DNA دا اک اکھر الٹراوائلٹ دی سٹ توں کیویں بچدا اے

DNA دے بنیادی جز الٹراوائلٹ روشنی نوں زور نال جذب کردے نیں، فیر وی اوہ حیران کن حد تک ٹکے رہندے نیں: اوہ پلاں وچ، روشنی چھڈے بغیر، توانائی توں چھٹکارا پا لیندے نیں۔ ایہ صلاحیت جینیاتی مواد دی راکھی کردی اے۔ مقالہ دسدا اے کہ تھائمین خاص طور تے اہم اے، کیوں جے الٹراوائلٹ روشنی نال ایہدا ابھار DNA نوں ہون والے سب توں عام UV نقصان نوں شروع کر سکدا اے، جیہنوں سائیکلوبیوٹین پائریمیڈین ڈائمر آکھدے نیں۔ ایہ نقصان پلاں وچ، یا بعد وچ، لمے چر دیاں ٹرپلٹ (triplet) حالتاں راہیں بن سکدا اے، جیہڑیاں الیکٹراناں دے سپن دی اک وکھری ترتیب نیں۔

تے فیر تھائمین دی توانائی کتھے جاندی اے؟ پانی وچ پڑھیا جاوے تے ابھارے گئے تقریباً 80% مالیکیول 100 فیمٹو سیکنڈ (اک سیکنڈ دے ارب ویں حصے دا ملین واں حصہ) توں گھٹ وچ سدھے اپنی آرام والی حالت وچ واپس آ جاندے نیں۔ گیس وچ وکھرا کیتا جاوے تے تھائمین ایہ سوکھا راہ نئیں لیندا: ساری توانائی اک ہور ابھری حالت وچ چلی جاندی اے۔ 100 پیکو سیکنڈ توں بعد، اک لمے چر دی “ہنیری حالت” دسدی اے، جیہنوں اکثر ٹرپلٹ نال جوڑیا جاندا اے — بہتا ایس گل تے کہ ایہ کنا چر چلدی اے۔

پنج ایٹم پنج رپورٹراں وانگ

ہیمبرگ دی DESY لیبارٹری دے شیاؤجون وانگ، مارکس گیوہر تے ساتھیاں نے، جنوبی کوریا (کیونگپوک نیشنل یونیورسٹی) تے فرانس (ایکس-مارسے یونیورسٹی تے CNRS) دے نظریہ داناں نال رل کے، اک تکنیک ورتی جیہنوں اوہ ٹائم ریزولوڈ ملٹی سینٹر ایکس رے فوٹو الیکٹرون سپیکٹروسکوپی (time-resolved multi-center X-ray photoelectron spectroscopy) آکھدے نیں۔

اصول: اک الٹراوائلٹ لشکارا (263 نینومیٹر، تقریباً 80 فیمٹو سیکنڈ لما) تھائمین دے اوہناں مالیکیولاں نوں ابھاردا اے جیہڑے 180 °C تے اک بھٹی وچوں بھاپ بنائے گئے۔ فیر FLASH فری الیکٹرون لیزر دی نرم ایکس رے دی اک نکی پلس اک کاربن ایٹم وچوں اک اندرلا الیکٹرون کڈھ دیندی اے۔ اوس الیکٹرون دی توانائی ایٹم دے الیکٹرانی آلے دوالے تے منحصر ہوندی اے، ایس لئی تھائمین دے پنجاں کاربن ایٹماں وچوں ہر اک — چار چھلے وچ، اک ایہدے نکے میتھائل گروہ وچ — اپنے دوالے ہون والی گل دی خبر دیندا اے۔ دیر کجھ دہائی فیمٹو سیکنڈاں توں اک نینو سیکنڈ تک سی، لگ بھگ چھ درجیاں دا پھیلاؤ، تے پلساں دی تیز رفتار نے صرف دو گھنٹیاں وچ صاف ڈیٹا دے دتا۔ ہر حالت لئی متوقع سپیکٹرماں دے کوانٹم کیمسٹری حساب اوہناں نوں پڑھن دی کنجی بنے۔

راہ، قدم بہ قدم

چار لگاتار حالتاں نال کیتا گیا فٹ ایہ دیندا اے:

