Yer səthində ən geniş yayılmış maye olan su donarkən həcminin artması ilə digər maddələrdən fərqlənir. Alimlər uzun illərdir bu qeyri-adi xüsusiyyətin səbəblərini araşdırırlar. İndi isə Yaponiyanın Osaka Universitetinin tədqiqatçıları süni intellektdən istifadə edərək suyun mikroskopik quruluşunu daha dəqiq təhlil etməyə nail olublar.
Azpost.info bildirir ki, araşdırmanın nəticələri Communications Chemistry jurnalında dərc olunub.
Suyun qeyri-adi davranışının sirri
Suyun bu anomaliyaları onun temperatur və təzyiq dəyişdikcə molekulyar quruluşunun fərqli formada təşkil olunması ilə bağlıdır. Lakin bu dəyişiklikləri sistemli şəkildə izah edən vahid model indiyədək mövcud olmayıb.
Osaka Universitetinin alimləri hazırladıqları süni intellekt modeli vasitəsilə suyun quruluşunu xarakterizə edən müxtəlif metodları müqayisə edib və onların effektivliyini qiymətləndiriblər.
Niyə bəzən su donmur?
Suyun buza çevrilməsi üçün molekulların müəyyən qaydada düzülərək kristal qəfəs yaratması lazımdır. Bunun üçün isə adətən kristallaşma mərkəzi tələb olunur. Belə mərkəz rolunu suda olan çirklər və ya qabın daxili səthindəki kiçik cızıqlar oynaya bilər.
Bu səbəbdən tam təmiz və hamar qabdakı su 0°C-dən aşağı temperaturda belə maye vəziyyətdə qala bilər. Bu hadisə elm dilində həddindən artıq soyumuş su (supercooled water) adlanır.
İki fərqli maye vəziyyəti
Alimlərin fikrincə, suyun qeyri-adi xüsusiyyətləri iki müxtəlif vəziyyət arasında keçidlə əlaqədardır:
yüksək sıxlıqlı maye;
aşağı sıxlıqlı maye.
Mikroskopik səviyyədə bu dəyişikliklər su molekulları arasında yaranan və daim yenilənən hidrogen rabitələri ilə bağlıdır.
Temperatur artdıqca daha sıx molekulyar quruluş üstünlük təşkil edir.
Süni intellekt 16 fərqli modeli müqayisə edib
Tədqiqat zamanı alimlər molekulyar dinamika simulyasiyalarından əldə olunan məlumatları neyron şəbəkəsinə ötürüblər. Süni intellekt sınaq və öyrənmə üsulu ilə müxtəlif temperatur şəraitində suyun quruluşunu təsvir edən 16 fərqli struktur göstəricisini müqayisə edib və onların hansının daha dəqiq nəticə verdiyini müəyyənləşdirib.
Araşdırmanın müəlliflərindən Kan Kim bildirib ki, maşın öyrənməsi mürəkkəb struktur məlumatlarını təhlil etmək üçün çox effektiv vasitədir. Onun sözlərinə görə, əsas məqsəd müxtəlif struktur göstəricilərinin suyun molekulyar quruluşunu nə dərəcədə düzgün əks etdirdiyini müəyyənləşdirmək olub.
Kəşf gələcək texnologiyalar üçün əhəmiyyətlidir
Tədqiqatçılar hesab edirlər ki, əldə olunan nəticələr suyun qeyri-adi xüsusiyyətlərinin mənşəyini daha yaxşı anlamağa, onun termodinamik davranışını izah etməyə və gələcəkdə daha dəqiq elmi modellərin hazırlanmasına kömək edəcək.
Bu araşdırma həm fundamental fizika, həm də materialşünaslıq, kimya və iqlim modelləşdirilməsi kimi sahələrdə yeni tədqiqatlar üçün mühüm əsas hesab olunur.
N.Talıbov
