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



Dinozorlar Çağı'ndaki kuşların Arktika'da yuva yaptığı ortaya çıktı

Araştırmacılar 73 milyon yıl önceki Prince Creek ekosisteminin, yaz mevsiminde yaklaşık 6 ay boyunca kesintisiz gün ışığına maruz kaldığını düşünüyor (Gabriel Ugueto)
Araştırmacılar 73 milyon yıl önceki Prince Creek ekosisteminin, yaz mevsiminde yaklaşık 6 ay boyunca kesintisiz gün ışığına maruz kaldığını düşünüyor (Gabriel Ugueto)
TT

Dinozorlar Çağı'ndaki kuşların Arktika'da yuva yaptığı ortaya çıktı

Araştırmacılar 73 milyon yıl önceki Prince Creek ekosisteminin, yaz mevsiminde yaklaşık 6 ay boyunca kesintisiz gün ışığına maruz kaldığını düşünüyor (Gabriel Ugueto)
Araştırmacılar 73 milyon yıl önceki Prince Creek ekosisteminin, yaz mevsiminde yaklaşık 6 ay boyunca kesintisiz gün ışığına maruz kaldığını düşünüyor (Gabriel Ugueto)

Bilim insanları, kuşların kutup bölgelerine en azından 73 milyon yıldır yuva yaptığını keşfetti. 

Günümüzde Arktika'da yuva yapan 200'den fazla kuş türü var. Bilim insanları bu hayvanların ekosistemin önemli üyeleri olduğunu, polenleşme ve tohum dağılımı gibi temel görevlere katkı sağladığını söylüyor.

Daha önce yapılan araştırmalarda bu davranışın yeni olmadığı görülmüştü. Princeton Üniversitesi'nden Lauren Wilson "Kutup bölgelerinde yuva yapmaya dair en eski kanıt, Antarktika'nın Eosen dönemine ait yaklaşık 46,5 milyon yıl önce yaşamış bir penguen kolonisiydi" diyor.

Wilson liderliğindeki ekibin yeni araştırmasıysa bu tarihi yaklaşık 25 milyon yıl daha geriye çekti. 

Bilim insanları Alaska'nın kuzeyindeki Prince Creek formasyonunda yaptıkları kazılarda aralarında embriyo ve yavru kalıntıları da olan 50'den fazla kuş fosili ortaya çıkardı. Çoğunun boyu 2 milimetreden daha kısa olan bu fosiller, kuşların kutup bölgelerinde yuva yaptığına dair en eski kanıtı sunuyor. 

Bulguları hakemli dergi Science'ta yayımlanan çalışmanın ortak yazarı Patrick Druckenmiller, "Bu yeni fosiller, kuşların evrimi hakkındaki bilgilerimizde önemli bir boşluğu dolduruyor" diyerek ekliyor:

Bu çalışmadan önce, birkaç ayak izi dışında Alaska'da kuş fosilleri bulunmamıştı.

Araştırmacılar yaklaşık 73 milyon yıl önce Arktika'da yuva yapan bu kuşların en azından üç ayrı gruptan geldiğini saptadı. Fosillerin bir kısmı martıya benzeyen Ichthyornithes ve dalgıç kuşuna benzeyen Hesperornithes gruplarına aitti. Artık soyu tükenen bu gruplar dişli kuşları içeriyordu.

Ancak kalıntıların çoğu ördeklere benzeyen dişsiz kuşlara aitti. Araştırmacılar dişsizliğin, bugün yaşayan bütün kuşları içeren grubun belirleyici özelliği olduğunu ifade ediyor. Bu nedenle bulgular, milyonlarca yıl önce Arktika'da yuva yapan kuşların, modern kuşların yakın akrabaları olduğuna işaret ediyor.

Ekip, bölgenin o dönemde bugüne kıyasla daha sıcak olduğunu ve muhtemelen 6 ay boyunca kesintisiz gün ışığı aldığını söylüyor. Ancak bu durum kuşların dondurucu soğuklara maruz kalmadıkları anlamına gelmiyor.

Druckenmiller "Kışlar bugünkü kadar sert olmasa da yıl boyunca burada yaşayan hayvanlar dondurucu soğuklara, ara sıra yağan kara ve yaklaşık 4 ay süren kış karanlığına katlanmak zorundaydı" diye açıklıyor.

Ancak bölgede o zaman yuva yapan kuşların tek sorunu sıcaklıklar değildi. Araştırmacılar bazılarının uzunluğu 5 metreye ve ağırlığı 2 tona çıkan yaklaşık 12-13 dinozor türüyle beraber yaşadıklarını söylüyor. 

Druckenmiller, Troodon gibi etçil dinozorların, "bu sevimli küçük kuşları akşam yemeğinde seve seve yiyeceğini" söylüyor. 

Edinburgh Üniversitesi'nden paleontolog Steve Brusatte, yer almadığı çalışmanın bulgularını şöyle değerlendiriyor:

Bu fosiller, kuşların onlarca milyon yıl önce bu yüksek enlemlerdeki toplulukların ayrılmaz bir parçası olduğunu ve bu toplulukların modern zamanlardaki ekolojik bir yenilik değil, Dünya tarihinin uzun vadeli bir normu olduğunu gösteriyor.

Independent Türkçe, Guardian, Live Science, Science