Tarih: 02.01.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortlama Okuma Süresi: 5 dakika
Araştırmacılar ilk kez bir Bose-Einstein yoğunlaşmasının süper iletken olabileceğini gösterdiler.
Süperiletkenler – elektriğin herhangi bir direnç olmaksızın aktığı malzemeler – gelecekteki elektronik cihazlar için son derece yararlı olabilir. Tokyo Üniversitesi’ndeki mühendisler, şimdiye kadar ilk kez Bose-Einstein yoğuşması (BEC) adı verilen bir madde durumundan bir süperiletken yaratmayı başardılar.
Bazen maddenin beşinci hali olarak adlandırılan, daha yaygın olarak bilinen katıların, sıvıların, gazların ve plazmaların ardında, Bose-Einstein yoğuşmaları, bir bozon gazını neredeyse mümkün olan en soğuk sıcaklığa kadar soğuttuğumuzda olan şeydir. Deneyler, bu noktada kuantum olaylarının makro ölçekte gözlemlenebileceğini göstermiştir. Bilim adamları BEC’leri, süper katılar, eksitonyum, kuantum yıldırım ve negatif kütle sergileyen sıvılar gibi egzotik madde durumları yaratmak için bir başlangıç noktası olarak kullandılar.
Çalışmanın başyazarı Kozo Okazaki, “BEC, parçacıklardan değil dalgalardan oluştuğu için maddenin benzersiz bir halidir” diyor. “Mutlak sıfıra yaklaştıkça, belirli malzemelerin atomları uzaya bulaşıyor. Bu bulaşma, atomlar – parçacıklardan çok dalgalar gibi – üst üste gelene ve birbirinden ayırt edilemez hale gelene kadar artar. Ortaya çıkan madde, önceki katı, sıvı veya gaz hallerinde olmayan yeni özelliklere sahip tek bir varlık gibi davranıyor. “
Yeni çalışmada Tokyo Üniversitesi araştırmacıları bir Bose-Einstein yoğunlaşmasında süper iletkenlik gösterdiler – bu daha önce deneylerde hiç doğrulanmamış bir şey. Bu başarı, bir demir ve selenyum atomu bulutundan bir BEC yapılarak elde edildi.
Keşfin anahtarı, Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) rejimi adı verilen benzer bir madde formuyla örtüşmekten geldi. BEC’ler gibi, BCS rejimleri de atom bulutlarını neredeyse mutlak sıfıra soğutarak yapılır, ancak buradaki fark, yaptıklarında atomların yavaşlaması ve sıralanmasıdır. Bu, elektronların içlerinden daha kolay geçebileceği ve süper iletkenliği etkinleştirebileceği anlamına gelir.
Yeni çalışmadaki araştırmacılar, bir BCS ve bir BEC arasındaki geçiş sırasında neler olduğunu ve BEC’lerde süperiletkenliğin mümkün olup olmadığını veya BCS’lerle sınırlı olup olmadığını görmek istiyorlardı. Ekip, elektronların iki malzemede nasıl davrandığını izlemek için fotoemisyon spektroskopisini kullandı ve bir BEC’de bir miktar süper iletkenlik olduğunu gördüler.
Pratikte, keşfin genel halk için herhangi bir doğrudan uygulaması yoktur, ancak fenomen hakkındaki anlayışımızı derinleştirmek, bilim insanlarının gelecekte daha iyi süperiletkenler oluşturmasına yalnızca yardımcı olabilir. Bu da daha hızlı ve daha verimli elektroniklere yol açabilir.
“BEC’lerin süper iletkenliğini göstermek bir amaca yönelik bir araçtı; BEC’ler ve BCS’ler arasındaki örtüşmeyi gerçekten keşfetmeyi umuyorduk ”diyor Okazaki. “Bu son derece zorlayıcıydı, ancak benzersiz aygıtımız ve gözlem yöntemimiz bunu doğruladı – bu rejimler arasında sorunsuz bir geçiş var. Ve bu, süperiletkenliğin altında yatan daha genel bir teoriye işaret ediyor. “
KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA
