Notit

Menu
Menu

Fizik

Mars Tarlası

Biyoloji, Fizik, Kurgulardaki Bilim, Notit, Popüler Bilim /
[Özgün Yazıdır]
Tarih: 27.02.2021
Yazar: Emre Sezer
Ortalama Okuma Süresi: 8 dakika

        Uzayda Gargantua gibi bir astrofizik cisminin her şeyi nasıl yediğinden bahsetmiştik. Eğer okumadıysanız “Kurgulardaki Bilim” serimizin Gargantua hakkındaki yazılarına buradan ulaşabilirsiniz. Peki, uzayda biz ne yiyeceğiz? Bu yazımda “The Martian” (Marslı) yapımındaki “patates kolonisini” analiz ederek bu soruyu cevaplandırmaya çalışacağım.

        The Martian’da, Mars gezegeninde mahsur kalan Watney yiyecek üretmek için Dünya’dan getirilen patatesleri kullanarak kapalı sistem içerisinde patates tarlası kuruyor. Bunun mümkün olup olmadığını analiz etmek için hızlıca birkaç konuya değineceğim.

        Patateslerden başlayalım. Patates bilimsel olarak “Solanum Tuberosum” olarak sınıflandırılan bir bitki türüdür. Toprak altında yetişir ve yumruları insanlar tarafından kızartma, püre, kumpir gibi çeşitli şekilde yeniliyor. Patatesler vejetatif olarak ürerler. Yani yenilen yumruları uygun ortam koşulları sayesinde genetik olarak kendisiyle aynı yeni patatesler ürer. The Martian’da olduğu gibi uygun ortam koşullarında patatesleri toprağa gömerek yeni patatesler üretilebilir. Bu kesinlikle mümkündür.

The Martian-1

      Mars toprağı patates vb. diğer bitkilerin yetiştirilmesi için ne kadar elverişlidir?

        2008 yılında Nasa’nın Phoenix kondusu tarafından gönderilen veriler sayesinde Mars toprağının magnezyum, sodyum, potasyum ve klorür içerdiğini biliyoruz. Bu maddeler organik bileşenlerin var olması için önemlidir. Toprakta elementlerden daha önemli hayati bir etken daha var o da bakteriler. Bakterilerin hepsi zararlı değildir, hatta bazı bakterileri canlılık için olmazsa olmaz diye de sayabiliriz. Bitkiler için de durum böyle. Çoğu canlı yüzeyde bulundukları gibi bitkilerin köklerinde de yararlı bakteriler bulunur. Bitki köklerinde bulunana bu yararlı bakteriler bitkilerin gelişmesinde, canlı kalmasında önemli görev üstlenirler. Şu an için Mars’ta bulunan herhangi bir bakteri olmadığı için bu konu hakkında net bir şey söylemek mümkün değil. Ama bu konuda araştırma yapan ekipler var.

        Indigo Agriculture adlı şirket bu konuda çalışmalar yürütmektedir. Bu çalışmalarıyla, her bitkide yararlı bakterilerin var olduğunu ve bakterilerin tarım için büyük potansiyel taşıdıkları gösterildi. Wageningen Çevresel Araştırma ekibi de Mars toprağına yakın bir toprak simüle ederek bitki yetiştirilip yetiştirilemeyeceğinin deneylerini yaptılar. Bu deneyler kapsamında domates, turp, kinoa, bezelye, ıspanak gibi bitkileri kullandılar. Deneylerin sonucunda simüle ettikleri topraklarda başarılı sonuçlar aldılar.

Indigo-Agriculture-Samples

        Tabii Mars’ta patates vb. bitkiler yetiştirmek istiyorsak toprak tek etken değil. Toprakla beraber atmosfer koşullarının da önemi var. Mars’ın atmosferi oldukça ince ve soğuktur. Bu şartlar bitkilerin yetişmesi için olumsuzluk ifade etsede, ayrıca aylar süren fırtınalara da sahiptir. Bu fırtınalar sonrasında yeni filizlenen bitkilerin köklerinin henüz sağlam olmamasından dolayı yerlerinden koparak ölebilirler. En iyi ihtimalde üzerleri toprakla kaplanacaktır. Bu fırtına süresince yeterli ışık miktarını da alamayacaklardır. 

