Saniyenin Trilyonda Biri Enstantane Hızına Sahip Kamera Kaosu Yakalıyor

saniyenin trilyonda biri enstantane hizina sahip kamera kaosu yakaliyor
Düşük deklanşör hızlarında GeTE'nin atomik yapısı düzenli ancak bulanık görünüyor. Daha hızlı pozlamalar, dinamik yer değiştirmelerin net ve karmaşık bir modelini ortaya çıkarıyor. Kredi: Jill Hemman/ORNL, ABD Enerji Bakanlığı

Saniyenin trilyonda biri enstantane hızına sahip yeni “Kamera” atomların dinamik düzensizliğini görmemizi sağlıyor. Bir kamera deklanşörünü bir milyon kez hızlandırmak, araştırmacıların malzemelerin ısıyı nasıl hareket ettirdiğini anlamalarını sağlar ve sürdürülebilir enerji uygulamalarını ilerletmede önemli bir adımdır.

Araştırmacılar, güneş ışığını veya atık ısıyı elektriğe dönüştürmek gibi sürdürülebilir enerji uygulamalarında en iyi performans gösteren malzemelerin, genellikle çok daha büyük bir yapı içindeki atom kümelerinin kolektif dalgalanmalarını kullandığını anlamaya başladılar. Bu süreç genellikle “dinamik düzensizlik” olarak adlandırılır.

Dinamik düzensizlik

Malzemelerdeki dinamik düzensizliğin anlaşılması, katı hal buzdolapları ve ısı pompaları gibi daha enerji verimli termoelektrik cihazlara ve ayrıca araba egzozları ve elektrik santrali egzozları gibi atık ısıdan yararlı enerjinin doğrudan elektriğe dönüştürülerek daha iyi geri kazanılmasına yol açabilir. Termoelektrik bir cihaz, yeterli güneş ışığı olmadığında Mars Rover’a güç sağlamak için radyoaktif plütonyumdan ısıyı alıp elektriğe dönüştürebilmiştir.

Malzemeler çalışan bir cihazın içinde işlev gördüklerinde, sanki canlıymış ve dans ediyorlarmış gibi davranabilirler – malzemenin parçaları şaşırtıcı ve beklenmedik şekillerde tepki verir ve değişir. Bu dinamik düzensizliği incelemek zordur çünkü kümeler sadece çok küçük ve düzensiz olmakla kalmaz, aynı zamanda zaman içinde dalgalanırlar. Buna ek olarak, malzemelerde araştırmacıların ilgilenmediği “sıkıcı” dalgalanmayan düzensizlik vardır çünkü düzensizlik özellikleri iyileştirmez. Şimdiye kadar, daha az ilgili statik düzensizliğin arka planından ilgili dinamik düzensizliği görmek imkansızdı.

Yeni “kamera” yaklaşık 1 pikosaniye gibi inanılmaz yüksek bir deklanşör hızına sahip

Atomik Yapıların “Nötron” Kamera ile Ortaya Çıkarılması. Kredi: Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı

Columbia Engineering ve Université de Bourgogne’daki araştırmacılar, yerel düzensizliği görebilen yeni bir tür “kamera” geliştirdiklerini bildirdiler. Kameranın en önemli özelliği değişken deklanşör hızı: düzensiz atom kümeleri hareket ettiğinden, ekip yavaş bir deklanşör kullandığında dinamik düzensizlik bulanıklaşıyor, ancak hızlı bir deklanşör kullandıklarında bunu görebiliyorlar.

Değişken enstantane PDF veya vsPDF (atomik çift dağılım fonksiyonu için) olarak adlandırdıkları yeni yöntem, geleneksel bir kamera gibi çalışmıyor- atomik konumları yaklaşık bir pikosaniye veya normal kamera enstantanelerinden bir trilyon kat daha hızlı bir enstantane hızıyla ölçmek için ABD Enerji Bakanlığı’nın Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki (ORNL) bir kaynaktan gelen nötronları kullanıyor. Çalışma 20 Şubat 2023’te Nature Materials tarafından yayımlandı.

