Dolar 9,3218
Euro 10,8357
Altın 529,53
BİST 1.418
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

Sıcak “Siyah Buz” – İçeri Girin, Su Süperiyonik

29.09.2021
17
Sıcak “Siyah Buz” – İçeri Girin, Su Süperiyonik

LLNL bilim adamları, buz devleri Uranüs ve Neptün’de bulunan süper iyonik suyun faz davranışlarını benzeri görülmemiş bir çözünürlükle incelemek için makine öğrenimini kullanarak yeni bir yaklaşım geliştirdiler. Kredi bilgileri: LLNL

iç mekanları Uranüs ve Neptün her biri Dünya okyanuslarındaki su miktarının yaklaşık 50.000 katı kadar su içerir ve süper iyonik su olarak bilinen bir su formunun, bu buz devlerinin yarıçapının yaklaşık üçte birinden daha büyük derinliklerde kararlı olduğuna inanılır.

Süper iyonik su, H’nin bir fazıdır.2O, hidrojen atomlarının sıvı benzeri hale geldiği, oksijen atomlarının ise kristal bir kafes üzerinde katı gibi kaldığı yer. Süper iyonik su otuz yıldan fazla bir süre önce önerilmiş olmasına rağmen, optik özellikleri ve oksijen kafesleri ancak son zamanlarda LLNL’ler tarafından yapılan deneylerde doğru bir şekilde ölçüldü. Marius Millot ve Federica Copparive bu sıcak “kara buzun” birçok özelliği hala keşfedilmemiş durumda.

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) bilim adamları, süper iyonik suyun faz davranışlarını benzeri görülmemiş bir çözünürlükle incelemek için makine öğrenimini kullanarak yeni bir yaklaşım geliştirdiler.

Gezegenlerin çekirdeğinin derinliklerinde gömülü olan evrendeki suyun çoğu süper iyonik olabilir. Termodinamik ve taşıma özelliklerini anlamak, gezegen bilimi için çok önemlidir, ancak deneysel veya teorik olarak araştırmak zordur.

Buz devi gezegenlerde bulunan basınçlar ve sıcaklıklar altında, bu suyun çoğunun Birinci Prensipler Moleküler Dinamik (FPMD) simülasyonları tarafından süperiyonik bir fazda olduğu tahmin edildi. Bununla birlikte, bu tür kuantum-mekanik simülasyonlar geleneksel olarak kısa simülasyon süreleri (10s pikosaniye) ve küçük sistem boyutu (100s atom) ile sınırlandırılmıştır, bu da erime hattı gibi faz sınırlarının konumunda önemli belirsizliğe yol açar.

Süper iyonik su üzerinde yapılan deneylerde, numune hazırlama son derece zordur: dinamik sıkıştırma deneylerinde hidrojen pozisyonları belirlenemez ve sıcaklık ölçümleri kolay değildir. Deneyler genellikle hem tasarım aşamasında hem de sonuçların yorumlanması için kuantum moleküler dinamik simülasyonların sağladığı rehberlikten yararlanır.

En son araştırmada, ekip, kuantum mekanik hesaplamalardan atomik etkileşimleri öğrenmek için makine öğrenimi tekniklerini kullanarak büyük sistem boyutlarını ve uzun zaman ölçeklerini tedavi etme yeteneğinde bir sıçrama yaptı. Daha sonra, moleküler dinamikleri yönlendirmek ve faz sınırlarını doğru bir şekilde belirlemek için gelişmiş serbest enerji örnekleme yöntemlerinin kullanılmasını sağlamak için makine tarafından öğrenilen bu potansiyeli kullandılar.

LLNL fizikçisi Sebastien Hamel, “Kuantum mekanik simülasyonlarının sınırlamalarının üstesinden gelmek ve hidrojen difüzyonunu, süper iyonik geçişleri ve suyun aşırı koşullarda faz davranışlarını karakterize etmek için makine öğrenimi ve serbest enerji yöntemlerini kullanıyoruz” dedi. içinde Doğa Fiziği.

Ekip, mevcut deneysel gözlemlerle tutarlı olan faz sınırlarının, buz devlerinin içindeki yalıtkan buz, farklı süper iyonik fazlar ve sıvı su fraksiyonlarını çözmeye yardımcı olduğunu buldu.

koruyan etkili etkileşim potansiyellerinin inşası kesinlik Kuantum mekanik hesaplamaları zor bir iştir. Burada geliştirilen çerçeve geneldir ve pil elektrolitleri, plastikler ve Ataletsel Sınırlamalı Füzyon (ICF) kapsüllerinde kullanılan nanokristal elmas gibi diğer karmaşık malzemeleri ve ayrıca amonyak, tuzların yeni fazlarını keşfetmek ve/veya karakterize etmek için kullanılabilir. , hidrokarbonlar, silikatlar ve gezegen bilimi ile ilgili ilgili karışımlar.

Hamel, “Süperiyonik suya ilişkin nicel anlayışımız, Uranüs ve Neptün gibi gezegenlerin iç yapısına, evrimine ve manyetik alanlarına ve ayrıca artan sayıda buzlu ötegezegenlere ışık tutuyor” dedi.

Referans: Bingqing Cheng, Mandy Bethkenhagen, Chris J. Pickard ve Sebastien Hamel tarafından “Gezegen koşullarında süper iyonik suyun faz davranışları”, 23 Eylül 2021, Doğa Fiziği.
DOI: 10.1038 / s41567-021-01334-9

Cambridge Üniversitesi, Lyon Üniversitesi ve Tohoku Üniversitesi’nden araştırmacılar da makaleye katkıda bulundu. Araştırmanın LLNL kısmı, “Aşırı Basınçlarda ve Sıcaklıklarda Düşük Z Karışımlarının Fizik ve Kimyasının Çözülmesi” ve Kurumsal Bilgi İşlem Büyük Mücadelesi programı Laboratuvar Yönlendirmeli Araştırma ve Geliştirme projesi tarafından finanse edilmektedir.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.