پہلی ابھری حالت 92 ± 18 فیمٹو سیکنڈ چلدی اے۔
اک دوجی، “ہنیری” سنگلٹ حالت مالیکیول نوں 6.3 ± 0.2 پیکو سیکنڈ لئی پھسا لیندی اے۔ حساب وکھاندے نیں کیوں: اوتھوں آرام والی حالت ول واپسی دا راہ تقریباً 1.6 الیکٹرون وولٹ چڑھائی تے اے۔
فیر لمے چر دی ہنیری حالت آندی اے — تے ایتھے حیرانی اے۔ پہلے 240 پیکو سیکنڈ کو تک، ایہدا سگنل خالص ٹرپلٹ نئیں، سگوں ہور ڈھلی ہوئی اک سنگلٹ حالت تے ٹرپلٹ دی رلت اے۔
ایہدے مگروں ای آبادی خالص ٹرپلٹ بندی اے، جیہڑی اک نینو سیکنڈ دی کھڑکی توں اگے وی چلدی اے۔ 1.33 الیکٹرون وولٹ دی اک رکاوٹ ایہنوں آرام والی حالت ول پرتن توں روکدی اے۔

حساب ایہ وی وکھاندے نیں کہ سنگلٹ توں ٹرپلٹ ول چھال سدھی سب توں تھلویں ٹرپلٹ تک جا سکدی اے، اک کراسنگ نقطے راہیں جیہڑا پھسی سنگلٹ توں صرف تقریباً 0.5 الیکٹرون وولٹ اتے اے، کسے وچکارلی ٹرپلٹ تے رکے بغیر۔ لکھاری دسدے نیں کہ ایہ رلت اک بجھارت سلجھاندی اے: اک پہلاں دی کھوج نے تقریباً 86% ٹرپلٹ پیداوار ناپی سی، تے غائب حصہ اوس سنگلٹ شاخ نال ملدا اے جیہڑی اوہناں نے پچھانی۔

ساہ لیندا چھلا

پہلے 200 فیمٹو سیکنڈاں وچ، سگنل تقریباً 730 cm⁻¹ تے جھولدا اے — 46 فیمٹو سیکنڈ دے دور والی اک تھرتھراہٹ، تھائمین دے چھلے دا “ساہ لینا”۔ ایہ ابھریاں حالتاں وچکار پہلی چھال توں بچ نکلدی اے، تے سمولیشناں دسدیاں نیں کہ تھرتھراہٹ تقریباً 750 فیمٹو سیکنڈ تک اکو تال وچ رہندی اے۔ کیوں جے ایکس رے کئی ایٹماں نوں ویکھدیاں نیں، ٹیم ویکھ سکی کہ وکھرے ایٹم الٹ فیز وچ جواب دیندے نیں: جدوں چھلا پھیلدا اے، اک کاربن دا سگنل ودھدا اے جدکہ دو ہور دا کمزور ہوندا اے۔

میتھائل گروہ دے دو کم

سب توں حیران کن لبھت میتھائل گروہ بارے اے، اک کاربن جیہڑا تن ہائیڈروجن چکی چھلے نال جڑیا اے۔ پہلے، سنگلٹ والے قدماں دوران، ایہ الیکٹرانی طور تے کوئی حصہ نئیں لیندا: ایہ اک “جمود والا تماشائی” (inertia spectator) اے جیہدی کمیت چھلے دی اک مروڑن والی حرکت نوں ہولا کردی اے جیہڑی نئیں تے مالیکیول نوں سدھا آرام والی حالت وچ ڈگن دیندی۔ ٹرپلٹ بنن مگروں ایہدا کردار پلٹ جاندا اے۔ ایہدے الیکٹران ہائپر کنجوگیشن (hyperconjugation) ناں دے اک اثر راہیں چھلے نال جڑ جاندے نیں، ایہدا ایکس رے سگنل تقریباً 2 الیکٹرون وولٹ کھسکدا اے، تے ایہ ٹرپلٹ دے آ جان دا سب توں حساس نشان بن جاندا اے۔

گیس، خلیہ نئیں

ایہ ناپ گیس وچ وکھرے تھائمین مالیکیولاں تے کیتے گئے، جیہڑے پانی وچ یا DNA دے اندر تھائمین نالوں وکھرا ورتدے نیں۔ وچکارلی سنگلٹ حالت دی ٹھیک فطرت ہالے طے نئیں؛ لکھاری ایہنوں وکھ کرن لئی لمیاں دیراں تے آکسیجن ایٹماں تے ایکس رے ناپاں دی تجویز دیندے نیں۔ اوہ ایہ وی دسدے نیں کہ مسودے نوں پڑھن جوگا بنان تے زبان سنوارن لئی AI ورتیا گیا۔