Malzeme bilimi ve uygulamalı fizik ve uygulamalı matematik profesörü Simon Billinge, “Sadece bu yeni vsPDF aracıyla malzemelerin bu yönünü gerçekten görebiliyoruz” dedi. “Karmaşık malzemelerde olup bitenlerin karmaşıklığını, özelliklerini güçlendirebilecek gizli etkileri çözmek için bize yepyeni bir yol sunuyor. Bu teknikle, bir malzemeyi izleyebilecek ve hangi atomların dansın içinde hangilerinin dışında kaldığını görebileceğiz.”

Yerel dalgalanmaları dengeleme ve atık ısıyı elektriğe dönüştürme üzerine yeni teori

vsPDF aracı, araştırmacıların atık ısıyı elektriğe (veya elektriği soğutmaya) dönüştüren termoelektrik için önemli bir malzeme olan GeTe’de kırılan atomik simetrileri bulmalarını sağladı. Daha önce yer değiştirmeleri görememişler ya da dinamik dalgalanmaları ve ne kadar hızlı dalgalandıklarını gösterememişlerdi. vsPDF’den elde edilen bilgiler sonucunda ekip, GeTe ve ilgili malzemelerde bu tür yerel dalgalanmaların nasıl oluşabileceğini gösteren yeni bir teori geliştirdi. Dansın böylesine mekanik bir şekilde anlaşılması, araştırmacıların bu etkilere sahip yeni malzemeler aramasına ve etkiyi etkilemek için dış kuvvetler uygulamasına yardımcı olacak ve daha da iyi malzemelere yol açacaktır.

Araştırma Ekibi

Billlinge bu çalışmayı, çalışma sırasında Fransa’daki Bourgogne Üniversitesi’nde bulunan Simon Kimber ile birlikte yürütmüştür. Billinge ve Kimber, ORNL ve yine DOE tarafından finanse edilen Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndaki (ANL) meslektaşlarıyla birlikte çalıştı. vsPDF kamera için elastik olmayan nötron saçılma ölçümleri ORNL’de; teori ise ANL’de yapılmıştır.

Sonraki Adımlar

Billinge şimdi tekniğini araştırma topluluğu için daha kolay kullanılır hale getirmek ve dinamik düzensizliğe sahip diğer sistemlere uygulamak için çalışıyor. Teknik şu anda anahtar teslimi değil, ancak daha fazla geliştirmeyle, pil elektrotlarında hareket eden lityumun izlenmesinden güneş ışığıyla su bölünmesi sırasında dinamik süreçlerin incelenmesine kadar atomik dinamiklerin önemli olduğu birçok malzeme sisteminde kullanılabilecek çok daha standart bir ölçüm haline gelmelidir.

Kaynak:

export

Run Zeus Run

Geçtiğimiz hafta sonu, Kaz Dağları’nın etkileyici doğasında 36K Run Zeus parkurunu başarıyla tamamladım. Koşunun adını hak ettiğini söylemeliyim; bu parkuru tamamlamak gerçekten Zeus gücü gerektiriyordu. […]

export

Global Altyapı Ortaklarından Yeni Yapay Zeka Ortaklığı: Veri Merkezleri ve Güç Altyapısına Yatırım

Global Altyapı Ortaklarından Yeni Yapay Zeka Ortaklığı. Veri Merkezleri ve Güç Altyapısına Yatırım. Global Infrastructure Partners (GIP), BlackRock, Microsoft ve MGX, yapay zeka (AI) teknolojilerine […]

Müzik ve Hafıza
Bilim

Müzik ve Hafıza

Georgia Institute of Technology tarafından gerçekleştirilen “Müzik ve Hafıza” konulu araştırma, müziğin bilişsel süreçler ve hafıza üzerindeki etkilerine odaklanan önemli bulgular sunuyor. Bu araştırma, özellikle […]

