طبیعیات دان ڈارون کے 'گرم چھوٹے تالابوں' میں بائیو کیمیکل رد عمل کا سراغ لگاتے ہیں - فزکس ورلڈ

چار ارب سال پہلے جب زندگی پہلی بار زمین پر نمودار ہوئی تھی، تو اس کی شروعات اس سے ہوئی ہو گی جسے 19ویں صدی کے ماہر فطرت چارلس ڈارون نے "گرم چھوٹے تالاب" کہا تھا: آتش فشاں سے گرم تالاب جس میں ابتدائی طور پر بے جان نامیاتی مالیکیولز کا سوپ ہوتا ہے۔ ایک حالیہ تحقیق میں، سوئٹزرلینڈ اور جرمنی کے محققین نے اس موضوع پر مزید روشنی ڈالی اور اس بات کا جائزہ لیا کہ اس طرح کا ایک مالیکیول، یوریا، آئنائزنگ تابکاری کی دالوں کا جواب کیسے دیتا ہے۔ ان کے کام کے نتائج، جس نے حقیقی وقت میں کیمیائی رد عمل کی پیروی کرنے کے لیے الٹرا فاسٹ ایکس رے جذب سپیکٹروسکوپی کا استعمال کیا، زندگی کی حیاتیاتی کیمیائی ماخذ کے بارے میں ہماری سمجھ کو آگے بڑھا سکتے ہیں۔

جب یوریا آئنائزنگ تابکاری کے سامنے آتا ہے، تو یہ میلونک ایسڈ بناتا ہے۔ یہ تیزاب پھر غیر آئنائزڈ یوریا کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے اور کئی نیوکلیو بیس بناتا ہے، جو کہ RNA اور DNA کے بنیادی اجزاء ہیں۔ اس طرح کے عمل اس وقت رونما ہو سکتے تھے جب "گرم چھوٹے تالاب" سورج کی بالائے بنفشی شعاعوں کے سامنے آ گئے تھے اور ہو سکتا ہے کہ ابتدائی زندگی کی شکلوں کے ظہور میں کردار ادا کیا ہو۔

دو دالیں۔

ان کے تجربے میں، محققین کی قیادت میں جین پیئر ولف کی جنیوا یونیورسٹی اور ہنس جیکب ورنر at ETH زیورخ ، سوئٹزرلینڈ، یوریا کے انتہائی مرتکز محلول پر لیزر پلس لگائی گئی، جس سے یوریا کے کچھ مالیکیول الیکٹران سے محروم ہو گئے اور آئنائز ہو گئے۔ اس کے فوراً بعد، انہوں نے نرم ایکس رے کی الٹرا شارٹ پلس بھیجی۔ یہ دوسری نبض ظاہر کرتی ہے کہ یوریا کا مالیکیول الیکٹران کے نقصان پر کیسے ردعمل ظاہر کرتا ہے۔

محققین نے تجربہ کو کئی بار دہرایا، آئنائزنگ لیزر پلس اور نرم ایکس رے دالوں کے درمیان وقت کا وقفہ مختلف تھا۔ یہ تکنیک، جسے وقت سے حل شدہ ایکس رے جذب سپیکٹروسکوپی (XAS) کے نام سے جانا جاتا ہے، کو معمول کے مطابق آپٹیکل نظام میں استعمال کیا جاتا ہے تاکہ مواد کے اندر موجود مخصوص ذرات کا مطالعہ کیا جا سکے، لیکن یہ کام اسے برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے ایکس رے حصے تک پھیلا دیتا ہے۔

"ہم تجرباتی حالات کو 'حقیقی دنیا' کے جتنا قریب ممکن ہو دوبارہ بنانا چاہتے تھے اور اس طرح مائع مرحلے میں اپنی پیمائش کرنے کی ضرورت تھی،" مطالعہ کے لیڈ مصنف کی وضاحت کرتا ہے۔ ژونگ ین, ETH زیورخ ٹیم کے ایک سابق رکن جو اب یہاں ہیں۔ توہوکو یونیورسٹی۔ جاپان میں. "اس کے لیے، ہم نے ذیلی مائیکرون موٹائی کے ساتھ ایک مائع فلیٹ شیٹ تیار کی، جو کہ نظام کی انتہائی مختصر کشندگی کی لمبائی کی وجہ سے نوادرات سے پاک XAS کے لیے ضروری ہے۔"

