En Son Bilim Haberleri

[™ Admin]

Uranyumun Sonu Mu? Çin'de Toryum Erimiş Tuz Reaktörü Sürekli Olarak Başarıyla Çalıştı

Gobi Çölü'nün ücra bir bölgesinde Çin, küresel enerji manzarasını değiştirebilecek bir nükleer deneyi başarıyla başlattı. Çinli bilim insanları başka hiçbir ülkenin başaramadığını başardı: toryum yakıtlı erimiş tuz reaktörünü sürekli olarak çalıştırırken onu taze yakıtla yeniden doldurdular - onu kapatmadan.

Unutulmuş Bir Nükleer Kavramı Canlandırmak

Erimiş tuz reaktörleri kavramı yeni değil. Başlangıçta 1960'larda Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndaki Amerikalı bilim insanları tarafından araştırılan teknoloji, sonunda daha geleneksel basınçlı su reaktörleri lehine rafa kaldırıldı. Ancak Çin, 2011'den beri bu terk edilmiş teknolojiyi sessizce yeniden canlandırıyor.

Sınıflandırılmamış ABD araştırmalarından yararlanan Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü'ndeki (SINAP) Çinli mühendisler, 2018'de deneysel toryum reaktörlerini inşa etmeye başladılar. Birkaç düzine araştırmacıdan 400'ün üzerine çıkan ekip, proje kilometre taşlarını karşılamak için yoğun bir şekilde çalıştı; hatta bazen tatillerde bile.

Çin prototipi Haziran 2024'te tam operasyonel güce ulaştı ve Ekim ayına kadar araştırmacılar önemli bir atılım gerçekleştirdi: reaktör çevrimiçi kalırken yakıtı yeniden yüklemek, dünyada bir ilk. Projenin baş bilim insanı Xu Hongjie'ye göre bu başarı, "artık küresel nükleer inovasyonun sınırında olduğumuzu" gösteriyor.

Reaktör tasarımı, hem soğutucu hem de parçalanabilir malzeme taşıyıcısı olarak işlev gören toryum yakıtını eritmek için erimiş florür tuzları kullanıyor. Bu, sistemin 700°C'yi aşan yüksek sıcaklıklarda, ancak geleneksel reaktörlerle ilişkili yüksek basınçlar olmadan çalışmasını sağlar.

Bölünebilir uranyum-233'e dönüştürülmesi gereken toryum-232'nin kullanımı, daha düşük yayılma riski ve önemli ölçüde daha az uzun ömürlü radyoaktif atık ürünü ile tamamen farklı bir nükleer yakıt döngüsüne olanak tanır.

Uranyuma Daha Güvenli, Daha Bol Bir Alternatif

Toryum, yalnızca uranyumdan daha bol miktarda değil (küresel olarak üç ila dört kat daha fazla miktarda mevcuttur) aynı zamanda daha az silahlandırılabilir. Reaktör, nükleer silahlarda yaygın olarak kullanılan izotop olan çok düşük miktarda plütonyum-239 üretir ve toryumdan türetilen uranyum-233'ün ayrılması ve askeri amaçlar için kullanılması daha zordur. Çin raporlarına göre, toryum reaktör atığının plütonyum içeriği, geleneksel nükleer sistemlere göre "çok daha düşüktür".

Yakıt döngüsünün bu yönü, reaktörün pasif güvenlik özellikleriyle birleştiğinde çekiciliğini artırıyor. Aşırı ısınma veya elektrik kesintisi durumunda, sistem reaktör kabının altında otomatik olarak eriyen ve erimiş radyoaktif tuzun ikincil bir soğutma odasına boşalmasını sağlayan bir "donmuş tuz tapası" kullanır.

Bu yerçekimi beslemeli kapatma, aktif kontrol veya harici müdahale gerektirmeden erimeleri önler. Ortam basıncı çalışması, daha kısa ömürlü radyoaktif atık ve bol kaynakların birleşimi, toryumu fosil yakıtlara güvenmeden elektrik şebekelerini karbondan arındırmak isteyen ülkeler için çekici bir seçenek haline getiriyor.

Çinli uzmanlar, İç Moğolistan'daki tek bir toryum madeninin ülkenin on binlerce yıl boyunca enerji ihtiyacını karşılayabileceğini tahmin ediyor.

Hidrojen ve Nakliyeyi Düşünerek Ölçeklendirme

Bu 2 megavatlık test yatağı sadece bir başlangıç. Çin, Gansu Eyaletindeki Wuwei yakınlarında bulunan ve hem elektrik hem de hidrojen üretecek olan daha büyük, 10 megavatlık bir gösteri reaktörü için şimdiden temel attı. 2030 yılına kadar tamamlanması planlanan bir sonraki tesis, 60 MW termal enerji üretmek üzere tasarlandı ve Çin'in çölde yenilenebilir ve düşük karbonlu bir enerji merkezi inşa etme hedefine katkıda bulunacak.

Toryum erimiş tuz sistemi elektrik dışı uygulamalar için de gözleniyor. Reaktörün yüksek sıcaklıkları onu termokimyasal hidrojen üretimi için ideal hale getiriyor ve potansiyel olarak yeşil hidrojenin ekonomisini dönüştürüyor. Toryumla çalışan gemiler, özellikle konteyner gemileri için erken aşama konseptleri de var. Bunlar yakıt ikmali yapmadan yıllarca çalışabilir ve deniz emisyonlarını önemli ölçüde azaltabilir.

Çin'in uzun vadeli yol haritası, teknolojik ilerlemeyi güvenlik doğrulamasıyla dengeleyen aşamalı bir stratejinin parçası olarak bu sistemleri 2030'ların başına kadar 100 megavatlık reaktörlere kadar ölçeklendirmeyi içeriyor. Çalışma sırasında yakıt yüklemenin başarılı bir şekilde gösterilmesiyle Çin, toryum erimiş tuz reaktörlerini ticari olarak uygulanabilir hale getirmeye diğer ülkelerden daha yakın olabilir.

Hızlı Bir Kazanç Değil, Hesaplanmış Bir Sıçrama

Bu başarı çığır açıcı olsa da, Çinli bilim insanları bunun anında bir zafer olmadığını hemen belirtiyorlar. Guangming Daily'nin de belirttiği gibi, bu alanda "hızlı bir kazanç" yok. Teknik engeller önemli olmaya devam ediyor. Örneğin, erimiş tuzların aşındırıcı doğası, hem radyasyona hem de kimyasal bozunmaya dayanabilen Hastelloy-N gibi özel yapım alaşımlar gerektirir. Bu malzemeler, aşırı sıcaklıklarda ve radyoaktif ortamlarda onlarca yıl boyunca güvenilir bir şekilde çalışmalıdır.

SINAP ekibi, mevcut 2MW reaktörü, korozyona dayanıklı grafit ve metallerle deneyler yaparak bir malzeme test yatağı olarak kullandı. Bu doğrulamalar, ölçeklendirmeden önce önemlidir. Bir diğer zorluk da toryumun bölünebilir değil, verimli bir malzeme olmasıdır. Reaktör, toryumdan yeterli uranyum-233 elde edilene kadar zincirleme reaksiyonu başlatmak için başlangıçta bir uranyum-235 veya plütonyum-239 yüküne ihtiyaç duyar.

Ayrıca, fisyon yan ürünlerini gidermek ve tuz kimyasını dengelemek için gereken çevrimiçi kimyasal işlem, operasyonel karmaşıklığa başka bir katman daha ekler. Katı yakıt çubuklarına dayanan geleneksel reaktörlerin aksine, toryum reaktörleri, benzersiz mühendislik ve güvenlik zorlukları sunan sıvı radyoaktif malzemeyi sürekli olarak yönetmelidir.

Atık yönetimi bile hala açık bir konu. Toryum reaktörleri çok daha az uzun ömürlü atık üretirken, dikkatle ele alınması gereken karmaşık bir fisyon ürünleri karışımı üretiyorlar. Çin, bölgenin jeolojik istikrarından ve kurak koşullarından yararlanarak bu atığı Gobi Çölü'nde yeraltında depolamayı planlıyor.

Ancak, bu zorluklara rağmen, Çinli araştırmacıların mesajı açık. "Amerika Birleşik Devletleri bulgularını dünyaya açık bıraktı," dedi Xu Hongjie, gizliliği kaldırılan Amerikan araştırmasına atıfta bulunarak. "Biz o halefiz."

Kaynak: Daily Galaxy

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Kuantum mekaniğindeki yeni buluş, elektroniği daha verimli hale getirebilir

Fizikçiler, daha önce yalnızca aşırı düşük sıcaklıklarda meydana geldiği anlaşılan bir kuantum mekaniksel fenomenin oda sıcaklığında da meydana gelebileceğini keşfettiler.

Daha da iyisi, ürettikleri akımlar eskisinden 10 kat daha güçlüydü.

Bu buluş, yapay zekaya (YZ) olan talebin arttığı bir zamanda düşük güçte, yüksek performanslı elektroniklere bir adım daha yaklaşmış olabileceğimiz anlamına geliyor.

Güney Kore'deki Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KAIST) ve Sogang Üniversitesi araştırmacıları tarafından yayınlanan yeni çalışma, uzunlamasına spin pompalaması adı verilen bir yöntem kullanarak oda sıcaklığında spin akımları üretmenin yeni bir yolunu buldu.

Ekip, gözlemin "çok beklenmedik" olduğunu söyledi.

"Spin pompalama, manyetizasyon dinamikleri aracılığıyla spin akımları üreten bir yöntemdir. Önceki çalışmalar, nispeten küçük spin akımları üreten klasik manyetizasyon dinamiklerine dayanıyordu," dedi KAIST Fizik Bölümü'nde araştırmacı olan Kyung-Jin Lee, Euronews NEXT'e.

"Araştırmamızda, kuantum manyetizasyon dinamiklerinden üretilen spin pompalama akımlarının, klasik manyetizasyon dinamiklerinden üretilenlerden bir mertebe daha büyük olduğunu keşfettik," diye ekledi Lee.

Uzmanlar, bunun daha az güç tüketen daha verimli bellek ve bilgi işlem cihazlarına bir adım daha yaklaştığımız anlamına gelebileceğini söylüyor.

İsveç'teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi'nde kuantum teknolojisi araştırma uzmanı olan Aamir Ali, Euronews Next'e "Spin akımını öncekinden 10 kat [daha fazla] artırabilen bir mekanizma... çok umut verici ve heyecan verici," dedi.

Lee, günümüzde çok sayıda mobil cihaz olduğu için enerji verimliliğinin önemli olduğunu, özellikle de yapay zekaya olan talebin artmasının daha fazla bilgi işlem gücü gerektirdiğini ekliyor.

Spintronik nedir ve hayatımıza nasıl yardımcı olabilir?

Günümüzde kullandığımız elektronik cihazların çoğu elektronik devrelere dayanır. Bu küçük çiplerde elektronlar bilgiyi işlemek ve depolamak için hareket eder.

Bu mekanizmanın bir dezavantajı, elektronlar bir devrede hareket ederken enerjinin kaybolması ve ısı üretmesidir.

Spintronik, potansiyel bir çözüm olarak popülerlik kazanmıştır.

Dünyanın dört bir yanındaki spintronik araştırmacıları, geleneksel elektronikte olduğu gibi yükü yerine bir elektronun spinini kullanarak yeterli akım üretmeye çalışıyorlar.

"Spintronik ayrıca, geleneksel yük tabanlı elektroniklere göre spini tespit etmede çok daha fazla hassasiyet sağlayan mekanizmalar sunuyor," dedi Ali.

Ali, bunun sabit disk sürücülerinin daha hızlı okunabileceği anlamına geldiğini söyledi.

