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



Yapay güneş tutulması yaratacak uydular için geri sayım başladı

Milimetrik bir hassasiyetle arka arkaya sıralanan uydular, normalde görülmeyen koronanın incelenmesini sağlayacak (ESA)
Milimetrik bir hassasiyetle arka arkaya sıralanan uydular, normalde görülmeyen koronanın incelenmesini sağlayacak (ESA)
TT

Yapay güneş tutulması yaratacak uydular için geri sayım başladı

Milimetrik bir hassasiyetle arka arkaya sıralanan uydular, normalde görülmeyen koronanın incelenmesini sağlayacak (ESA)
Milimetrik bir hassasiyetle arka arkaya sıralanan uydular, normalde görülmeyen koronanın incelenmesini sağlayacak (ESA)

Avrupa Uzay Ajansı (ESA), yapay güneş tutulması yaratacak iki uydusunu çarşamba günü fırlatmaya hazırlanıyor. 

ESA'nın Probe-3 görevi, Güneş atmosferinin en dış katmanı koronayı detaylıca inceleme imkanı sunmak için iki uyduyu uzaya fırlatacak.

Dünya etrafında eliptik bir yörüngeye yerleştirilecek araçlar, yapay güneş tutulmaları oluşturacak.

Araçlardan biri, güneş ışığını engellemek üzere tasarlanmış 1,4 metrelik bir disk taşıyor. 150 metre arkasında duran diğer uyduysa kamerayla donatılmış.

Öndeki uydunun tıpkı Ay'ın güneş tutulmasında yaptığı gibi yıldızın ışığını engellemesiyle, arkadaki araç koronayı net bir şekilde görünüleyecek. 

Bir aksilik yaşanamaması halinde iki uydu 4 Aralık Çarşamba günü Hindistan'ın Satish Dhawan Uzay Merkezi'nden yerel saatle 16.08'de (TSİ 13.08) fırlatılacak.

İlk başta Dünya'dan 600 kilometre uzakta konumlanacak ikilinin, tutulmayı yaratırken gezegene yaklaşık 60 bin kilometre mesafede yer alması bekleniyor. 

ESA, iki yıl sürecek görevde araçlar arasındaki mesafenin bir milimetreden daha fazla sapmayacağını ifade ediyor. 

Bu süre zarfında Dünya etrafında dönmeye devam edecek araçların toplam bin ayrı güneş tutulması yaratması bekleniyor. 
 

Görsel kaldırıldı.Ay'ın Dünya'yla Güneş'in arasına geçmesi sonucu görünen korona, sadece tam güneş tutulması sırasında yakalanabiliyor (AFP) 


Korona sadece tam güneş tutulmaları sırasında çok kısa süreliğine görüldüğü için incelenmesi epey zor. Bilim insanları yalnızca birkaç dakika görünen koronayı yakalamak için dünyanın farklı yerlerindeki tutulmaları takip ediyor. Eğer bulutlar görüntüyü kapatırsa bütün bu emek boşa gidiyor. 

Araştırmacılar özellikle koronanın neden Güneş'in yüzeyinden daha sıcak olduğunu çözmeye çalışıyor. 

Bu gizemin aydınlanması, güneş patlamalarının daha iyi anlaşılmasını ve öngörülmesini sağlayabilir. Yıldızın uzaya yüklü parçacıklar fırlattığı bu olaylar hem Dünya'da elektrik kesintilerine yol açıyor hem de uzay araçlarını etkiliyor. 

Probe-3 görevinin 6 saat sürecek yapay güneş tutulmaları, bilim insanlarına eşsiz bir fırsat verecek. İlk görüntülerin Mart 2025'te gelmesi bekleniyor.

Göreve liderlik eden Damien Galano, "Koronayı görünür ışıkta gözlemleyerek Güneş'e en yakın uçuşu gerçekleştireceğiz" diyerek ekliyor: 

Bu bize koronanın sıcaklığı, güneş rüzgarının oluşumu ve koronanın uzaya doğru nasıl genişlediği hakkında bazı özel bilgiler verebilir.

Proba-3 görevinden elde edilen deneyimin, gelecekeki uzay çalışmalarına da katkı sunması bekleniyor. Görevin baş mühendisi Steve Buckley, "Bugüne kadar sadece bir santimetre civarında hassasiyete ulaşabiliyorduk" diyor: 

Bu 10 kat daha iyi.

Independent Türkçe, Guardian, New Scientist