تجربے میں ایک اور کلیدی عنصر، ین نے مزید کہا، یہ ہے کہ ان کا روشنی کا منبع یوریا کے مالیکیول میں کاربن اور نائٹروجن کے جذب کناروں کو ڈھانپنے کے لیے کافی وسیع توانائیوں پر الٹرا شارٹ دالیں فراہم کر سکتا ہے۔ "اس کا مطلب یہ تھا کہ ہم شناخت کر سکتے ہیں کہ جذب سگنل صرف یوریا سے آتا ہے، کیونکہ مائع پانی میں کوئی کاربن اور نائٹروجن نہیں ہے،" وہ بتاتا ہے طبیعیات کی دنیا.

فیمٹوسیکنڈ اسکیل ریزولوشن

اس تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے، ٹیم واقعات کی ترتیب کو چند فیمٹو سیکنڈز (10^15- s) کا مطلب ہے کہ محققین حقیقی وقت میں کیمیائی رد عمل کی پیروی کرسکتے ہیں اور مشاہدہ کرسکتے ہیں کہ نظام کس طرح تیار ہوتا ہے۔ یہاں تک کہ ایک نئی تکنیک اور صحیح ٹولز کے ساتھ، تاہم، یہ آسان نہیں تھا۔ "سپیکٹرا کی تشریح کرنا خاص طور پر چیلنجنگ ثابت ہوا، اور کمپیوٹر کے تفصیلی سمولیشنز کی ضرورت ہے جو ہم نے یہاں کئی سالوں میں DESY میں تیار کیے ہیں،" Ludger Inhester، جو ہیمبرگ میں DESY میں CFEL میں ایک نظریاتی طبیعیات دان ہیں، وضاحت کرتے ہیں۔

برائٹ پروٹوسٹار زمین کے پانی کی ابتدا پر روشنی ڈالتا ہے۔

محققین نے مشاہدہ کیا کہ جب یوریا کا مالیکیول آئنائزڈ ہوتا ہے (یعنی الیکٹران کو کھونے کے بعد مثبت ہو جاتا ہے)، تو یہ اسے کھونے کی کوشش میں ایک پروٹون (ایک ہائیڈروجن نیوکلئس) کو قریبی غیر جانبدار، غیر آئنائزڈ، یوریا مالیکیول کی طرف دھکیل دیتا ہے۔ مثبت چارج. "یہ فیمٹوسیکنڈ ریٹ پروٹون ٹرانسفر ایک مثبت چارج شدہ یوریا آئن کے ساتھ یوریا ریڈیکل بناتا ہے،" انہیسٹر کہتے ہیں۔ "دونوں کیمیاوی طور پر رد عمل ہیں اور اربوں سال پہلے آر این اے مالیکیولز - ابتدائی زندگی کے ضروری تعمیراتی بلاکس کی تشکیل کا باعث بن سکتے تھے۔"

انہوں نے مزید کہا کہ نیا تجربہ پانی کے ماحول میں کسی مالیکیول میں اس طرح کے انتہائی تیز عمل کا مشاہدہ کرنے والا پہلا تجربہ ہے۔ پچھلے تجربات گیس کے مرحلے میں کیے گئے تھے، لیکن پانی میں معلق مالیکیولز کے رویے کا مشاہدہ اہم ہے، خاص طور پر جب بات حیاتیاتی عمل کو سمجھنے کی ہو۔

ہیمبرگ-جنیوا-زیورخ ٹیم کے اراکین اب آئنائزیشن ڈائنامکس کے ابتدائی مرحلے کی مزید تحقیقات کرنا چاہیں گے۔ ین کا کہنا ہے کہ "اس طرح کے تجربے کے لیے اور بھی زیادہ وقتی حل کی ضرورت ہوگی اور اسے ترتیب دینے میں کچھ وقت لگے گا۔" "اگرچہ، میں مثبت ہوں کہ جب ہم ایسا کرتے ہیں تو ہم کچھ نیا اور دلچسپ مشاہدہ کریں گے۔"

ان کا موجودہ مطالعہ اس میں تفصیلی ہے۔ فطرت، قدرت.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ آٹوموٹو / ای وی، کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• بلاک آفسیٹس۔ ماحولیاتی آفسیٹ ملکیت کو جدید بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/physicists-track-biochemical-reactions-in-darwins-warm-little-ponds/