Beykozlu
New member
Çalkalanmış ve soğutulmuş – ancak karıştırılmamış – sıradan donmuş su farklı bir şeye dönüşür: benzersiz özelliklere sahip bir molekül karmaşasından yapılmış yeni keşfedilen bir buz şekli.
İngiltere’deki University College London’da kimya profesörü ve Perşembe günü Science dergisinde buzu tanımlayan bir makalenin yazarı olan Christoph Salzmann, “Bu tamamen beklenmedik ve çok şaşırtıcı” dedi.
Su, bilim adamları tarafından yüzyıllardır dikkatle incelenen basit bir moleküldür: merkezi bir oksijen atomundan V şeklinde 120 derecelik bir açıyla çıkıntı yapan iki hidrojen atomu.
Yeni keşif, evvel bir kez daha gösteriyor ki, onsuz yaşamın var olamayacağı bilinmeyen bir molekül olan su, henüz ortaya çıkarılmamış bilimsel sürprizleri hâlâ içinde barındırıyor. Bu deney, güneş sisteminin başka yerlerinde ve evrende var olabilecek bir buz formunu ortaya çıkarmak için nispeten basit, ucuz ekipman kullandı.
Günlük hayatta suyun üç şekliyle karşılaşırız: buhar gibi buhar halindeki bir gaz, akan sıvı su ve sert, kaygan buz. Günlük hayatımızın buzu, altıgen bir düzende dizilmiş su moleküllerinden oluşur ve bu altıgen kafesler düzgün bir şekilde üst üste istiflenir. Altıgen yapı sıkıca paketlenmemiştir, bu nedenle buz sıvı sudan daha az yoğundur ve yüzer.
Dünya’da genel olarak meydana gelenin dışındaki sıcaklık ve basınç değişimleriyle, su molekülleri diğer kristal yapıların içine itilebilir. Bilim adamları artık suyun 20 kristal formunu biliyorlar. Buzun 20. formu geçen yıl keşfedildi.
Buna ek olarak, araştırmacılar, amorf malzemeler olarak adlandırdıkları, birbirine karışmış moleküllere sahip iki tür buz da belgelediler. Amorf buzlardan biri sudan daha yoğun olduğu için yüksek yoğunluklu amorf buz olarak bilinir; Diğeri, suyunkinden daha az yoğunluğa sahip, düşük yoğunluklu amorf buzdur. Amorf buzlar Dünya’da bulunmaz, ancak uzayda, kuyruklu yıldızlarda, yıldızlararası bulutlarda ve Jüpiter’in uydusu Europa gibi buzlu dünyalarda yaygın olabilir.
Hem sıvı hem de katı olan bir su türü bile vardır. 2018’de bilim adamları, aynı anda katı ve sıvı olan “süperiyonik su” yaratıldığını duyurdular.
Sıradan kristal buz, sol ve orta yoğunluklu şekilsiz buzun karşılaştırması. Kredi… Michael Davies
Dr. Salzmann ve meslektaşları, meyveli dondurma kataloğuna ekleme yapmak istemiyorlardı. Bunun yerine çok küçük buz kristallerini incelemek istediler, çünkü bir şeyin çok küçük parçaları bazen aynı maddenin daha büyük parçalarından çok farklı özelliklere sahip olabilir.
Böylece, Dr. Salzmann’ın araştırma grubunda doktora sonrası bilim adamı ve Science makalesinin baş yazarı Alexander Rosu-Finsen, buzu parçalamaya başladı. Su buzu önce sıvı nitrojen içinde eksi 320 Fahrenheit dereceye kadar soğutuldu ve ardından çelik toplarla birlikte bir kaba yerleştirildi. Daha sonra bir makine, hala ultra soğuk sıcaklıklarda soğutulmuş olan buzu ve çelik bilyeleri saniyede 20 kez ileri geri sallayarak buzu küçük parçalara ayırdı; bu, bilyeli öğütme olarak bilinen bir işlemdi.
Bunu yüksek teknoloji ürünü bir kokteyl çalkalayıcı olarak düşünün.
Dr. Rosu-Finsen daha sonra kabı açtı.
Şu anda Nature Reviews Chemistry dergisinde yardımcı editör olan Dr. Rosu-Finsen, “Bakın, tamamen beklenmedik bir şey oldu,” dedi.
İçerideki beyaz malzeme, parçalanmış buza benzemesi beklenen bir şeye benziyordu ama dönüşmüştü.
Materyal artık daha yoğundu ve kristal yapının büyük bir kısmı amorf bir materyal üreterek yok edilmişti. Ancak yoğunluk, zaten bilinen yüksek ve düşük yoğunluklu şekilsiz buzlarla eşleşmedi. Şaşırtıcı bir şekilde, ikisinin arasına düştü; aslında, sıvı su ile neredeyse tamamen aynı yoğunluktaydı. Şimdiye kadar, kristal veya şekilsiz buzun tüm katı biçimleri, sıvı sudan ya önemli ölçüde daha yoğun ya da daha az yoğundu.
