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



Samanyolu'nun tuhaflığı gözler önüne serildi

Samanyolu, kendisiyle yakın kütledeki galaksiler hakkında tahmin yürütmek için iyi bir kaynak olmayabilir (NASA)
Samanyolu, kendisiyle yakın kütledeki galaksiler hakkında tahmin yürütmek için iyi bir kaynak olmayabilir (NASA)
TT

Samanyolu'nun tuhaflığı gözler önüne serildi

Samanyolu, kendisiyle yakın kütledeki galaksiler hakkında tahmin yürütmek için iyi bir kaynak olmayabilir (NASA)
Samanyolu, kendisiyle yakın kütledeki galaksiler hakkında tahmin yürütmek için iyi bir kaynak olmayabilir (NASA)

Samanyolu'nun kendisine benzeyen galaksilere kıyasla sıradışı özelliklere sahip olduğu bulundu.

Gökbilimciler genellikle galaksiler ve nasıl oluştukları hakkında fikir edinmek için Samanyolu'nu inceliyor. 

Ancak yeni bir araştırmaya göre Güneş Sistemi'ne ev sahipliği yapan gökada, pek de iyi bir model olmayabilir. 

Galaktik Analoglar Etrafındaki Uydular (Satellites Around Galactic Analogs/SAGA) çalışması kapsamında bilim insanları, kütlesi Samanyolu'na yakın olan 101 galaksiyi ve onların yörüngesindeki 378 uydu galaksiyi inceledi. 

Bulgularını hakemli dergi The Astrophysical Journal'da bu ay yayımlanan üç ayrı makalede açıklayan araştırmacılar, karanlık madde halelerinin galaksi oluşumunda oynadığı rolü anlamaya çalışıyordu.

Evrendeki maddenin yüzde 85'ini oluşturduğu öne sürülen karanlık madde, ışıkla etkileşime girmediği için gözlemlenemiyor. Bazı bilim insanlarının varlığına karşı çıktığı bu maddenin neyden oluştuğu da bilinmiyor.

Çoğu gökbilimci karanlık maddeden oluşan halelerin galaksilerin doğum yeri olduğunu öne sürüyor. 

SAGA çalışmasında, etraflarında döndükleri gökadalardan daha küçük olan uydu galaksilere odaklanarak bu sürecin aydınlatılması amaçlanıyor. 

Araştırmacılar incelenen galaksilerin, 0'la 13 arasında uydu galaksisi olduğunu tespit etti. İkisi Büyük ve Küçük Macellan Bulutu olmak üzere toplam 4 uydusu gözlemlenen Samanyolu bu skalaya oturuyor. 

Ancak Büyük ve Küçük Macellan Bulutu gibi devasa uyduları olan galaksilerin, çok daha fazla uydu galaksiyle çevrelendiği saptandı. 

Ayrıca diğer galaksilerin yörüngesindeki küçük uydulardaki yıldız oluşumu devam ederken, Samanyolu'nun sadece iki büyük uydusunda bu durum gözleniyor. 

SAGA'nın ortak kurucusu ve üç makalenin de ortak yazarı Risa Wechsler "Şimdi elimizde bir bulmaca var" diyerek ekliyor:

Samanyolu neden bu küçük, düşük kütleli uydularının yıldız oluşumlarının durmasına yol açtı? Belki de normal bir ev sahibi galaksinin aksine Samanyolu, yıldız oluşumu durmuş daha eski uydular ve Samanyolu'nun karanlık madde halesine yeni girmiş aktif (Büyük ve Küçük Macellan Bulutu gibi) uyduların benzersiz bir kombinasyonuna sahiptir.

Bilim insanları ayrıca yıldız oluşumunun genellikle ev sahibi galaksiye daha yakın olan uydularda durduğunu saptadı. Ekip bunun ana galaksideki veya çevresindeki karanlık maddenin kütleçekim kuvvetinden kaynaklanabileceğini öne sürüyor.

Wechsler, karanlık madde halelerinin, uydular gibi Samanyolu'ndan daha küçük ölçeklerde nasıl davrandığının anlaşılmasına ihtiyaç duyulduğunu söylüyor. 

Fizikçi "Sonuçlarımız galaksi oluşum modellerini sadece Samanyolu'yla sınırlayamayacağımızı gösteriyor" diyerek ekliyor: 

Evrendeki bütün benzer galaksilerin dağılımına bakmak zorundayız.

Independent Türkçe, IFL Science, Futurism, Phys.org, The Astrophysical Journal