Peneliti dari University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering bekerja sama dengan Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP) menggunakan simulasi mekanika kuantum untuk mempelajari bagaimana cahaya ultraviolet (UV) mengubah kimia es. Hasil kerja tim dipublikasikan di Proceedings of the National Academy of Sciences dan dimaksudkan untuk menjelaskan teka-teki lama dari eksperimen pada 1980-an.
Simulasi menunjukkan bahwa berbagai jenis cacat kristal mengubah cara es menyerap dan memancarkan cahaya. Misalnya, kehadiran ion hidroksida menggeser posisi penyerapan awal, sementara defek Bjerrum—di mana aturan ikatan hidrogen dilanggar—menyebabkan perubahan yang lebih besar dan ekstrem. Perbedaan ini mungkin menjelaskan fitur penyerapan yang tidak terjelaskan setelah paparan UV lama.
Secara molekuler, UV mampu memecah molekul air menjadi ion hidronium, radikal hidroksil, dan elektron bebas. Bergantung pada jenis cacat, elektron dapat menyebar melalui jaringan es atau terperangkap di rongga kecil. Tim kini bekerja sama dengan kelompok eksperimental untuk menguji prediksi dan berencana memodelkan es dengan beberapa defek, permukaan, dan air lelehan. Pekerjaan ini dapat memberi masukan pada studi pelepasan gas dari permafrost dan pada kimia di bulan bersalju seperti Europa dan Enceladus. Pendanaan penelitian berasal dari European Commission, fasilitas superkomputer CINECA dan MareNostrum5, serta dukungan melalui MICCoM dan Argonne National Laboratory via Department of Energy.
- Simulasi kuantum menjelaskan perubahan penyerapan.
- Defek kristal mengubah spektrum es.
- Temuan relevan untuk permafrost dan bulan es.
Kata-kata sulit
- mekanika kuantum — cabang fisika yang mempelajari partikel sangat kecil
- simulasi — pemodelan komputer untuk meniru perilaku fisika nyataSimulasi kuantum
- cacat kristal — ketidaksempurnaan dalam susunan atom padatan kristal
- ikatan hidrogen — gaya antar molekul yang melibatkan atom hidrogen dan atom lain
- ion hidronium — molekul air yang bermuatan positif karena proton tambahan
- radikal hidroksil — molekul atau atom reaktif dengan satu elektron tidak berpasangan
- elektron bebas — elektron yang tidak terikat dan dapat bergerak bebas
- spektrum — rentang panjang gelombang cahaya yang diserap atau dipancarkan
- permafrost — lapisan tanah yang tetap beku sepanjang tahun
Tips: arahkan kursor, fokus, atau ketuk kata yang disorot di dalam teks untuk melihat definisi singkat sambil membaca atau mendengarkan.
Pertanyaan diskusi
- Mengapa penting memahami bagaimana cacat kristal mengubah penyerapan cahaya di es? Berikan alasan yang didukung oleh teks.
- Bagaimana kolaborasi antara simulasi teoretis dan kelompok eksperimental dapat membantu memvalidasi hasil penelitian ini?
- Dengan contoh, jelaskan bagaimana perubahan kimia di es akibat UV bisa mempengaruhi pelepasan gas dari permafrost.
Artikel terkait
Pelanggaran Aturan Wisata Hiu Paus di El Azul
Studi dengan rekaman drone (2016 dan 2022) menemukan bahwa perahu wisata dan perenang sering melanggar aturan di El Azul, lokasi hiu paus seluas 400 km². Penulis merekomendasikan pengawasan lebih baik, regulasi diri pemandu, dan investasi jangka panjang.
Pohon Natal Nyata: Produksi, Harga, dan Perawatan
Setelah Thanksgiving, banyak keluarga AS memasang dekorasi dan membeli pohon Natal nyata. Industri menghadapi tarif tinggi dan tantangan produksi, sehingga harga bisa berubah; pendidik extension Bill Lindberg memberi informasi dan tips perawatan.
Peneliti Mengamati Virus Flu Masuk ke Sel Hidup
Peneliti dari Swiss dan Jepang mengembangkan metode mikroskopi baru, ViViD-AFM, untuk melihat bagaimana virus influenza masuk ke sel manusia hidup. Mereka menemukan sel aktif menangkap virus dan metode ini berguna untuk riset obat dan vaksin.
Model Bahasa Mengubah Penilaian Berdasarkan Identitas Pengarang
Peneliti University of Zurich menemukan bahwa large language models mengubah penilaian teks ketika diberi tahu siapa pengarangnya. Tanpa sumber, model sering sepakat, tetapi menyebut pengarang memicu bias, termasuk bias anti-Cina.