Araştırmacılar buna orta yoğunluklu amorf buz veya MDA adını verdiler.
Çelik bilyelerin çarpması, buz kristalleri üzerinde, su moleküllerini kristal konumlarından çıkarmaya yetecek kadar bir kesme kuvveti uygulayarak daha sıkı bir şekilde paketlenmelerini sağladı.
Kaliforniya’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda süperiyonik su yaratan deneyi yöneten fizikçi Marius Millot, “Gerçekten harika,” dedi. “Bize söylediği şey, hâlâ anlamadığımız pek çok şey olduğu.”
Bu orta yoğunluklu şekilsiz buzun sıvı su ile hemen hemen aynı yoğunluğa sahip olması, bunun aslında bir cam, soğuyana, yavaşlayana ve zaman içinde kristalleşmeden, hala düzensiz olana kadar akan moleküllerin sıvı bir kakofonisi olma olasılığını yükseltir.
Dr. Salzmann, “Asıl soru bu,” dedi. “MDA bir bardak sıvı su mu?”
Takip deneyleri buza safsızlıklar ekleyebilir. Salzmann, “Deneyleri saf buzla yaptık,” dedi. “Bir sonraki soru, başka şeyleri karıştırmaya başlarsak ne olacak?”
Bulgular, gezegen bilimcilerin işine yarayabilir. Sıcaklıklar Europa’da bulunanlara denk geliyor ve Jüpiter, NASA ve Avrupalı yörünge araçları tarafından ziyaret edilecek ve yakından incelenecek olan buzlu okyanus ayına büyük gelgit kuvvetleri uyguluyor.
Dr. Salzmann, “Tam olarak aynı türde bir kesme hareketi elde ediyorsunuz,” dedi. “Artık spekülasyon, dış güneş sisteminde bir miktar MDA olabileceği yönünde.”
Araştırmacılar ayrıca, su buzları arasında benzersiz olan bir MDA özelliği buldular. Çoğu malzeme için, sıkıştırır ve ardından basıncı serbest bırakırsanız, eski haline geri döner. Ancak MDA’yı sıkıştırmak ve ardından basıncı serbest bırakmak ve ısıtmak büyük bir enerji patlaması açığa çıkardı.
Örneğin şekilsiz buz yeniden kristalleşirken salınan bu enerji, buz depremlerini tetikleyebilir.
Bu, belki de yeni buzun fiziğinin, Europa’nın buzlu kabuğunun şekillenmesinde ve ay okyanusundaki buzun dinamiklerinde, oradaki koşulların yaşam için uygun olup olmayacağına ilişkin çıkarımlarla birlikte rol oynayabileceği anlamına gelir.
İngiltere’deki University College London’da kimya profesörü ve Perşembe günü Science dergisinde buzu tanımlayan bir makalenin yazarı olan Christoph Salzmann, “Bu tamamen beklenmedik ve çok şaşırtıcı” dedi.
Su, bilim adamları tarafından yüzyıllardır dikkatle incelenen basit bir moleküldür: merkezi bir oksijen atomundan V şeklinde 120 derecelik bir açıyla çıkıntı yapan iki hidrojen atomu.
Yeni keşif, evvel bir kez daha gösteriyor ki, onsuz yaşamın var olamayacağı bilinmeyen bir molekül olan su, henüz ortaya çıkarılmamış bilimsel sürprizleri hâlâ içinde barındırıyor. Bu deney, güneş sisteminin başka yerlerinde ve evrende var olabilecek bir buz formunu ortaya çıkarmak için nispeten basit, ucuz ekipman kullandı.
Günlük hayatta suyun üç şekliyle karşılaşırız: buhar gibi buhar halindeki bir gaz, akan sıvı su ve sert, kaygan buz. Günlük hayatımızın buzu, altıgen bir düzende dizilmiş su moleküllerinden oluşur ve bu altıgen kafesler düzgün bir şekilde üst üste istiflenir. Altıgen yapı sıkıca paketlenmemiştir, bu nedenle buz sıvı sudan daha az yoğundur ve yüzer.
Dünya’da genel olarak meydana gelenin dışındaki sıcaklık ve basınç değişimleriyle, su molekülleri diğer kristal yapıların içine itilebilir. Bilim adamları artık suyun 20 kristal formunu biliyorlar. Buzun 20. formu geçen yıl keşfedildi.
Buna ek olarak, araştırmacılar, amorf malzemeler olarak adlandırdıkları, birbirine karışmış moleküllere sahip iki tür buz da belgelediler. Amorf buzlardan biri sudan daha yoğun olduğu için yüksek yoğunluklu amorf buz olarak bilinir; Diğeri, suyunkinden daha az yoğunluğa sahip, düşük yoğunluklu amorf buzdur. Amorf buzlar Dünya’da bulunmaz, ancak uzayda, kuyruklu yıldızlarda, yıldızlararası bulutlarda ve Jüpiter’in uydusu Europa gibi buzlu dünyalarda yaygın olabilir.
