Știri
Știri din categoria Știință
Descoperirea unui cristal complet nou în resturile testului nuclear Trinity arată cum condițiile extreme pot „îngheța” structuri chimice imposibile în natură, potrivit WinFuture, care citează o analiză realizată pe o variantă rară de „trinitit” – sticla formată după prima explozie atomică din 1945.
Echipa coordonată de geologul Luca Bindi a identificat în trinititul roșu un clathrat – o structură cristalină de tip „cușcă”, bazată pe siliciu. În aceste micro-cavități cu 12 sau 14 fețe sunt prinși atomi de calciu, cupru și fier, o aranjare care, conform cercetătorilor, nu a mai fost observată până acum în natură.
Miza principală a descoperirii este una de cercetare fundamentală: arată că evenimentele cu temperaturi și presiuni extreme pot genera rapid materiale „în afara echilibrului” (adică instabile în mod normal), care totuși pot fi conservate dacă răcirea este suficient de bruscă.
Conform studiului publicat de echipă, în timpul exploziei bombei cu plutoniu au existat pentru scurt timp:
În acele secunde, nisipul din deșert, structura metalică a turnului de test și cablurile de cupru ale instrumentelor au fost vaporizate, amestecate în aer și apoi răcite extrem de repede. Cercetătorii susțin că atomii nu au avut timp să se așeze în structuri stabile, iar răcirea bruscă a „înghețat” rețeaua în starea ei instabilă, păstrând clathratul până în prezent.
Studiul la care face trimitere materialul este disponibil aici: PNAS.
WinFuture amintește că aceeași echipă a raportat în 2021 un alt rezultat neobișnuit în probe istorice: un quasikristal format din aceleași patru elemente. Quasikristalele au o structură ordonată, dar care nu se repetă periodic; până recent, astfel de structuri erau asociate aproape exclusiv cu impacturi de meteoriți.
Cercetătorii consideră că ambele structuri s-au format în condiții similare, diferența fiind concentrația locală de cupru:
Deși clathratele sunt, în general, considerate utile în știința materialelor (pot „găzdui” atomi străini și modifica proprietăți electrice sau termice), autorii subliniază că o utilizare comercială a materialului provenit din testul Trinity – de exemplu în baterii sau tehnologii cuantice – este exclusă, din cauza rarității extreme.
Valoarea practică imediată rămâne, așadar, limitată, însă descoperirea oferă un indiciu important despre cum pot apărea și persista materiale neobișnuite atunci când materia este supusă unor șocuri fizice de scurtă durată, dar foarte intense.
Recomandate
Cercetătorii au identificat un aliaj „nou” format în explozia de la Hiroshima , iar rezultatul sugerează că reziduurile istorice ale detonărilor nucleare pot funcționa ca o arhivă materială a unor condiții extreme, greu de reprodus în laborator, potrivit Mediafax . Pe 6 august 1945, bomba „Little Boy” a fost detonată deasupra orașului Hiroshima, cu o putere estimată la aproximativ 15 kilotone. Explozia a generat, în câteva secunde, temperaturi de mii de grade Celsius, vaporizând sau topind materiale din clădiri, sol și obiecte metalice. În urma ei au rămas particule microscopice vitrificate, numite „hiroshimate”, care păstrează urme ale proceselor fizice și chimice din interiorul mingii de foc, notează publicația, citând Science Alert. Ce au găsit în „hiroshimate” O echipă coordonată de geologul Luca Bindi (Universitatea din Florența) a analizat 34 de probe pentru a identifica faze metalice neobișnuite. Într-una dintre probe, cercetătorii au descoperit fragmente microscopice de aliaj fier-crom, dintre care unul s-a remarcat printr-o concentrație neobișnuit de mare de siliciu. Particula are aproximativ 10 micrometri și conține în principal fier, alături de crom, siliciu, nichel, molibden, mangan și aluminiu. Pentru a stabili structura, cercetătorii au extras manual patru granule și le-au analizat prin difracție de raze X pe monocristal. Trei fragmente aveau o structură cubică simplă, tipică oțelurilor obișnuite, însă al patrulea a prezentat o structură diferită. De ce contează: condiții „imposibil de reprodus ușor” în laborator Analiza a indicat că atomii din noul aliaj sunt organizați într-o