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



"Esrarengiz" kehribarda 116 milyon yıllık tsunaminin izleri keşfedildi

Japonya'nın Minamisoma kıyılarına 2011'de tsunami dalgaları vurmuştu (AFP)
Japonya'nın Minamisoma kıyılarına 2011'de tsunami dalgaları vurmuştu (AFP)
TT

"Esrarengiz" kehribarda 116 milyon yıllık tsunaminin izleri keşfedildi

Japonya'nın Minamisoma kıyılarına 2011'de tsunami dalgaları vurmuştu (AFP)
Japonya'nın Minamisoma kıyılarına 2011'de tsunami dalgaları vurmuştu (AFP)

Rachel Clun 

Bilim insanları 116 milyon yıllık bir tsunaminin kanıtını bir kehribar içinde bulduklarını ve bunun muhtemelen bu doğa olayına dair en eski kayıt olduğunu düşünüyor.

Japonya'nın kuzeyindeki Hokkaido Adası'nda derin deniz tortularını inceleyen araştırmacılar Aya Kubota, Yusuke Takeda, Keewook Yi, Shin-ichi Sano ve Yasuhiro Iba, erken Kretase dönemine ait tortularda 114 ila 116 milyon yıl öncesine tarihlenen "olağanüstü zengin kehribar konsantrasyonları" keşfetti.

Nature'ın Scientific Reports'unda yayımlanan bulgulara ilişkin raporda araştırmacılar, kehribarın bir veya daha fazla tsunami tarafından okyanusa sürüklenerek havayla çok az temas etmiş olabileceğini öne sürüyor.

Fosilleşmiş ağaç reçinesi olan kehribar, nispeten hızlı kuruyan bir madde. Araştırmacılar, kehribarın havaya maruz kaldığında genellikle bir hafta gibi kısa bir sürede katılaştığını söylüyor.

Ancak araştırmacıların incelediği tortularda, "belirgin şekilde deforme olmuş" kehribar birikintileri bulundu. Bazıları reçinenin akan su tarafından değiştirildiğini gösteren, alev yapıları denen bir şekilde deforme olmuşken, diğerleri yumuşak reçinenin "akarak deniz tabanına kıvamlı bir şekilde yayıldığına" işaret eden düz kehribar şeritlere sahipti.
 

Araştırmacılar, eski okyanus tortularını inceleyerek tsunamiye dair olası kanıtlar buldu (Aya Kubota/Yusuke Takeda/Keewook Yi/Shin-ichi Sano/Yasuhiro Iba)Araştırmacılar, eski okyanus tortularını inceleyerek tsunamiye dair olası kanıtlar buldu (Aya Kubota/Yusuke Takeda/Keewook Yi/Shin-ichi Sano/Yasuhiro Iba)

Araştırmacılar, "Bu esrarengiz kehribarın derin deniz ortamında bulunmasının en muhtemel nedeni, büyük çaplı tsunamiler" diyor.

Bu reçine deformasyonlarının su altında meydana gelmesi, ormandan pelajik deniz tabanına doğrudan taşındıklarını ima ediyor. Karadan okyanusa bu kadar hızlı ve doğrudan bir taşıma, bir tsunamiyle tetiklenmiş olabilir.

Araştırmacılar, antik tortulardaki diğer kanıtların da bu teoriyi desteklediğini belirtiyor. Bunlar arasında, karadan gelen büyük miktarda bitki kalıntıları ve büyük dalgaların sürüklediği odun parçaları da vardı ve bunların çok az çürüme izi taşıması, açık okyanusa "hızla taşındıklarına" işaret ediyor.

Makalede, "Kiltaşındaki kütüklerin varlığı, çok sayıda odunun bulanık akıntılarla taşınmak yerine kopup sürüklenerek pelajik deniz tabanına battığını gösteriyor" ifadeleri kullanılıyor.

Bilim insanları açık okyanuslardaki diğer tortuların, büyük ölçekli eski tsunamiler veya benzer olaylar hakkında daha fazla kanıt sağlayabileceğini öne sürüyor.

Araştırmacılar, Holosen döneminden, yani yaklaşık 4 bin 200 yıl öncesinden daha eski bir tarihten kalma tsunami tortularının normalde tespit edilmediğini ve bunun da kısmen, yol açtıkları geniş çaplı yıkımdan geriye net belirtilerin kalmamasından kaynaklandığını söylüyor.

Independent Türkçe,independent.co.uk/news