Teknoloji

Bilim Adamları Buzun Yeni Kristal Yapısının Varlığını Onayladılar

0

Tüm su buzu aynı değildir. İçeride kilitli olan moleküllerin düzeni, oluştuğu basınç ve sıcaklık koşullarına bağlı olarak önemli ölçüde değişir.

Buzun bu farklı evrelerinden 18 tanesini biliyorduk, bazıları doğal olarak meydana geldi, bazıları ise sadece laboratuvar koşullarında görüldü.

Üç yıl önce, bir araştırma ekibi mevcut buz yapılarından birini değiştirerek buz β-XV adını verdikleri bir forma dönüştürdü. Şimdi bu ekibin üyeleri onun kristal yapısını tam olarak belirlediler, nasıl oluştuğuna dair soruları cevapladılar ve ona ice XIX adını verdi.

Bu keşif, buzun nasıl oluştuğunu ve Dünya’da bulunanlardan çok farklı yabancı koşullarda nasıl davrandığını daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.

Dondurucuda gördüğünüz veya gökten kar taneleri veya dolu olarak düşen buz, Dünya üzerindeki en yaygın doğal buzdur. Buna buz I denir ve oksijen atomları altıgen bir ızgara şeklinde düzenlenmiştir. Bununla birlikte, yapı geometrik olarak bozulmuş ve hidrojen atomları çok daha düzensiz.

Buz I belirli bir şekilde soğutulduğunda, oksijen atomlarına ek olarak hidrojen atomları periyodik olarak düzenlenebilir. Bu, bir laboratuvardaki bilim insanlarının, bozuk ana formlarından çok daha düzenli kristal molekül kafeslerine sahip farklı buz evreleri yaratabilmelerinin yoludur.

Avusturya’daki Innsbruck Üniversitesi’nden bir fizik kimyacı ekibi bir süredir VI. Aşama üzerinde çalışıyor. Bu, doğada bulunabilen buz biçimlerinden biridir, ancak yalnızca, Dünya’nın mantosunda bulunanlar gibi, deniz seviyesindeki atmosfer basıncından 10.000 kat daha yüksek (yaklaşık 1 gigapaskal) çok yüksek basınçlar altında veya Satürn’ün uydusu Titan.

Ice I gibi, ice VI da nispeten düzensizdir. Hidrojen düzenli formu olan buz XV, ancak yaklaşık on yıl önce keşfedildi. Buzun yaklaşık 1 gigapaskal basınçta 130 Kelvin’in (-143 santigrat derece, -226 derece Fahrenheit) altına soğutulmasıyla oluşturulur.

Birkaç yıl önce, bu süreci değiştirerek, araştırmacılar başka bir buz aşaması yarattılar. Soğutmayı yavaşlatıp 103 Kelvin altına düşürdüler ve basıncı 2 gigapaskal çıkardılar. Bu, buz XV’den farklı ikinci bir hidrojen molekülleri düzenlemesi üretti, buz β-XV olarak adlandırdıkları şey buydu.

Buzun ayrı bir aşama olduğunu doğrulamak, normal suyun ‘ağır’ suyla değiştirilmesini gerektiren ayrı bir engeldi. Normal hidrojenin çekirdekte nötron yoktur. Öte yandan ağır su, çekirdekte bir nötron bulunan bir hidrojen formu olan döteryuma dayanır.

Bir kristal kafesteki atomların sırasını anlamak için, bilim adamlarının nötronları çekirdeklerden dağıtması gerekir, böylece normal hidrojen atomları onu kesmez.

Innsbruck Üniversitesi’nden fizik kimyacı Thomas Loerting, “Ne yazık ki, bu aynı zamanda buz üretim sürecinde sipariş verme zaman ölçeklerini de değiştiriyor” dedi.

“Ancak doktora öğrencisi Tobias Gasser, ağır suya normal suyun yüzde birkaçını eklemek gibi önemli bir fikre sahipti – bu da siparişi son derece hızlandırdı.”

Bu, ekibin kristal yapıyı bir araya getirmek için ihtiyaç duydukları nötron verilerini elde etmesine izin verdi. Düşündükleri gibi, buz XV’den farklıydı ve onu on dokuzuncu bilinen aşama olan buz XIX olarak resmi bir yer kazandırdı.

Bu, çift kardeş fazlarını yapar – ilk bilinen, aynı oksijen kafes yapısına sahip, ancak farklı hidrojen atomları düzenlemelerine sahip.

Loerting, “Bu aynı zamanda, deneylerde iki sıralı buz formu arasındaki geçişi ilk kez gerçekleştirmenin artık mümkün olacağı anlamına geliyor.” Dedi.

Araştırma yayınlandı Doğa İletişimi.

.

Profesör

Yorgun? İşte Tüm Gece Çektikten Sonra Vücudumuza ve Beyninize Olanlar

Previous article

George Carruthers (1939–2020)

Next article

You may also like

Comments

Comments are closed.

More in Teknoloji