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



"Kurtların lolipopu" ortaya çıktı

Habeş kurtları, fener çiçeklerinin tatlı nektarını epey seviyor gibi görünüyor (Adrien Lesaffre))
Habeş kurtları, fener çiçeklerinin tatlı nektarını epey seviyor gibi görünüyor (Adrien Lesaffre))
TT

"Kurtların lolipopu" ortaya çıktı

Habeş kurtları, fener çiçeklerinin tatlı nektarını epey seviyor gibi görünüyor (Adrien Lesaffre))
Habeş kurtları, fener çiçeklerinin tatlı nektarını epey seviyor gibi görünüyor (Adrien Lesaffre))

Etiyopya'daki kurtların epey tatlı bir nektarı adeta lolipop gibi yaladığı kaydedildi. Araştırmacılar nektar yeme alışkanlığına sahip bir büyük etçil hayvanın ilk kez tespit edilmiş olabileceğini düşünüyor.

Habeş kurdu diye bilinen Canis simensis, dünyadaki en nadir yabani köpek türü. Etiyopya Yükseltileri'ne endemik olan bu etçil türün 500'den az üyesi kaldı. 

Oxford Üniversitesi'nden Sandra Lai ve ekip arkadaşları, Habeş kurtlarını incelerken beklenmedik bir şey keşfetti. 

Bulgularını Ecology adlı hakemli dergide 19 Kasım'da aktaran araştırmacılar, takip ettikleri 6 kurdun sık sık fener çiçeklerinin (Kniphofia foliosa) nektarını yaladığını gözlemledi.

4 gün boyunca izlenen hayvanlar tek bir yolculukta bazen 30 ayrı bitkiyi ziyaret ediyordu.

Bölge halkı bu çiçeğin nektarını tatlandırıcı olarak kullanırken, makalenin ortak yazarı Claudio Sillero da ağza hoş gelen bir tatlılığı olduğunu söylüyor:

Daha sonra kurtların da aynı şeyi yaptığını gördüğümde, bu alışılmadık enerji kaynağının tadını çıkardıklarını anladım.

Habeş kurtları, nektarla beslendiği kaydedilen ilk büyük etçil tür olabilir. Bilim insanları, uzun dilleri ve buna uygun şekilde gelişmiş burunları olmayan büyük etçillerin nektar tüketmesinin beklenmedik olduğunu söylüyor.

Ayrıca bitkilerin çok az nektar üretmesinden dolayı da kurtlara pek cazip gelecekleri düşünülmüyordu.

Diğer yandan Habeş kurtları, fener çiçeklerinin en çok nektar üreten kısımlarını yalayarak bu sorunun üstesinden geliyor gibi görünüyor.

Lai "Bildiğim kadarıyla başka hiçbir büyük etçil yırtıcı hayvan nektarla beslenme davranışı sergilemiyor ancak bazı hepçil ayılar nadiren de olsa fırsatçı bir şekilde nektar arayabilir" diyor. 

Nektarı yalayan kurtların ağzının polenle kaplandığını gören araştırmacılar, bunları bitkiden bitkiye taşıdıklarından şüpheleniyor.

Henüz kanıtlanmayan bu durum, Habeş kurtlarını polen taşıyıcı görevi gören ilk etçil hayvan yapabilir. 

Lai, "Bu davranış ilginç çünkü uçmayan memelilerde nektarla beslenme ve polen taşımanın şu anda bilinenden daha yaygın olabileceğini ve bu daha az bilinen taşıyıcıların ekolojik öneminin düşündüğümüzden daha yüksek olabileceğini gösteriyor" diyerek ekliyor: 

Bu çok heyecan verici.

Araştırmacılar kurtları incelemeye devam ederek hem nektarın beslenme alışkanlıklarındaki yerini hem de bitkilerin polenleşmesinde nasıl bir rol oynadıklarını daha iyi anlamayı umuyor.

Ayrıca bazı hayvanların yavrularını da çiçeklere götürdüğünü gören ekip, kültürel bir aktarım yapıldığından şüpheleniyor.

Independent Türkçe, New Scientist, Live Science, Ecology