Daha Önce Hiç Görmediğiniz Kar Taneleri

Daha Önce Hiç Görmediğiniz Kar Taneleri

Bu kış gökyüzünden altı milyonlarca kar tanesi düştü. Bu milyarlarca trilyondur, şimdi çoğu bahar yaklaşırken eriyip gitti.

Çok az insan tek tek onlara yakından baktı.

California Teknoloji Enstitüsü’nde fizik profesörü olan Kenneth G. Libbrecht, çeyrek yüzyıl boyunca böylesine basit bir maddenin – suyun – nasıl çok sayıda şekle donabileceğini anlamaya çalıştı.

“Kar taneleri nasıl oluşur?” Dr. Libbrecht 23 Şubat’ta Greenwich, Conn’deki Bruce Müzesi’nin ev sahipliği yaptığı çevrimiçi bir konuşma sırasında “Peki bu yapılar nasıl ortaya çıkıyor – ve tam da söylemek istediğim gibi, kelimenin tam anlamıyla havadan nasıl ortaya çıkıyor?”

Dr. Libbrecht’in kar tanesi araştırması ve fotoğrafçılığının ilgisini çeken insanlardan biri, o zamandan beri paleontoloji, yemek pişirme ve astronomi dahil olmak üzere sayısız bilimsel disiplinde projeler yürüten Microsoft’un eski baş teknoloji sorumlusu Nathan P. Myhrvold’du.

Dr. Hevesli bir fotoğrafçı olan Myhrvold, Dr.Libbrecht’le on yıldan daha uzun bir süre önce tanıştı ve 2018 baharında, karmaşık donmuş kristallerin fotoğraflarını kendisi çekmek istediğine karar verdi. “Ah, bir şeyler atıp kışa hazır olacağız.” Diye düşündüğünü hatırladı. ”

Ancak projelerinin çoğunda olduğu gibi, işler Dr. Myhrvold’un planladığı kadar basit değildi.

Dr. Myhrvold, “Düşündüğümden çok daha karmaşık olduğu ortaya çıktı” dedi. Bu yüzden lanet şeyi inşa etmek 18 ay sürdü. “

Dr. Myhrvold on yıldan fazla bir süre önce Kenneth G. Libbrecht ile tanıştı ve kar tanesi fotoğrafçılığında kendi elini denemek istedi. Kredi. . . Nathan Myhrvold / Modernist Mutfak Galerisi, LLC
Dr. Myhrvold’un hazırladığı bir kar tanesi fotoğrafı “Yellowknife Flurry”. Doğru şekilleri bulmak için çok soğuk iklimlere gitmek zorunda kaldı. Kredi. . . Nathan Myhrvold / Modernist Mutfak Galerisi, LLC
Kredi. . . Nathan Myhrvold / Modernist Mutfak Galerisi, LLC
Kredi. . . Nathan Myhrvold / Modernist Mutfak Galerisi, LLC

“Kahrolası şey”, kar taneleri fotoğraflamak için kullanılan kamera sistemiydi. Bir milyon piksel yakalayan en iyi dijital sensörleri kullanmak istedi. “Gerçek kar tanesi çok çok kırılgan,” dedi. “Çok karmaşık. Yani yüksek çözünürlük istiyorsunuz. “

Bu Haber İlginizi Çekebilir:  Ünlü Bir Kara Delik Büyük Bir Güncelleme Aldı

Ancak bu tür bir sensör, mikroskop üreticilerinin bir asır önce aldıkları kararların bir sonucu olarak, genel olarak mikroskop lensleri tarafından üretilen görüntülerden çok daha büyük bir alan.

Bu, sensörü doldurmak için mikroskop görüntüsünü uzatmanın bir yolunu bulması gerektiği anlamına geliyordu.

Tamirinde, “Gerçekten çalışmasına izin verecek özel bir optik yol buldum” dedi.

Sonra optikler için yuva var. Bu tipik olarak metalden yapılır, ancak metal ısındığında genleşir ve soğuk olduğunda büzülür. Dr. Myhrvold, cihazı sıcak iç mekanlardan kar tanelerini toplayacağı soğuk bir balkona taşımak, “tüm mikroskobu mahveder,” dedi ve her şeyi odakta tutmayı imkansız hale getirdi.