structură cubică mai complexă, de tip AlAu₄, derivată din structura beta-manganului. Cercetătorii consideră că materialul s-a format în timpul exploziei nucleare: temperaturile extreme au vaporizat și amestecat materiale din surse diferite, iar răcirea foarte rapidă ar fi „înghețat” o structură atomică neobișnuită înainte de a se transforma într-una mai stabilă. „O explozie nucleară expune multe materiale la căldură extremă, amestecare violentă și răcire extraordinar de rapidă, toate în câteva secunde”, a explicat Luca Bindi. Potrivit lui Bindi, astfel de explozii pot produce, fără control, numeroase combinații de materiale și structuri care ar necesita ani de cercetare pentru a fi explorate în laborator. Ce urmează: posibilitatea altor materiale rare în reziduuri istorice Descoperirea sugerează că particulele rezultate din explozii nucleare istorice ar putea conține și alte faze metastabile (structuri temporar stabile, rare și greu de identificat). Echipa amintește că a făcut anterior o descoperire similară în materialele rezultate în urma testului Trinity (iulie 1945), prima explozie nucleară din istorie. Studiul despre noul aliaj a fost publicat în revista Science Advances . Cercetătorii subliniază, totodată, că valoarea științifică a rezultatului nu poate fi separată de tragedia umană produsă de bombardamentul de la Hiroshima. [...]
Datele strânse de Perseverance indică existența unor sisteme hidrotermale pe Marte , un tip de mediu care pe Pământ poate susține microbi și care ridică miza științifică a craterului Jezero ca țintă pentru căutarea urmelor de viață. Potrivit WinFuture , roverul NASA a identificat în rocile din zona „Margin Unit” semnături minerale compatibile cu circulația apei fierbinți, pe lângă urme ale altor episoade de interacțiune cu apa. Ce au găsit cercetătorii: trei episoade distincte de „apă în rocă” Analiza indică faptul că apa a modificat rocile din Jezero în cel puțin trei momente separate, prin mecanisme diferite: Fază 1 (ape subterane bogate în CO₂): apa subterană ar fi reacționat cu mineralul olivină, formând minerale carbonat în fisurile rocii. Fază 2 (apă de lac): urme de compuși ai siliciului sugerează o etapă în care apa provenită dintr-un lac existent în trecut ar fi contribuit la alterarea rocilor, mai ales în zone care ar fi putut fi sub nivelul apei. Fază 3 (apă fierbinte / hidrotermal): în partea estică a „Margin Unit” au fost observate vene minerale de sulfat de calciu și fluorit , considerate indicii că apă încălzită a circulat prin roci de origine vulcanică. De ce contează: mediile hidrotermale sunt „candidați” pentru habitabilitate Relevanța principală a descoperirii este legată de potențialul biologic: pe Pământ, sistemele hidrotermale pot crea habitate pentru microorganisme. În acest context, semnăturile de apă fierbinte din Jezero sugerează că, pe lângă un posibil mediu lacustru, regiunea ar fi putut oferi mai multe tipuri de condiții favorabile vieții în trecutul îndepărtat al planetei. Context operațional: așteptări infirmate despre „țărmul” unui lac antic Perseverance investighează „Margin Unit” din 2023. Cercetătorii se așteptau inițial să găsească roci sedimentare depuse pe malul unui lac de acum miliarde de ani, însă roverul a întâlnit roci magmatice (formate din magmă răcită în subteran sau prin procese vulcanice). Tocmai aceste roci par să fi păstrat un „istoric” mai complex al interacțiunilor cu apa. Studiul s-a bazat pe măsurători realizate cu instrumentul SuperCam , care a analizat peste 185 de puncte de pe roci. Ce nu se știe încă Publicația notează că momentul exact al fiecărei faze de interacțiune cu apa nu poate fi stabilit deocamdată. Totuși, succesiunea urmelor minerale arată că zona nu a fost doar un simplu țărm de lac, ci un loc unde ape subterane, ape de suprafață și fluide fierbinți au acționat în etape diferite, lăsând un registru geologic valoros despre evoluția timpurie a lui Marte. Rezultatele sunt prezentate într-un studiu semnat de Candice Bedford și echipa sa, publicat la 21 septembrie în Nature Communications Earth & Environment : Nature Communications Earth & Environment . [...]
