Kitap dünyasına açılan kapınızı aralayın! En sevdiğiniz kitapları indirimli fiyatlarla keşfedin ve hayal gücünüzü genişletin.
İnsanlığın ve yeryüzündeki tüm biyolojik yaşamın ana kaynağı olan su, fiziksel kimya ve kuantum mekaniği dünyasında eşi benzeri görülmemiş bir bilimsel keşfe sahne oldu. Bugüne kadar sadece tek bir homojen sıvı kimliğiyle kabul edilen suyun, aslında mikroskobik düzeyde sürekli birbirinin yerine geçen yüksek yoğunluklu ve düşük yoğunluklu iki sinsi akışkanın karışımı olduğu laboratuvar verileriyle tescillendi. Hong Kong Şehir Üniversitesi’nde yürütülen ve uluslararası saygınlığa sahip Nature Physics dergisinde yayımlanan yapay zeka destekli boylamsal araştırma, suyun evrendeki tüm diğer sıvılardan ayrılan sinsi ve anomalilerle dolu fiziksel davranışlarının arkasındaki sır perdesini nihai olarak aralamayı başardı.
Termodinamik literatürüne göre evrendeki neredeyse tüm sıvılar soğudukça hacimsel olarak daralır ve daha yoğun hale gelir. Ancak su, bu temel doğa yasasına sinsi bir biçimde isyan ederek +4 santigrat dereceye kadar yoğunlaşır, bu eşikten sonra ise genleşmeye başlar. Buzun su üzerinde yüzmesini sağlayan, göllerin dipten değil üstten donarak su altı yaşamını koruyan bu anomali, 30 yılı aşkın süredir bilim dünyasında teorik bir hipotez olarak tartışılıyordu.
Fiziksel Kimyager Prof. Dr. Xiao Cheng Zeng liderliğindeki araştırma ekibi, suyun sıcaklık değişimlerine karşı gösterdiği ekstrem direncin ve yüksek basınç altında akışkanlık direncinin (viskozite) sinsi bir şekilde düşmesinin arkasında bu iki durumlu moleküler mimarinin yattığını kanıtladı. Bilim insanları, su moleküllerinin saniyeler içinde sinsi bir geometrik dönüşüm geçirerek daha sıkı bir moleküler düzen ile daha gevşek bir örgü yapısı arasında amansız bir salınım gerçekleştirdiğini saptadı.
Sıradan laboratuvar cihazlarının ve insan gözünün tespit edemeyeceği bu sinsi dönüşüm hızını yakalayabilmek adına araştırmacılar, kuantum bilişim ve ileri bilgisayar mühendisliği altyapısını kullandı. Doktora sonrası araştırmacı Liwen Li tarafından geliştirilen "denetimsiz derin öğrenme" algoritması, sisteme neyi araması gerektiği söylenmeden milyonlarca moleküler veri kümesini siber bir titizlikle taramaya programlandı.
GROMACS simülasyon paketleri üzerinden yüz binlerce su molekülünün anlık hareket haritasını çıkaran yapay zeka modeli, on milyonlarca karmaşık veri noktasını işleyerek sinsi dönüşümün "reaksiyon koordinatlarını" damıtmayı başardı. Prof. Dr. Zeng, geleneksel yöntemlerle onlarca akademik kadronun ve yüzlerce öğrencinin neredeyse 10 yıllık kesintisiz çalışmasıyla ulaşılabilecek bu kuantum kimyası haritasının, yapay zekanın siber işlem gücü sayesinde sadece bir buçuk yılda hatasız olarak tescil edildiğini vurguladı. Algoritma, su moleküllerinin yoğun yapıdan gevşek yapıya geçerken aşmak zorunda olduğu enerji bariyerlerinin ve eyer noktalarının mikroskobik konumlarını tek tek deşifre etti.