Albert Fert ve Peter Grünberg, 2007'de, sabit disk sürücülerinde ultra hassas manyetik okuma kafalarını etkinleştiren bir spintronik fenomen olan Dev Manyetodirenç'i (GMR) keşfettikleri için Fizik Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Spintronik cihazlar halihazırda dünya çapındaki yarı iletken üreticileri tarafından oda sıcaklığında geliştiriliyor ve kullanılıyor, ancak nispeten daha zayıf spin tabanlı etkilere dayanıyorlar.

Bir spin akımını öncekinden 10 kat [daha fazla] artırabilen bir mekanizma... çok umut verici ve heyecan verici.

Aamir Ali

Kuantum teknolojisi araştırma uzmanı, Chalmers Teknoloji Üniversitesi

Uzmanlar, spin akımları üretmenin zorlu olduğunu söylüyor.

Araştırma ekibi, yeni bulgularının, yazılım ve tıbbi cihazlardan havacılığa kadar geniş bir uygulama yelpazesine sahip bir spintronik bileşeni olan Manyetodirençli Rastgele Erişim Belleği (MRAM) adı verilen bir bellek türünü doğrudan etkileyebileceğine inanıyor.

Lee, "MRAM cihazları, verileri kaydetmek için spin akımlarına dayanır ve oda sıcaklığında kuantum mıknatıslanma dinamiklerinin önemli ölçüde daha büyük spin akımları üretebileceğini gösteren bulgularımız, MRAM'de daha düşük güç tüketimine yol açabilir. Bu gelişme, enerji verimliliğini ve ölçeklenebilirliğini artırarak MRAM benimsenmesini daha da hızlandırabilir" dedi.

Samsung gibi yarı iletken devleri, MRAM'in yapay zeka hesaplaması için yeni nesil bellek olup olamayacağını araştırıyor.

Deneysel-teorik yaklaşım

Araştırmacılar, kuantum biliminin insanlar tarafından görülemeyen parçacıkları içermesi nedeniyle, birleşik deneysel-teorik yaklaşımın bulguların oluşturulmasında çok önemli olduğunu söylüyor.

Öncelikle, Sogang Üniversitesi'ndeki bir ekip demir rodyumdan yapılmış yeni bir malzeme yaptı.

Daha sonra, KAIST'teki bir ekip, araştırma ekibine göre, nanosaniye zaman ölçeğinde spin pompalama akımlarını tespit etmek için "zorlu" bir deney gerçekleştirdi ve bu da gelişmiş ultra hızlı ölçüm teknikleri gerektiriyordu.

Daha sonra bir teori grubu deneysel verileri analiz etti.

Araştırmacılar, şimdi bu bulguları elektronik cihazlarımızın çalışma şeklini değiştirebilecek gerçek dünya tasarımlarına dönüştürmeyi amaçladıklarını söylüyorlar.

Lee, "İleriye baktığımızda, spin akımı üretimini daha da geliştirmek için yeni malzemeler ve mekanizmalar keşfetmeyi planlıyoruz" dedi.

"Ek olarak, ultra düşük güç ve yüksek performanslı bellek ve mantık uygulamaları için kuantum etkilerinden yararlanan yeni spintronik cihaz mimarileri geliştirmeyi hedefliyoruz".

Kaynak: AN

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Yeni 4D kuantum sensörleri fizikçilerin uzay ve zamanın doğuşunu izlemesine yardımcı olabilir

Alt atomik parçacıkları ışık hızına yakın hızlarda bir araya getirmek, evrenin temel yapı taşlarını anlamak için uzun zamandır en iyi yol olmuştur.

Büyük parçacık hızlandırıcılarının içinde gerçekleştirilen bu yüksek enerjili çarpışmalar, fizikçilerin madde, enerji, uzay ve zamanı incelemesine yardımcı olur.

Yeni hızlandırıcılar daha da güçlü ve kaotik çarpışmalar vaat ederken, bilim insanlarının daha önce kullanılanlardan çok daha gelişmiş araçlara ihtiyacı var.

Kuantum sensörleri tam da burada devreye giriyor.

Fermilab, Caltech, NASA'nın Jet Propulsion Laboratory (JPL) ve çeşitli uluslararası kurumlardan bir ekip, parçacık çarpışmalarını nasıl inceleyeceğimizi yeniden tanımlayabilecek yeni bir dedektör türü geliştirdi.

Bu süperiletken mikro telli tek foton dedektörleri veya SMSPD'ler yakın zamanda Fermilab'da test edildi ve yüksek enerjili ışınlar sırasında üretilen parçacıkları tespit etmede olağanüstü bir hassasiyet gösterdi.

Güçlü çarpışmalar hassas tespit gerektirir

Gelecekteki çarpıştırıcılar daha büyük enerjilere ve parçacık yoğunluklarına ulaştıkça, fizikçiler bir veri seli ile karşılaşmayı bekliyorlar — her yöne doğru uçan parçacık püskürmeleri.

Bu, tespiti her zamankinden daha karmaşık hale getiriyor.

Caltech'teki Shang-Yi Ch'en Fizik Profesörü Maria Spiropulu'ya göre, "Önümüzdeki 20 ila 30 yıl içinde, parçacık çarpıştırıcılarında enerji ve yoğunluk açısından daha güçlü hale geldikçe bir paradigma değişimi göreceğiz.

Ve bu daha hassas dedektörlere ihtiyacımız olduğu anlamına geliyor.”

SMSPD'ler, geleneksel dedektörlerin yapamadığı bir şey olan hem zaman hem de mekansal bilgiyi aynı anda tespit ederek bir atılım sunuyor.

Caltech'te ortak bir göreve sahip olan Fermilab bilim insanı Si Xie, bunların esasen "4D sensörler" olduğunu, çünkü mekansal ve zaman çözünürlüğünü birleştirdiklerini ve ikisi arasında uzlaşmaya gerek kalmadığını açıklıyor.

Kuantum sensörleri teste tabi tutuldu

SMSPD'ler ilk büyük testlerinde Fermilab'da yüksek enerjili proton, elektron ve piyon ışınlarına maruz bırakıldı.

Dedektörler hem zaman hassasiyeti hem de mekansal izleme açısından geleneksel sistemlerden daha iyi performans gösterdi.

Parçacık çarpışmalarında her saniye gerçekleşen milyonlarca etkileşimi analiz ederken parçacıkların tam olarak ne zaman ve nerede hareket ettiğini belirlemek çok önemlidir.

Xie, "Bu çalışmanın yeniliği, sensörlerin yüklü parçacıkları etkili bir şekilde tespit edebildiğini kanıtlamış olmamızdır" diyor.

Kuantum ağları veya uzay tabanlı optik iletişim için daha uygun olan öncülleri olan süperiletken nanotel tek foton dedektörlerinin (SNSPD'ler) aksine, SMSPD'ler daha geniş yüzey alanına sahiptir ve yüksek enerjili fizik deneyleri için önemli olan parçacıkları izleyebilir.

Karanlık maddeye kapı açmak

Dedektörler, karanlık maddeyi oluşturduğu varsayılanlar gibi daha düşük kütleli parçacıkları veya tamamen yeni parçacıkları tespit etmeyi mümkün kılabilir.

Xie bunu sadece bir başlangıç olarak görüyor: "Daha önce yapabildiğimizden daha düşük kütleli parçacıkları ve karanlık maddeyi oluşturabilecek egzotik parçacıkları tespit etme potansiyelimiz var."

Bu tür zor hedefleri tespit etmede hassasiyet hayati önem taşıyor.

Spiropulu'nun da dediği gibi, "1980'lerde, mekansal koordinatlara sahip olmanın yeterli olduğunu düşünüyorduk, ancak şimdi... zamanı da takip etmemiz gerekiyor."

SMSPD'ler araştırmacıların parçacıkları dört boyutta izlemesine yardımcı olarak, modern çarpıştırıcı ortamlarının ezici karmaşıklığında gezinmede bir avantaj sağlıyor.

Bu kuantum dedektörleri, önerilen Geleceğin Dairesel Çarpıştırıcısı veya bir müon çarpıştırıcısı da dahil olmak üzere gelecekteki çarpıştırıcıların temelini oluşturabilir.

Araştırmaya öncülük eden Fermilab bilim insanı Cristián Peña, teknolojiyi zamanında bir ilerleme olarak görüyor.

"SMSPD'ler gibi son teknoloji dedektör Ar-Ge'si üzerinde çalışmaktan çok heyecan duyuyoruz çünkü bunlar sahadaki temel projelerde hayati bir rol oynayabilir" diyor.

Kaynak: IE

[™ Admin]

Grafen elektrolüminesansı, beklenmedik bir keşif!

Yüksek kaliteli grafen kullanımı sayesinde, ilk kez metal benzeri bir malzemede elektrolüminesans gözlemlendi.

Yarı iletken bazlı ışık yayan diyotlar (LED'ler), güç tüketimini beş kat azaltarak tüketici aydınlatmasında devrim yarattı. Bunlar, metal bir filamentten gelen termal radyasyon yoluyla ışık üreten akkor ampullerin yerini yavaş yavaş aldı.

Bu iletken metaller ile LED'lerde kullanılan yarı iletkenler arasında, her ikisinin de özelliklerini sergilediği için "ara" olarak tanımlanabilecek iki boyutlu yarı metalik bir malzeme olan grafen yer alır. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, örneğin, yüksek voltaj altında, iyi belgelenmiş akkorluk (görünür ve yakın kızılötesi aralıkta) gösterir.

2018'de, elektrik akımı dalgalanmalarının ölçümleri, yüksek kaliteli grafendeki elektronların elektrolüminesans yoluyla ışık emisyonu için elverişli bir denge dışı duruma ulaşabileceğini öne sürdü. Ancak, bant aralığı olmayan bir malzeme için şaşırtıcı olan bu tahmin, deneysel doğrulama gerektiriyordu.

Nature dergisinde yayınlanan, Fransız bir işbirliğinin sonucu olan bir makalede, bir grup Fransız araştırmacı, belirli koşullar altında, grafenin, bir elektrolüminesans rejimine girerek doğal akkorluğunun ötesinde ışık yayabileceğini ilk kez gösteriyor. 6,5 µm dalga boyundaki bu emisyon (orta kızılötesi aralıkta), grafen kristali son derece saf ve kusursuz olduğunda ve altıgen bor nitrürden oluşan iki boyutlu bir malzeme matrisi tarafından dış fizikokimyasal hasardan korunduğunda mümkün oluyor.

Bu keşfe ikinci bir sürpriz eşlik etti: Bu grafen elektrolüminesans rejiminde, araştırmacılar, grafen/bor nitrür yığınında yakın alan elektromanyetik enerji transferinin verimliliğinde olağanüstü bir artış gözlemlediler.

Kızılötesi pirometri kullanarak (genellikle kızılötesi kamera ile bina ısı kaybını değerlendirmek için kullanılan bir teknik) araştırmacılar, grafen elektronlarının cihaza enjekte edilen elektrik gücünün çoğunu, kapsülleme malzemesinin belirli temel uyarımları (bor nitrürün hiperbolik fonon-polaritonları) yoluyla alt tabakaya aktardığını gösterdiler.

Şimdiye kadar, bu radyatif transfer mekanizması, yarı iletken tabanlı LED'lerde bilinmesine rağmen, çok düşük verimliliği nedeniyle anekdot olarak kabul edildi. Burada, baskın enerji transfer mekanizması haline geliyor (%75'e kadar).

Son olarak, konsorsiyum bu enerji transferinin grafen kapsülleyicinin kristal kalitesine kritik bir şekilde bağlı olduğunu gösterdi. Gerçekten de, bir polimer seramikleştirme yöntemi ile üretilen bor nitrürü kullanarak, sistemin elektriksel özelliklerini değiştirmeden yakın alan elektromanyetik transferini bastırmak mümkündür.