        Bu etkenlerden ayrı bir şekilde “su” konusuna değinmek istiyorum. Mars konumu ve eksen eğikliği göz önünde bulundurularak şu anda yüzeyinde sıvı bulundurmuyor. Su yatakları ve kutup bölgelerinde donmuş su kütleleri bulunsa da henüz araştırmalar tam olarak netlik kazanmış değil. Nasa, Mars buzulları ile ilgili yaptığı çalışmada buzulların eridiği zaman Mars’ın yüzeyini kaplayarak 11 metre derinliğinde okyanus oluşturacağını hesapladı. 

        Bütün bilgiler ışığında yazının başına geri dönersek; Watney karakterinin yaptığı gibi kapalı ortam koşullarında Dünya atmosferini, ışık, basınç, nem gibi etkenler ile, simüle ettiğimiz bir ortamda insan dışkısını kullanarak Mars toprağını bakteri gibi organik bileşenler kazandırabiliriz. Böylece patates vb. bitkilerin üremesi için gerekli ortam koşullarını oluşturabiliriz. 

        Her şey yolunda gittiğinde Mars tarlamız Watney’in yaşadığı gibi kapalı ortam içerisinde meydana gelebilecek patlama ile tarlamız zarar gördüğünde oluşan açıklığı halat, bant ve muşamba ile onarabilir miyiz? Onarabiliriz. Marsın atmosferinin ince olduğunu biliyoruz. Kapalı sistemimizin içerisinde Dünya koşullarını simüle ettiğimiz için bant ve halatların gücünden daha güçlü basınca ihtiyacımız olmayacak. Tabii bu yöntem Marsta olduğumuz için en güvenli yöntem değildir. Ama aklımızın kenarında bulunsun.

        The Martian’ın Mars tarlası için bilimsel kaynaklara dayandığını, iyi analiz ile kurgulandığını söyleyebilirim. Ek olarak The Martian filmin jenerik bölümünde çalan Freddie Perren ve Dino Fekaris tarafından yazılan Gloria Gaynor’un söylediği “I Will Survive” Şarkısının Ajda Pekkan’ın “Bambaşka Biri” olarak türkçeye çevirdiği versiyonunu da dinlemenizi tavsiye ederim.

 

Ajda Pekkan – Bambaşka Biri

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA & DİNLEME

Mars’ta bitki yetişir mi | NotitPatates | WikipediaVejetatif Üreme | WikipediaPeriyodik Tablo | ptable.comFood for Mars and Moon | WagenIngen EnvIronmental ResearchBitki Probiyotik Bakteriler: Bitkiler Üzerindeki Rolleri ve Uygulamalar | Çiğdem KüçükPlant probIotIc bacterIa: solutIons to feed the world | Esther Menendez & Paula Garcia-FraileIndigo Agriculture | Indigo Agriculture

Indigo Agriculture | WikipediaDünya Atmosferi | WikipediaMars Atmosferi | WikipediaMars | WikipediaMarstaki Su | WikipediaMars Buzulları | NASAI Will Survive | Gloria GaynorBambaşka Biri | Ajda PekkanBaşlık Görseli | The MartIan (Film)The MartIan-1 Görseli | The MartIan (Film)Indigo-Agriculture-Samples Görseli | IndIgo AgrIculture

Mars Tarlası Read More »

DÜNYA’NIN MANYETİK ALANINA NE OLUYOR?

Fizik, Notit /
[Discovery makalesinden çevirilmiş ve düzenlenmiştir]
Tarih: 16.02.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 6 dakika

        Son zamanlarda, Güney Atlantik Okyanusu üzerindeki Dünya’nın manyetik alanında zayıf bir nokta giderek zayıflıyor, bu da küresel bir manyetik ters dönme olayının başlangıcına işaret edebilir.

        Dünyanın manyetik alanı bükülmüş, kıvrımlı, karmaşık ve birbiri içine giren manyetik enerji döngülerinden oluşur. Uzun süre hareketsiz kalmaz. Sürekli değişen dalgalanmaların olduğu bir hayatın tadını çıkarır. Ve son zamanlarda, güney Atlantik Okyanusu üzerindeki zayıf bir nokta giderek zayıflıyor, bu da küresel bir manyetik ters dönüş olayının başlangıcına işaret edebilir.

