एक नई तकनीक लंबे समय से चले आ रहे रहस्य पर प्रकाश डालती है: पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई? पृथ्वी पर जीवन के उद्भव से पहले, जिसे शोधकर्ता प्रीबायोलॉजिकल चरण कहते हैं, वातावरण कम घना था। इसका मतलब यह है कि अंतरिक्ष से उच्च-ऊर्जा विकिरण हर जगह है और अणुओं को आयनित करता है।
यह अनुमान लगाया गया है कि न्यूक्लियोबेस के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिक यूरिया युक्त छोटे पोखरों के इस तीव्र विकिरण के संपर्क में आने से यूरिया प्रतिक्रिया उत्पादों में परिवर्तित हो गया। ये उत्पाद जीवन के निर्माण खंड हैं: डीएनए और आरएनए।
लेकिन इस प्रक्रिया को और समझने के लिए, वैज्ञानिकों को यूरिया आयनीकरण और प्रतिक्रिया के पीछे के तंत्र के साथ-साथ प्रतिक्रिया मार्ग और ऊर्जा खपत का और अध्ययन करने की आवश्यकता है।
संबंधित लेखक यिन झोंग, जो वर्तमान में नॉर्थईस्टर्न यूनिवर्सिटी में इंटरनेशनल सेंटर फॉर सिंक्रोट्रॉन रेडिएशन इनोवेशन एंड इंटेलिजेंस (एसआरआईएस) में एसोसिएट प्रोफेसर हैं, और जिनेवा विश्वविद्यालय (यूएनआईजीई), ईटीएच ज्यूरिख (ईटीएचजेड) और हैम्बर्ग विश्वविद्यालय के सहयोगियों से बनी एक अंतरराष्ट्रीय सहयोगी टीम ने एक अभिनव एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी विधि के माध्यम से अधिक जानकारी का खुलासा किया।
यह तकनीक एक उच्च-क्रम वाले हार्मोनिक-उत्पन्न करने वाले प्रकाश स्रोत और एक सबमाइक्रोन लिक्विड प्लेन इजेक्टर का उपयोग करती है, जिससे शोधकर्ताओं को अद्वितीय अस्थायी सटीकता के साथ तरल पदार्थों में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की जांच करने की अनुमति मिलती है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह अभूतपूर्व विधि शोधकर्ताओं को फेमटोसेकंड स्तर या एक सेकंड के एक चौथाई हिस्से पर यूरिया अणु में जटिल परिवर्तनों का अध्ययन करने की अनुमति देती है।
यिन ने कहा, "हमने पहली बार आयनीकरण के बाद यूरिया अणुओं की प्रतिक्रिया का प्रदर्शन किया है। आयनकारी विकिरण यूरिया बायोमोलेक्यूल को नष्ट कर देता है। लेकिन विकिरण ऊर्जा को नष्ट करने की प्रक्रिया में, यूरिया एक गतिशील प्रक्रिया से गुजरता है जो फेमटोसेकंड समय पैमाने पर होती है।"
आणविक प्रतिक्रियाओं के पिछले अध्ययन गैस चरण तक ही सीमित रहे हैं। इस शोध को जलीय वातावरण, जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए प्राकृतिक वातावरण तक विस्तारित करने के लिए, टीम को एक ऐसा उपकरण डिजाइन करना था जो निर्वात में एक मीटर के दस लाखवें हिस्से से भी कम मोटाई के अल्ट्रा-पतले तरल जेट का उत्पादन करने में सक्षम हो। मोटी तरल धाराएँ कुछ एक्स-रे को अवशोषित कर लेती हैं, जिससे माप में बाधा आती है।
यिन, जो प्रमुख प्रयोगकर्ता के रूप में कार्य करते हैं, का मानना है कि उनकी सफलता न केवल यह बताती है कि पृथ्वी पर जीवन कैसे बना। इसने परमाणु रसायन विज्ञान के नवीन विज्ञान में एक नया मार्ग भी खोला। "वास्तविक समय में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को समझने और एटोकेमिस्ट्री के क्षेत्र को आगे बढ़ाने के लिए कम प्रकाश स्पंदन आवश्यक हैं। हमारी विधि वैज्ञानिकों को प्रक्रिया के हर चरण पर नज़र रखते हुए आणविक फिल्मों का निरीक्षण करने की अनुमति देती है।"