Araştırmacıların hedefi artık grafenin yarı metalik doğasını kullanarak keyfi dalga boylarında elektrolüminesans oluşturmaktır. Bu değişkenlik, emisyon dalga boyu bant aralığı değeriyle sınırlandırılmış yarı iletkenlerden grafeni açıkça ayıracaktır. Uzun vadede, bu tür kaynağın benzeri görülmemiş esnekliği optik, telekomünikasyon ve elektronikteki uygulamalar için yolu açabilir.

Kaynak: Techno Science

[™ Admin]

"Optimizasyon Mekanizması": Fizikçi Yerçekiminin Bir Simülasyonda Olabileceğimize Dair Bir Kanıt Olduğunu İddia Ediyor

İngiltere'deki Portsmouth Üniversitesi'nde Fizik alanında Doçent olan bir kişi, yerçekiminin hesaplamalı veya simüle edilmiş bir evrendeki bilgi azaltıcı süreçlerle açıklanabileceğine inanıyor.

Dr. Melvin Vopson, evrenin doğası hakkında oldukça "büyük ama doğru" önerilerde bulunarak son yıllarda manşetlere çıktı ve evrenin aslında bir simülasyon olduğu hipotezini destekleyen (geçici) kanıtlar bulduğunu iddia etti. Özellikle kaşları kaldıran bir makalede Vopson, COVID-19'dan sorumlu SARS-CoV-2 virüsünün evrimini incelerken böyle bir kanıt bulduğunu iddia etti.

Yeni bir makalede, yerçekiminin aynı zamanda hesaplamalı bir evrende yaşadığımızın bir işareti olabileceğine neden inandığını açıklıyor. Hepsi, evreni incelemenin saygın ve bazen inanılmaz derecede yararlı bir yolu olan bilgi teorisindeki entropi kavramından kaynaklanıyor. Basit eski entropiye benzemesine rağmen, bilgi entropisi farklıdır.

"Belirli bir sistemin fiziksel entropisi, makro durumla uyumlu tüm olası fiziksel mikro durumlarının bir ölçüsüdür," diye açıklamıştı Vopson önceki bir makalesinde. "Bu, sistem içindeki bilgi taşımayan mikro durumların bir özelliğidir.

Aynı sistemi ve aynı fiziksel sistem içinde N bilgi durumu yaratılabileceğini (örneğin, içine dijital bitler yazarak) varsayarsak, bir dizi N bilgi durumu yaratmanın etkisi, mevcut fiziksel mikro durumlara bindirilmiş N ek bilgi mikro durumu oluşturmaktır.

Bu ek mikro durumlar bilgi taşıyan durumlardır ve bunlarla ilişkili ek entropiye bilgi entropisi denir."

Vopson'a göre, entropi zamanla artma eğilimindeyken, bilgi entropisi azalma eğilimindedir ve bu kuralı "bilgi dinamiğinin ikinci yasası" olarak adlandırır. Bunun bir örneği, evrenin termal denge durumuna ulaştığı evrenin ısı ölümüdür. Bu noktada, entropi maksimum değerine ulaşmıştır, ancak bilgi entropisi ulaşmamıştır.

Bu ısı ölümünde (veya hemen öncesinde), evrenin herhangi bir alanındaki sıcaklık ve olası durumlar aralığı çok küçüktür, bu da daha az olayın mümkün olduğu ve daha az bilginin üst üste bindirilebileceği anlamına gelir, bu da bilgi entropisini düşürür.

"İnfodinamiğin ikinci yasası kozmolojik bir zorunluluk olduğundan ve her yerde aynı şekilde geçerli göründüğünden, bunun tüm evrenin simüle edilmiş bir yapı veya dev bir bilgisayar gibi göründüğünü gösterdiği sonucuna varılabilir," diye açıkladı Vopson The Conversation için yazdığı bir makalede.

"Bizimki gibi süper karmaşık bir evren, bir simülasyon olsaydı, simülasyonu çalıştırmak için hesaplama gücünü ve veri depolama gereksinimlerini azaltmak amacıyla yerleşik bir veri optimizasyonu ve sıkıştırması gerektirirdi. Dijital veriler, biyolojik sistemler, matematiksel simetriler ve tüm evren dahil olmak üzere etrafımızda gözlemlediğimiz şey tam olarak budur."

Vopson yeni makalesinde yerçekimine odaklanıyor. Biyolojik sistemler ve simetrilerde olduğu gibi, yer çekiminin evrenin bilgiyi en aza indirmesinin ve hesaplama gücünden tasarruf etmesinin bir yolu olabileceğini öne sürüyor.

"Bu çalışmadaki bulgularım, evrenin dev bir bilgisayar gibi çalışabileceği veya gerçekliğimizin simüle edilmiş bir yapı olabileceği düşüncesiyle örtüşüyor," diye açıkladı Vopson bir açıklamada. "Bilgisayarların yerden tasarruf etmeye ve daha verimli çalışmaya çalışması gibi, evren de aynısını yapıyor olabilir. Yer çekimini düşünmenin yeni bir yolu - sadece bir çekim olarak değil, evrenin düzenli kalmaya çalışırken meydana gelen bir şey olarak."

Vopson, çalışmasında yer çekiminin entropik kuvvetlerden kaynaklandığını ileri sürmektedir. Esasen, birkaç nesneyi yer çekimi yoluyla birbirine yakın bir şekilde hareket ettirmek, tüm sistemi tanımlamak için gereken hesaplama gücünü azaltır.

"Basitçe söylemek gerekirse, uzayda tek bir nesnenin konumunu ve momentumunu izlemek ve hesaplamak, çok sayıda nesneden çok daha fazla hesaplama açısından etkilidir. Bu nedenle, yer çekimi çekiminin, bilgiyi sıkıştırma rolü olan bir hesaplama sürecindeki başka bir iyileştirme mekanizması olduğu anlaşılıyor," demiştir Vopson.

"Newton'un yer çekimi yasasını bilgi-teorik düşüncelerden türeterek, bu çalışma, yer çekimi çekiminin evrendeki bilgi entropisini azaltmaya yönelik temel bir dürtü nedeniyle ortaya çıktığı görüşünü desteklemektedir," diye eklemiştir makalede.

"Evrenin gerçekten de hesaplamalı bir yapı olup olmadığı hala açık bir soru, ancak yerçekiminin entropik doğası, bilginin fiziksel gerçekliğin temel bir bileşeni olduğuna ve veri sıkıştırmanın evrendeki fiziksel süreçleri yönlendirdiğine dair ikna edici kanıtlar sağlıyor. Gelecekteki araştırmalar bu çerçeveyi iyileştirmeye, göreli ve kuantum yerçekimi bağlamlarında uygulanabilirliğini keşfetmeye ve olası deneysel doğrulamaları araştırmaya odaklanmalıdır."

Simülasyon teorisi bilgisayar çağında popüler hale gelmiş olsa da, bu çalışma ilgi çekici kanıtlar veya bilimsel araştırma yolları açısından pek bir şey sunmuyor gibi görünüyor. Ayrıca, tüm simülasyon argümanlarının aynı felsefi kusurlarından muzdariptir ve "gerçek" fizik yasalarını "temel" gerçekliğe iter. Fizikçiler yerçekimini anlamak için yüzyıllardır çok çalışıyorlar ve "çünkü simüle edilmişiz" sorusuna tatmin edici ve bilimsel olmayan bir cevap gibi görünüyor. Bu, bunun imkansız olmadığı anlamına gelmiyor, ancak bir simülasyonda sıkışmış olsaydık, içinden söylemek, hatta kaçmak bile imkansız olabilir.

Kaynak: IFLS

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Perovskitli nükleer pil, onlarca yıllık güç için 56.000 kat daha fazla elektron hareketliliğine ulaştı

Güney Kore'deki Daegu Gyeongbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (DGIST) bir araştırma ekibi, perovskit soğurucu tabakayı radyoaktif izotop elektroduyla birleştiren yeni bir betavoltaik hücre geliştirerek elektron hareketliliğinde 56.000 kat artış elde etti.

Bu, on yıllarca şarj edilmeden istikrarlı, yüksek verimli güç üretimi vaat eden dünyanın ilk yeni nesil betavoltaik hücresinin yaratılmasını işaret ediyor.

Ekibi yöneten Profesör Su-Il In, "Bu araştırma, betavoltaik hücrelerin pratik uygulanabilirliğinin dünyada ilk kez gösterilmesini işaret ediyor" dedi.

Doğrudan bağlantı performansı artırıyor

Araştırma ekibi, radyoaktif izotop elektrodunu doğrudan bir perovskit soğurucu tabakaya bağladı.

Elektrot içine karbon-14 tabanlı kuantum noktaları yerleştirerek ve perovskit emici tabakanın kristalliğini titizlikle artırarak, hem kararlı güç çıkışı hem de önemli ölçüde iyileştirilmiş enerji dönüşüm verimliliği elde ettiler.

Araştırmacılar yeni bir çalışmada, "Perovskit film ve karbon nanopartikül/kuantum nokta elektrotlarının radyoaktif izotopları ile klor bazlı ikili katkı maddelerini kullanarak, betavoltaik cihazın faz kararlılığını ve güç dönüşüm verimliliğini artırdık," diye eklediler.

Bu atılım, enerji talebinin yüksek kaldığı askeri operasyonlar ve uzay araştırmaları gibi kritik uygulamalar için oldukça faydalı olabilir.

Profesör, "Aşırı ortamlar için yeni nesil güç kaynağı teknolojilerinin ticarileştirilmesini hızlandırmayı ve daha fazla minyatürleştirme ve teknoloji transferi yapmayı planlıyoruz," diye ekledi.

Geleneksel pillerin sınırlamalarının ele alınması
Geliştirme, lityum ve nikel bazlı tipler gibi mevcut pillerin, ısı ve nem gibi aşırı koşullarda kısa ömür ve kırılganlık gibi sorunlar yaşayan sınırlamalarını aşan güç çözümlerine olan artan ihtiyacı ele alıyor.

Araştırmacılar, "Son yıllarda, değişen enerji gereksinimlerini karşılamak için uzun ömürlü ve verimli enerji kaynaklarının geliştirilmesi önemli bir konu haline geldi" diye belirttiler.

"Betavoltaik hücreler, enerji kaynağı olarak radyoizotopları kullanma kabiliyetleri nedeniyle umut verici bir çözüm olarak ortaya çıktı. Olağanüstü uzun ömürleri ve yüksek enerji yoğunluklarıyla öne çıkıyorlar ve bu da onları, cihazın değiştirilmesinin veya bakımının pratik olmadığı uzak veya zorlu ortamlarda cihazlara güç sağlamak için ideal hale getiriyor."

Ancak, bu teknolojinin pratik gelişimi, radyoaktif malzemelerin işlenmesi ve hücre bileşenlerinin uzun vadeli kararlılığının sağlanmasının karmaşıklıkları tarafından engellendi.

Araştırma ekibi, karbon-14 izotopunu sağlam ve verimli perovskit tabakasıyla entegre ederek bu sorunları ele aldı.

Çalışmada, "Bu çalışma, perovskitin betavoltaik bir hücreye ilk başarılı entegrasyonunu temsil ediyor ve öncü perovskit betavoltaik hücreler (PBC'ler)" vurgulandı.

Önemli performans kazanımları gösterildi

Ortaya çıkan betavoltaik hücre, yalnızca elektron hareketliliğindeki muazzam artışı göstermekle kalmadı, aynı zamanda dokuz saate kadar sürekli çalışma için sabit güç çıkışını da korudu.

Elektron hareketliliğindeki 56.000 katlık kazanım ve uzun süreler boyunca sabit güç çıkışı ile kanıtlanan bu çarpıcı verimlilik artışı, betavoltaik teknolojinin geleneksel sınırlamalarının üstesinden gelmede önemli bir adım anlamına geliyor.

