ ബോർഡുകൾ ഉണ്ടാക്കാനും വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് പ്ലാസ്മ നിർമിക്കപ്പെടാറുണ്ട്. പ്ലാസ്മയുടെ സൂപ്പർഹീറ്റഡ് രൂപങ്ങളാണ് സൂര്യടനക്കമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾ.

∙ഫെർമിയോണിക് കണ്ടൻസേറ്റ്

താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ ഫെർമിയോണിക് കണങ്ങളാൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ഒരു സൂപ്പർ ദ്രാവക ഘട്ടമാണിത്. ഇതിന് ദ്രാവകത്തിനും വാതകത്തിനും സമാനമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, എന്നിരുന്നാലും സൂപ്പർ ദ്രാവകങ്ങൾക്ക് സാധാരണ ദ്രവ്യത്തിൽ ദൃശ്യമാകാത്ത ചില ഗുണങ്ങളുണ്ട്. താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ, ഓരോ കണികയും അതിന്റെ ഏറ്റവും താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിൽ എത്തുന്നു. ഒരു ലോഹത്തിന്റെ താപനില വേണ്ടത്ര കുറയ്ക്കുകയാണെങ്കിൽ, വിപരീത ദിശയിൽ കറങ്ങുന്ന രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരുമിച്ച് ജോടിയാകും. ഈ ചെറിയ ആകർഷണം മൂലം എല്ലാ ഇലക്ട്രോണുകളും ഒറ്റക്ക് ചലിക്കുന്നതിനേക്കാൾ ഊർജ്ജം കുറഞ്ഞതും കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ അവസ്ഥയിലെത്തും. ഫെർമിയോണിക് കണ്ടൻസേറ്റുകൾക്ക് ബോസ്-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റുകളേക്കാൾ കുറഞ്ഞ താപനില ആവശ്യമാണ്, പക്ഷേ അവ ഒരു സൂപ്പർഫ്ലൂയിഡ് ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.  ശക്തമായ കാന്തിക മണ്ഡലവും അതിശീത താപനിലയും ഉപയോഗിച്ച് ആറ്റങ്ങളെ ഈ അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റാം.

∙ബോസ് ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റ് 

കേവലപൂജ്യം ഊഷ്‌മനിലയോടടുത്ത ദ്രവ്യത്തിന്റെ അവസ്ഥയാണിത്. ബോസോൺ കണങ്ങൾ അടങ്ങിയ ദ്രവ്യമാണ് BEC ആയി മാറുന്നത്. എല്ലാ ദ്രവ്യങ്ങളിലും വച്ച് ഏറ്റവും ഘനീഭവിച്ച അവസ്ഥയാണിത്. കേവല പൂജ്യത്തേക്കാൾ ഒരു ഡിഗ്രിയുടെ ഒരു ചെറിയ അംശമായ വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയിലേക്ക് ദ്രവ്യത്തെ ഘനീഭവിപ്പിക്കപ്പെടുമ്പോൾ ഒരു BEC രൂപപ്പെടുന്നു.  ഈ അവസ്ഥയിൽ, ആറ്റങ്ങൾ പരസ്പരം കെട്ടിപിണഞ്ഞ് (ഓവർലാപ്പ് ചെയ്ത് ) ഒറ്റ വേവ് ഫംങ്ഷനായി മാറുന്നു.  കുറഞ്ഞ ഊഷ്മാവിൽ, തന്മാത്രകളുടെ ചലനം ഇല്ലാതായിത്തീരുന്നു. ഇത് ഗതികോർജ്ജം കുറയ്ക്കുന്നതിനാൽ, ആറ്റങ്ങൾക്ക് വേറിട്ടുനിൽക്കാനാവില്ല, പക്ഷേ അവ ഒരുമിച്ച് കൂടാൻ തുടങ്ങുന്നു. ആറ്റങ്ങൾ കൂടിച്ചേരുമ്പോൾ അവ ഒരു സൂപ്പർ ആറ്റമായി മാറുന്നു. ഘർഷണം കൂടാതെ ഒഴുകുന്നു എന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു സൂപ്പർ ഫ്ലൂയിഡിന്റെ ഗുണവും BEC കാണിക്കുന്നു

