यरुशलम, 9 सितंबर, 2026 (TPS-IL) — इज़रायली और अंतर्राष्ट्रीय शोधकर्ताओं द्वारा किए गए एक नए अध्ययन से इंजीनियरों को यह पता लगाने में मदद मिल सकती है कि सामग्री कब विफल होने लगती है, इससे पहले कि कोई दृश्य दरार अचानक उनमें फैल जाए।
शोधकर्ताओं ने पाया कि दरारें छोटे क्षतिग्रस्त क्षेत्रों से शुरू हो सकती हैं जो तेजी से फैलने वाली दरार में बदलने से पहले धीरे-धीरे फैलती हैं। यह खोज इंजीनियरों को विकसित विफलताओं की पहले पहचान करने का एक संभावित तरीका दे सकती है। यही तंत्र भूकंप की शुरुआत पर भी प्रकाश डाल सकता है, हालांकि इन धीमी गति वाले अग्रदूतों का पता लगाना एक बड़ी चुनौती बनी हुई है।
यह अध्ययन यरूशलेम के हिब्रू विश्वविद्यालय के राकाह भौतिकी संस्थान के युवाल पाज़ और प्रो. जे फाइनबर्ग के नेतृत्व में किया गया था, साथ ही बीजिंग प्रौद्योगिकी संस्थान के मेंग वांग और CNRS/ENS डी ल्योन के मोख्तर अड्डा-बेदिया भी शामिल थे।
मानव आंख के लिए, कांच या प्लास्टिक तुरंत टूटते हुए दिखाई दे सकते हैं। लेकिन फ्रैक्चर प्रक्रिया का एक बड़ा हिस्सा अंतिम टूटने से पहले होता है। पर्याप्त तनाव के तहत, सामग्री के अंदर एक छोटा क्षतिग्रस्त क्षेत्र बनता है और, तुरंत दरार बनने के बजाय, धीरे-धीरे बाहर की ओर फैलता है।
फाइनबर्ग ने द प्रेस सर्विस ऑफ़ इज़राइल को बताया, "हमारा अध्ययन उन 3 अलग-अलग सवालों को जोड़ता है जो सामग्री और उनकी स्थिरता और ताकत का अध्ययन करने वाले लोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं।"
वैज्ञानिक लंबे समय से समझते हैं कि दरारें एक बार तेजी से चलने लगती हैं तो वे कैसे व्यवहार करती हैं, लेकिन दरार कैसे शुरू होती है, इसे समझाना अधिक कठिन रहा है। यह अध्ययन इस प्रारंभिक चरण के लिए एक यांत्रिक स्पष्टीकरण प्रदान करता है, जिसे वैज्ञानिक "क्रीप" कहते हैं।
फाइनबर्ग ने टीपीएस-एल को समझाया, "अगर आप इसके बारे में सोचते हैं, तो यह सामग्री में किसी दोष के हमेशा बनने का प्राकृतिक तरीका है।"
शोधकर्ताओं ने यह समझने की कोशिश की कि एक छोटा दोष, जो शुरू में सामग्री से बहुत छोटा होता है, कैसे बढ़ता है जब तक कि वह पूरी तरह से कट न जाए। उनके प्रयोगों से पता चला कि क्षतिग्रस्त क्षेत्र अत्यंत धीरे-धीरे फैलता है, जिसकी गति माइक्रोन से मिलीमीटर प्रति सेकंड तक होती है, और यह पूरी फ्रैक्चर प्रक्रिया का कम से कम 75% हिस्सा होता है।
महत्वपूर्ण संक्रमण तब होता है जब क्षतिग्रस्त क्षेत्र सामग्री की पूरी मोटाई तक पहुँच जाता है।
फाइनबर्ग ने कहा, "पैच अनिवार्य रूप से सामग्री की मोटाई को काटते समय अपनी 'टोपोलॉजी' बदल देता है।"