Çalışma, "Bu sonuçlar, alanda önemli bir ilerlemeyi işaret ediyor ve uzun vadeli, sabit gücün kritik olduğu zorlu ortamlarda enerji üretimi için perovskit betavoltaik hücrelerin pratik uygulamasına doğru umut verici bir yol sağlıyor" sonucuna vardı.

Kaynak: IE

[™ Admin]

Bilim İnsanları "Kara Delik Bombası" Yaptıklarını Söylüyor

Fizikçiler, ilk "kara delik bombasını" yaptıklarını söylüyorlar - 1960'ların sonlarına dayanan, kulağa uğursuz gelen bir kavram, ancak bu, zararsız bir kavram kanıtından biraz daha fazlası olarak hizmet ediyor.

New Scientist'in bildirdiğine göre, fikir, bir kara delik ile enerjiyi artırmak, ardından patlama elde edene kadar onu aynalarla hapsetmek. Ancak, ekibin bir laboratuvarda yarattığı şey, gezegeni yokluğa sürükleyebilecek gerçek bir kara delik olmadan zararsız bir test.

Ve düşman uzaylı medeniyetlerini haritadan silmenin yollarını aramak yerine, araştırmanın amacı kara deliklerin uzay-zaman dokusunu etraflarında nasıl sürüklediğini ve hızlandırdığını incelemektir; bu fenomen ilk olarak fizikçi Roger Penrose tarafından 1969'da teorize edilmiştir.

1971'de Belaruslu fizikçi Yakov Zel'dovich, enerji korunumu yasalarını ihlal etmeden, içindeki aşırı koşulları kullanarak bir kara deliğin dönme enerjisinin çıkarılıp çıkarılamayacağını araştırmak için dönen bir sistem geliştirdi. Mevcut teorilere göre, ışık yılları uzaklıktaki gerçek bir kara deliğin ölçeğinde, üretilen ve salınan enerji bir süpernova kadar olabilir.

Akran incelemesini bekleyen bir taslak makalede ayrıntılı olarak açıklanan son deneyde, ortak yazar ve Southampton Üniversitesi fizik profesörü Hendrik Ulbricht ve meslektaşları, enerjiyi yükseltmek ve pozitif bir geri bildirim döngüsü oluşturmak için silindirik bir ayna kullanarak "Zel'dovich etkisini" araştırdılar.

2020'de, COVID-19 kilitlenmelerinin en yoğun olduğu dönemde Ulbricht, dönen bir alüminyum silindir ve manyetik alanlardan erken bir kavram kanıtı oluşturdu.

"Her şey kapalıydı ve gerçekten sıkılmıştım ve bir şeyler yapmak istiyordum, bu yüzden kurulumu yaptım ve bu deneyleri yapmaya başladım ve amplifikasyon gördüm," dedi New Scientist'e. "O kadar heyecanlandım ki, aslında COVID sırasında beni kurtardığını söyleyebilirsiniz."

Bir araya getirdiği bir ekibin yardımıyla, araştırmacılar onun vizyonunu geliştirdiler, yüksek hızlarda bir silindirin etrafında mıknatıslanmış metal bobinleri döndürdüler. Ve şaşırtıcı bir şekilde, ekip başladıklarından daha büyük bir manyetik alanla sonuçlandı.

"Dönen bir silindire düşük frekanslı bir elektromanyetik dalga fırlatırsanız, fırlattığınızdan daha fazlasını geri alacağınızı kim düşünür?" Araştırmaya dahil olmayan Lizbon Üniversitesi fizik profesörü Vitor Cardoso, New Scientist'e söyledi. "Bu tamamen akıl almaz."

Bobinler tarafından manyetik alan üretilmese bile, kurulum yine de bir sinyal üretecekti ve bu da deneyin enerjinin bir kara deliğin yakınında nasıl davrandığına dair mevcut teorileri doğruladığını gösteriyordu.

Ulbricht, New Scientist'e "Temel olarak gürültüden bir sinyal üretiyoruz ve bu, kara delik bombası önerisinde olan şeyle aynı şey," dedi.

Ekip, araştırmalarının kara deliklerin yakındaki parçacıkları nasıl enerjilendirdiği hakkında daha iyi bir fikir edinmemizi sağlayabileceğini ve hatta evrendeki maddenin yaklaşık %27'sini oluşturduğuna inanılan gizemli madde olan karanlık maddeye ışık tutabileceğini umuyor.

Gerçek bir kara delikten enerji toplamaktan -veya ilk etapta bir kara deliği yakalamaktan veya yaratmaktan- hala çok uzak olsak da, ekip araştırmalarının doğru yönde atılmış küçük bir adım olmasını umuyor.

Ekip, makalelerinde "Gelecek için bir zorluk, kendiliğinden oluşan [elektromanyetik] dalga üretiminin ve vakumdan kaynaklanan kaçak amplifikasyonun gözlemlenmesi olmaya devam ediyor," diye yazdı. "Ancak burada sunulan sonuçlara bakılırsa, bu artık tamamen teknolojik (çok zor olsa bile) bir başarı olarak kalmaya devam ediyor."

Kaynak: Futurism

[™ Admin]

 

[™ Admin]

ABD'li bilim insanları 70 yıllık füzyon mücadelesini sonlandırarak daha iyi reaktörler için yol açtı

On yıllardır füzyon enerjisi insanlığa temiz, güvenli ve neredeyse sınırsız devrim niteliğinde bir güç kaynağı vaat etti.

Fosil yakıtların veya geleneksel nükleer enerjinin aksine füzyon, sera gazı emisyonları veya uzun ömürlü radyoaktif atıklar olmadan büyük miktarda enerji açığa çıkarmak için atomları birleştirerek güneşin enerji üretimini taklit eder.

Ancak inatçı bir sorun bu rüyayı erişilemez kıldı: füzyon reaktörlerinin içinde yüksek enerjili parçacıkları güvenilir bir şekilde tutamama.

Bu parçacıklar — plazmayı sürekli füzyon için yeterince sıcak tutmak için gereklidir — reaktörün manyetik alanındaki deliklerden kaçma eğilimindedir, enerjiyi boşaltır ve reaksiyonu durdurur.

Şimdi, Austin'deki Teksas Üniversitesi, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı ve Birinci Tip Enerji Grubu'ndan bir araştırma ekibi, bu manyetik kusurları düzeltmenin daha hızlı ve daha doğru bir yolunu keşfetti.

Bu, en umut verici füzyon reaktörü tasarımlarından biri olan stellaratörlerin gelişimini on kat hızlandırabilir.

Parçacıkların sızdırmaya devam etmesinin nedeni

Füzyon reaktörleri, güçlü manyetik alanlar içinde hapsedilmiş aşırı ısıtılmış plazmaya bağlıdır.

Plazmanın ısısını ve basıncını korumasına yardımcı olması gereken yüksek enerjili alfa parçacıklarının kaçması önemli bir sorun olmuştur. Bu parçacıklar sızdığında, reaksiyonu zayıflatır ve sürekli füzyon için gerekli koşulları engeller.

Stellaratörler özellikle bu parçacıkları hapseden bir "manyetik şişe" oluşturmak için karmaşık manyetik bobinlere güvenir.

Ancak, bu manyetik alanlar genellikle alfa parçacıklarının kaçtığı görünmez "delikler" içerir. Bu kusurları Newton yasalarına dayanan geleneksel yöntemlerle belirlemek ve düzeltmek hesaplama açısından yoğun ve yavaştır.

Mühendislerin yüzlerce bobin varyasyonunu simüle etmesi ve test etmesi gerektiğinden tasarım süreci zahmetli hale gelir.

Yeni yaklaşım tasarım süresini %90 oranında kısaltıyor

Sürecin yönetilebilir olması için bilim insanları uzun zamandır daha hızlı ancak çok daha az doğru bir teknik olan ve sıklıkla ciddi hatalara yol açan bozulma teorisini kullanıyor.

Araştırma ekibi tarafından geliştirilen ve yakın tarihli makalelerinde ayrıntılı olarak açıklanan yeni yöntem, hesaplama gücünün yalnızca onda birini gerektirirken manyetik delikleri doğru bir şekilde bulmak ve ortadan kaldırmak için simetri teorisini kullanıyor.

UT'de fizik yardımcı doçenti ve makalenin ilk yazarı olan Josh Burby, "En heyecan verici olan şey, yaklaşık 70 yıldır açık bir sorun olan bir şeyi çözüyor olmamız," diyor. "Bu, bu reaktörleri nasıl tasarladığımızda bir paradigma değişimi."

Stellaratörlerin ötesinde etki: Tokamak güvenliği kazanımları

Yöntem stellaratörler için tasarlanmış olsa da uygulamaları tokamaklara kadar uzanıyor; stellaratörlerin daha yaygın olarak incelenen kuzeni.

Tokamaklarda tehlike, uygun şekilde kontrol altına alınmadıklarında reaktör duvarlarını delebilen kaçak elektronlarda yatıyor. Yeni teknik, manyetik alanlardaki zayıf noktaları haritalamaya yardımcı olabilir ve potansiyel olarak reaktör güvenliğini ve dayanıklılığını iyileştirebilir.

Burby, "Şu anda sonuçlarımız olmadan alfa parçacıklarının hapsedilmesi sorusuna teorik bir cevap bulmanın pratik bir yolu yok," dedi.

"Newton yasalarının doğrudan uygulanması çok pahalıdır. Bozulma yöntemleri büyük hatalar yapar. Bizimkisi bu tuzakları aşan ilk teoridir."

Ticari füzyon enerjisine doğru

Bu atılım yalnızca belirli bir teknik darboğazı ele almakla kalmıyor, aynı zamanda füzyon enerjisini ticarileştirmek için yarışan şirketlere somut bir araç da sağlıyor.

Kaynak: IE

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Çin'in nükleer reaktörü en uzun çalışma rekorunu kırdı; 12,5 milyar kWh üretti

Çin, Qinshan Faz III nükleer santralinin 1. Ünitesi ile tarih yazdı. 1 Mayıs'ta, ünite etkileyici bir şekilde 738 gün boyunca kesintisiz çalıştıktan sonra çevrimdışı bırakıldı.

Bu, hem Çin hem de dünya için yeni bir rekor. Şu anda küresel olarak bir CANDU-6 reaktörü tarafından kesintisiz olarak gerçekleştirilen en uzun çalışma ve Çin'deki herhangi bir nükleer reaktör tarafından gerçekleştirilen en uzun operasyonel seri.

Qinshan III Ünite 1 için son çalışma döngüsü 24 Nisan 2023'te başladı. O dönemde nükleer santral 12,5 milyar kilovatsaatten fazla elektrik üretti. China National Nuclear Corporation'a (CNNC) (World Nuclear News aracılığıyla) göre bu, 4,19 milyon ton standart kömür tasarrufuna ve karbondioksit emisyonlarını 10,98 milyon ton azaltmaya eşdeğerdir.

Bu performans, reaktörün verimliliğini ve güvenilirliğini vurgulamaktadır. CANDU reaktörleri, diğer birçok nükleer santral tasarımının aksine, yakıt ikmali yapılırken çevrimiçi kalabilme yetenekleriyle bilinir.

CANDU reaktörleri: Küresel bir varlık

CANDU-6 reaktörleri şu anda birçok ülkede faaliyettedir. Toplamda dokuz reaktör bulunmaktadır. Bunlar arasında Romanya'daki Cernavoda santralindeki 1 ve 2 numaralı üniteler, Arjantin'deki Embalse santrali, Kanada'daki Point Lepreau santrali, Çin'deki Qinshan III'teki 1 ve 2 numaralı üniteler ve Güney Kore'deki Wolsong santralindeki 2 ila 4 numaralı üniteler yer almaktadır.