∙ക്വാർക്ക്-ഗ്ലുവോൺ പ്ലാസ്മ 

പ്രോട്ടോൺ അല്ലെങ്കിൽ ന്യൂട്രോൺ രൂപപ്പെടുന്നത് ഗ്ലൂവോണുകളാൽ ബന്ധിക്കപ്പെട്ട ക്വാർക്കുകൾ ചേർന്നാണ്. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ, പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും മറ്റ് ഹാഡ്രോണിക് പദാർത്ഥങ്ങളും സ്വതന്ത്ര ക്വാർക്കുകളുടെയും ഗ്ലൂവോണുകളുടെയും സാന്നിധ്യത്തിൽ ചൂടുള്ളതും ഇടതൂർന്നതുമായ ദ്രാവകമായി മാറുന്നു. ആ ദ്രാവകം ക്വാർക്ക്-ഗ്ലുവോൺ പ്ലാസ്മ ആണ്. ഭൂമിയിൽ ഇതുവരെ ഉണ്ടായിട്ടുള്ളതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും ചൂടേറിയ വസ്തുവാണിത്, സൂര്യന്റെ കേന്ദ്രത്തേക്കാൾ ഏകദേശം 100,000 മടങ്ങ് ചൂടാണിത്. പ്രപഞ്ചത്തിൽ ദ്രവ്യം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നതിന് മുൻപ് തന്നെ ക്വാർക്ക് - ഗ്ലൂവോൺ പ്ലാസ്മ ഉണ്ടായിരുന്നു എന്ന്  മനസ്സിലാക്കാം. മഹാവിസ്ഫോടനത്തിന് ശേഷം ദ്രവ്യം രൂപപ്പെട്ടപ്പോൾ പ്രപഞ്ചത്തിൽ നിലനിന്നിരുന്ന ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുടെ അവസ്ഥകൾ പുനഃസൃഷ്ടിക്കുന്നതിനും മനസ്സിലാക്കുന്നതിനുമാണ് ക്വാർക്ക്-ഗ്ലൂവോൺ പ്ലാസ്മ പഠനം ഉപകരിക്കുന്നത്.

ദ്രവ്യത്തിന്റെ എല്ലാ അവസ്ഥകൾക്കും വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും അവ വ്യത്യസ്ത രീതിയിലാണ് നിർമിച്ചിരിക്കുന്നത്. വ്യത്യസ്തമാണെങ്കിലും അവയെല്ലാം ഭൂമിയുടെ അസ്തിത്വത്തിൽ ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഈ അവസ്ഥകളിൽ ചിലത് വളരെ അപൂർവവും അപകടകരവുമാണ് എന്നോർക്കുക. 

∙ക്വാർക്ക്: അണുകേന്ദ്രത്തിലെ പ്രോട്ടോൺ, ന്യൂട്രോൺ തുടങ്ങിയ മൗലിക കണങ്ങൾ നിർമിക്കപ്പെടുന്ന ചെറിയ ഘടകങ്ങളാണ് ക്വാർക്കുകൾ. 

∙ഗ്ലുവോൺ: കളർചാർജുള്ള ക്വാർക്കുകൾക്കിടയിൽ ശക്തബലവാഹികളായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന മാസ് ഇല്ലാത്ത  കണികകളാണ് ഗ്ലുവോണുകൾ. 

∙ഹാഡ്രോൺ: ശക്തമായ ന്യൂക്ലിയാർ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ പങ്കെടുക്കുന്ന കണങ്ങളാണ് ഹാഡ്രോൺ (ഉദാ - പ്രോട്ടോൺ, ന്യൂട്രോൺ )  

English Summary : Seven states of matter