Un nou studiu arată că Germania nazistă era departe de un reactor nuclear funcțional, ceea ce reduce substanțial plauzibilitatea unui program atomic militar viabil , potrivit Gizmodo . Analiza reface, prin modelare și „arheologie nucleară” (reconstituire tehnică pe baza documentelor și a urmelor materiale), cât de aproape a fost de „criticitate” experimentul B8 din 1945 — pragul la care o reacție nucleară în lanț se autosusține. De ce contează: reevaluare tehnică, nu doar dispută istorică Cercetarea, publicată în PNAS Nexus (link în sursă), contrazice estimările postbelice ale lui Werner Heisenberg , coordonatorul programului Uranprojekt, care susținea că reactorul ar fi funcționat cu „puțin mai mult uraniu”. Autorii concluzionează că Germania nazistă nu ar fi putut construi nici un reactor moderat cu apă grea, nici unul pe bază de grafit — două rute tehnologice majore pentru obținerea unui reactor funcțional. Ce ar fi lipsit, concret: uraniu și apă grea mult peste ce exista în practică Potrivit studiului, pentru a atinge criticitatea, configurația B8 ar fi avut nevoie de aproximativ: de circa 2 ori mai mult uraniu și de 2,3 ori mai multă apă grea decât estimase Heisenberg, conform autorilor; într-o formulare mai largă a rezultatelor, între 1,9 și 2,7 ori mai mult uraniu și între 2,1 și 2,4 ori mai multă apă grea decât s-a folosit efectiv. Un reper important din analiză: B8 ar fi necesitat aproximativ de două ori mai multă apă grea decât a produs Norsk Hydro (uzina din Norvegia ocupată care alimenta programul german) pe durata întregului război, ceea ce indică o constrângere de aprovizionare greu de depășit în condiții de război. De ce nu era realistă alternativa cu grafit Studiul mai susține că grafitul disponibil Germaniei avea prea multe impurități pentru a susține funcționarea unui reactor, ceea ce ar fi blocat și ruta tehnologică alternativă la apa grea. Context: cum s-a ajuns la concluzie Echipa a pornit de la o trecere în revistă a documentelor istorice despre Uranprojekt și a construit trei modele de simulare pentru condițiile fizice ale B8. În lipsa unor specificații chimice complete în sursele germane primare, cercetătorii spun că au estimat parametrii pe baza unor metode folosite și în investigații anterioare ale instalațiilor nucleare postbelice și au comparat cu date din proiecte contemporane, inclusiv Chicago Pile 3 (menționat în material ca reactor comparabil ca principiu). Concluzia autorilor este că, dincolo de calcule „pe hârtie” despre cerere și ofertă, atingerea criticității ar fi cerut în practică un nivel de coordonare și anticipare logistică improbabil în condițiile războiului. [...]
O descoperire de teren din 2023 poate reorienta cercetarea asupra unei bătălii-cheie din 1176 , după ce arheologii au identificat în vestul Turciei indicii consistente pentru localizarea cetății Myriokephalon, un reper istoric căutat de peste un secol, potrivit Antena 3 . Miza nu este doar „găsirea unei ruine”, ci stabilirea mai precisă a locului unde s-a desfășurat Bătălia de la Myriokephalon , un episod major în confruntarea dintre Imperiul Bizantin și turcii selgiucizi. Ipoteza avansată de cercetători leagă o așezare fortificată în ruină, de mari dimensiuni, aflată deasupra văii Kufi, de cetatea care a dat numele bătăliei din 1176. Argumentele invocate combină topografia, vestigiile arhitecturale, ceramica descoperită și sursele medievale, într-un dosar pe care autorii îl descriu drept unul dintre cele mai solide de până acum în favoarea identificării. De ce contează: bătălia e cunoscută, locul exact rămâne disputat Studiul, realizat de profesorul Hasan Kara și profesorul asociat İbrahim Balık ( Universitatea Pamukkale ) și publicat în „Anadolu Kültürel Araştırmalar Dergisi”, pornește de la o problemă nerezolvată: locul exact al Bătăliei de la Myriokephalon nu a fost stabilit cu certitudine, deși istorici și arheologi îl caută de mai bine de un secol. Confruntarea a avut loc la 17 septembrie 1176, între armata împăratului bizantin Manuel I Comnenul și armata selgiucidă