CANDU, "CANada Deuterium Uranium" anlamına gelir. Kanada'da geliştirilen basınçlı ağır su reaktörünü (PHWR) ifade eder. Bu reaktörler, moderatör olarak ağır su (döteryum oksit) ve yakıt olarak doğal uranyum kullanır. Tasarım, 1950'lerde ve 1960'larda Kanada Atom Enerjisi Limited (AECL), Ontario Hidro-Elektrik Güç Komisyonu ve diğer ortakların da dahil olduğu bir konsorsiyum tarafından öncülük edildi.

CANDU tasarımının öne çıkan özelliklerinden biri yatay kalandriya kabıdır. Yüksek sıcaklıktaki soğutma suyunun geçmesine izin veren 480 tüp içerir. Her tüpte iki uç bağlantı parçası bulunur ve operatörlerin tüm reaktörü kapatmadan ayrı kanalları yakıt ikmali yapmasını sağlar. Bu özellik, CANDU reaktörlerinin elde ettiği uzun operasyonel serilerin temel nedeni olmuştur.

En uzun sürekli nükleer operasyon için küresel rekor hala başka bir PHWR'ye aittir: Kanada'daki Darlington Ünitesi 1. Bu ünite, 1.106 gün boyunca sürekli çalıştıktan sonra Şubat 2021'de devre dışı bırakıldı.

Nükleer santralin ömrünü 30 yıl daha uzatmak için yenilenmesi
Qinshan Faz III, sırasıyla 2002 ve 2003'te faaliyete geçen iki CANDU-6 reaktöründen (Ünite 1 ve 2) oluşuyor. Bu üniteler, AECL'nin ana yüklenici olarak hizmet verdiği anahtar teslim bir projenin parçasıydı. CNNC, santralin çoğunluk sahibiyken, Üçüncü Qinshan Nükleer Güç Şirketi günlük operasyonları yürütüyor.

Her iki reaktör de orijinal 30 yıllık tasarım ömürlerinin sonuna yaklaşırken, tam bir yenileme programı devam ediyor. Bu çalışma, eskiyen yakıt kanallarının değiştirilmesini ve binlerce yardımcı bileşenin elden geçirilmesini içeriyor. Amaç, reaktörlerin 30 yıl daha çalışmasını sağlamak.

Bu tür bir yenileme karmaşık bir görevdir. Calandria'daki 480 basınç borusunun her biri dikkatlice sökülmeli ve değiştirilmelidir. Bu kanallar nükleer yakıtı taşır ve onlarca yıl boyunca yüksek basınç ve sıcaklık altında çalışmalıdır.

CANDU tasarımları yıllar içinde evrimleşmiştir. İlk modeller, çok reaktörlü tesislerde kullanım için ideal olan yaklaşık 500 MWe üretiyordu. Daha sonra tasarım, bağımsız üniteler veya daha küçük tesisler için optimize edilmiş 600 MWe sınıfı CANDU 6'ya dönüştürüldü. Ayrıca, CANDU 6'nın tasarım prensiplerini uygulayarak reaktörün daha büyük bir versiyonu olan CANDU 9'u yaratma girişimi de oldu.

Qinshan reaktörlerinin devam eden başarısı ve modernizasyonu, CANDU teknolojisinin, kuruluşundan on yıllar sonra bile nükleer enerji için güvenilir ve sürdürülebilir bir seçenek olmaya devam ettiğini gösteriyor.

Kaynak: IE

[™ Admin]

Yeni Alt Atomik Parçacık Keşfi Fiziği Yeniden Yazabilir

Parçacık fiziği dünyası, Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü olarak da bilinen Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire'in (CERN) yeni keşfiyle sarsıldı. Bilim insanları tarafından keşfedilen yeni bir alt atomik parçacık, evrenin temel blokları hakkındaki bilgilerimizi değiştirebilir. Bu heyecan verici keşif, alt atomik parçacıkların onlarca yıllık davranışını ve etkileşimini açıklayan teori olan Standart Model'in değiştirilmesine veya yeniden yazılmasına ilham verebilir.

Yeni Alt Atomik Parçacık Nedir?

Yeni alt atomik parçacığa güzellik-lambda baryonu adı verilir. Proton ve nötronları içeren baryonlar olarak bilinen bir parçacık grubuna aittir. Bu parçacıklar üç kuarktan oluşur. Bu durumda, güzellik-lambda baryonu bir "güzellik" veya "alt" kuarktan oluşur. Bu parçacığı bu kadar benzersiz kılan şey, nasıl bozunduğudur. Bilim insanları, onun ve antimadde muadilinin nasıl bozunduğu konusunda garip bir fark gözlemlediler. Genellikle parçacıklar ve onların antimadde versiyonları neredeyse aynı şekilde davranır. Ancak bu durumda öyle olmadı.

Fizikçiler bu tür fark yük paritesi (CP) ihlali adını verirler. Parçacıkların ve onların ayna görüntüsü antiparçacıklarının aynı şekilde davranması gerektiğini öne süren bir simetri yük paritesidir (CP). Aynı şekilde davranmadıklarında, bu alışılmadık ayrım evrenin neden antimadde yerine maddeyle dolu olduğunu açıklamaya yardımcı olur - CP ihlali ortaya çıkar.

Keşfin Fizik İçin Önemi

Dünyanın en büyük ve en güçlü parçacık hızlandırıcısı olan CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) ile çalışan araştırmacılar bu keşfi yaptı. LHC, protonları yüksek hızlarda çarpıştırarak nadir parçacıklar yaratabilir ve bilim insanlarının davranışlarını gözlemlemelerine olanak tanır.

Bilim insanları yıllarca CP ihlallerini yalnızca bir kuark ve bir antikuark içeren mezonlarda gözlemlediler. Şimdi, bunu ilk kez bir baryonda açıkça gözlemlediler. Bilim insanları, parçacığın ve onun antimadde versiyonunun nasıl bozunduğu konusunda küçük ama belirgin bir fark, yaklaşık %2,5, buldular. Bu küçük görünebilir, ancak fizikte büyük bir olaydır.

Bu yeni bulgu, parçacık fiziğini onlarca yıldır açıklayan Standart Model'e tam olarak uymuyor. Bu nedenle, daha büyük bir şeyin, hatta bilinmeyen kuvvetleri veya parçacıkları içeren yeni bir modelin başlangıcı olabilir.

Atomaltı Parçacık Davranışı ve Evrenin Kökenleri

Fizikteki en büyük gizemlerden biri, evrenimizin neden maddeden oluştuğudur. Teoride, Büyük Patlama'dan sonra eşit miktarda madde ve antimadde var olmalı ve birbirini iptal etmeliydi. Ancak bu olmadı. Güzellik-lambda baryonu gibi atomaltı parçacıkların davranışı ipuçları sunabilir. Bu yeni parçacıkta görülen CP ihlali, küçük bir dengesizliğin maddeyi nasıl desteklediğini ve bugün içinde yaşadığımız evrene nasıl yol açtığını açıklamaya yardımcı olabilir.

Bu keşif, bilim insanlarının bilimdeki en büyük sorulardan bazılarını yanıtlamasına yardımcı olabilir: Neden buradayız? Büyük Patlama'dan sonra ne oldu? Evren hangi kuralları takip ediyor?

Parçacık Fiziğinde Sırada Ne Var?

Keşif sadece bir başlangıç. Bilim insanları gelecekteki LHC çalışmalarında daha fazla veri toplamayı planlıyor. Çarpıştırıcının bir sonraki yükseltmesi olan Yüksek Parlaklıklı LHC, nadir parçacıkların daha da hassas bir şekilde incelenmesine olanak tanıyacak. Ayrıca, LHC'den daha güçlü olacak önerilen bir makine olan Geleceğin Dairesel Çarpıştırıcısı için de planlar var. Daha yüksek enerjilerle daha fazla bilinmeyen parçacık bulabilir ve yeni fiziksel yasaları ortaya çıkarabilir.

Fizikçiler, güzellik-lambda baryonu gibi atom altı parçacıkların sürekli incelenmesinin her şeyin daha eksiksiz bir teorisine, bilinen tüm kuvvetleri ve parçacıkları birbirine bağlayan bir modele yol açacağını umuyorlar.

Atom Altı Fiziği İçin Bir Dönüm Noktası

Bu yeni atom altı parçacık keşfi, fizikte bir dönüm noktasıdır. Mevcut teorilere meydan okuyor ve keşif için yeni yollar sunuyor. Bilim insanları, ilk kez bir baryonda net bir CP ihlali gördüler ve bu da Standart Model'in parçacık davranışı konusunda son söz olmayabileceğini gösteriyor. Araştırmalar devam ederken, bu minik parçacık evreni anlama şeklimizi önemli ölçüde değiştirebilir. LHC'nin derinliklerinden uzayın en uzak noktalarına kadar, atom altı parçacıklar aracılığıyla bilgi arayışı henüz bitmedi.

Kaynak: Weather Fox

[™ Admin]

Çin, 500+ kübit desteğine sahip dördüncü nesil kuantum kontrol sistemini tanıttı

Origin Wukong'un geliştiricileri Origin Quantum Computing Technology Co., 500'den fazla kübiti destekleyen Çin'in dördüncü nesil kendi geliştirdiği kuantum kontrol sistemini piyasaya sürdü. Origin Tianji 4.0 olarak adlandırılan bu, Çin'in kuantum teknolojisi hedefleri için önemli bir dönüm noktasıdır.

Origin Quantum'un Salı günü Global Times aracılığıyla yaptığı açıklamaya göre, bu lansman, Çin'in kuantum hesaplama çabalarında önemli bir dönüm noktasını işaret ediyor ve tekrarlanabilir, yinelemeli mühendislikle yönlendirilen yüz kübitlik kuantum bilgisayarlarının ölçeklenebilir, endüstriyel düzeyde üretiminin önünü açıyor.

Kuantum kontrol sistemi, bir kuantum bilgisayarının beyni gibidir. Kuantum çipleriyle konuşmak için özel sinyaller göndermeye ve almaya yardımcı olur. Origin Tianji 4.0 adlı yeni sürüm, eski sürüme göre büyük bir gelişmedir. China News Service, artık daha büyük büyüme, sorunsuz çalışma, istikrarlı kalma ve kendi başına daha fazla şey yapma konusunda daha iyi olduğunu söyledi.

Teknolojideki gelişmeler

Takım, tamamen kendi geliştirdiği donanım ve yazılım mimarileri aracılığıyla kuantum yongalarının verimli kontrolünü ve hassas okumasını geliştirerek kuantum bilgisayarlarının geliştirilmesini ve teslimatını önemli ölçüde hızlandırdı, dedi Anhui Quantum'un müdür yardımcısı Kong Weicheng

Origin Tianji 4.0 ayrıca dört çekirdek yazılım sistemiyle entegre edilmiştir. Bu, kuantum yongasının verimliliğinin artırılmasına yardımcı olmuştur. Doktora düzeyinde mükemmellik gerektiren görevler artık normal mühendisler tarafından yürütülebilen standart iş akışlarına dönüştürülmüştür.

Mühendislik yeteneklerini keşfetme

Origin Tianji 4.0'ın lansmanı, Çin'in kuantum hesaplama endüstrisinin artık tekrarlanabilir ve yinelemeli mühendislik üretim yeteneklerine sahip olduğunu ve yüz kübitlik kuantum bilgisayarlarının seri üretimi için temel oluşturduğunu gösteriyor, dedi Anhui Kuantum Hesaplama Mühendisliği Araştırma Merkezi müdürü ve Origin Quantum'un baş bilim insanı Guo Guoping Salı günü Global Times'a.

