Para ilmuwan telah mencapai terobosan dalam penelitian kuantum dengan menunjukkan bahwa nanopartikel dapat menunjukkan getaran rotasi kuantum bahkan pada suhu kamar – dan tanpa didinginkan dekat dengan nol absolut. Menggunakan nanopartikel elips yang dipegang di medan elektromagnetik, mereka menerapkan laser dan cermin yang disetel dengan hati -hati untuk menguras energi dari rotasinya sampai tercapai (…)

RisalahPos.com Network

Kubah panas yang menindas telah mencengkeram AS timur minggu ini, mendorong Layanan Cuaca Nasional (NWS) untuk mengeluarkan peringatan panas bagi hampir 170 juta orang Amerika. Lebih buruk lagi, kelembaban yang parah membuat suhu tinggi terasa lebih panas.

Panas dan kelembaban ekstrem membuat kombinasi yang mematikan. Tubuh manusia menurunkan suhunya dengan berkeringat, dan ketika keringat menguap, itu mendinginkan permukaan kulit. Kelembaban memperlambat proses ini, meningkatkan risiko penyakit yang berhubungan dengan panas. Untuk mengekstrapolasi dampak fisiologis gabungan dari panas dan kelembaban, ahli meteorologi melihat suhu bulb basah. Pengukuran ini pada dasarnya mewakili jumlah tekanan panas yang dialami tubuh dalam kondisi panas dan lembab. Ini juga merupakan metrik penting untuk memahami kemampuan bertahan manusia dalam iklim yang berubah.

“Suhu bola basah secara harfiah adalah suhu bohlam termometer basah, secara tradisional diukur dengan meletakkan kaus kaki basah kecil di ujung termometer,” David Romps, seorang profesor ilmu bumi dan planet di University of California-Berkeley, mengatakan kepada Gizmodo dalam sebuah email. Mirip dengan orang yang berkeringat, termometer bola basah mendingin dengan menguapkan air, “tetapi termometer bola basah tidak seperti orang dalam beberapa hal penting,” jelasnya.

Manusia menghasilkan panas tubuh, yang harus menghilang ke udara. “Oleh karena itu, semuanya sama, orang yang berkeringat akan lebih hangat daripada bola basah,” kata Romps. Ketika suhu bulb basah mendekati 98,6 derajat Fahrenheit (37 derajat Celcius)-suhu tubuh manusia rata-rata-sangat sulit untuk mempertahankan suhu internal yang aman. Ini dapat menyebabkan penyakit yang berhubungan dengan panas yang parah atau bahkan kematian, jelasnya.

Para ahli telah lama percaya bahwa suhu bulb basah 35 derajat Celcius (sama dengan 95 derajat Fahrenheit pada kelembaban 100% atau 115 derajat Fahrenheit pada kelembaban 50%) adalah ambang batas di mana tubuh manusia tidak bisa lagi dingin sendiri. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah menemukan bukti yang menunjukkan bahwa ambang ini sebenarnya jauh lebih rendah.

“Berdasarkan penelitian kami, suhu bola basah sekitar 87 derajat Fahrenheit (30,6 derajat Celcius) pada kelembaban 100% adalah ambang kritis di atas mana manusia tidak dapat mempertahankan suhu inti yang stabil jika mereka terpapar dengan kondisi tersebut pada suatu waktu,” Kat Fisher, kandidat PHD di laboratorium email di Pennas, mengatakan kepada sebuah kandidat di PHD di laboratorium, mengatakan kepada seorang kandidat PHD di laboratorium di Pannod di laboratorium PHD di laboratorium.

Dengan mempertimbangkan suhu bola basah dengan suhu udara, kecepatan angin, tutupan awan, dan sudut matahari memberi ahli meteorologi suhu bola bola basah (WBGT), ukuran komprehensif tekanan panas di bawah sinar matahari langsung. Pada hari Selasa, 29 Juli, NWS melaporkan nilai WBGT di tahun 80-an tinggi hingga 90-an Fahrenheit (20-an hingga pertengahan 30-an Celcius) di sebagian besar AS timur, terutama di tenggara dan Midwest.

Nilai WBGT di atas 90 derajat Fahrenheit (32 derajat Celcius) ekstrem dan dapat menyebabkan stres panas hanya dalam 15 menit saat bekerja atau berolahraga di bawah sinar matahari langsung, menurut NWS. Pejabat cuaca mengharapkan kondisi ini bertahan hingga Rabu, 29 Juli, sebelum kubah panas menghilang di akhir pekan ini.