सरल शब्दों में, क्षतिग्रस्त क्षेत्र किनारों के चारों ओर फैलने वाले एक छोटे पैच के रूप में शुरू होता है। एक बार जब यह सामग्री से पूरी तरह से कट जाता है, तो यह एक पारंपरिक दरार बन जाता है। उस बिंदु पर, दरार को बढ़ने के लिए बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यह तेजी से तेज हो सकती है।
## दोष से फ्रैक्चर तक
शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि फ्रैक्चर पारंपरिक फ्रैक्चर सिद्धांत द्वारा अनुमानित आकार से बहुत छोटे आकार पर शुरू हो सकते हैं: लगभग 0.1 मिलीमीटर, जबकि पारंपरिक महत्वपूर्ण आकार, जिसे ग्रिफ़िथ लंबाई के रूप में जाना जाता है, लगभग 1 मिलीमीटर है।
यह खोज बताती है कि किसी सामग्री पर कार्य करने वाला तनाव, साथ ही मौजूदा दोष का आकार और ज्यामिति, यह निर्धारित करने में भूमिका निभाता है कि फ्रैक्चर कब शुरू होता है।
फाइनबर्ग ने टीपीएस-एल को बताया, "सिद्धांत का अंतर्निहित आधार पूरी तरह से सामान्य है और यह केवल दोषों या दरारों की ज्यामिति से संबंधित है। हमारी सिद्धांत की ताकत इसकी सादगी में है। हमने बस दरार की ज्यामिति के प्रभाव को सही ढंग से हिसाब में लिया है।"
यह खोज भूकंप में भी अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकती है, जो तब होते हैं जब दोषों के साथ तनाव उन ताकतों पर काबू पा लेता है जो टेक्टोनिक प्लेटों को अपनी जगह पर रखती हैं, जिससे प्लेटें अचानक फिसल जाती हैं।
फाइनबर्ग ने टीपीएस-एल को बताया, "चूंकि भूकंप की गतिशीलता और फ्रैक्चर की प्रक्रिया (गणितीय रूप से) समान है, इसलिए हमारे निष्कर्ष भविष्यवाणी करते हैं कि भूकंप के अग्रदूतों को कैसा व्यवहार करना चाहिए।"
शोधकर्ताओं के निष्कर्ष बताते हैं कि भूकंप का टूटना भी अचानक तेज होने से पहले धीरे-धीरे फैलने वाले क्षेत्र से शुरू हो सकता है। फाइनबर्ग ने कहा कि उनकी टीम ने पहले घर्षण पर शोध में इसी तरह के संक्रमण का अवलोकन किया है।
निष्कर्षों का मतलब यह नहीं है कि वैज्ञानिक वर्तमान में भूकंप की भविष्यवाणी कर सकते हैं या ठीक से निर्धारित कर सकते हैं कि कोई सामग्री कब विफल होगी। प्रमुख चुनौती विनाशकारी विफलता होने से पहले इन धीमी गति वाले क्षेत्रों का पता लगाना है।
फाइनबर्ग ने टीपीएस-एल को बताया, "क्योंकि वे बहुत धीमे होते हैं, वे फैलते समय कोई 'शोर' नहीं करते हैं," जिससे उन्हें ध्वनि या भूकंपीय संकेतों के माध्यम से पता लगाना मुश्किल हो जाता है।
यदि शोधकर्ता अंततः इन अग्रदूतों का पता लगाने के विश्वसनीय तरीके विकसित कर सकते हैं, तो निष्कर्षों के व्यावहारिक अनुप्रयोग हो सकते हैं।
फाइनबर्ग ने टीपीएस-एल को बताया, "यदि हम सफल होते हैं, तो हम सामग्रियों के उपयोगी जीवन का विस्तार करने में सक्षम हो सकते हैं या, भूकंप के मामले में, संभवतः प्रारंभिक चेतावनी प्रदान कर सकते हैं कि वे शुरू हो रहे हैं।"
यह अध्ययन सहकर्मी-समीक्षित पत्रिका फिजिकल रिव्यू लेटर्स में प्रकाशित हुआ था।