Origin Tianji’nin 4.0’ın öncülü, kendi geliştirdiği süperiletken kuantum bilgisayarı Origin Wukong’a da güç verdi. Dünya çapında 139 ülke ve bölgeden 26 milyondan fazla kullanıcı için 380.000’den fazla kuantum hesaplama görevini tamamladı. Guo’ya göre, geçen yıl 6 Ocak’ta faaliyete geçti ve finans, biyomedikal ve akışkan dinamiği gibi çeşitli alanlarda destek sağladı.

Global Times’ın bu yılın Mart ayında şirketten öğrendiğine göre, Origin Wukong’a yapılan küresel ziyaretler 20 milyonu aştı ve en aktif olanlar ABD, Rusya, Japonya ve Kanada’dan gelen kullanıcılar oldu.

Guo, Origin Tianji 4.0’ın şu anda Çin’in yeni nesil kuantum bilgisayarının geliştirilmesini desteklediğini ve kuantum teknolojisi liderliği için küresel yarışta tamamen kendi kendini kontrol eden bir “Çin çözümüne” katkıda bulunduğunu söyledi.

Origin Wukong, Global Times'ın bu yılın başlarında Mart ayında şirketten ortaya çıkardığı bilgilere göre, kullanıcıların çoğunluğu ABD, Rusya, Japonya ve Kanada'dan olmak üzere 20 milyondan fazla küresel ziyaret tarafından izlendi.

Origin Tianji 4.0, Çin'in ölçeklenebilir kuantum bilişimine doğru ilerlemesinde önemli bir adım teşkil etse de, ilerlemenin çoğu erken aşama uygulamasında kalmaya devam ediyor. Sistemin gelişmiş otomasyonu, entegrasyonu ve uluslararası erişimi umut verici işaretler olsa da, kuantum bilişimindeki küresel rekabet şiddetli ve hızla gelişiyor.

Bu gelişmelerin gerçek etkisi, Çin'in önümüzdeki yıllarda mühendislik kilometre taşlarını tutarlı, gerçek dünya uygulamalarına ne kadar etkili bir şekilde dönüştüreceğine bağlı olacak.

Kaynak: IE

[™ Admin]

Kanada, Batı'daki ilk mini nükleer reaktörü başlatma yarışında İngiltere'yi geride bıraktı

Kanada, Batı'daki ilk mini nükleer reaktörün inşasını onaylayarak teknolojiyi onaylama yarışında İngiltere'yi geride bıraktı.

Ontario Hükümeti, GE Hitachi'nin ilkinin 2029'a kadar faaliyete geçmesiyle birlikte dört küçük nükleer reaktör (SMR) inşa etmesi için milyarlarca dolarlık bir planı onayladı. Proje 18.000 iş yaratacak ve 20,9 milyar Kanada dolarına (11,3 milyar sterlin) mal olacak.

Karar, GE Hitachi'nin İngiltere'nin ilk mini nükleer reaktörünü inşa etmek için hükümet öncülüğündeki bir rekabette İngiltere'nin Rolls-Royce ve ABD şirketi Holtec ile rekabet etmesiyle geldi. İngiltere'nin kendi SMR'sinin 2030'ların ortalarına kadar faaliyete geçmesi beklenmiyor.

GE Hitachi'nin İngiltere direktörü Andy Champ şunları söyledi: "Kanada'da inşaata devam etme kararı, BWRX-300'ümüzün Batı dünyasında konuşlandırma sözleşmesi olan tek SMR olması anlamına geliyor ve bu da bizi en düşük riskli seçenek haline getiriyor."

Great British Nuclear'ın (GBN) bu yaz SMR sözleşmesinin kazanan teklif sahiplerini duyurması bekleniyor ve katılımcıların üç ila dört küçük reaktör inşa etmesi bekleniyor.

Santralleri Britanya'ya getirme yarışması, "işkence edici derecede yavaş" bir Whitehall süreci olarak tanımlanan bir süreçte defalarca ertelendi. Kazanan teknolojilerin başlangıçta 2024'ün sonlarına doğru seçilmesi gerekiyordu, ancak bu zaman çizelgesi defalarca kaydı.

Gecikmeler, endüstrinin Britanya'nın teknolojiden yararlanmak için küresel yarışta geride kalma riskiyle karşı karşıya olduğu yönündeki uyarılarına yol açtı. İlk sözleşmeleri veren ülkelerin, ülkelerinde fabrikalar kurmaları muhtemeldir; bu, endüstri geliştikçe kesin bir şey olmayabilir. Rolls-Royce'un patronu Tufan Erginbilgiç, geçen yıl The Telegraph'a İngiltere'nin "öncü avantajını" kaybetme riskiyle karşı karşıya olduğunu söyledi.

SMR'ler, fabrikalarda üretilebildiği ve yerinde monte edilebildiği için nükleer teknolojide önemli bir atılım olarak görülüyor, bu da yeni bir nükleer santralin inşa süresini on yıllardan yıllara indirerek milyarlarca sterlin tasarruf sağlıyor.

GBN, "teknoloji ortakları" için toplamda 20 milyar sterlin değerinde sözleşmeler duyurdu, bu rakamın iki kazanan teklif arasında paylaşılması bekleniyor. Ancak, bu bütçenin Şansölye'nin departmanlar arası harcama incelemesinden dolayı baskı altına girmesi bekleniyor.

Dört Kanada reaktörü 1,2 milyon ev için yeterli temiz enerji sağlayacak ve 1.200 megavat (MW) güç üretecek. Hükümete ait Ontario Power Generation, ticari olarak temin edilebilen uranyumu kullanarak güç üreten bir GE Hitachi BWRX-300 kuracak.

Enerji Bakanı Stephen Lecce, "Bu, G7'deki ilk küçük modüler reaktörün inşasına başladığımız için Kanada için tarihi bir gün," dedi.

"Tam burada Ontario'da inşa edilen bu ulus inşa projesi, Ontario'yu korumak ve ekonomimizi serbest bırakmak için ihtiyaç duyacağımız olağanüstü miktarda güvenilir ve temiz enerjiyi sağlamaya yardımcı olmak için Kanadalı çelik, beton ve malzemeler kullanan Kanadalı işçiler tarafından yönetilecek."

Kaynak: The Telegraph

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Yeni kuantum kütle çekimi keşfi kuantum mekaniği ve göreliliği birleştirebilir

Bilimdeki atılımlar genellikle basit bir soru ve yıllarca süren yorulmak bilmez keşiflerle başlar. Küçük moleküllerin mikroskobik gözeneklerden kayma biçiminden, kozmik tekilliklerin yakınındaki maddenin şaşırtıcı davranışına kadar, her yeni içgörü gerçek dünyada etkili keşiflere kapı açar.

Nanometre ölçeğindeki kimyada ve astrofizikte olmak üzere iki yeni gelişme dalga yaratıyor. Gözenekli malzemelerdeki moleküllerin hareketini inceleyen bilim insanları ve nadir kozmik olayları gözlemleyen araştırmacılar, hem endüstriyi hem de evrene bakış açımızı yeniden şekillendirebilecek mekanizmaları ortaya çıkardılar.

Moleküler Difüzyonun Vaadi

Malzeme bilimindeki en umut verici alanlardan biri moleküler difüzyona odaklanır. Bu, moleküllerin küçük, sınırlı alanlarda hareket etme şeklidir; gaz ayırma, kataliz ve enerji depolama gibi teknolojilerin ardındaki temel bir süreçtir. Metal-organik çerçeveler anlamına gelen MOF adı verilen malzemeler, esnek yapıları ve ayarlanabilir kimyaları nedeniyle güçlü araçlar olarak ortaya çıkmıştır.

Ancak moleküllerin bu çerçeveler içinde nasıl davrandığını tahmin etmek basit değildir. Gözenek boyutu, şekli, kimyasal tepkime ve hatta malzemenin nasıl esnediği bile bir rol oynar. Bu faktörleri tek tek incelemek yönetilebilirdi. Ancak moleküler akışı kontrol etmek için birlikte nasıl çalıştıklarını anlamak, malzeme tasarımcıları için büyük bir engel olmaya devam ediyor.

Bunu ele almak için araştırmacılar, yağlayıcılar, pestisitler ve plastikler yapmakta kullanılan bir grup kimyasala yöneldi. İki benzer molekülün (1-bromopropan (1BP) ve 2-bromopropan (2BP)) bir MOF'tan nasıl geçtiğine bakarak, difüzyon davranışını nasıl kontrol edeceklerini ve hatta tersine çevireceklerini çözmeyi amaçladılar. Bu içgörüler daha iyi endüstriyel ayırma süreçlerine yol açabilir.

Metal-Organik Çerçevelerin İşlenmesi

Nature Communications'da yayınlanan sonuçlar şaşırtıcı bir sonucu ortaya koydu. Bilim insanları dikkatlice hazırlanmış bir MOF ince film kullandılar ve bir izomerin diğerine göre doğal tercihinin tersine çevrilebileceğini gösterdiler. Difüzyon seçiciliğindeki bu tersine çevirme, moleküllerin yapı içinde etkileşim kurma biçimini ayarlayarak elde edildi.

MOF'ları, iki organik molekülle (bdc ve azbpy) birbirine bağlı bakır bazlı çark düğümleriyle inşa edildi. Bu, iki benzersiz gözenek penceresine sahip sütunlu bir katman yapısı oluşturdu: biri sadece 7,3 x 4,3 angstrom ve diğeri 9,7 x 6,9 angstrom ölçülerinde. Bu boyutlar, izomerleri yüksek hassasiyetle ayırmak için ince ayarlandı.

MOF'un kanallarının tam olarak hizalandığından emin olmak için ekip, katman katman epitaksiyel büyüme adı verilen bir yöntem kullandı. Daha sonra son yapı, X-ışını kırınımı ve elektron mikroskobu gibi araçlar kullanılarak doğrulandı. Bu görüntüleme teknikleri, malzemenin tasarımını ve seçici performansının anahtarı olan gözeneklerinin hizalanmasını doğruladı.

Moleküler simülasyonların kinetik deneylerle birleştirilmesi, adsorbat (izomerler) ve MOF çerçevesi arasındaki kimyasal etkileşimlerin difüzyon oranlarını modüle edebileceğini ortaya koydu.

Araştırmacılar, nanokanalların yöneliminin ve gözenek yüzeylerindeki kimyasal işlevselliğin, moleküler hareketi kontrol etmek için sinerjik olarak çalıştığını buldular. Dinamik etkileşimler, ekibin 1BP ve 2BP'nin difüzyon seçiciliğini tersine çevirmesine olanak tanıyarak moleküler yolların atomik ölçekte nasıl manipüle edilebileceğini gösterdi.

Hassas Kimyasal Ayrıştırmalar

Bu bulgular, hassas kimyasal ayrıştırmalar gerektiren endüstriyel süreçler için önemli çıkarımlar içeriyor. Araştırmacılar, "MOF'lar içindeki dinamik kimyasal etkileşimler yalnızca moleküler difüzyonu düzenlemekle kalmıyor, aynı zamanda belirli uygulamalar için malzeme özelliklerini ince ayar yapmak için bir yol da sunuyor" diye belirtti. Bu etkileşimlerden yararlanarak, MOF'lar ayırma teknolojilerini daha enerji verimli ve çevresel olarak sürdürülebilir hale getirebilir.

Astrofizikçiler, kütleçekimsel çöküşten kaynaklanan sonsuz yoğunluk noktaları olan tekillikleri araştırarak evrenin geleneksel anlayışlarına meydan okuyorlar.

Geleneksel olarak, tekilliklerin yalnızca gözlemi engelleyen olay ufuklarının ardında gizlenmiş kara delikler içinde var olduğu düşünülüyor. Ancak, son araştırmalar, evrenin temel yapısı hakkında benzeri görülmemiş içgörüler sunabilecek çıplak veya görünür tekilliklerin varlığını öne sürüyor.