Dalam jangka panjang, peristiwa suhu bola basah berbahaya ada di sini untuk tetap ada. “Pemanasan global yang disebabkan oleh manusia menaikkan suhu bola basah, bahkan mendorong orang sehat lebih dekat ke batas fisiologis mereka. Dan batas itu nyata,” kata Romps. Tubuh manusia secara fisiologis tidak mampu menahan suhu bola basah di sekitar atau di atas suhu internalnya, jelasnya.

Saat atmosfer menghangat, ia dapat menahan lebih banyak kelembaban, meningkatkan frekuensi dan intensitas suhu bola basah yang ekstrem. Model iklim menunjukkan bahwa daerah-daerah tertentu di dunia dapat melihat suhu bola basah secara teratur mencapai 95 derajat Fahrenheit (35 derajat Celcius) dalam 30 hingga 50 tahun ke depan, menurut NASA. Di AS, negara bagian Midwestern seperti Arkansas, Missouri, dan Iowa kemungkinan akan mencapai batas suhu bulb basah kritis dalam 50 tahun.

“Selama 300.000 tahun spesies kita, tidak perlu mentolerir suhu bola basah seperti itu karena kemungkinan mereka tidak pernah terjadi sebagai bagian normal dari cuaca sepanjang waktu itu,” kata Romps. “Pemanasan global mengubahnya, dan cepat.”

Panas ekstrem sudah merupakan bahaya cuaca paling mematikan dalam data AS dari Centers for Disease Control and Prevention (CDC) menunjukkan bahwa sekitar 2.000 orang Amerika meninggal karena penyebab terkait panas per tahun, lapor ABC News. Beberapa ahli percaya korban tewas sangat diremehkan. Memahami batas -batas kelangsungan hidup manusia di dunia yang lebih hangat secara harfiah adalah masalah hidup atau mati. Ada kebutuhan mendesak untuk mengadaptasi infrastruktur, sistem kesehatan masyarakat, dan langkah -langkah respons panas yang ekstrem terhadap perubahan iklim.

Sebuah studi tikus dapat membuka jalan bagi pendekatan baru untuk perawatan kontrasepsi dan infertilitas. Sperma secara mengejutkan pilih -pilih ketika datang ke suhu. Pada mamalia, termasuk manusia, mereka melakukan yang terbaik di lingkungan yang beberapa derajat lebih dingin dari suhu tubuh normal. Ini menimbulkan pertanyaan yang menarik: Bagaimana sel-sel yang peka terhadap panas ini berhasil (…)

RisalahPos.com Network

Penelitian yang didukung AI menunjukkan bahwa pemanasan regional akan melampaui ambang batas kritis lebih cepat dari perkiraan, dengan sebagian besar wilayah akan melampaui 1,5°C pada tahun 2040. Daerah yang rentan seperti Asia Selatan menghadapi risiko yang lebih tinggi, sehingga mendesak tindakan adaptasi yang cepat. Tiga ilmuwan iklim terkemuka telah menganalisis data dari 10 model iklim global, memanfaatkan kecerdasan buatan (AI) untuk meningkatkan akurasi. Temuan mereka menunjukkan bahwa regional (…)

RisalahPos.com Network

Related

Para peneliti telah menemukan tatanan gelombang kerapatan muatan jarak jauh yang diinduksi regangan dalam superkonduktor suhu tinggi, yang menjelaskan mekanisme yang mendasarinya.

Superkonduktor adalah material yang mampu menghantarkan listrik tanpa hambatan apa pun saat didinginkan di bawah suhu tertentu yang dikenal sebagai suhu kritis. Material ini digunakan dalam berbagai aplikasi seperti jaringan listrik, kereta maglev, dan peralatan pencitraan medis. Superkonduktor suhu tinggi, yang beroperasi pada suhu kritis yang lebih tinggi daripada superkonduktor konvensional, sangat menjanjikan untuk meningkatkan teknologi ini. Meskipun demikian, mekanisme yang mendasari superkonduktivitasnya belum sepenuhnya dipahami.

Oksida tembaga atau kuprat, golongan superkonduktor suhu tinggi, menunjukkan superkonduktivitas saat elektron dan lubang (ruang kosong yang ditinggalkan oleh elektron) dimasukkan ke dalam struktur kristalnya melalui proses yang disebut doping. Menariknya, dalam keadaan doping rendah, dengan elektron yang kurang optimal diperlukan untuk superkonduktivitas, celah semu – celah parsial dalam struktur elektronik – terbuka. Celah semu ini dianggap sebagai faktor potensial dalam asal usul superkonduktivitas dalam bahan-bahan ini.