condusă de sultanul Kilij Arslan al II-lea. Sursele medievale menționează Myriokephalon, însă cetatea asociată numelui nu a fost localizată. Un detaliu important pentru interpretarea arheologică: istoricul bizantin Niketas Choniates descrie Myriokephalon ca fiind deja abandonat și în ruină în momentul trecerii armatei bizantine, ceea ce deschide posibilitatea ca situl căutat să fie o așezare mai veche, nu o fortificație bizantină „activă” în secolul al XII-lea. „Piatra” care a schimbat direcția cercetării Autorii spun că au început lucrările de teren în 2010 și au verificat mai multe amplasamente propuse în provinciile Denizli, Afyonkarahisar, Isparta și Konya, înainte ca atenția să se concentreze asupra zonei Çivril și a văii Kufi. Ei au comparat rute istorice, denumiri geografice, hărți topografice și observații de teren cu descrierile din sursele medievale. Momentul de cotitură ar fi venit în vara lui 2023, când, în apropiere de Harıldakkaya, cercetătorii au observat un bloc arhitectural dreptunghiular de mari dimensiuni, pe un deal izolat. Piatra, de puțin peste un metru, avea urme de prelucrare pe margini, sugerând existența unei construcții antice importante în zonă. Analiza ulterioară a indicat că unele linii interpretate inițial ca delimitări agricole includ, de fapt, fundații și blocuri de piatră prelucrate. Vizitele repetate, fotografiile cu drone și analiza topografică ar fi conturat urmele unei așezări fortificate mult mai mari. Ce au identificat pe teren: ziduri, turnuri, posibile cisterne Situl este descris ca fiind amplasat pe o înălțime asemănătoare unei peninsule, protejată natural între câmpie și valea Kufi, la circa 100–120 de metri deasupra terenului din jur. Accesul ar fi mai ușor dinspre est, în timp ce celelalte laturi domină valea și câmpia. Pe baza observațiilor, cercetătorii au identificat: fundații de ziduri; două turnuri proeminente; posibile puțuri sau cisterne; urme de clădiri vizibile în imaginile realizate cu dronele; linii lungi de zidărie care traversează situl. Ceramica și „golul” de după secolul al VI-lea Descoperirile de la suprafață sugerează că așezarea ar fi considerabil mai veche decât bătălia din 1176. Sunt menționate fragmente de vase, țigle și amfore, cu datări care acoperă: secolele al IV-lea și al III-lea î.Hr. (unele piese); perioada romană și perioada bizantină timpurie; secolele al V-lea și al VI-lea d.Hr. (inclusiv un mâner de amforă răsucit și fragmente de vase). Potrivit autorilor, până acum nu au fost identificate la suprafață vestigii clare care să dateze după secolul al VI-lea. Această absență ar putea susține ideea că locul era deja părăsit cu secole înainte de 1176, în linie cu descrierea lui Choniates despre un sit vechi și ruinat. Cercetătorii sugerează că abandonarea ar fi putut avea loc în timpul conflictelor din Anatolia din perioada romană târzie și începutul Evului Mediu, dar subliniază că pentru o datare și o explicație fermă sunt necesare săpături arheologice. Limitări și ce urmează: confirmarea depinde de săpături Studiul notează și afectări moderne ale sitului: piatra ar fi fost scoasă pentru a fi folosită în construcții, agricultura ar fi perturbat stratul de suprafață, drumurile au traversat unele fortificații, iar blocuri ar fi putut fi reutilizate inclusiv la canalul Kufi. În același timp, imaginile cu drone ar fi scos la iveală fundații ale unor clădiri greu de observat de la nivelul solului. În proximitate, la circa 750 de metri sud, se află necropola și așezarea Karakaya, declarată oficial sit arheologic în 2021. Sunt menționate și relatări locale despre arme presupus descoperite la începutul anilor 1950, în timpul lucrărilor la canal, însă acestea nu au fost găsite și nu pot fi tratate drept dovezi arheologice directe ale bătăliei. Concluzia autorilor este că ruinele aflate la aproximativ șapte kilometri nord-est de Çivril reprezintă „foarte probabil” cetatea Myriokephalon, dar identificarea rămâne, deocamdată, o ipoteză care trebuie verificată prin cercetări multidisciplinare și săpături arheologice. [...]