İlgili araştırmalarda, Profesörler Pankaj Joshi ve Sudip Bhattacharyya, erken evrendeki kütleçekimsel çöküşün ilkel çıplak tekillikler (PNaS'ler) üretmiş olabileceğini öne sürdüler. Kara deliklerin aksine, PNaS'ler olay ufuklarıyla örtülmez ve bu da onları gözlemlenebilir hale getirir. Bu tekillikler, evrenin toplam kütle-enerji içeriğinin yaklaşık %25'ini oluşturan karanlık maddenin önemli bir bölümünü temsil edebilir.

Kara Delikler ve Çıplak Tekillikler

Araştırmaları, erken evrendeki kuantum dalgalanmalarının ilkel kara deliklerin oluşumuna yol açabileceğini öne süren Stephen Hawking ve diğerlerinin daha önceki hipotezlerine dayanmaktadır. Joshi ve Bhattacharyya, yeterince yoğun madde bölgelerinin bunun yerine PNaS'ler oluşturabileceğini göstererek bu fikri genişlettiler.

Bu çıplak tekillikler, kuantum mekaniğini genel görelilikle uzlaştırmayı amaçlayan teorik bir çerçeve olan kuantum çekimini incelemek için nadir bir fırsat sağlayabilir. Araştırmacılar, "Kuantum yerçekimini anlamak, fiziğin son büyük sınırlarından biridir," dediler. "PNaS'ler, kara deliklerde erişilemeyen fenomenleri gözlemlemek için eşsiz bir fırsat sunuyor."

PNaS'ler karanlık maddenin önemli bir bölümünü oluşturuyorsa, evreni algılama şeklimizi temelden değiştirebilirler. Sadece yerçekimi yoluyla etkileşime giren geleneksel karanlık maddenin aksine, PNaS'ler doğrudan gözlemlenebilir ve incelenebilir. Bu erişilebilirlik, yerçekiminin kuantum etkilerini araştırmak için yeni yollar açar ve bu da fizikçilerin evrenin birleşik bir teorisini geliştirmelerine yardımcı olabilir.

Karmaşık Sistemlerin Ortak Takibi

Ölçek ve konu bakımından farklılıklarına rağmen, MOF'lerde ve kozmik tekilliklerde moleküler difüzyon çalışmaları ortak bir arayışı paylaşır: altta yatan prensiplerini ortaya çıkarmak için karmaşık sistemleri anlamak. Hesaplamalı modelleme ve deneysel tekniklerdeki gelişmeler her iki çaba için de kritik öneme sahiptir.

MOF'ler alanında, moleküler dinamik simülasyonları difüzyon yolları ve kimyasal etkileşimler hakkında değerli içgörüler sağlar. Bu araçlar araştırmacıların MOF çerçevesindeki yapısal değişikliklerin moleküler hareketi nasıl etkilediğini tahmin etmelerini sağlar.

Benzer şekilde astrofizikte teorik modeller ve simülasyonlar kütleçekimsel çöküş ve kuantum dalgalanmaları gibi fenomenleri görselleştirmeye yardımcı olur ve araştırmacılara evrenin aşırı koşullarını keşfetmede rehberlik eder.

Her iki alan da disiplinler arası iş birliğinin önemini vurgular. Kimyacılar, fizikçiler ve hesaplamalı bilim insanları MOF'ların işlevselliğini geliştirmek için birlikte çalışırken, astrofizikçiler tekillik modelleri geliştirmek için kuantum teorisinden ve genel görelilikten yararlanır. Bu tür iş birlikleri ilerlemeyi hızlandırır ve bilimsel keşifler için yeni olasılıklar açar.

Gerçek Dünyadaki Olası Uygulamalar

Bu bulguların olası uygulamaları çok geniştir. Ayarlanabilir difüzyon özelliklerine sahip MOF'lar, petrokimyasallar, ilaçlar ve çevresel iyileştirme gibi kimyasal ayırmalara bağımlı endüstrilerde devrim yaratabilir. Enerji verimlilikleri ve uyarlanabilirlikleri, onları karbon yakalama ve hidrojen depolama gibi sürdürülebilir teknolojiler geliştirmek için ideal hale getirir.

Astrofizikte, PNaS'ler karanlık madde ve kuantum yerçekimini, yani modern bilimin en derin gizemlerinden ikisini anlamanın anahtarını elinde tutabilir. Bu tekillikler, kütle çekim sistemlerinde kuantum etkilerini ortaya çıkarabilir ve daha önce ulaşılamaz olduğu düşünülen içgörüler sunabilir. Ayrıca, kuantum yerçekiminin önerilen teorilerini test etmek için doğal laboratuvarlar olarak hizmet edebilir ve kuantum mekaniği ile genel görelilik arasındaki boşluğu kapatabilir.

Her iki çalışma da bilimsel sınırları zorlamanın değerini vurgular. Araştırmacılar, MOF'ların nanoölçekli dünyasına ve tekilliklerin kozmik alanına dalarak, ölçeğin her iki ucundaki evrenin sırlarını açığa çıkarıyorlar. Bu keşifler yalnızca bilimsel bilgiyi ilerletmekle kalmıyor, aynı zamanda dönüştürücü teknolojiler ve teorik atılımlar için de temel oluşturuyor.

Bilim bilinmeyeni keşfetmeye devam ettikçe, disiplinler arasındaki çizgiler bulanıklaşıyor ve keşif potansiyeli artıyor. İster bir MOF'un sınırlı gözeneklerinde ister bir tekilliğin sonsuz yoğunluğunda olsun, anlama arayışı bizi doğal dünyada anlam arayışımızda birleştiriyor.

Kaynak: The Bright Side Of News

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Fotonlar yıpranır mı? Bir astrofizikçi, ışığın enerji kaybetmeden engin kozmik mesafeleri kat etme yeteneğini açıklıyor

Işık kirliliğine maruz kalmış San Diego arka bahçemde astrofotoğrafçılık için kurduğum teleskopum, Dünya'dan akıl almaz derecede uzak bir galaksiye doğrultulmuştu. Eşim Cristina, ilk uzay fotoğrafı tabletime akarken yanıma geldi. Önümüzdeki ekranda parladı.

"Bu Pinwheel galaksisi," dedim. İsmi şeklinden geliyor; gerçi bu pinwheel yaklaşık bir trilyon yıldız içeriyor.

Pinwheel'den gelen ışık, teleskopuma ulaşmak için evrende 25 milyon yıl boyunca, yaklaşık 150 kentilyon mil yol kat etti.

Eşim merak etti: "Işık bu kadar uzun bir yolculukta yorulmaz mı?"

Merakı, ışık hakkında düşündürücü bir sohbeti tetikledi. Sonuç olarak, ışık neden zamanla yıpranmaz ve enerji kaybetmez?

Işık hakkında konuşalım

Ben bir astrofizikçiyim ve çalışmalarımda öğrendiğim ilk şeylerden biri ışığın genellikle sezgilerimize meydan okuyan şekillerde davrandığıdır.

Işık elektromanyetik radyasyondur: temelde, bir elektrik dalgası ve bir manyetik dalganın bir araya gelmesi ve uzay-zamanda seyahat etmesidir. Kütlesi yoktur. Bu nokta kritiktir çünkü bir nesnenin kütlesi, ister bir toz zerresi ister bir uzay gemisi olsun, uzayda seyahat edebileceği en yüksek hızı sınırlar.

Ancak ışık kütlesiz olduğundan, vakumda maksimum hız sınırına ulaşabilir - saniyede yaklaşık 186.000 mil (300.000 kilometre) veya yılda neredeyse 6 trilyon mil (9,6 trilyon kilometre). Uzayda seyahat eden hiçbir şey daha hızlı değildir. Bunu perspektife koymak için: Gözlerinizi kırpmanız gereken sürede, bir ışık parçacığı Dünya'nın çevresini iki katından fazla dolaşır.

Bu kadar inanılmaz hızlı olmasına rağmen, uzay inanılmaz derecede yayılmıştır. Dünya'dan 93 milyon mil (yaklaşık 150 milyon kilometre) uzaklıktaki güneşten gelen ışık bize ulaşması için sadece sekiz dakikadan biraz fazla zaman alır. Başka bir deyişle, gördüğünüz güneş ışığı sekiz dakikalıktır.

Güneş'ten sonra bize en yakın yıldız olan Alpha Centauri, 26 trilyon mil (yaklaşık 41 trilyon kilometre) uzaklıktadır. Yani onu gece gökyüzünde gördüğünüzde, ışığı sadece dört yıldan biraz daha eskidir. Ya da gökbilimcilerin dediği gibi, dört ışık yılı uzaklıktadır.

Bu muazzam mesafeleri aklınızda tutarak, Cristina'nın sorusunu düşünün: Işık evrende nasıl seyahat edebilir ve yavaşça enerji kaybetmez?

Aslında, bazı ışıklar enerji kaybeder. Bu, yıldızlararası toz gibi bir şeye çarptığında ve etrafa dağıldığında olur.

Ancak çoğu ışık, hiçbir şeye çarpmadan sadece gider ve gider. Bu neredeyse her zaman böyledir çünkü uzay çoğunlukla boştur - hiçlik. Yani yolunda hiçbir şey yoktur.

Işık engellenmeden seyahat ettiğinde, enerji kaybetmez. Saniyede 186.000 mil hızını sonsuza dek koruyabilir.

Zamanı geldi

İşte bir başka kavram: Kendinizi Uluslararası Uzay İstasyonu'nda bir astronot olarak hayal edin. Saatte 17.000 mil (yaklaşık 27.000 kilometre) hızla yörüngedesiniz. Dünya'daki biriyle karşılaştırıldığında, kol saatiniz bir yıl boyunca 0,01 saniye daha yavaş tik tak edecektir.

Bu, zaman genişlemesinin bir örneğidir; zaman farklı koşullar altında farklı hızlarda hareket eder. Gerçekten hızlı hareket ediyorsanız veya büyük bir yerçekimi alanına yakınsanız, saatiniz sizden daha yavaş hareket eden veya büyük bir yerçekimi alanından daha uzakta olan birinden daha yavaş tik tak edecektir. Kısaca söylemek gerekirse, zaman görecelidir.

Şimdi ışığın zamanla ayrılmaz bir şekilde bağlantılı olduğunu düşünün. Bir fotonun, ışığın temel bir parçacığının üzerinde oturduğunuzu düşünün; burada, maksimum zaman genişlemesi yaşarsınız. Dünyadaki herkes sizi ışık hızında ölçerdi, ancak referans çerçevenizden zaman tamamen dururdu.

Bunun nedeni, zamanı ölçen "saatlerin" iki farklı yerde, çok farklı hızlarda hareket ediyor olmasıdır: ışık hızında hareket eden foton ve Güneş'in etrafında dönen Dünya'nın nispeten yavaş hızı.

Dahası, ışık hızında veya ona yakın bir hızda seyahat ettiğinizde, bulunduğunuz yer ile gideceğiniz yer arasındaki mesafe kısalır. Yani, uzayın kendisi hareket yönünde daha kompakt hale gelir; bu nedenle ne kadar hızlı gidebilirseniz, yolculuğunuz o kadar kısa olmak zorundadır. Başka bir deyişle, foton için uzay sıkıştırılır.

Bu bizi Pinwheel galaksisi resmime geri getiriyor. Fotonun bakış açısından, galaksideki bir yıldız onu yaydı ve ardından arka bahçemdeki kameradaki tek bir piksel onu tam aynı anda emdi. Uzay sıkıştırılmış olduğundan, foton için yolculuk sonsuz derecede hızlı ve sonsuz derecede kısaydı, saniyenin çok küçük bir kesri.

Ancak Dünya'daki bakış açımıza göre, foton galaksiden 25 milyon yıl önce ayrıldı ve arka bahçemdeki tabletime inene kadar uzayda 25 milyon ışık yılı yol kat etti.

