Lífið og leysigeislar | Háskóli Íslands Skip to main content

Lífið og leysigeislar

Arnar Hafliðason, doktorsnemi við Raunvísindadeild

„Rannsóknarverkefnið snýst um að skjóta orkuríkum leysigeislum á efni. Þannig líkjum við eftir aðstæðum sem geta ríkt fyrir utan andrúmsloft jarðar. Við geislunina örvast sameindir efnisins. Við það geta þau rofnað í hvarfgjörn sameindabrot,“ segir Arnar Hafliðason um doktorsverkefni sitt í efnafræði.Margt er flókið sem hann vinnur við en hvarfgjörnu efnin sem hann rannsakar teljast þau efni sem eiga auðvelt með að sameinast öðrum.

„Efni sem ég hef verið að rannsaka geta rofnað í kolefni, kolvetni og bróm. Bróm er halógen en halógenefni eru þau efni sem eru að eyða ósonlaginu. Sameindabrot eins og kolvetni eru mikilvæg þegar kemur að því að reyna að skilja upphaf lífs á jörðinni.“

Arnar segir að hafa verði í huga að enginn viti hvernig líf hófst á jörðinni en getgátur séu uppi um að einfaldar lífrænar sameindir hafi myndast í geimnum og lent á jörðinni, t.d. með loftsteini.

„Þessar einföldu sameindir gátu þá þróast áfram í flóknari sameindir sem á endanum mynduðu fyrsta lífið. Hvernig allt þetta fór fram er ekki vitað með vissu.Með því að skjóta orkuháum leysigeisla á sameindir líkjum við eftir orkuháum geislum í geimnum. Þessi geimgeislun á t.d. upphaf sitt í stjörnum eins og sólinni. Þegar geislunin lendir á sameindum aukast líkur á efnahvarfi. Sameindin getur þá jónast, þ.e. misst eða fengið auka rafeind, eða gleypt í sig geislunina og er þá sagt að sameindin sé í örvuðu ástandi – en þau geta verið mörg þessi örvuðu ástönd.Með þessu getum við kortlagt ástönd sameindarinnar og þá hugsanlega séð hvaða ástand er líklegast til þess að mynda efnatengi við önnur sameindabrot og þ.a.l. myndað þessar einföldu sameindir sem þarf til þess að líf geti þróast,“ segir Arnar. Hann tekur fram að sín rannsókn byggist samt ekki á því að leita að þróun lífsins heldur kortleggja ástönd innan sameindarinnar og hann vonast til þess að það muni nýtast öðrum sem fást við slíkar rannsóknir.

Arnar Hafliðason

„Efni sem ég hef verið að rannsaka geta rofnað í kolefni, kolvetni og bróm. Bróm er halógen en halógenefni eru þau efni sem eru að eyða ósonlaginu. Sameindabrot eins og kolvetni eru mikilvæg þegar kemur að því að reyna að skilja upphaf lífs á jörðinni.“

Arnar Hafliðason

Arnar, sem jafnframt er kennari í verklegri eðlisefnafræði við Raunvísindadeild, segir áhuga sinn á efnafræði og skammtafræði eiga stóran þátt í því að hann valdi sér þetta viðfangsefni í doktorsnáminu. Skammtafræði er eitt af þessum hugtökum sem oft kemur fyrir í eðlisefnafræði en er ekki á allra færi að skilja. „Skammtafræði er stærðfræðileg lýsing á hegðun smæstu hluta sem við þekkjum,“ segir á Vísindavef Háskóla Íslands og Arnar bætir við: „Þetta eru hlutir eins og rafeindir, frumeindir eða jafnvel hinir örsmáu kvarkar sem mynda róteindir og nifteindir í kjarna frumeinda. Þessar agnir eru grundvallareiningar í byggingu nær alls efnis í hinum þekkta heimi og marga af eiginleikum lofttegunda, kristalla og jafnvel vökva er einungis hægt að útskýra með hjálp skammtafræðinnar.“

Verkefni Arnars er svokölluð grunnrannsókn en í slíkum rannsóknum afla menn sér að hans sögn þekkingar. „Samfara því að öðlast nýja þekkingu fæst ný reynsla og til verður tækniþróun sem getur nýst á fjölmörgum öðrum sviðum. Það getur verið erfitt að vita fyrirfram hvaða áhrif rannsóknir hafa á samfélagið. Skammtafræðin í byrjun 20. aldarinnar er gott dæmi um rannsóknir sem erfitt var að segja til um hvaða gildi þær hefðu,“ segir Arnar. „Hvern hefði órað fyrir þeim ótrúlegu áhrifum sem skammtafræðin hefur haft á 21. öldina. Skammtafræðin fæddi t.d. af sér tækni sem gerði manninum kleift að þróa snertiskjái og fjölmörg raftæki sem byggja á smárum en þeir eru grunnhlutir í öllum snjallsímum.“

Að Arnars sögn er verkefni hans vel á veg komið. „Ítarleg úrvinnsla mæligagna stendur yfir og mælingar á fleiri efnum eru fyrirhugaðar í sama tilgangi.“

Leiðbeinandi: Ágúst Kvaran, prófessor við Raunvísindadeild.

Netspjall