Selain itu, penelitian sebelumnya telah mengungkapkan adanya gelombang kerapatan muatan jarak jauh (CDW) dalam rezim kuprat berdoping rendah yang memecah simetri kristal oksida tembaga (CuO₂) bidang. CDW adalah pola elektron seperti gelombang berulang yang memengaruhi konduktivitas material. Pemecahan simetri ini penting karena superkonduktivitas diketahui muncul di dalam atau di dekat keadaan simetri yang rusak. Selain itu, dalam superkonduktor kuprat berbasis bismut, Bi₂Tuan_2-xItu_XCuO_6+jam (Bi2201), telah ditunjukkan bahwa medan magnet yang kuat dapat menginduksi orde CDW pemutusan simetri jarak jauh. Meskipun penelitian telah dilakukan secara ekstensif, peran pasti fenomena ini dalam terjadinya superkonduktivitas dalam kuprat masih belum diketahui.

Dalam sebuah studi baru, tim peneliti yang dipimpin oleh Associate Professor Shinji Kawasaki dari Departemen Fisika di Universitas Okayama, Jepang menyelidiki asal usul superkonduktivitas suhu tinggi dalam keadaan pseudogap kuprat menggunakan pendekatan baru. Prof. Kawasaki menjelaskan, “Dalam studi ini, kami telah menemukan keberadaan orde CDW jarak jauh dalam Bi2201 yang didoping secara optimal, yang disebabkan oleh regangan tarik-tekan yang diterapkan oleh sel regangan uniaxial yang digerakkan piezo baru, yang secara sengaja memecah simetri kristal CuO₂ pesawat.” Temuan mereka dipublikasikan dalam jurnal Komunikasi Alam pada tanggal 14 Juni 2024. Tim tersebut termasuk Ibu Nao Tsukuda dan Profesor Guo-qing Zheng, juga dari Universitas Okayama, dan Dr. Chengtian Lin dari Max-Planck-Institut fur Festkorperforschung, Jerman.

Penemuan dan Implikasi

Para peneliti menggunakan teknik resonansi magnetik nuklir (NMR) untuk mengamati perubahan dalam struktur elektronik superkonduktor Bi2201 yang didoping optimal saat regangan tekan dan tarik uniaxial diterapkan pada material tersebut. Hasilnya mengungkapkan bahwa ketika regangan melebihi 0,15%, material tersebut mengalami transformasi yang signifikan, dengan orde CDW jarak pendek bertransisi menjadi orde CDW jarak jauh. Lebih jauh lagi, peningkatan regangan menekan superkonduktivitas sekaligus meningkatkan orde CDW, yang menunjukkan bahwa baik superkonduktivitas maupun CDW jarak jauh dapat hidup berdampingan. Hasil ini menunjukkan bahwa orde CDW jarak jauh yang tersembunyi, tidak terbatas pada rezim doping rendah, ada dalam keadaan pseudogap cuprates, yang menjadi jelas di bawah regangan.

“Temuan ini menantang kepercayaan umum bahwa magnetisme adalah pendorong utama dalam oksida tembaga dan memberikan wawasan berharga untuk membangun model teoritis superkonduktivitas,” kata Prof. Kawasaki. Menyoroti potensi penerapan studi ini, ia menambahkan, “Temuan studi ini sangat menjanjikan untuk menjelaskan mekanisme yang mendasari superkonduktivitas suhu tinggi, membuka jalan bagi pengembangan bahan superkonduktor yang lebih praktis. Superkonduktor suhu tinggi memiliki potensi besar untuk transmisi dan penyimpanan daya tanpa kehilangan daya, berkontribusi signifikan terhadap konservasi energi dan upaya mencapai netralitas karbon. Lebih jauh lagi, penerapan superkonduktor dalam teknologi MRI berpotensi mengurangi biaya dan membuat pencitraan medis canggih lebih mudah diakses.”

Secara keseluruhan, penelitian ini menandai langkah signifikan menuju pemahaman asal-usul superkonduktivitas suhu tinggi, menyoroti pentingnya regangan uniaxial sebagai alat yang berharga untuk memahami superkonduktivitas pada superkonduktor serupa lainnya.

Referensi: “Urutan gelombang kepadatan muatan jarak jauh yang diinduksi regangan dalam superkonduktor Bi2Sr2−xLaxCuO6 yang didoping optimal” oleh Shinji Kawasaki, Nao Tsukuda, Chengtian Lin dan Guo-qing Zheng, 14 Juni 2024, Komunikasi Alam.
Nomor Induk Kependudukan: 10.1038/s41467-024-49225-w

Penelitian ini didanai oleh JSPS KAKENHI dan Yayasan Sains dan Pendidikan Murata (SK).

