Bilim insanları uzaydaki kayıp gizemli maddenin sırrını çözdü

Bulgunun gezegenler hakkında bildiklerimizin çoğunda muazzam etkileri olabilir

Fotoğraf: Unsplash
Fotoğraf: Unsplash
TT

Bilim insanları uzaydaki kayıp gizemli maddenin sırrını çözdü

Fotoğraf: Unsplash
Fotoğraf: Unsplash

The Independent'ta yer alan habere göre bilim insanları uzayda yok olmuş gibi görünen gizemli ve kayıp maddeyi sonunda tespit etti.
Yıldızlar büyürken, etraflarında bol miktarda karbonmonoksit bulunur. Karbonmonoksit, yeni gezegenlerin hayata başladığı ön gezegen disklerinde parlar ve bilim insanlarınca kolayca tespit edilebilir.
Fakat bilim insanları son yıllarda bu karbonmonoksit kütlelerinin büyük bir kısmının eksik olduğunu buldu. Araştırmacılar bu disklerde ne kadar karbonmonoksit olması gerektiğini hesaplayıp bunu gözlemleriyle karşılaştırdıklarında, hesaplar tutmuyor gibi görünüyordu.
Ama anlaşılan o ki bilim insanları bu gizemi çözdü. Araştırmacılar, kayıp maddenin disklerin içindeki buz oluşumlarında saklandığını söylüyor.
Araştırmayı yöneten NASA Hubble bursiyeri Diana Powell, "Bu, gezegenleri oluşturan disklerdeki çözülmemiş en büyük gizemlerden biri olabilir. Gözlemlenen sisteme bağlı olarak, karbonmonoksit seviyeleri olması gerekenden üç ila 100 kat daha az görünüyor; hesaplar muazzam oranda tutmuyor" dedi.
Kayıp maddenin gizemi sadece kendi özelinde önemli bir inceleme alanı değil. Karbonmonoksit aynı zamanda bize evrenin diğer kısımları hakkında da bilgi verir. Bu nedenle ölçümünde yaşadığımız herhangi bir sorun, diskleri ve oluşturdukları gezegenlere dair anlayışımızı etkileyebilir.
Dr. Powell, "Karbonmonoksit esasen diskler hakkında bildiğimiz her şeyi (kütle, bileşim ve sıcaklık gibi) tanımlayıp takip etmek için kullanılıyor. Bu, disklerden yaptığımız çıkarımların çoğunun hatalı ve belirsiz olduğu anlamına gelebilir çünkü bileşiği yeterince iyi anlamıyoruz" dedi.
Dr. Powell kayıp karbonmonoksiti bulma çabasında maddenin bir halden diğerine geçme modellerini kullandı, örneğin katının sıvıya dönüşürken erimesi gibi. Bu tür modeller uzak gezegenleri incelemek için kullanılır fakat buzun parçacıklar üzerinde nasıl oluştuğunu anlamamıza da sağlar.
Bu modeli uyarlayan Dr. Powell, karbonmonoksitin zamanla nasıl değiştiğini anlamaya çalıştı. Daha sonra modeli, üzerinde ayrıntılı olarak çalışılan bazı disklerdeki gerçek karbonmonoksit gözlemleriyle karşılaştırdı ve birbirleriyle uyumlu çıktılar.
İleri araştırmalarda modeli daha fazla denemek için NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu kullanılabilir. Ayrıca model nihayetinde disklerdeki buzu da tespit edebiliyor.
Bulgular, Nature Astronomy akademik dergisinde yayımlanan "Yüzey enerjisinin etkilediği buz oluşumuyla ön gezegen disklerindeki gaz halindeki CO'nun tükenmesi" (Depletion of gaseous CO in protoplanetary disks by surface-energy-regulated ice formation) başlıklı yeni bir makalede açıklandı.



İkiye bölünse bile çalışmaya devam eden batarya üretildi

Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
TT

İkiye bölünse bile çalışmaya devam eden batarya üretildi

Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)
Esnek bataryanın kesilmesine rağmen çalışması dayanıklılıkta yeni bir adıma işaret ediyor (ACS Energy Letters)

İkiye katlansa veya bölünse bile çalışmaya devam eden batarya geliştirildi. 

Lityum iyon bataryalar, akıllı telefonlardan elektrikli araçlara kadar pek çok alanda kullanılıyor. Ancak alev almaya yatkın olmaları nedeniyle bilim insanları farklı seçenekleri araştırıyor. 

Bu çalışmalarda öne çıkan seçeneklerden biri de lityum sülfür bataryalar. Daha güvenli olması beklenen bu cihazlar ayrıca yüksek enerji yoğunluğu sunma ve ucuza mal edilme potansiyeliyle de öne çıkıyor.

Ancak lityum sülfür bataryalar, bütün bu artılarına rağmen uzun ömürlü değil. Bu bataryaları yüksek sıcaklıkta kararlı halde tutmak için karbonat bazlı elektrolit kullanılması öneriliyor.

Fakat katottaki sülfür, elektrolit içinde çözünmeye devam ederek katı bir çökelti oluşturuyor ve bataryanın kapasitesini düşürüyor. 

Çin Elektronik Bilimi ve Teknolojisi Üniversitesi'nden araştırmacılar, katot ve elektrolit arasına bir katman daha koymanın bu sorunu çözeceğinden yola çıkarak farklı maddelerle deneyler yürüttü. 

Bulgularını hakemli dergi ACS Energy Letters'ta 13 Eylül'de yayımlayan ekip, poliakrilik asidin sülfür-demir batarya katotlarında en iyi sonucu veren kaplama olduğunu saptadı.

Araştırmacılar bu kaplamayla hem esnek ve düz bir batarya olan kese pil hem de düğme pil prototipi üretti. 

Kese pil, 100 şarj-deşarj döngüsü boyunca herhangi bir bozulma belirtisi olmadan çalıştı. Ayrıca batarya ikiye katlandığında veya kesildiğinde de güç sağlamaya devam etti.

Çalışmaya liderlik eden Liping Wang, Interesting Engineering'e yaptığı açıklamada "Batarya, benzersiz tasarımı sayesinde kesildikten sonra da çalışmaya devam ediyor; iletken ağ fiziksel hasardan sonra bile sağlam kalıyor" diyerek ekliyor:

Bu muhtemelen mekanik kopmaya rağmen iyon ve elektron akışına izin veren sağlam ve esnek bir bağlayıcı sistem ya da yapısal tasarımdan kaynaklanıyor. İletken yollar, kesilme sırasında tamamen koparılmadığı için devre işlemeye devam ediyor.

Düğme pil ise 300 şarj-deşarj döngüsünün ardından kapasitesinin yüzde 72'sini korumayı başardı. 

Daha sonra kaplamayı diğer metallerden yapılmış katotlarda test eden ekip, lityum molibden ve lityum vanadyum batarya üretti. Bu piller de 300 şarj-deşarj döngüsü boyunca kapasitesini korudu.

Bulgular, sadece lityum sülfür bataryaların değil başka türden metallerle yapılanların da kaplamayla uzun ömürlü ve güvenli hale getirilebileceğine işaret ediyor.

Independent Türkçe, Interesting Engineering, Cosmos Magazine, EurekAlert, ACS Energy Letters