Bilim

Magnon-Fonon Fermi Rezonansı

Araştırma ekipleri bir antiferromanyette magnon-fonon Fermi rezonansını keşfetti. Yakında, veri depolama merkezlerinin dünya enerji üretiminin neredeyse %10’unu tüketmesi bekleniyor. Bu artış, diğer şeylerin yanı sıra, […]

export

Jeodezik Kubbeler

Jeodezik kubbeler, mimari ve mühendislik alanlarında dikkat çeken, işlevsel ve estetik yapılar olarak bilinir. Bu yapılar, ilk olarak 20. yüzyılın başlarında ortaya çıkmış ve zamanla […]

dunya nufusunda zirve
Manşet

Dünya Nüfusunda Zirve

Dünya Nüfusunda Zirve: Gelecekteki Tahminler ve Nedenleri. Son yıllarda dünya nüfusunun geleceği ile ilgili çeşitli tahminler ve senaryolar öne sürülmüştür. Birleşmiş Milletler’in (BM) son raporları, […]

akilli toprak
Bilim

Akıllı Toprak

Akıllık Toprak: Sürdürülebilir Tarım İçin Kendi Kendini Sulayan ve Gübreleyen Yüzeyler. Günümüzde tarım sektörü, artan nüfus ve iklim değişikliği gibi faktörlerle karşı karşıya kalırken, sürdürülebilir […]

nato inovasyon fonu
Manşet

NATO Inovasyon Fonu

Son yıllarda Avrupa’da savunma teknolojisi girişimlerine yapılan yatırımlar hız kazandı. NATO’nun 1 milyar euroluk girişim sermayesi fonunun başındaki Andrea Traversone, Avrupa’nın ABD’deki büyük teknoloji şirketlerine […]

kusaklararasi yoksullasma
Manşet

Kuşaklararası Yoksullaşma

Kuşaklar arası yoksullaşma, ekonomik eşitsizlik ve fırsat adaletsizliği gibi konular, günümüz toplumlarının en önemli sorunlarından biri haline gelmiştir. Baby boomer kuşağından başlayarak, X kuşağı, Y […]

maf antrenman yontemi
Koşu

MAF Antrenman Yöntemi

MAF (Maximum Aerobic Function), Dr. Philip Maffetone tarafından geliştirilen bir antrenman yöntemidir. Bu yöntem, aerobik kapasiteyi maksimize ederek sporcuların daha verimli ve sağlıklı bir şekilde […]

Basketbolda anda olmak, en yüksek performansa yol açan zihinsel bir durumdur. Tabii ki sadece Basketbolda değil, hem takım hem de bireysel tüm sporlarda, aslında odaklanmak gereken her ne iş yapıyorsanız Anda olduğunuzda, tamamen kilitlenirsiniz ve dikkatinizi dağıtan şeyleri engelleyebilirsiniz, bu da her ne yapıyorsanız en iyi şekilde yapmanıza yardımcı olur. Bu yazıda size öncelikle basketbolda antrenmanlarda ve maçlarda anda nasıl daha fazla kalabileceğinizle ilgili bilgiler bulacaksınız.
Manşet

Basketbolda Anda Olmak

Basketbolda anda olmak, en yüksek performansa yol açan zihinsel bir durumdur. Tabii ki sadece Basketbolda değil, hem takım hem de bireysel tüm sporlarda, aslında odaklanmak […]

Elon Musk tarafından kurulan Neuralink beyin implantı teknolojisini ilk hastasına uygulaması ile ilgili bir haber yayınlamıştık.  Elon Musk'ın beyin-bilgisayar arayüzü firması Neuralink, ilk hastası Noland Arbaugh'un düşünceleriyle bir bilgisayar imlecini kontrol ettiği bir video yayınladı. Elon Musk tarafından kurulan beyin-bilgisayar arayüzü şirketi Neuralink, firmanın implantının "hayatını değiştirdiğini" söyleyen ilk hastasının kimliğini açıkladı. Ancak uzmanlar, Nueralink'in mevcut araştırma çabalarını kopyalamanın ötesinde bir şey yapıp yapmadığının henüz net olmadığını söylüyor.
Manşet

Neuralink

Elon Musk tarafından kurulan Neuralink beyin implantı teknolojisini ilk hastasına uygulaması ile ilgili bir haber yayınlamıştık.  Elon Musk’ın beyin-bilgisayar arayüzü firması Neuralink, ilk hastası Noland […]

sihirli dovme murekkebi
Bilim

Sihirli Dövme Mürekkebi

HYPRSKN Magic Ink (Sihirli Mürekkep), dünyanın ilk yeniden yazılabilir, silinebilir ve yeniden programlanabilir dövme mürekkebidir. Bu sihirli mürekkep, dövme sektörünü yeniden tanımlayarak bireylerin vücut sanatı […]

aralikli oruc
Bilim

Aralıklı Oruç

Aralıklı Oruç olarakda bilinen zaman kısıtlı beslenme ile ilgili Amerika Kalp Derneğinin 18-21 Mart 2024 tarihinde Chicago’da düzenlenen “Epidemiyoloji ve Önleme|Yaşam Tarzı ve Kardiyometabolik Bilimsel […]