Metal yerine, kayda değer ölçüde genişlemeyen veya küçülmeyen karbon fiber kullandı.

Dr. Myhrvold ayrıca Japonya’da bir şirket tarafından endüstriyel kullanım için üretilmiş, tipik bir kamera flaşı kadar 1/1000 oranında ışık patlamaları yayan özel bir LED buldu. Bu, flaştan yayılan ısıyı en aza indirir ve bu da kar tanesini biraz eritebilir.

Mikroskop altında bir şeye bakmak için, bir örnek tipik olarak bir cam slayt üzerine yerleştirilir. Ancak cam ısıyı korur. Bu aynı zamanda kar tanelerini de eritir. Böylece camdan daha kolay soğuyan bir malzeme olan safire geçti.

Nathan Myhrvold fotoğraflamak için kar taneleri çekiyor. Kredi. . . Nathan Myhrvold / Modernist Mutfak Galerisi, LLC
Dr. Myhrvold’un kamera kurulumu. Kredi. . . Nathan Myhrvold / Modernist Mutfak Galerisi, LLC

Şubat 2020’ye kadar hazırdı. Ama fotoğraflanacak en güzel kar taneleri nerede bulunur? İlk başta, bir kayak merkezine gidebileceğini düşündü – Colorado’da Aspen veya Vail ya da British Columbia’da Whistler.

Ancak bu yerler yeterince soğuk değildi.

Dr. Myhrvold, “Bir kayakçının kaymaktan hoşlanabileceği toz kar aslında oldukça fazla tozdur” dedi. “Bu şeylerde pek güzellik yok. ”

Aslında çoğu insanın üzerine düşen kar taneleri, nadiren insanların kar tanesi şeklinde düşündükleri şeylerdir.

Su, iki hidrojen atomu ve bir oksijenden oluşan basit bir moleküldür. Sıcaklık 32 Fahrenheit derecenin altına düştüğünde, moleküller birbirine yapışmaya başlar – yani donarlar.

Bu Haber İlginizi Çekebilir:  Kanseri 10 yaşında yendi. Artık Uzaydaki En Genç Amerikalı Olmaya Hazır.

Bir su damlacığı donarak minik bir buz kristaline dönüştüğünde bulutta bir kar tanesi doğar. Su moleküllerinin şekli, altıgen bir düzende bir araya gelmelerine neden olur. Arketipik kar tanesinin altı kolu olmasının nedeni budur.

Daha sonra kristal büyür, havadan gelen su buharını emer ve yakındaki diğer damlacıklar buharı yenilemek için buharlaşır. Dr. Libbrecht, “Bir kar kristali yapmak için belki 100.000 su damlasının buharlaşması gerekir” dedi.

Dr. Libbrecht’in laboratuarında “yetiştirilen” kar taneleri. Kenneth G. Libbrecht tarafından video

Ancak kristalin nasıl büyüyeceği sıcaklığa ve neme bağlıdır. 1930’larda, Japon fizikçi Ukichiro Nakaya, laboratuvarında yapay kar taneleri yetiştiren ilk kişiydi ve koşulları değiştirerek, çoğu koşulda hangi türlerin oluştuğunu kataloglayabildi.

Sıcaklık donma noktasının hemen altına düştüğünde, kar taneleri genellikle basit altıgen plakalardır. Yaklaşık 20 Fahrenheit derecesinde, yaygın şekil altıgen sütunlardır. Arketipik olarak güzel olan kar taneleri genellikle 15 derece ile -5 derece Fahrenheit arasındadır.

Bu sıcaklıklarda altıgenin uçları dallara dönüşür. Dallar daha sonra diğer dalları ve daha küçük altıgen plakaları oluşturur. Sıcaklık ve nemdeki küçük değişiklikler büyüme modelini etkiler ve kar tanesi yere doğru düştükçe koşullar sürekli olarak değişir.

