Bilim insanları kuantum mekaniğini kullanarak kimyasal bir tepkimeyi 100 milyar kat yavaşlattı

"Olasılıklar dünyasının kapısını açabiliriz"

Kimyasal reaksiyonun fotoğrafı çekildi (Sidney Üniversitesi)
Kimyasal reaksiyonun fotoğrafı çekildi (Sidney Üniversitesi)
TT

Bilim insanları kuantum mekaniğini kullanarak kimyasal bir tepkimeyi 100 milyar kat yavaşlattı

Kimyasal reaksiyonun fotoğrafı çekildi (Sidney Üniversitesi)
Kimyasal reaksiyonun fotoğrafı çekildi (Sidney Üniversitesi)

Bilim insanları, son derece hızlı gerçekleşen bir kimyasal reaksiyonu gözlemleyebilmek için bir kuantum bilgisayarı kullandı.

Bu sayede konik kesişim diye bilinen temel bir moleküler etkileşim, 100 milyar kat yavaşlatılarak izlendi.

Söz konusu başarı, aynı zamanda konik kesişim sürecinin ilk kez gözlemlenmesini sağladı.

Konik kesişimler, moleküllerin geometrisinde iki yüzey arasındaki enerjinin eşit olduğu noktalar.

Bunlar, moleküller arasında kimyasal reaksiyonları başlatan hızlı geçişlere olanak tanıyor. Ayrıca, fotosentez gibi günlük olaylar ve retinada meydana gelen ışığı algılama reaksiyonları da dahil olmak üzere birçok olayda meydana geliyor.

Öte yandan bu reaksiyonlar çok hızlı gerçekleştiği için bilim insanları şimdiye dek konik bir kesişimi eylem halinde hiç gözlemlememişti.

Bunu başarmak isteyen Sidney Üniversitesi araştırmacıları, kuantum parçacıkları elektrik alanlarına kilitleyen ve onları lazerlerle yönlendiren, "tuzaklanmış iyon kuantum bilgisayarı" adlı bir cihaz kullandı.

28 Ağustos'ta hakemli bilimsel dergi Nature Chemistry'de yayımlanan çalışmanın ortak yazarı Vanessa Olaya Agudelo, "Doğada tüm süreç femtosaniyeler içerisinde, yani saniyenin katrilyonda birinde tamamlanıyor" diye konuştu:

Kuantum bilgisayarımızı kullanarak, kimyasal dinamikleri femtosaniyelerden milisaniyelere kadar yavaşlatmamıza olanak tanıyan bir sistem kurduk.

Bu yavaşlama, araştırmacıların reaksiyonun meydana geldiği anda anlamlı ölçümler yapmasına olanak tanıdı.

Araştırmacılara göre, bu ultra hızlı dinamikleri anlamak, genel olarak kimyasal reaksiyonlara yeni bir bakış açısı getirebilir.

Olaya Agudelo, "Moleküllerin içindeki ve arasındaki bu temel süreçleri anlayarak malzeme bilimi, ilaç tasarımı veya güneş enerjisi hasadında yeni bir olasılıklar dünyasının kapısını açabiliriz" ifadelerini kullandı:

Ayrıca dumanın nasıl oluştuğu veya ozon tabakasının nasıl hasar gördüğü gibi ışıkla etkileşime giren moleküllere dayanan diğer süreçlerin iyileştirilmesinde de rol oynayabilir.

Independent Türkçe



İcat yarışmasını "Ay mikrodalgası" kazandı

Birleşik Krallık'tan bilim insanları, mikrodalga fırınlardan esinlenerek Ay'da içilebilir su üretebilecek bir cihaz yarattıkları için 150 bin sterlin ödül kazandı (Max Alexander/Aqualunar Challenge)
Birleşik Krallık'tan bilim insanları, mikrodalga fırınlardan esinlenerek Ay'da içilebilir su üretebilecek bir cihaz yarattıkları için 150 bin sterlin ödül kazandı (Max Alexander/Aqualunar Challenge)
TT

İcat yarışmasını "Ay mikrodalgası" kazandı

Birleşik Krallık'tan bilim insanları, mikrodalga fırınlardan esinlenerek Ay'da içilebilir su üretebilecek bir cihaz yarattıkları için 150 bin sterlin ödül kazandı (Max Alexander/Aqualunar Challenge)
Birleşik Krallık'tan bilim insanları, mikrodalga fırınlardan esinlenerek Ay'da içilebilir su üretebilecek bir cihaz yarattıkları için 150 bin sterlin ödül kazandı (Max Alexander/Aqualunar Challenge)

Athena Stavrou Muhabir 

Birleşik Krallık'tan (BK) bilim insanları, mikrodalga fırınlardan esinlenerek Ay'da içme suyu üretebilen bir cihaz geliştirdikleri için 150 bin sterlin (7 milyon 370 bin TL) ödül kazandı.