Gerçek Kuzey

        Dünyanın Kuzey Yarımküresinde yaşıyorsanız ve güvenilir keşif pusulanızı çıkarırsanız, kuzeyi gösteren bir ok alırsınız. Bu, ormanda kaybolmuş ve yalnızsanız en yakın kafeye giden yolu bulmak için kullanışlıdır.

        Ancak pusulanızdaki “kuzey” aslında coğrafi Kuzey Kutbu’na işaret etmiyor. Bunun yerine, Kuzey Kanada’nın geniş arktik ovalarının genel yönünü işaret ediyor. Neden mi? Çünkü dünyanın manyetik alanının kuzey yarımkürede en güçlü olduğu yer burasıdır.

        Güçlü kısımlar varken, Atlantik Okyanusu’nda Güney Amerika ile Afrika arasında hiçliğin ortasında duran zayıf kısımlar da var. Bölgenin kulağa hoş gelen ismine (Güney Atlantik Anomalisi) rağmen, havacılıkta kaybolmalar veya UFO görülmeleri yok. Sadece manyetik alandaki zayıf bir nokta.

Zayıf Noktalar

        Ama burada daha da anormal bir şey var: o zayıf nokta giderek zayıflıyor ve ikiye bölünüyor. Bu tuhaf değişime ne sebep oluyor? Açıklamak için derinlere inmemiz gerekiyor. Gezegenimizin tam anlamıyla derinliklerinde olduğu gibi. Orada, çekirdeğimiz, kontrolden çıkmış bir pervane gibi gülünç derecede hızlı dönen dev bir süper sıcak erimiş demir topudur.

        Dönen, kaotik çekirdek, fizikçilerin “dinamo eylemi” dedikleri şey aracılığıyla Dünya’nın manyetik alanına güç sağlar, ancak biz sadece “dönen sıcak şeyler büyük manyetik alanlar oluşturur” diyebiliriz.

        Manyetik alandaki güçlü noktalar ve sıcak noktalar, Dünya yüzeyinde olup biten herhangi bir şeyden değil, çekirdekteki tüm çılgın, şiddetli, karmaşık faaliyetlerden kaynaklanmaktadır. Bu, Dünya’nın manyetik alanının davranışını inceleyerek, çekirdekteki aynı aktiviteye bir göz atabileceğimiz anlamına gelir. Bu harika, çünkü 6400 km uzunluğunda bir tüneli açıp kendimize bakmak imkansız.

        Avrupa Uzay Ajansı’nın Swarm misyonu uydularının hedefi tam olarak budur. Manyetik aktiviteyi sürekli izleyerek, bakmadığımız zamanlarda gezegenimizin çekirdeğinin ne yaptığını daha iyi anlayabiliriz.

Ve dolayısıyla: Güney Atlantik Anomalisi

        2013’ten beri Anomali zayıflıyor ve hatta minimum manyetik enerjiye sahip iki farklı bölgeye ayrılmaya başladı. Bilim adamları bundan sonra ne olacağından emin değiller. Bölünme, biz ne olduğunu anlamadan buharlaşabilir veya kalıcı hale gelebilir. Ya da Dünya’nın tüm manyetik alanının en sevdiği hilelerden birini çekmek üzere olduğunun bir işareti olabilir: tamamen kapanıp yeniden ortaya çıkıyor, ancak kutuplar ters dönmüş halde.

        Ne olursa olsun, yüzeye çıkmış insanlar için pek bir tehdit değil. Bizi herhangi bir ölümcül kozmik radyasyona karşı korumak için güvenilir atmosferimiz var. Ancak yörüngedeki uydular, onları korumak için manyetik alanımız olmadan sorunlarla karşılaşabilir: Azaltılmış manyetik koruma uydularımızın hassas donanımında bazı aksaklıklara neden olduğundan, Güney Atlantik Anomalisi halihazırda kaçınılması en iyi yerdir.

