150 İllik Sirr: XFEL Texnologiyası ilə Buzun Əmələ Gəlməsi Aydınlaşır

Buzun əmələ gəlməsi hələ də sirr olaraq qalır

Buz kristallarının altıbucaqlı simmetriyasına baxmayaraq, onların əmələ gəlmə sürəti alimləri 150 ildən çoxdur ki, çaşdırır. Nəzəri modellərlə təcrübə nəticələri arasında buzun əmələ gəlmə sürətində 20 sıfır kimi böyük fərq mövcuddur. Bu, buzun yaranma mexanizminin hələ tam başa düşülmədiyini göstərir.

XFEL texnologiyası ilə buzun ilk mikrosekundları

Almaniyanın Hamburq şəhəri yaxınlığında yerləşən Avropa X-şüa Pulsuz Elektron Lazer Təsisatı (XFEL) elektronları işıq sürətinə yaxın sürətlə maqnitlər arasında hərəkət etdirərək dünyanın ən güclü X-şüa lazer şüalarından birini yaradır. Bu ultrasürətli lazer texnologiyası kimyəvi reaksiyaların və mayelərin atom səviyyəsində dəyişmələrinin ən incə anlarını izləməyə imkan verir. İndi isə alimlər bu texnologiyadan istifadə edərək buzun əmələ gəlməsinin ilk mikrosekundlarını müşahidə edirlər.

Nəzəriyyə və təcrübə arasında böyük fərqlər

Klassik nükləasiya nəzəriyyəsi (CNT) buzun əmələ gəlmə sürətini maye-sərt səth gərginliyi, maye viskozitesi və digər parametrlərdən asılı olaraq hesablayır. Lakin təcrübələrdə buz əmələ gəlmə sürətləri nəzəriyyədən 20-25 sıfır fərqlə dəyişir. XFEL-də Lennard-Jones mayeləri üzərində aparılan təcrübələrdə isə nəzəriyyə ilə təcrübə arasında fərq 100-1000 dəfə azaldılıb, yəni daha yaxın nəticələr əldə olunub.

Atmosferdən planetlərin daxili quruluşuna təsiri

Buzun əmələ gəlməsi atmosferdə buludların formalaşmasında və planetlərin daxili quruluşunun başa düşülməsində mühüm rol oynayır. Homogen nükləasiya yüksək hündürlüklərdə, təmiz havada baş verir, heterogen nükləasiya isə çirklənmiş səthlərdə müşahidə olunur. Kiçik temperatur dəyişiklikləri buz əmələ gəlmə sürətini milyardlarla dəfə dəyişə bilər.

Alimlərin yeni ümidləri və gələcək tədqiqatlar

XFEL-də aparılan təcrübələr əvvəlkilərə nisbətən daha dəqiq nəticələr verir. Bu, buzun əmələ gəlmə mexanizminin daha dərindən başa düşülməsinə və atmosfer elmi, iqlim modelləri üçün daha dəqiq proqnozların hazırlanmasına imkan yaradır. Lakin buz əmələ gəlməsinin dəqiq mexanizmi hələ tam izah olunmayıb və təcrübələrin hansı şəraitdə aparıldığı barədə əlavə araşdırmalar tələb olunur.

Bu tədqiqatlar həm elm adamlarına, həm də gündəlik həyatımıza təsir edən təbii proseslərin sirrini açmaqda yeni mərhələdir.