Yavaş Koşu kavramı Japonya'dan dünyaya yayılan ve uzun, sağlıklı bir yaşam sürmenin sırrı olarak kabul edilen, düşük tempoda yapılan bir koşu türüdür. Bu egzersiz formu, vücuda aşırı yük bindirmeden, kalp sağlığını, metabolizmayı destekleyerek ve zihinsel stresi azaltarak genel sağlığı iyileştirmeye odaklanır. Bu koşu türü Japonya'da Dr. Hiroaki Tanaka tarafından popüler hale getirilmiştir. Dr. Tanaka, bu egzersiz metodunun kalp atış hızını aşırı yükseltmeden, sağlıklı ve etkili bir şekilde fiziksel kondisyonu artırabileceğini keşfetti.
Koşu

Yavaş Koşu

Yavaş Koşu kavramı Japonya’dan dünyaya yayılan ve uzun, sağlıklı bir yaşam sürmenin sırrı olarak kabul edilen, düşük tempoda yapılan bir koşu türüdür. Bu egzersiz formu, […]

Beyin çiplerinin geleceği nasıl olacak? Neuralink şirketinin insan beynine yerleştirilen ilk çip haberini paylaşmıştık. Elon Musk, 30 Ocak'ta paylaştığı bir mesajla insan beynine  çip yerleştirildiğini paylaşmış ve hastanın iyileşme sürecinde olduğunu belirtmişti. Üzerinden 1 ay geçen bu operasyon sonrasında hastanın düşünce gücü ile bilgisayar faresini hareket ettirebildiği ile ilgili bir haber paylaşıldı. Beyin çiplerinin geleceğini merak ediyorsanız farklı kaynaklardan derlediğimiz yazı ilginizi çekebilir?
Manşet

Beyin Çiplerinin Geleceği

Beyin çiplerinin geleceği nasıl olacak? Neuralink şirketinin insan beynine yerleştirilen ilk çip haberini paylaşmıştık. Elon Musk, 30 Ocak’ta paylaştığı bir mesajla insan beynine  çip yerleştirildiğini […]

limonata ve rafadan yumurta
Manşet

Limonata ve Rafadan Yumurta

Çetin Altan tarafından ilk kez 1985’te Güneş gazetesinde, sonra 2.6.2003 ve 21.7.2012 tarihlerinde Milliyet’te yayınlanan “Limonata ve Rafadan Yumurta” başlıklı yazısını sizlerle paylaşmak istedik. Usta […]

yetenek acigi
Eğitim

Yetenek Açığı

Dünya çapında işverenler, yetenek açığının üstesinden gelme mücadelesini sürdürüyor. ManpowerGroup’un kapsamlı “Yetenek Açığı Raporu” bu konuda aydınlatıcı veriler sunuyor. Yıllara Göre Yetenek Açığı Manpower Group […]

yokus kosu antrenmani
Koşu

Yokuş Koşu Antrenmanı

Yokuş koşu antrenmanı, koşmayı seviyor olsanız bile, yokuş yukarı koşmayı sevmeme ihtimaliniz yüksektir. Yerçekimine karşı verilen bu mücadele sizi zorlayabilir, ancak koşu yarışlarına, özellikle de […]

yilin sozcugu otantik
Manşet

Yılın Sözcüğü “Otantik”

Yılın Sözcüğü “Otantik”. Merriam-Webster’ın 2023 Yılın Kelimesi olarak seçtiği kelime “authentic” (otantik) oldu. Bu kelime, her zamankinden daha fazla düşündüğümüz, yazdığımız, özlemini çektiğimiz ve yargıladığımız […]

kworks demo day
Manşet

KWORKS Demo Day

🎯Bu yıl Koç Üniversitesi Girişimcilik Merkezi KWORKS bünyesinde yer alan girişimlere mentorluk yapmaya başladım. Birebir çalıştığım girişimlere uzmanlık alanım ve tecrübelerim doğrultusunda destek oluyorum. Bu […]