Eğer kendinizi Atlantik Okyanusu’nun ortasında bulursanız, başka bir yere gidin.

 

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ÇEVİRİ | Discovery

Başlık Görseli | Nasa

 

DÜNYA’NIN MANYETİK ALANINA NE OLUYOR? Read More »

Süper Foton

Maddenin Hali: Bose-Einstein Yoğunlaşması

Fizik, Notit /
[Live Science yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir]
Tarih: 12.02.2021
Yazar: Süleyman Mansuroğlu
Ortalama Okuma Süresi: 4 dakika

Maddenin içinde bulunabileceği beş durum arasında, Bose-Einstein yoğunlaşması belki de en gizemli olanıdır. Gazlar, sıvılar, katılar ve plazmalar üzerinde uzun süredir çalışılırken, Bose-Einstein yoğuşmaları 1990’lara kadar laboratuvarda üretilememişti.

Bir Bose-Einstein yoğunlaşması, mutlak sıfır değerine kadar soğutulan atom grubudur. Bu sıcaklığa ulaştıklarına atomlar birbirlerine göre neredeyse hiç hareket etmezler. İşte bu noktada atomlar bir araya toplanmaya ve aynı enerji durumuna girmeye başlarlar. Fiziksel açıdan özdeş olurlar ve tüm atom grubu tek bir atommuş gibi davranmaya başlar.

Bir Bose-Einstein yoğunlaşması yapmak için dağınık bir gaz bulutuyla başlarsınız. Birçok deney rubidyum atomlarıyla başlar. Daha sonra enerjiyi atomlardan uzaklaştırmak için lazer ışınlarını kullanarak soğutursunuz. Bu işlemden sonra bilim insanları onları daha da soğutmak için buharlaştırmalı soğutma kullanıyorlar. Buffalo Üniversitesi’nde fizik profesörü olan Xuedong Hu, “Bir Bose-Einstein yoğunlaşmasına düzensiz, kinetik enerjinin potansiyel enerjiden daha büyük olduğu bir durumdan başlıyorsunuz fakat onu soğutunca katılar gibi bir örgü oluşturmaz” diyor. Bunun yerine, atomlar aynı kuantum hallerine düşer ve birbirinden ayırt edilemezler. Bu noktada atomalar, fotonlar gibi ayıramayacağınız parçacıklara uygulanan Bose-Einstein istatistiğine uymaya başlarlar.

TEORİ VE KEŞİF
Bose-Einstein Yoğunlaşması teorik olarak ilk defa Hintli fizikçi Satyendra Nath Bose (1894-1974) tarafından öngörüldü. Bose, kuantum mekaniğindeki istatistiksel problemler üzerinde çalışıyordu ve fikirlerini Albert Einstein’a gönderdi. Einstein bunların yayınlanması gerektiğini düşünüyordu. Daha da önemlisi Einstein, Bose’nin hesaplamalarının -daha sonradan Bose-Einstein istatistiği oalrak bilinir- atomlara olduğu kadar ışığa da uygulanabileceğini gördü.
İkisinin bulduğu şey, normalde atomların belirli enerjilere sahip olması gerektiğiydi Aslında kuantum mekaniğinin temellerinden biri, bir atomun veya diğer atom altı parçacığın enerjisinin nedensiz olamayacağıdır. Örneğin elektronların bulunmaları gereken ayrı “yörüngeleri” olması ve bir yörüngeden veya enerji seviyesinden diğerine düştüklerinde belirli dalga boylarına sahip fotonlar vermelerinin nedeni budur. Ancak atomları mutlak sıfır derecesinin milyarda biri kadar soğutunca, bazı atomlar aynı enerji seviyesine düşerek ayırt edilemez hale geliyor.

Bose-Einstein yoğunlaşmasındaki atomların “süper atomlar” gibi davranmasının nedeni budur. Nerede olduklarını ölçmeye çalışıldığında, ayrı ayrı atomları görmek yerine, bulanık bir top görür.

