Jedyny w swoim rodzaju meteoryt i jedyny w swoim rodzaju minerał
Naukowcy z Wydziału Inżynierii i Nauk Stosowanych Uniwersytetu Columbia Engineering oraz uczelni współpracujących wykorzystali sztuczną inteligencję w badaniach nad nietypowymi materiałami, by następnie przeprowadzić analizy na próbce z meteorytu Steinbach z 1724 roku - to meteoryt opisywany jako "jedyny w swoim rodzaju", należący do "bardzo rzadkiej grupy meteorytów żelaznych IVA-an", który skrywał fascynującą tajemnicę.
Naukowcy zbadali znajdujący się w jego składzie rzadki minerał - który, jak udowodnili, charakteryzuje się właściwościami wymykającymi się standardom, "przecząc prawom przepływu ciepła", podaje "Science Daily". Eksperci potwierdzili właściwości tego "hybrydowego" minerału, co może zrewolucjonizować nie tylko materiałoznawstwo, ale także wesprzeć specjalistów w opracowaniu metod na ograniczenie emisji dwutlenku węgla podczas produkcji stali.
Występujący w meteorytach trydymit zaskakuje swoimi właściwościami
Występujący w meteorycie z 1724 r. minerał określono jako trydymit meteorytowy. Uznaje się, że trydymit w meteorytach powstaje pod wpływem działania wysokich temperatur np. przy uderzeniu kosmicznego odłamka w powierzchnię Ziemi lub w wyniku procesów zachodzących w kosmosie. Został on opisany już w latach 60. XX w. jako spotykany w meteorytach, jednak dopiero teraz naukowcom udało się wykazać jego niezwykłe właściwości. Badany minerał ma strukturę pośrednią między kryształem (uporządkowanym) a szkłem (nieuporządkowanym) - i tym samym wykazuje nietypowe właściwości przewodzenia ciepła. Dzięki sztucznej inteligencji i fizyce kwantowej naukowcy byli w stanie przewidzieć zachowanie minerału - i eksperymentalnie potwierdzić to na próbce z meteorytu.
- Krystaliczne i szkliste materiały charakteryzują się przeciwnymi właściwościami przewodzenia ciepła, co odgrywa kluczową rolę w wielu technologiach, od miniaturyzacji i wydajności urządzeń elektronicznych, przez systemy odzysku ciepła odpadowego, po żywotność osłon termicznych w zastosowaniach lotniczych - wyjaśniają badacze w komunikacie Columbia Engineering.
AI i fizyka kwantowa. Odkrycie nietypowych właściwości minerału z meteorytu Steinbach
Zespół naukowców najpierw opracował równanie do opisania tych zjawisk, a AI pomogła przezwyciężyć ograniczenia obliczeniowe i symulować właściwości atomów, które wpływają na transport ciepła, z dokładnością kwantową. Następnie, dzięki eksperymentom na minerale z meteorytu, eksperci byli w stanie wykazać, że trydymit ma cechy hybrydowego materiału krystaliczno-szklanego, charakteryzującego się przewodnością cieplną niezmienną w zależności od temperatury. Naukowcy podkreślają, że to pierwszy w swoim rodzaju materiał. Odkrycie przyniosło nowe wnioski i perspektywy na przyszłość - nie tylko dla podobnych odkryć, ale i dla przemysłu oraz środowiska. Zastosowanie materiałów opartych na trydymicie mogłoby bowiem zredukować emisje poprzez lepsze zarządzanie ciepłem w procesach hutniczych, podają eksperci.
- Nasze odkrycia rzucają światło na to, jak zwiększyć przewodność cieplną materiałów ogniotrwałych, skracając czas spalania w piecach, a tym samym obniżając emisję dwutlenku węgla - zaznaczają badacze w publikacji.
Wyniki przełomowych badań opublikowano w czasopiśmie naukowym "Proceedings of the National Academy of Sciences".
