Quyosh Energiyasi va Atomlar Qanday "Gaplashadi"

Endi, menga bir daqiqa qoling.

Quyoshli dalada turibsiz. Oldingizda ayvonlar boshini silkitib turgan kungaboqar dalasi charaqlayapti. Ko'rinishi chiroyli, rostdan ham.

Ammo shu paytda nima sodir bo'lyapti?

O'simliklar Yer yuzidagi eng kuchli kimyoviy jarayonlardan birini amalga oshirayapti. Ular quyosh nurlaridan energiyani olishadi va uni o'zlari uchun qulay shaklga aylantiradilar — tabiatning o'zi batareyka zaryadlash jarayoni.

Va bularning hammasi bir soniyaning kichik bir qismida sodir bo'ladi.

Nima Bo'lyapti?

O'simliklar fotosintez paytida proton-bog'langan elektron transferi deb ataladigan jarayondan foydalanadi. Bu atama murakkab eshitiladi, lekin mohiyati juda oddiy.

Elektronlar — atom atrofida aylanadigan manfiy zaryadli zarrachalar. Protonlar esa — yadroda joylashgan musbat zaryadli zarrachalar.

Ba'zi kimyoviy reaksiyalarda bu ikki zarracha birgalikda harakat qiladi. Va shunda mo'jiza sodir bo'ladi: reaksiya aql bo'lib ketadi. Energiya behuda sarflanmaydi.

Buni samolyotga solishtirish mumkin. Oddiy reysda uchta shaharni aylanib chiqish o'rniga, to'g'ridan-to'g'ri maqsad shaharga uchishingiz mumkin. Vaqt va energiya tejaladi.

Nimaga Oldin Ko'rmagan edik?

Savol tug'ilishi mumkin: agar bu jarayon shunchalik muhim bo'lsa, nimaga oldin hech kim ko'rmagan?

Javob oddiy — tezlik va murakkablik.

Elektronlar juda tez harakat qiladi. Protonlar ham shunday. Qo'shimcha qiyinchilik shundaki, suv molekulalari ham doimiy harakatda bo'ladi. Biror narsa sodir bo'layotganida emas, balki bir vaqtning o'zida bir nechta narsa sodir bo'ladi.

Eski usullar faqat qismlarni ko'rsata olardi. Ba'zilar elektronlarni kuzatishi mumkin, ba'zilar protonlarni. Ammo ikkalasini bir vaqtda va suv muhitini ham kuzatish — bu juda qiyin edi.

Yangi Texnologiya

Ilmiy guruh SLAC laboratoriyasidagi maxsus qurilmani — Linac Coherent Light Source ni ishlatdi. Bu qurilma nihoyatda kuchli va aniq vaqtlashgan rentgen nurlarini hosil qiladi. Bu olimlarga molekulalar harakatlanayotgan paytda rasm olish imkonini beradi.

Bu texnologiyani ilg'or hisoblash usullari bilan birlashtirganda, ilmiy guruh nihoyat to'liq manzaraga ega bo'ldi.

Ular birinchi marta aniq ko'rsatdiki, molekula proton olganda uning elektron tuzilishi qanday o'zgaradi, shu bilan birga atrofidagi suv molekulalari qanday qayta tartiblanadi.

Nimaga Kerak?

Bu savol yaxshi. Faqat "vov, ilm dahshatli" omilidan tashqari, amaliy sabablar ham bor.

Agar tabiat energiyani shunday samarali qanday harakatlantirishini tushunsak, kelajakda yaxshiroq katalizatorlar, samaraliroq yoqilg'i elementlari va energiya saqlash texnologiyalarini yaratishimiz mumkin.

Bu darhol iqlim o'zgarishini hal qilmaydi. Ammo bu — oxir-oqibat bizga kerak bo'lgan yutuqlarga olib keladigan asosiy fan.

O'simliklar buni milliard yil oldin o'rgangan. Biz esa hali o'zlashtiryapmiz.

Siz bu haqda nima o'ylaysiz? Fikrlaringizni yozing — qaysi tomoni sizni ko'proq qiziqtiradi?