Maddenin diğer durumlarının tümü, adını fizikçi Wolfgang Pauli’den alan Pauli Dışlama İlkesi’ne uyar. Pauli (1900-1958) fermiyonların – maddeyi oluşturan parçacık türleri – aynı kuantum hallerinde olamayacağını söylüyor. Bu nedenle, iki elektron aynı yörüngede olduğunda, dönüşlerinin zıt olması gerekir, böylece toplamları sıfır olur. Bu da, kimyanın bu şekilde çalışmasının ve atomların aynı anda aynı alanda bulunmamasının bir nedenidir. Bose-Einstein yoğuşmaları bu kuralı çiğniyor.

Teori, maddenin bu tür durumlarının var olması gerektiğini söylese de Colorado’daki Astrofizik Enstitüsü’nden (JILA) Eric A. Cornell ve Carl E bir tane yapmayı başararak 2001 Nobel Fizik Ödülü’nü aldılar.
Temmuz 2018’de Uluslararası Uzay İstasyonunda yapılan bir deney, bir rubidyum atomu bulutunu mutlak sıfırın on milyonda birine kadar soğutarak uzayda bir Bose-Einstein yoğunlaşması üretti . Deney şu anda uzayda bildiğimiz en soğuk nesnenin rekorunu elinde tutuyor, ancak henüz insanlığın yarattığı en soğuk şey değil.

 

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ÇEVİRİ | Live Science

BAŞLIK GÖRSELİ | Jan Klaers, University of Bonn

Maddenin Hali: Bose-Einstein Yoğunlaşması Read More »

Ay’a İniş Fotoğraflarında Neden Yıldız Yok

Fizik, Notit, Popüler Bilim, Uzay /
[Curiosity Daily’de yayımlanan makaleden çevrilmiş ve düzenlenmiştir]
Tarih: 08.02.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 4 dakika

20 Temmuz 1969’da Apollo 11 astronotları Neil Armstrong ve Buzz Aldrin , Ay’a ilk ayak izlerini koymak için Eagle Lunar Modülünden (zavallı Michael Collins’i geride bırakarak) indi. En azından hikaye bu. Vokal bir azınlık, aya inişin Hollywood’da bir ses sahnesinde çekilmiş ayrıntılı bir aldatmaca olduğuna inanıyor.

Kanıtları arasında fotoğrafların ve video görüntülerinin gökyüzünde herhangi bir yıldız göstermemesi de var. Hollywood yapımcıları komplo konusunda nasıl bu kadar dikkatsiz olabilirler? Aslında, oldukça sıradan bir açıklama var: Kamera ayarları onları yakalamak için ayarlanmadı.

Doğrudan güneş ışığında bir arkadaşınızın resmini çekmek isterseniz, kamera ayarlarınızı iki şekilde yaparsınız. Çok fazla ışığın içeri girmesini önlemek için lens üzerindeki ışık toplama alanını küçük tutan diyaframı daraltırsınız: parlak güneş ışığında göz bebeklerinizin daralmasının nedeni aynı . Ayrıca deklanşör hızını da artırırsınız, böylece kamera sensörü sadece kısa bir süre ışığa izin verir. Aynı arkadaşınızın gece fotoğrafını çekmek isterseniz, muhtemelen deklanşör hızını yavaşlatır ve diyaframı genişletirsiniz, böylece iyi bir çekim için yeterli ışığa izin verebilirsiniz.

Peki ya arkadaşınız gece aydınlatıldıysa? O zaman fotoğrafında ne istediğini seçmen gerekir. Gökyüzündeki yıldızları da dahil etmek istiyorsanız, yavaş deklanşör ve geniş diyafram yeterince ışık alırken çekimi bulanıklaştırmamak için arkadaşınızın ekstra hareketsiz durduğundan emin olmanız gerekir. Diyaframı küçük ve deklanşör hızını yüksek tutarsanız, arkadaşınızın keskin, makul derecede parlak bir resmini çekersiniz, ancak lense yeterince ışık göndermediği için gökyüzü karanlık olur.