Sebuah studi tahun 2023 mendokumentasikan periode dingin yang belum pernah terjadi sebelumnya di Antartika, sangat kontras dengan catatan panas global dan menggarisbawahi kompleksitas pola iklim.

Tahun 2023 ditandai dengan suhu global yang memecahkan rekor, namun juga terjadi peristiwa dingin ekstrem yang tidak biasa di Antartika. Sebuah penelitian terbaru yang diterbitkan di Kemajuan dalam Ilmu Atmosfer menyoroti cuaca dingin ekstrem yang terjadi di benua itu selama akhir musim dingin bulan Juli dan Agustus.

Dalam pemeriksaan terperinci pada akhir bulan-bulan musim dingin tahun 2023, para peneliti mengamati suhu dingin yang ekstrem di sebagian besar wilayah Antartika.

“Suhu dingin yang tercatat tercatat di jaringan Stasiun Cuaca Otomatis (AWS) kami serta lokasi lain di sekitar wilayah tersebut,” kata Matthew A. Lazzara dari Pusat Penelitian dan Data Meteorologi Antartika di Universitas Wisconsin-Madison (UW-Madison). “Fase-fase ini ditandai dengan suhu rendah yang tercatat di stasiun cuaca yang dikelola dan otomatis, yang mencakup Antartika Timur, Ross Ice Shelf, dan Antartika Barat hingga Semenanjung Antartika.”

“Titik tertinggi, Stasiun Kunlun, mencatat suhu terendah yang pernah diamati, yakni -79,4°C, yang sekitar 5°C lebih rendah dari suhu rata-rata bulanan,” imbuh Prof. Minghu Ding dari Laboratorium Utama Cuaca Buruk di Akademi Ilmu Meteorologi Tiongkok. “Menariknya, pada saat yang sama, suhu tinggi yang memecahkan rekor terjadi di Amerika Selatan, yang relatif dekat dengan Antartika.”

Di Chile, suhu melonjak mendekati 40°C (104°F), sementara Rio de Janeiro memecahkan rekor suhu panas selama 117 tahun.

Menganalisis Fase Dingin

Jadi, apa yang ditemukan para peneliti? Apakah Antartika mengirimkan pesan iklim yang membingungkan?

Studi ini mengidentifikasi empat fase dingin yang berbeda dari pertengahan Juli hingga akhir Agustus 2023.

Analisis anomali ketinggian geopotensial 500-hPa mengungkapkan anomali negatif yang kuat pada Agustus 2023. Lingkungan atmosfer pertengahan troposfer ini memainkan peran penting dalam pengamatan suhu dingin ekstrem. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa arus dingin dari benua tersebut dan kondisi atmosfer yang tenang berkontribusi terhadap musim dingin ini.

Dengan suhu yang turun hingga di bawah -50°C, operasi penerbangan penting ke stasiun penelitian utama sangat terganggu. Temperatur ini berisiko menyebabkan kegagalan hidrolik dan pembentukan bahan bakar di pesawat, sehingga penerbangan yang aman menjadi tidak mungkin dilakukan.

“Peristiwa cuaca dingin ekstrem ini belum pernah terjadi sebelumnya dan memiliki dampak operasional yang signifikan,” kata David E. Mikolajczyk, penulis studi tersebut. “Memahami kondisi ini membantu kita lebih mempersiapkan diri menghadapi tantangan masa depan dalam bidang logistik Antartika.”

Studi yang dilakukan oleh tim ilmuwan internasional ini menggarisbawahi pentingnya memahami lingkungan atmosfer yang menyebabkan suhu dingin ekstrem. Temuan mereka sangat penting untuk meningkatkan keselamatan dan efisiensi operasi Antartika.

Pengamatan AWS dari program AWS UW Madison Antarctic Meteorological Research and Data Center (AMRDC) dan program AWS State Key Laboratory of Severe Weather AWS terutama digunakan untuk analisis peristiwa.

Referensi: “Dinginnya Antartika Ekstrim di Akhir Musim Dingin 2023” oleh Anastasia J. Tomanek, David E. Mikolajczyk, Matthew A. Lazzara, Stefano Di Battista, Minghu Ding, Mariana Fontolan Litell, David H. Bromwich, Taylor P. Norton, Linda M .Keller dan Lee J. Welhouse, 13 Juni 2024, Kemajuan dalam Ilmu Atmosfer.
Nomor Induk Kependudukan: 10.1007/s00376-024-4139-1