Gloucestershire merkezli Naicker Scientific, Ay yüzeyinin altında gömülü suyu arıtacak son teknoloji bir sistem geliştirdi.

Mutfaktaki mikrodalga fırınların teknolojisinden esinlenen SonoChem Sistemi, Ay'ın donmuş toprağından çıkarılan suyun buzunu mikrodalgalar ve ultrasonla çözüp içindeki kirleticileri parçalıyor.

Uzun vadeli Ay görevlerini desteklemek için kritik bir adım olabilecek bu teknoloji, astronotlara temiz içme suyu sağlayabilir.

Naicker Scientific'in teknik yöneticisi Lolan Naicker, "Kışın ortasında arka bahçenizdeki toprağı kazıp içmek için donmuş su çıkarmaya çalıştığınızı düşünün" diyor.
SonoChem Sistemi, Ay'ın donmuş toprağından çıkarılan suyun buzunu mikrodalgalar ve ultrasonla çözüp içindeki kirleticileri parçalıyor (Max Alexander/Aqualunar Challenge)SonoChem Sistemi, Ay'ın donmuş toprağından çıkarılan suyun buzunu mikrodalgalar ve ultrasonla çözüp içindeki kirleticileri parçalıyor (Max Alexander/Aqualunar Challenge)

Şimdi bunu -200 derecelik bir ortamda, neredeyse kusursuz bir vakumda, düşük yerçekimi altında ve çok az elektrik gücüyle yaptığınızı hayal edin. İşte Ay'da üstesinden gelmemiz gereken şey bu.

SonoChem Sistemi'ni orada çalıştırabilirsek, Mars'ın buzullarında ya da Dünya'da temiz suya erişimin hâlâ zor olduğu bölgeler de dahil, her yerde çalıştırabiliriz.

SonoChem Sistemi, Ay'daki buzdan suyu arıtmak için çığır açıcı bir çekirdek teknolojisi kullanıyor.

Sistem, güçlü ses dalgalarından yararlanarak kirlenmiş suda milyonlarca küçük kabarcık oluşturuyor. Her bir mikro kabarcık içinde ortaya çıkan aşırı sıcaklık ve basınç, kimyasal olarak son derece reaktif ve kirleticileri etkili bir şekilde ortadan kaldıran kararsız atomlar üretiyor.

Buluş, toplamda 1,2 milyon sterlinin (yaklaşık 59 milyon TL) dağıtıldığı uluslararası bir yarışma olan Aqualunar Challenge'da birinci oldu.

Yarışma, Ay keşifleri için su arıtma teknolojilerinde inovasyonu teşvik etmesi umuduyla BK ve Kanada uzay ajansları tarafından düzenlendi.

Aqualunar Challenge'ın jüri başkanı Meganne Christian, NASA'nın 2030'a gelindiğinde Ay'da kalıcı bir mürettebatlı üs kurma hedefi doğrultusunda bu yarışmanın düzenlendiğini söylüyor.

Christian "Astronotlar yiyecek yetiştirmek ve içmek için güvenilir bir su kaynağının yanı sıra hava için oksijene ve yakıt için hidrojene ihtiyaç duyacak" diyor.

Ay'ın güney kutbu etrafındaki toprağın ('regolit' diye biliniyor) yüzde 5,6'sının buz halinde donmuş su olduğu tahmin ediliyor.

Eğer başarılı bir şekilde çıkarılabilir, topraktan ayrılabilir ve arıtılabilirse, mürettebatlı bir üssü mümkün kılabilir.

Naicker Scientific 150 bin sterlinlik birincilik ödülüne layık görülürken, onun ardından gelen iki katılımcı sırasıyla 100 bin (yaklaşık 5 milyon TL) ve 50 bin (yaklaşık 2,5 milyon TL) sterlin kazandı.

Ödüllerin yarısı BK liderliğindeki, diğer yarısı da Kanada liderliğindeki ekiplere verildi.

BK Bilim Bakanı Lord Vallance "Aqualunar Challenge, insanların Ay'da ya da diğer gezegenlerde hayatta kalmalarının önündeki en önemli engellerden biri olan temiz içme suyuna erişimin üstesinden gelmek için düzenlendi" ifadelerini kullanıyor.

Bu yarışma, Kanadalı ortaklarımızla birlikte çalışarak ve BK'deki yetenek ve yaratıcılık zenginliğinden yararlanarak Naicker Scientific'in SonoChem sistemi de dahil bir dizi yeni fikri ortaya çıkardı.

Independent Türkçe, independent.co.uk/news