পদার্থবিদরা ডারউইনের 'উষ্ণ ছোট পুকুরে' জৈব রাসায়নিক বিক্রিয়া ট্র্যাক করেন - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

চার বিলিয়ন বছর আগে যখন পৃথিবীতে প্রথম জীবন আবির্ভূত হয়েছিল, তখন এটির শুরু হতে পারে 19 শতকের প্রকৃতিবিদ চার্লস ডারউইন যাকে "উষ্ণ ছোট পুকুর" বলে ডাকতেন: আগ্নেয়গিরির উত্তপ্ত পুল যেখানে প্রাথমিকভাবে প্রাণহীন জৈব অণুর স্যুপ রয়েছে। একটি সাম্প্রতিক গবেষণায়, সুইজারল্যান্ড এবং জার্মানির গবেষকরা এই বিষয়ে আরও আলোকপাত করেছেন কীভাবে এই ধরনের একটি অণু, ইউরিয়া, আয়নাইজিং বিকিরণের ডালগুলিতে প্রতিক্রিয়া জানায়। তাদের কাজের ফলাফল, যা বাস্তব সময়ে রাসায়নিক বিক্রিয়া অনুসরণ করার জন্য অতি দ্রুত এক্স-রে শোষণ বর্ণালী ব্যবহার করে, জীবনের জৈব রাসায়নিক উত্স সম্পর্কে আমাদের বোঝার অগ্রগতি হতে পারে।

ইউরিয়া যখন আয়নাইজিং বিকিরণের সংস্পর্শে আসে, তখন এটি ম্যালোনিক অ্যাসিড গঠন করে। এই অ্যাসিডটি তখন আন-আয়নাইজড ইউরিয়ার সাথে বিক্রিয়া করে বেশ কয়েকটি নিউক্লিওবেস তৈরি করে, যা RNA এবং DNA এর মৌলিক উপাদান। এই ধরনের প্রক্রিয়াগুলি ভালভাবে ঘটতে পারে যখন "উষ্ণ ছোট পুকুরগুলি" সূর্যের অতিবেগুনী বিকিরণের সংস্পর্শে আসত এবং প্রারম্ভিক জীবন গঠনের উত্থানে ভূমিকা পালন করত।

দুটি ডাল

তাদের পরীক্ষায় গবেষকদের নেতৃত্বে ড জিন-পিয়ের ওল্ফ এর জেনেভা বিশ্ববিদ্যালয় এবং হ্যান্স জ্যাকব ওয়ার্নার at ইটিএইচ জুরিখ, সুইজারল্যান্ড, ইউরিয়ার একটি উচ্চ ঘনীভূত দ্রবণে একটি লেজার পালস প্রয়োগ করে, যার ফলে ইউরিয়ার কিছু অণু ইলেকট্রন হারায় এবং আয়নিত হয়ে যায়। এর পরপরই, তারা নরম-এক্স-রেগুলির একটি আল্ট্রাশর্ট পালস পাঠাল। এই দ্বিতীয় পালসটি প্রকাশ করে কিভাবে ইউরিয়া অণু একটি ইলেকট্রনের ক্ষতিতে সাড়া দেয়।

গবেষকরা পরীক্ষাটি বেশ কয়েকবার পুনরাবৃত্তি করেছেন, আয়নাইজিং লেজার পালস এবং নরম-এক্স-রে ডালগুলির মধ্যে সময়ের ব্যবধানে তারতম্য। এই কৌশলটি, যা সময়-সমাধান করা এক্স-রে শোষণ স্পেকট্রোস্কোপি (XAS) নামে পরিচিত, উপাদানের মধ্যে নির্দিষ্ট কণা অধ্যয়নের জন্য অপটিক্যাল শাসনে নিয়মিতভাবে নিযুক্ত করা হয়, কিন্তু এই কাজটি এটিকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালীর এক্স-রে অংশে প্রসারিত করে।

"আমরা 'বাস্তব জগতের' যতটা সম্ভব কাছাকাছি পরীক্ষামূলক অবস্থার পুনর্নির্মাণ করতে চেয়েছিলাম এবং এইভাবে তরল পর্যায়ে আমাদের পরিমাপ সম্পাদন করতে হবে," গবেষণার প্রধান লেখক ব্যাখ্যা করেছেন ঝং ইয়িন, ETH জুরিখ দলের একজন প্রাক্তন সদস্য যিনি এখন আছেন তোহোকু ইউনিভার্সিটি জাপানে. "এর জন্য, আমরা সাব-মাইক্রোন বেধের সাথে একটি তরল ফ্ল্যাট শীট তৈরি করেছি, যা সিস্টেমের খুব ছোট টেনেনিউয়েশন দৈর্ঘ্যের কারণে আর্টিফ্যাক্ট-মুক্ত XAS-এর জন্য প্রয়োজনীয়।"