O nouă tehnologie de desalinizare ar putea reduce costurile și impactul de mediu prin eliminarea saramurii lichide – deșeul concentrat de sare care, în mod obișnuit, ajunge înapoi în ocean – și prin evitarea aditivilor chimici folosiți la pretratarea apei, potrivit Science Daily . Miza este operațională și de reglementare: evacuarea saramurii este una dintre cele mai sensibile probleme pentru instalațiile de desalinizare, din cauza efectelor asupra ecosistemelor marine. În prezent, metodele dominante – osmoza inversă (filtrare prin membrane) și distilarea termică (separare prin încălzire) – pot consuma multă energie, cer tratamente înainte și după proces și produc saramură. Când aceasta este deversată în mare, poate crește salinitatea locală și reduce nivelul de oxigen, cu efecte negative asupra organismelor marine, notează publicația. Cum funcționează sistemul: panouri solare din „metal negru” cu suprafață autocurățabilă Echipa de la University of Rochester a dezvoltat un sistem de desalinizare solar-termică bazat pe panouri din „metal negru”, tratat cu lasere cu impulsuri ultrarapide (femtosecunde – o cvadrilionime de secundă). Tratamentul modifică suprafața metalului la nivel microscopic, astfel încât acesta: absoarbe aproape toată radiația solară incidentă, încălzind rapid pelicula de apă; devine „superhidrofil” (superwicking), adică apa se întinde repede pe suprafață, în loc să formeze picături. Panoul are o zonă activă (unde are loc evaporarea) și o zonă pasivă pe margini. Sărurile și mineralele rămase după evaporare nu se depun pe zona activă, ci sunt direcționate spre zona pasivă, reducând riscul de „înfundare” – una dintre problemele majore ale desalinizării solare. De ce contează apa de mare reală și rolul „efectului inelului de cafea” Cercetătorii arată că multe sisteme similare au performat bine în laborator folosind „apă de mare” artificială (apă + clorură de sodiu), unde cristalele rezultate sunt mai poroase și permit circulația apei. În apa de mare reală, însă, apar și alte substanțe dizolvate (magneziu, calciu etc.), care pot forma depuneri dure și dense, asemănătoare calcarului dintr-un duș sau ceainic, dar la o scară mult mai dificilă. Pentru a evita formarea unei cruste pe zona activă, echipa a proiectat microcanale care „împing” sărurile spre margini și a folosit „efectul inelului de cafea” – fenomenul prin care particulele dintr-o picătură se acumulează la periferie pe măsură ce apa se evaporă. Autorul principal, Chunlei Guo , explică principiul astfel: „Dacă verși cafea pe o suprafață, în cele din urmă apa se evaporă și rămâne un inel la marginea exterioară, care este concentrarea particulelor de cafea. Folosim același principiu pentru a avansa sărurile către regiunea pasivă.” Testele au fost făcute cu apă de mare reală colectată din Oceanele Pacific, Atlantic și Indian. În aceste experimente, suprafața s-a autocurățat în timp ce producea apă dulce, iar acumularea de minerale în zona pasivă nu a redus eficiența desalinizării, potrivit descrierii din articol. Din deșeu în resursă: săruri solide și recuperarea litiului Un element cu potențial economic este că sistemul nu produce saramură lichidă, ci extrage „aproape 100%” din sărurile dizolvate în formă solidă, care ar putea fi colectate ulterior. O parte ar putea fi folosită ca sare de masă, iar minerale mai valoroase ar putea fi recuperate separat. Într-un studiu conex, publicat în Journal of Materials Chemistry A, aceeași platformă de panouri a fost modificată pentru a separa litiul din amestecul de săruri, prin introducerea unor nanoparticule de titanat de hidrogen în microcanale, care izolează selectiv litiul. Folosind probe din Great Salt Lake, echipa a recuperat aproximativ 50% din litiul conținut în sărurile rămase după desalinizare. Ce urmează și care sunt limitele de acum Tehnologia este încă într-o fază incipientă: demonstrațiile au fost realizate ca „proof-of-concept” (dovadă de concept) pe dispozitive relativ mici. Guo susține că designul de bază este scalabil, însă articolul nu oferă un calendar sau estimări de cost pentru trecerea la instalații industriale. Dacă va putea fi extinsă la scară mare, abordarea ar putea ataca simultan două presiuni tot mai vizibile pentru operatorii de desalinizare: reducerea impactului evacuării deșeurilor saline și creșterea eficienței, cu posibilitatea de a transforma o parte din „deșeu” în materie primă recuperabilă. [...]