Dr. Libbrecht, “Bulutların arasından bu karmaşık yolu olduğu için karmaşık bir şekil veriyor” dedi. “Hepsi farklı yollar izliyor ve bu yüzden yola bağlı olarak her biri biraz farklı görünüyor. ”

Böylece, güzel kar tanelerini bulmak için, Dr. Myhrvold kuzeye, çok daha kuzeye gitti. O ve birkaç asistan, Alaska, Fairbanks’e yaklaşık bin poundluk ekipman taşıdılar; Kanada Kuzeybatı Bölgelerindeki en büyük topluluk olan Yellowknife; ve Timmins, Ontario, Huron Gölü’nün yaklaşık 150 mil kuzeyinde.

Bir ay sonra, koronavirüs salgını bu çabayı yarıda bıraktı. Ancak Dr. Myhrvold, kar tanelerinin şimdiye kadarki en yüksek çözünürlüklü görüntülerini alabildi.

California Teknoloji Enstitüsü’nden Dr. Libbrecht tarafından fotoğraflanan bir kar tanesi. Kredi. . . Kenneth G. Libbrecht
Dr. Libbrecht, kar tanelerinin nasıl oluştuğuyla ilgileniyor. “Bu yapılar nasıl görünüyor – ve tam da söylemek istediğim gibi, kelimenin tam anlamıyla havasız kalıyor?” dedi. Kredi. . . Kenneth G. Libbrecht
Kesinlikle daha düşük teknolojili bir yaklaşım benimseyen Don Komarechka tarafından fotoğraflanan bir kar tanesi. Kredi. . . Don Komarechka
Bay Komarechka, Dr. Myhrvold’un süreci hakkında “Sanırım biraz fazla tasarlanmış” dedi. Kredi. . . Don Komarechka

Bu iddia, kesinlikle daha düşük bir teknoloji yaklaşımı benimseyen Kanadalı bir fotoğrafçı olan Don Komarechka da dahil olmak üzere kar tanesi dünyasındaki diğerlerini rahatsız etti. Mağazadan satın alınan yüksek güçlü makro lensli bir dijital kamera kullanıyor. Tripod bile kullanmıyor – kar taneleri büyükannesinin ona verdiği siyah bir eldiven üzerinde otururken sadece kamerayı tutuyor.

Bu Haber İlginizi Çekebilir:  Yıldızlararası Ziyaretçi Oumuamua Neden Acayip Tanıdık Geliyor?

Bay Komarechka, “İnanılmaz derecede basit” dedi. “Herhangi bir kamerası olan herkes için o kadar ulaşılabilir ki. ”

Dr. Myhrvold’un özel yapım sistemi hakkında şunları söyledi: “Sanırım biraz fazla tasarlanmış. ”

Sn. Komarechka ayrıca, bir kar tanesinden yansıyan ışığı kullanarak aydınlatmaya farklı bir yaklaşım sergilerken, Dr. Myhrvold’un görüntüleri geçen ışığı yakalıyor. Bay Komarechka, “Bir kar tanesinin ortasında yüzey dokusunu ve bazen güzel gökkuşağı renklerini göreceksiniz” dedi.

Gökkuşağı efekti, sabun filminde gördüğünüzle aynıdır, ancak renkler “genellikle bir sabun filminde veya başka herhangi bir şeyde göreceğinizden çok daha sağlam bir şekilde gösterilir” dedi. Neredeyse psychedelic renkler, neredeyse batik tişörtü gibi görünüyor. ”

Dr. Myhrvold’un iddialarına karşı çıkmak için Bay Komarechka daha da yüksek çözünürlüklü olduğunu söylediği bir görüntü aldı. Dr. Myhrvold, görüntülerinin neden yine de daha ayrıntılı olduğunu açıklayan uzun bir çürütme ile yanıt verdi.

Pratik anlamda, Dr. Myhrvold’un resimleri, geniş boyutlarda kağıda basıldığında daha keskin. 2 metreye 1,5 metreye kadar olan boyutlarda satın alınabilir.

Dr. Komarechka, “Bu çok dar anlamda, evet, Nathan’ın iddia ettiği şey bu ve o haksız değil,” dedi.

Kredi. . . Nathan Myhrvold / Modernist Mutfak Galerisi, LLC