পরীক্ষার আরেকটি মূল উপাদান, ইয়িন যোগ করে, তাদের আলোর উত্সটি ইউরিয়া অণুতে কার্বন এবং নাইট্রোজেনের শোষণের প্রান্তগুলিকে ঢেকে রাখার জন্য যথেষ্ট বিস্তৃত শক্তির একটি পরিসরে আল্ট্রাশর্ট ডাল সরবরাহ করতে পারে। "এর মানে আমরা সনাক্ত করতে পারি যে শোষণ সংকেতটি শুধুমাত্র ইউরিয়া থেকে আসে, যেহেতু তরল পানিতে কার্বন এবং নাইট্রোজেন নেই," তিনি বলেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.

ফেমটোসেকেন্ড স্কেল রেজোলিউশন

এই কৌশলটি ব্যবহার করে, দলটি কয়েকটি ফেমটোসেকেন্ডের স্কেলে ইভেন্টের ক্রম পুনর্গঠন করতে সক্ষম হয়েছিল (10^-15 s), যার অর্থ গবেষকরা বাস্তব সময়ে রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি অনুসরণ করতে পারে এবং সিস্টেমটি কীভাবে বিকশিত হয় তা পর্যবেক্ষণ করতে পারে। এমনকি একটি নতুন কৌশল এবং সঠিক সরঞ্জাম সহ, তবে, এটি সহজ ছিল না। "স্পেকট্রা ব্যাখ্যা করা বিশেষভাবে চ্যালেঞ্জিং বলে প্রমাণিত হয়েছে, এবং আমরা এখানে বহু বছর ধরে DESY-তে বিকাশ করেছি এমন বিশদ কম্পিউটার সিমুলেশনের প্রয়োজন," লুজার ইনহেস্টার ব্যাখ্যা করেছেন, যিনি হ্যামবুর্গের DESY-তে CFEL-এর একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিদ।

আলোকিত প্রোটোস্টার পৃথিবীর জলের উত্সের উপর আলোকপাত করে

গবেষকরা লক্ষ্য করেছেন যে যখন একটি ইউরিয়া অণু আয়নিত হয় (অর্থাৎ, এটি একটি ইলেকট্রন হারানোর সাথে সাথে ইতিবাচক হয়ে যায়), তখন এটি একটি প্রোটনকে (একটি হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস) কাছাকাছি একটি নিরপেক্ষ, অ-আয়নিত, ইউরিয়া অণুকে হারানোর প্রচেষ্টায় ঠেলে দেয়। ধনাত্মক আধান. "এই ফেমটোসেকেন্ড-রেট প্রোটন স্থানান্তর একটি ইতিবাচক চার্জযুক্ত ইউরিয়া আয়নের সাথে একটি ইউরিয়া র্যাডিকেল তৈরি করে," ইনহেস্টার বলেছেন। "উভয়ই রাসায়নিকভাবে প্রতিক্রিয়াশীল এবং আরএনএ অণু গঠনের দিকে পরিচালিত করতে পারে - প্রাথমিক জীবনের অপরিহার্য বিল্ডিং ব্লক - বিলিয়ন বছর আগে।"

একটি জলীয় পরিবেশে একটি অণুতে এই ধরনের অত্যন্ত দ্রুত প্রক্রিয়াগুলি পর্যবেক্ষণ করার জন্য নতুন পরীক্ষাটি প্রথম, তিনি যোগ করেন। পূর্ববর্তী পরীক্ষাগুলি গ্যাস পর্যায়ে সঞ্চালিত হয়েছিল, তবে জলে স্থগিত অণুগুলির আচরণ পর্যবেক্ষণ করা গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষত যখন এটি জৈবিক প্রক্রিয়াগুলি বোঝার ক্ষেত্রে আসে।

হামবুর্গ-জেনেভা-জুরিখ দলের সদস্যরা এখন আয়নাইজেশন গতিবিদ্যার প্রাথমিক ধাপটি আরও তদন্ত করতে চান। "এই ধরনের একটি পরীক্ষার জন্য আরও উচ্চতর অস্থায়ী রেজোলিউশনের প্রয়োজন হবে এবং সেট আপ হতে কিছু সময় লাগবে," ইয়িন বলেছেন। "যদিও, আমি ইতিবাচক যে, আমরা যখন এটি করব তখন আমরা নতুন এবং উত্তেজনাপূর্ণ কিছু লক্ষ্য করব।"

তাদের বর্তমান গবেষণায় বিস্তারিত বলা হয়েছে প্রকৃতি.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। মোটরগাড়ি / ইভি, কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• ব্লকঅফসেট। পরিবেশগত অফসেট মালিকানার আধুনিকীকরণ। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/physicists-track-biochemical-reactions-in-darwins-warm-little-ponds/