সংবাদ শিরোনাম : হিমাঙ্কের নিচেও যেভাবে তরল থাকে পানি: অতিশীতলতার নেপথ্য বিজ্ঞান

প্রকৃতিতে পানি জমে বরফ হওয়ার প্রক্রিয়া সাধারণত কোনো শক্ত পৃষ্ঠ, ধূলিকণা কিংবা বিদ্যমান বরফের স্ফটিকের ওপর নির্ভর করে। এসব উপাদান মূলত পানির অণুগুলোকে সুশৃঙ্খল বরফের কাঠামোতে সজ্জিত হতে সহায়তা করে। তবে সম্পূর্ণ বিশুদ্ধ পানি একটি মসৃণ পাত্রে রেখে কোনো প্রকার ঝাঁকুনি ছাড়া ধীরগতিতে ঠান্ডা করা হলে বরফ তৈরির এই সূচনা উল্লেখযোগ্যভাবে বিলম্বিত হতে পারে। গৃহস্থালির ফ্রিজারের তাপমাত্রা সচরাচর প্রায় মাইনাস ১৮ ডিগ্রি সেলসিয়াস হলেও বরফ জমার উপযুক্ত বীজের অনুপস্থিতিতে পরিষ্কার ও স্থির পানি এমন চরম ঠান্ডাতেও তরল অবস্থায় টিকে থাকতে সক্ষম।

একই ঘটনা আমাদের বায়ুমণ্ডলের মেঘের মধ্যেও ঘটে থাকে। মেঘের অতিক্ষুদ্র জলকণাগুলোর মাঝে বরফ তৈরির মতো উপযুক্ত সূচনাবিন্দু সহজে পাওয়া যায় না বলে সেগুলো শূন্য ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচেও তরল হিসেবে ভেসে বেড়ায়। ২০১৭ সালে ‘সায়েন্টিফিক রিপোর্টস’ সাময়িকীতে প্রকাশিত ক্লডিয়া মারকোলি ও তাঁর গবেষক দলের এক সমীক্ষায় অতিশীতল পানির ফোঁটায় বরফ রূপান্তরের বিষয়টি বিশদভাবে আলোচিত হয়। গবেষণায় দেখা যায়, বরফের কাঠামো নির্মাণে সহায়ক পৃষ্ঠ উপস্থিত থাকলে তুলনামূলক উচ্চ তাপমাত্রায় বরফ সৃষ্টি সম্ভব। তবে বিশেষভাবে প্রস্তুত করা অতিপরিচ্ছন্ন ক্ষুদ্র জলকণার ক্ষেত্রে প্রায় ২৫০ কেলভিন—যা সেলসিয়াস স্কেলে প্রায় মাইনাস ২৩ ডিগ্রির কাছাকাছি—সেই তাপমাত্রার ওপরে বরফ তৈরি হতে দেখা গেছে। পানি যত শীতল হতে থাকে বরফ জমার অনুকূল বীজ সৃষ্টির সম্ভাবনাও তত বাড়ে; তবে এই পুরো বিষয়টি নির্ভর করে পানির বিশুদ্ধতা, পাত্রের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠ, ফোঁটার আকার এবং সময়ের স্থিতিকালের ওপর।

যুক্তরাষ্ট্রের ন্যাশনাল ওয়েদার সার্ভিসের তথ্যেও উল্লেখ রয়েছে যে, বায়ুমণ্ডলে তরল পানি শূন্য ডিগ্রি সেলসিয়াসের চেয়ে কম তাপমাত্রায় অবস্থান করতে পারে। আবহাওয়াবিদরা প্রকৃতি ও মেঘের এই বৈশিষ্ট্যকে বিশেষভাবে কাজে লাগান। অতিশীতল মেঘে যখন সিলভার আয়োডাইডের মতো রাসায়নিক কণা ছিটানো হয়, তখন সেগুলো বরফ জমার কৃত্রিম সূচনাবিন্দু হিসেবে কাজ করতে শুরু করে, যার ফলে মেঘের ভেতরে থাকা জলকণা দ্রুত বরফে রূপান্তরিত হতে বাধ্য হয়।