Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Bərk metan üçün iki fərqli faza diaqramı. Mənbə: Mengnan Wang və başqaları.

Yüksək təzyiqli təcrübələr və optik spektroskopiyanın kombinasiyası vasitəsilə fiziklər bərk metanın struktur formaları ilə bağlı yeni məlumatlar ortaya qoyublar. Böyük Britaniyadakı Edinburq Universitetində Mengnan Wangın rəhbərliyi ilə aparılan tədqiqat qrupu, Physical Review Letters jurnalında dərc olunan nəticələrinin , bu müxtəlif formaların metanın faz diaqramında harada göründüyü ilə bağlı uzun müddətdir davam edən qarışıqlığı aradan qaldıracağına və planetlərin daxili quruluşu haqqında anlayışımızı dərinləşdirə biləcəyinə ümid edir.

Yer atmosferindəki bütün metan qaz halında mövcud olsa da, molekul həm ultra soyuq temperaturda, həm də ultra yüksək təzyiq altında bərk maddəyə çevrilə bilər. Bu cür ekstremal şəraitə öz günəş sistemimizdə rast gəlmək olar: Plutonun soyuq səthi bərk metan buzlaqlarına ev sahibliyi etsə də, onun Uran və Neptun da daxil olmaqla nəhəng planetlərin dərinliklərində yerləşən böyük təzyiqlər altında da mövcud olduğu düşünülür.

Lakin indiyə qədər fiziklər metanın bu şərtlər altında donduqda hansı struktur forma aldığını uzun müddət müzakirə ediblər.

Bərk metan strukturları necə yaranır

Metan molekulları tetraedrik quruluşa malikdir və bu da onların dörd hidrogen atomunun hər biri arasında mümkün olan ən geniş bağ bucaqlarını yaradır. Ən sadə bərk formada bu hidrogen atomları mərkəzi karbon atomu ətrafında fırlanır və bu da molekulların kürə kimi davranmasına səbəb olur.

Metan bərk maddəyə çevrilməyə başlayanda — ya atmosfer təzyiqində −182.5 °C temperaturda, ya da otaq temperaturunda təxminən 1.3 GPa təzyiqdə — əvvəlcə tərəvəz dükanında portağal yığınına bənzəyən “üz mərkəzli kub” düzülüşü əmələ gətirir.

Daha da həddindən artıq təzyiqlərdə təcrübələr bu strukturun getdikcə daha mürəkkəbləşdiyini və bərk metanın doqquz mümkün formada mövcud ola biləcəyini göstərdiyini göstərdi. Lakin, bu fərqli formaların metanın faza diaqramında harada göründüyü ilə bağlı bir çox fikir ayrılığı qalmaqdadır.

Yüksək təzyiqli metan zondlama

İndiyə qədər bu müzakirələr Uran və Neptunun daxili hissələrində bərk metanın olub-olmaması və əgər varsa, onların səthlərinin altında hansı dərinliklərdə olması ilə bağlı xüsusi qeyri-müəyyənlik yaratmışdır .

Vanqın komandası öz tədqiqatlarında bir sıra yüksək təzyiqli təcrübələr vasitəsilə problemə yeni işıq saldılar və metanın bərk maddə kimi mövcud olduğu geniş şəraitdə metan molekullarının düzülüşünü optik spektroskopiyadan istifadə edərək xəritələşdirdilər. Onların öyrəndiyi şərait 1100 K-yə qədər temperatura və 45 GPa-ya qədər təzyiqə çatdı.

Onların təhlili bərk metan faza diaqramının iki fərqli versiyasına gətirib çıxardı. Birincisi, temperatur və təzyiq dəyişiklikləri ilə idarə olunan kinetik faza çevrilmələrini nəzərdən keçirir. İkincisi, nümunələrin eyni temperatur və təzyiqdə saxlanılarkən bir neçə ay ərzində daha sabit formalara çökməsinə icazə verildikdə yaranan tarazlıq vəziyyətlərini əks etdirir.

Niyə keçmiş ölçmələr uyğun gəlmədi

Daha yüksək təzyiqlərdə hər bir fazanın əmələ gəlməsi üçün tələb olunan şərtlər arasında təəccüblü fərqlər ortaya çıxdı və diaqramın kinetik versiyasında bir faza ümumiyyətlə görünmədi.

Komandanın fikrincə, bu təəccüblü fərqlər bərk metanın təbiəti ilə bağlı müzakirələrin bu qədər uzun müddət davam etməsinin iki əsas səbəbini ortaya qoyur.

Birincisi, bərk metanın müxtəlif fazalarının sabitləşdiyi bölgələr, molekulyar yenidənqurmanın yavaş kinetikasına görə zamandan güclü təsirlənir. İkincisi, metan molekulları işığa çox həssasdır və onları ölçmək üçün istifadə edilən intensiv spektroskopik şüalara məruz qaldıqda parçalana bilər.

Vanq və həmkarları bu qarışıqlığı aradan qaldırmaqla tədqiqatçıların Uran və Neptunu da əhatə edən buz nəhənglərinin daha məlumatlı və dəqiq modellərini yarada biləcəklərinə və onların gizli daxili hissələrindəki ekstremal şəraitə yeni işıq salacaqlarına ümid edirlər. Nəticələr, metanın hələ də kəşf edilməsini gözləyən ekzotik fazaları aşkar edə biləcəyi daha yüksək temperatur və təzyiqlərdə gələcək təcrübələrə də təsir göstərə bilər.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Mengnan Wang və digərləri, Metanın Faza Diaqramına Yenidən Baxış, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/7hxd-hhjf

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Əsas anlayışlar

Kristal fenomenləriFaza keçidləriStruktur xüsusiyyətləriKristal sistemlərTəzyiq üsulları

© 2026 Science X Network