Hem sıvı hem de katı olan bir su türü bile vardır. 2018’de bilim adamları, aynı anda katı ve sıvı olan “süperiyonik su” yaratıldığını duyurdular.
Sıradan kristal buz, sol ve orta yoğunluklu şekilsiz buzun karşılaştırması. Kredi… Michael Davies
Dr. Salzmann ve meslektaşları, meyveli dondurma kataloğuna ekleme yapmak istemiyorlardı. Bunun yerine çok küçük buz kristallerini incelemek istediler, çünkü bir şeyin çok küçük parçaları bazen aynı maddenin daha büyük parçalarından çok farklı özelliklere sahip olabilir.
Böylece, Dr. Salzmann’ın araştırma grubunda doktora sonrası bilim adamı ve Science makalesinin baş yazarı Alexander Rosu-Finsen, buzu parçalamaya başladı. Su buzu önce sıvı nitrojen içinde eksi 320 Fahrenheit dereceye kadar soğutuldu ve ardından çelik toplarla birlikte bir kaba yerleştirildi. Daha sonra bir makine, hala ultra soğuk sıcaklıklarda soğutulmuş olan buzu ve çelik bilyeleri saniyede 20 kez ileri geri sallayarak buzu küçük parçalara ayırdı; bu, bilyeli öğütme olarak bilinen bir işlemdi.
Bunu yüksek teknoloji ürünü bir kokteyl çalkalayıcı olarak düşünün.
Dr. Rosu-Finsen daha sonra kabı açtı.
Şu anda Nature Reviews Chemistry dergisinde yardımcı editör olan Dr. Rosu-Finsen, “Bakın, tamamen beklenmedik bir şey oldu,” dedi.
İçerideki beyaz malzeme, parçalanmış buza benzemesi beklenen bir şeye benziyordu ama dönüşmüştü.
Materyal artık daha yoğundu ve kristal yapının büyük bir kısmı amorf bir materyal üreterek yok edilmişti. Ancak yoğunluk, zaten bilinen yüksek ve düşük yoğunluklu şekilsiz buzlarla eşleşmedi. Şaşırtıcı bir şekilde, ikisinin arasına düştü; aslında, sıvı su ile neredeyse tamamen aynı yoğunluktaydı. Şimdiye kadar, kristal veya şekilsiz buzun tüm katı biçimleri, sıvı sudan ya önemli ölçüde daha yoğun ya da daha az yoğundu.
Araştırmacılar buna orta yoğunluklu amorf buz veya MDA adını verdiler.
Çelik bilyelerin çarpması, buz kristalleri üzerinde, su moleküllerini kristal konumlarından çıkarmaya yetecek kadar bir kesme kuvveti uygulayarak daha sıkı bir şekilde paketlenmelerini sağladı.
Kaliforniya’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’nda süperiyonik su yaratan deneyi yöneten fizikçi Marius Millot, “Gerçekten harika,” dedi. “Bize söylediği şey, hâlâ anlamadığımız pek çok şey olduğu.”
Bu orta yoğunluklu şekilsiz buzun sıvı su ile hemen hemen aynı yoğunluğa sahip olması, bunun aslında bir cam, soğuyana, yavaşlayana ve zaman içinde kristalleşmeden, hala düzensiz olana kadar akan moleküllerin sıvı bir kakofonisi olma olasılığını yükseltir.
Dr. Salzmann, “Asıl soru bu,” dedi. “MDA bir bardak sıvı su mu?”
Takip deneyleri buza safsızlıklar ekleyebilir. Salzmann, “Deneyleri saf buzla yaptık,” dedi. “Bir sonraki soru, başka şeyleri karıştırmaya başlarsak ne olacak?”
Bulgular, gezegen bilimcilerin işine yarayabilir. Sıcaklıklar Europa’da bulunanlara denk geliyor ve Jüpiter, NASA ve Avrupalı yörünge araçları tarafından ziyaret edilecek ve yakından incelenecek olan buzlu okyanus ayına büyük gelgit kuvvetleri uyguluyor.
Dr. Salzmann, “Tam olarak aynı türde bir kesme hareketi elde ediyorsunuz,” dedi. “Artık spekülasyon, dış güneş sisteminde bir miktar MDA olabileceği yönünde.”
Araştırmacılar ayrıca, su buzları arasında benzersiz olan bir MDA özelliği buldular. Çoğu malzeme için, sıkıştırır ve ardından basıncı serbest bırakırsanız, eski haline geri döner. Ancak MDA’yı sıkıştırmak ve ardından basıncı serbest bırakmak ve ısıtmak büyük bir enerji patlaması açığa çıkardı.
Örneğin şekilsiz buz yeniden kristalleşirken salınan bu enerji, buz depremlerini tetikleyebilir.
Bu, belki de yeni buzun fiziğinin, Europa’nın buzlu kabuğunun şekillenmesinde ve ay okyanusundaki buzun dinamiklerinde, oradaki koşulların yaşam için uygun olup olmayacağına ilişkin çıkarımlarla birlikte rol oynayabileceği anlamına gelir.