Симулирането на космическото пространство в лъчева линия дава представа за образуването на лед в екстремни среди


BXDS лъчевите линии дават представа за образуването на лед в екстремни среди

Високовакуумната криогенна система за отлагане на пара за едновременна Raman и дифракция на рентгенови лъчи на място в сектора на Брокхаус (BXDS). Кредит: Джон Це

Екстремни условия – тежко налягане, интензивни температури и високи нива на радиация – съществуват навсякъде по земята и извън нея. Учените използват канадския източник на светлина (CLS) в Университета на Саскачеван (USask), за да проучат как водата и другите молекули се държат в тези екстремни среди.

Джон Це, професор по физика от Usask и катедра за подобряване на Centennial в науката за материалите, се интересува от това какво се случва с органични молекули при екстремно налягане и температура.

Ежедневните преходи на материята, като това как водата се превръща в лед, може да изглежда много различно във вакуума на космическото пространство, поради което Tse и няколко учени от CLS симулираха условията на пространството в рамките на лъчите на CLS на Брокхаус.

„Целта е да се разгледат явления, които имитират междузвездно пространство“, каза Це. Ние се опитваме да имитираме условията, за да можем да видим как се формират нещата в космоса.”

Използвайки синхротронна технология, Tse успешно генерира екстремни условия на линията на лъча, предлагайки нова перспектива за това как водата кристализира. Това може да помогне да се обясни какво се случва, когато течности и други молекули взаимодействат в среди със силен вакуум и изключително ниски температури.

“Когато космическа совалка стартира преди 30 години, те откриха, че водата взаимодейства с органичните вещества в линиите за отпадъци и беше много интересно да научим как се образува”, каза Це.

Констатациите на доклада, публикувани в Списание по физическа химияможе също да ни помогне да разберем какво се случва с водата и органичните молекули екстремни среди на земята, като тръбопроводи за нефт и природен газ.

„Една друга крайност е експлозията на BP преди много години [the oil spill in the Gulf of Mexico]. Това се дължи на образуването на хидрат, съединение на вода и малки молекули, които пълниха тръбопровода, карайки го да се взриви”, каза Це.

Це казва, че образуването на хидрати е постоянен проблем в тръбопроводите за пренос на природен газ, които работят в студено време, като тези в канадските прерии. В бъдещи експерименти Tse се надява да разбере по-добре как се държат тези взаимодействия и молекули и как да предотврати блокиране на линиите, което би повишило ефективността и безопасността в нефтения и газовия сектор.

„Това все още са академични въпроси, но с много практически приложения“, каза Це.

Це има дълга история на работа със синхротрони – от неговата докторска степен през 1970 г. проект към работата му като канадски изследователски катедра по синхротронна наука. През годините Tse е използвал синхротронна светлина за различни въпроси и никога не се е придържал към една единствена техника. CLS позволява на Tse да изследва редица енергии – от ниска енергия като инфрачервена до висока енергия като твърди рентгенови лъчи – за изследване на нови проблеми и намиране на практически решения.

„Това е вълнуващ инструмент, който е ефективен за проблемите, които разглеждах през годините и затова го използвам“, каза Це.


Нов метод за производство на протониран водород


Повече информация:
Robert PC Bauer et al, In situ рентгеново дифракционно изследване върху образуването на хидрат при ниска температура във висок вакуум, Списанието по физическа химия C (2021). DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c08108

Цитат: Симулирането на космическото пространство в лъчева линия дава представа за образуването на лед в екстремни среди (2022 г., 24 февруари), извлечено на 20 май 2022 г. от https://phys.org/news/2022-02-simulating-outer-space-beamline-insight. html

Този документ е обект на авторско право. Освен всяка честна сделка с цел частно проучване или изследване, никоя част не може да бъде възпроизвеждана без писменото разрешение. Съдържанието е предоставено само за информационни цели.