Anunțul SUA despre o armă pe orbită ridică miza securității sateliților , într-un moment în care marile puteri își testează tot mai des capacitățile de a se apropia, bruia sau scoate din funcțiune infrastructura spațială de care depind comunicațiile și operațiunile militare, potrivit Antena 3 , care citează BBC. Washingtonul a oferit puține detalii despre sistemul desfășurat. Troy Meink , secretarul Forțelor Aeriene, a spus că arma aflată „pe orbită” este necesară pentru protejarea forțelor americane împotriva acțiunilor inamice ostile, fără să precizeze capacitățile sau momentul plasării ei pe orbită. În context, analiza amintește că armatele avansate folosesc deja sateliți pentru comunicații securizate, recunoaștere, furnizarea de date de localizare pentru lovituri țintite și detectarea lansărilor de rachete. Pe măsură ce conflictele devin mai tehnologizate, analiștii se așteaptă la o utilizare mai intensă a echipamentelor militare în spațiu. Ce ar putea fi „arma” despre care au vorbit SUA Dr. Bleddyn Bowen ( Royal United Services Institute / Universitatea Durham) spune că poate doar să emită ipoteze privind arma anunțată de SUA, iar scenariul cel mai probabil ar fi unul „non-distructiv”, axat pe perturbarea funcționării sateliților. Ipotezele menționate: platformă de război electronic sau bruiaj radio , care ar putea perturba comunicațiile prin satelit; Bowen explică faptul că, dacă legăturile radio sunt întrerupte, satelitul devine „practic inutil”; satelit pentru inspecție de aproape și capturare , adică un aparat capabil să se apropie de alți sateliți pentru a-i verifica sau a interacționa cu ei. Bowen nu exclude însă existența unor arme „mai periculoase”, care ar putea produce deșeuri spațiale și distrugeri semnificative, dar consideră mai puțin probabil un „vehicul de distrugere cinetică” (un dispozitiv care lovește direct un satelit pentru a-l distruge). De ce contează: operațiunile RPO și riscul de escaladare Materialul descrie intensificarea manevrelor spațiale ale Rusiei și Chinei din ultimul deceniu, cunoscute ca operațiuni de întâlnire și proximitate (RPO) – zboruri foarte apropiate de sateliții occidentali. În teorie, astfel de sateliți manevrabili pot deveni „vânător-ucigaș”, fie prin coliziune, fie prin împingerea țintei în afara orbitei, potrivit dr. Rod Thornton (King’s College Londra), citat de BBC. Bowen adaugă că partea chineză a demonstrat capacități de „remorcare spațială”: un vehicul se poate apropia de un satelit, îl poate prinde și îl poate muta pe o altă orbită. Aceeași capacitate poate avea o utilizare pozitivă (îndepărtarea deșeurilor spațiale), dar și una ofensivă (scoaterea din uz a sateliților funcționali). Ce capacități sunt atribuite Rusiei Thornton susține că Rusia ar compensa lipsurile la capitolul armament spațial și sateliți prin rachete: sisteme lansate de la sol care pot lovi sateliți pe orbita joasă a Pământului și rachete antisatelit (ASAT) lansate de la mare altitudine cu ajutorul aeronavelor. Tot el avertizează că, „ca ultimă soluție”, Rusia ar putea lansa arme nucleare în spațiu, iar unda de șoc electromagnetică ar „prăji” sateliții neprotejați pe o suprafață vastă. Într-un astfel de scenariu, afirmă Thornton, Rusia – având mai puțini sateliți – ar putea ieși „marea câștigătoare” dintr-un conflict spațial. Informațiile despre arma americană rămân, deocamdată, limitate, iar evaluările se bazează pe ipoteze și pe tiparele de capabilități deja demonstrate de marile puteri în operațiuni de proximitate și în sisteme antisatelit. [...]
