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



Uzayda miso yapan bilim insanları, ilginç bir tatla karşılaştı

Bilim insanları uzay misosu (ortada) daha uzun bir yol kat ettiği için renginin koyu olduğunu söylüyor (Maggie Coblentz)
Bilim insanları uzay misosu (ortada) daha uzun bir yol kat ettiği için renginin koyu olduğunu söylüyor (Maggie Coblentz)
TT

Uzayda miso yapan bilim insanları, ilginç bir tatla karşılaştı

Bilim insanları uzay misosu (ortada) daha uzun bir yol kat ettiği için renginin koyu olduğunu söylüyor (Maggie Coblentz)
Bilim insanları uzay misosu (ortada) daha uzun bir yol kat ettiği için renginin koyu olduğunu söylüyor (Maggie Coblentz)

Uzayda miso yapan bilim insanları, bu yiyeceğin tadının Dünya'dakinden farklı olduğunu keşfetti. Yeni çalışma, astronotların yemek seçeneklerini genişletmenin yanı sıra uzayda yaşam ihtimaline de ışık tutuyor.

Japon mutfağının vazgeçilmezlerinden miso; haşlanmış soya fasulyesi, tuz, pirinç veya arpa gibi tahıllar ve koji mantarıyla yapılıyor. Koji, misonun fermantasyonunu sağlıyor. 

ABD ve Danimarka'dan araştırmacılar, ilk kez yapıldığı tahmin edilen bir deneyle bu yiyecek uzayda hazırlanınca neler olduğunu analiz etti. 

Bilim insanları üç ayrı miso karışımı hazırlayarak birini Massachusetts eyaletinin Cambridge kentine, diğerini Danimarka'nın başkenti Kopenhag'a ve sonuncuyu da alçak Dünya yörüngesindeki Uluslararası Uzay İstasyonu'na (UUİ) gönderdi.

UUİ ve Cambridge'deki karışımlar sıcaklık, nem, basınç, ışık ve radyasyonu takip eden özel bir kapta 30 gün boyunca fermantasyona bırakıldı. Kopenhag'taki fermantasyon ise sıradan bir kapta gerçekleşti.

30 günün ardından "uzay misosu" Dünya'ya gönderildi ve bilim insanları üç yiyeceği test etti.

Bulguları hakemli dergi iScience'ta 2 Nisan'da yayımlanan çalışmaya göre uzayda yapılan miso daha cevizimsi ve kavruk bir tada sahipti. Bu yiyecekte ayrıca bazı bakteri türleri daha fazlaydı ve bir bakteri sadece bu misoda saptandı.

Bilim insanları uzaydaki mikro yerçekimi ve yüksek radyasyon gibi koşulların, mikroorganizmaların büyümesini, metabolizmasını ve böylece fermantasyon sürecini etkileyebileceğini söylüyor.

Tat farklılığının da muhtemelen UUİ'deki yüksek sıcaklıklar sonucu ortaya çıkan ve fermantasyon sürecini hızlandıran pirazin bileşikleriyle ilişkili olduğu tahmin ediliyor.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) Maggie Coblentz, yazarları arasında yer aldığı çalışma hakkında "UUİ'deki fermantasyon, mikrobiyal ölçekte yaşayan bir sistemin mikrobiyal topluluğunun çeşitliliği sayesinde nasıl gelişebileceğini gösteriyor ve uzayda yaşamın var olma potansiyelini vurguluyor" diyor:

UUİ genellikle steril bir ortam olarak görülse de araştırmamız, mikropların ve insan dışı yaşamın uzayda da var olabileceğini göstererek bitkileri ve mikropları kendi gezegenlerinden çıkarıp dünya dışı ortamlara taşımakla ilgili önemli biyoetik soruları gündeme getiriyor.

Çalışma, organizmaların uzayın farklı yerlerinde nasıl değişebileceğini göstermenin yanı sıra astronotların menüsünü zenginleştirme imkanı sunuyor.

Danimarka Teknik Üniversitesi'nden makalenin bir diğer yazarı Joshua Evans "Özellikle gelecekteki uzun süreli uzay görevlerinde astronotların refahını ve performansını artırabilir" diye açıklıyor:

Daha geniş anlamda, yeni aşçılık biçimlerini teşvik edebilir ve alan büyüdükçe uzay araştırmalarında aşçılık ve kültürel temsili genişletip çeşitlendirebilir.

Independent Türkçe, Science Alert, CNN, iScience