Ve orada, serin bir bahar gecesinde, çarpıcı görüntüsü bir inek bilim insanı ile meraklı karısı arasında keyifli bir sohbete ilham verdi.

Kaynak: Phys

[™ Admin]

ABD'nin ilk tamamen dijital ikiz nükleer reaktörü enerji atılımında %99 doğruluk oranına ulaştı

Purdue Üniversitesi Reaktör Bir Numaralı (PUR-1), benzersiz dijital yetenekleriyle nükleer enerji devriminin ön saflarında yer alıyor. Bu, daha güvenli, daha verimli ve daha uygun maliyetli yeni nesil nükleer reaktörlerin geliştirilmesine yol açabilir ve nihayetinde karbon içermeyen elektriğe geçişi hızlandırabilir.

PUR-1, ABD'nin ilk tamamen dijital olarak kontrol edilen ve işletilen reaktörü olarak tek başına duruyor. Bu, tüm "sinir sistemi", yani enstrümantasyon ve kontrol sisteminin bilgisayar ekranlarına, klavyelere ve ethernet kablolarına dayandığı anlamına geliyor.

Purdue mühendisleri ve öğrencileri, PUR-1'i kullanarak çığır açan deneyler yürütüyor ve bulguları doğrudan küçük modüler reaktörler (SMR'ler) ve mikroreaktörler gibi gelişmiş reaktörlerin gelişimini etkiliyor.

Bu daha küçük, daha kolay inşa edilen reaktörler, kırsal ve uzak alanlar dahil olmak üzere daha geniş bir topluluk yelpazesine güç sağlamak üzere tasarlanmıştır ve merkezi kontrol merkezlerinden uzaktan operasyon için büyük ölçüde dijital iletişime güvenecektir.

Dijital sıçrama ayrıca gerçek zamanlı veri toplamayı ve sürekli reaktör performans izleme için yapay zeka (AI) araçlarının entegrasyonunu sağlar.

Bu proaktif yaklaşım, planlanan bakımlar arasındaki sorunları daha iyi tahmin ederek ve tespit ederek güvenliği artırabilir ve reaktör kullanım ömrünü uzatabilir.

Dijital ikizin oluşturulması

Şimdi, Purdue'nin bu alandaki liderliğini daha da güçlendiren nükleer mühendislik yardımcı doçenti ve yardımcı PUR-1 direktörü Stylianos Chatzidakis'in laboratuvarı, PUR-1'in bir "dijital ikizini" tamamladı.

Enerji Bakanlığı tarafından da finanse edilen bu tamamen entegre fizik ve veri odaklı simülasyon, PUR-1'in sensörlerinden gerçek zamanlı veri alır, tahminler için AI odaklı algoritmalar kullanır ve reaktör operasyonlarını bilgilendiren içgörüler sunar.

"Biz, araştırma için reaktör tarafından üretilen sinyalleri kullanabilen gerçek bir nükleer reaktörün dijital ikizine sahip tek üniversiteyiz. Bu bizi eşsiz kılıyor," diye vurguladı Kim.

Chatzidakis ve Purdue ve Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndan işbirlikçilerinin Nature's Scientific Reports'ta yayınladığı bir çalışma, dijital ikizin SMR performansını iyileştirmek için tasarlanmış bir makine öğrenimi algoritmasını test etme yeteneğini sergiledi.

Algoritma, reaktör güç üretimindeki değişiklikleri %99 doğrulukla doğru bir şekilde tahmin ederek gerçek dünya uygulamaları için potansiyelini gösterdi.

Maliyet düşürme ile uzaktan operasyonlar

PUR-1'in ölçümlerine dijital ikiz aracılığıyla uzaktan erişebilme yeteneği, uzak yerlerden gelişmiş reaktörleri çalıştırmanın uygulanabilirliğini keşfetmek için çok önemlidir.

"Uzak bir konumda faaliyet gösteren küçük modüler reaktör veya mikro reaktör filonuz olduğunu varsayalım. Personel yüzlerce veya binlerce mil uzaklıktaki bir kontrol odasında olabilir ve birden fazla reaktörü aynı anda izleyebilirse, işletme ve bakım maliyetlerini en aza indirebiliriz. PUR-1 kullanarak maliyetlerdeki potansiyel düşüşü ölçebiliriz," diye açıkladı Chatzidakis bir basın bülteninde.

"PUR-1 kullanarak maliyetlerdeki potansiyel düşüşü ölçebiliriz."

Ancak uzaktan operasyon, güçlü siber güvenlik gerektirir. ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu tarafından yayınlanan bir teknik mektup raporunda, Chatzidakis ve ekibi, yapay zeka ve makine öğrenimi modellerinin nükleer sistemlerdeki anormal siber güvenlik durumlarını nasıl belirleyebileceğini değerlendirmek için PUR-1'den gerçek zamanlı reaktör verilerini kullandı.

Araştırmalarında bu tür olayların başarılı bir şekilde tespit edilmesi, nükleer endüstrinin siber güvenlik için yapay zeka geliştirmesi için değerli bir referans sağlıyor.

Reaktörleri güvence altına almak için kuantum şifreleme

Laboratuvar ayrıca, reaktörlere giden ve reaktörlerden gelen iletişimleri güvence altına almak için kuantum şifrelemenin son teknoloji uygulamasını araştırıyor.

Chatzidakis, "Kuantum prensiplerine dayalı şifreleme hiçbir bilgisayarla kırılamaz. Bir süper bilgisayarınız veya kuantum bilgisayarınız olması fark etmez - kırılamaz," dedi.

Ekip, PUR-1 verilerini kullanarak yaptığı simülasyonlar aracılığıyla, kuantum şifrelemenin gelişmiş reaktörlerin güvenli uzaktan izlenmesini ve işletilmesini nasıl kolaylaştırabileceğini araştırdı.

Bir sonraki adımları, kuantum ekipmanının dijital ikizi aracılığıyla erişilen PUR-1'den gelen sinyalleri şifreleyip şifreleyemeyeceğini test etmek için gerçek dünya deneyleri içeriyor ve Purdue'nin nükleer enerjinin geleceğine güç verme rolünü daha da sağlamlaştırıyor.

PUR-1 süpervizörü True Miller, "İnsanlar reaktörü ilk kez gördüklerinde hayranlık duyuyorlar," diye sonlandırdı.

"Birçok insan nükleerin ne anlama geldiğini gerçekten anlamıyor. Ziyaretlerinde, onlara nükleerin gerçekte ne olduğunu ve bunun ardındaki gerçekler ve mitlerin neler olduğunu açıklamak iyi bir zamandır."

Kaynak: IE

[™ Admin]

Nükleer reaktörler, yarı iletkenler yeni nesil ABD plazma teknolojisiyle daha akıllı hale geliyor

ABD Enerji Bakanlığı'nın Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı (PPPL), hem füzyon araştırmalarını hem de bilgisayar çiplerinin üretimini önemli ölçüde artırabilecek yeni bir simülasyon yöntemi geliştirdi.

PPPL bir basın bülteninde, "Araştırmacılar, endüstriyel plazmaların içindeki dönen elektrik alanlarını simüle etmek için daha hızlı ve daha kararlı bir yol geliştirdiler - mikroçipler yapmak ve malzemeleri kaplamak için kullanılan türden" dedi.

Bu yenilikçi araç, karmaşık, elektrik yüklü plazmayı anlamak ve optimize etmek için benzeri görülmemiş bir kararlılık ve verimlilik sunuyor.

Hesaplama zorluklarının ele alınması

Bu yöntem, plazmaları simüle etmede uzun süredir devam eden bir zorluğa değiniyor: gereken muazzam hesaplama gücü.

Plazma içindeki tek tek parçacıkları izleyen önceki kinetik simülasyonlar, saniyede binlerce nokta için milyonlarca matematiksel işlem gerektiriyordu ve bu da çoğu zaman dünyanın en hızlı süper bilgisayarlarını bile alt ediyordu.

PPPL'de baş araştırma fizikçisi ve yeni bir çalışmanın ortak yazarı olan Igor Kaganovich, "Bu, yeteneklerimizde ileriye doğru atılmış büyük bir adım" dedi.

PPPL ile önde gelen çip ekipmanı üreticisi Applied Materials Inc. arasındaki kamu-özel sektör ortaklığıyla geliştirilen yeni simülasyon kodu, endüstriyel süreçler için hayati önem taşıyan endüktif olarak eşlenmiş plazmalar hakkında daha derin bilgiler edinmek için halihazırda kullanılıyor.

Kodun ilk versiyonu güvenilirlik sorunlarıyla karşı karşıyaydı, ancak önemli değişiklikler kararlılığını önemli ölçüde iyileştirdi.

Alberta Üniversitesi'nde araştırma görevlisi ve makalenin ilk yazarı olan Dmytro Sydorenko, "Denklemleri değiştirdik, böylece simülasyon hemen çok güvenilir hale geldi ve artık çökmeler olmadı" diye açıkladı.

"Bu yüzden artık endüktif olarak eşlenmiş plazmaların iki uzaysal boyuta simülasyonu için kullanılabilir bir aracımız var."

İyileştirilmiş kararlılık ve verimlilik

Önemli bir iyileştirme, elektrik akımı taşıyan bir tel bobin tarafından üretilen ve plazmayı ısıtmak için gerekli olan solenoidal elektrik alanının rafine edilmesini içeriyordu.

PPPL'den Jin Chen, "Karmaşık bir problem için iyileştirme önemlidir" dedi.

Simülasyon, "hücre içinde parçacık" yaklaşımını kullanır ve bir ızgara boyunca hareket ederken tek tek veya küçük parçacık gruplarını titizlikle izler. Bu yöntem, geleneksel sıvı tabanlı simülasyonların ortalamalara ve güvenilir olmayan ge değerlerine dayandığı endüstriyel uygulamalarda yaygın olan düşük basınçlı plazmalar için özellikle etkilidir.

Yeni simülasyonun en kritik ilerlemelerinden biri, sonuçların gerçek fiziksel süreçleri sadık bir şekilde temsil etmesini sağlayan enerjiyi doğru bir şekilde muhafaza etme yeteneğidir.

Kaganovich, "Bu yeni simülasyon, enerjiyi doğru bir şekilde muhafaza ederken daha büyük plazmaları hızlı bir şekilde modellememize olanak tanır ve sonuçların sayısal eserler yerine gerçek fiziksel süreçleri yansıtmasını sağlamaya yardımcı olur" diye vurguladı.

Araştırma ekibi, "Her simülasyon binlerce hatta milyonlarca adım içerebileceğinden, küçük bir hata sonuçları önemli ölçüde bozar. Enerjinin muhafaza edildiğinden emin olmak, simülasyonun gerçek bir plazmaya sadık kalmasına yardımcı olur" sonucuna vardı.

Gelecekteki uygulamalar

Bu ayrıntılı simülasyonlardan elde edilen gelişmiş anlayış, yeni olasılıkların kilidini açmayı vaat ediyor.

Bilim insanları, bir parçacığın belirli bir konumda ve hızda olma olasılığını gösteren doğru dağıtım fonksiyonları sağlayarak, plazmanın nasıl oluştuğu ve evrimleştiği konusunda daha derin içgörüler elde edebilirler.

Bu gelişmeler, plazma davranışını anlamanın ve kontrol etmenin çok önemli olduğu füzyon enerjisi araştırmaları için önemli bir vaat taşıyor.

Ayrıca, bu daha derin anlayış, plazmayı kullanmanın daha rafine yollarına yol açabilir ve daha hızlı bilgisayar çipleri ve daha fazla depolama kapasitesine sahip bellek geliştirmek için silikon üzerine daha da ince desenlerin kazınmasını sağlayabilir.

Kaynak: IE