Apollo astronotlarının yapması gereken takas buydu. Aydaki gökyüzü Dünya’da olduğu gibi gün ışığını dağıtacak bir atmosfer olmadığı için gece kadar siyahtır. Ancak hata yapmayın: Ay’da öğle vakti, gezegenimizdeki kadar çok güneş ışığı vardır. Bu, ay yüzeyini inanılmaz derecede parlak hale getirir. Apollo fotoğraflarında çekilecek en önemli şey aydaki manzaraydı, bu nedenle kamera bu manzaradan en iyi şekilde yararlanacak şekilde ayarlandı. Sonuç olarak, arka plandaki nispeten sönük yıldızlar çekimlerin hiçbirinde görülmedi. Herhangi bir aldatmaca yok sadece kamera merceğinin bir numarası.

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ÇEVİRİ | Curiosity Daily

BAŞLIK GÖRSELİ | NASA

 

Ay’a İniş Fotoğraflarında Neden Yıldız Yok Read More »

Atom Altı Parçacıkların Bir Rengi Var Mı?

Fizik, Notit /
[Science Focus yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir]
Tarih: 05.01.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortlama Okuma Süresi: 3 dakika

        Renk, maddenin doğal bir özelliği gibi görünebilir, ancak aslında bir sürecin sonucudur. Özellikle, maddenin ışıkla nasıl etkileşime girdiği ile ilgilidir. Parçacık fiziğinin Standart Modeline göre Renk yükü, kuarkların ve gluonların ayırt edici özelliğine verilen addır. Tüm temel parçacıkların bir renk yükü yoktur.

        Temel bir parçacığın renk yükü, sıradan insan renk görüşüyle ilgili değildir. Görsel renk algısı, fotonların gözdeki koni ve çubuk hücreleri ile etkileşimini içeren karmaşık bir fizyolojik olgudur. Elektromanyetik spektrumun görsel kısmındaki fotonlar, terimin genel anlamıyla -renkli- olarak algılanır. Göz tarafından başka hiçbir temel parçacık algılanmaz. Dolayısıyla, tüm temel parçacıklar, terimin sıradan anlamında bir renge sahip değildir.


       Bir atomda, çekirdeğin yörüngesindeki elektronlar gelen ışık enerjisini emer ve daha yüksek enerji seviyelerine atlar. Bu “uyarılmış durumlar” kararsızdır ve kararlı hallerine geri döndüklerinde, elektronlar belirli bir renk olarak gördüğümüz belirli ışık dalga boylarını yeniden yayarlar. Ancak tek bir elektron- veya herhangi bir atom altı parçacık- gelen ışık enerjisini basitçe temizler ve bu nedenle herhangi bir özel renkten yoksundur.

PEKİ ATOM ALTI PARÇACIKLARIN ŞEKLİ NEDİR?


       Genellikle elektronların, protonların ve benzerlerinin minik misketler gibi mükemmel küresel olduklarını düşünürüz fakat parçacık küresel değildir. Üç boyutlu olasılık dalgalarıdır, her yerinde loblar, kutuplar ve kuantum bulanıklığı vardır. Yine de elektronlar söz konusu olduğunda bu oldukça doğru görünse de proton çalışmaları sürekli şekil değiştirdiklerini ortaya çıkardı. Fizikçiler, onlara parçacıkları ateşleyerek ve sonuçta ortaya çıkan yörüngeleri analiz ederek, protonların şeklinin, içlerindeki kuark adı verilen daha küçük parçacıkların hızından etkilendiğini keşfettiler, bunlardan üçü her birinin içinde dönüyor.


İşte dört proton şekli: 

  • Yer fıstığı (PEANUT): Protonla aynı yönde dönen en hızlı kuarklar tarafından üretilir 
  • Rugby topu (RUGBY BALL): Yer fıstığı ve simit şekillerinden daha yavaş hareket eden kuarklar tarafından üretilir 
  • Simit (BAGEL): Protonun tersi yönde dönen en hızlı kuarklar tarafından üretilir 
  • Küre (SPHERE): En yavaş kuarklar tarafından üretilir.
Proton Şekilleri

 

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ÇEVİRİ | SCIENCE FOCUS DERGİSİ

bAŞLIK GÖRSELİ | SCIENCE FOCUS

PROTON ŞEKİLLERİ | SCIENCE FOCUS

Atom Altı Parçacıkların Bir Rengi Var Mı? Read More »

Yeni Bir Süper İletken Yapmak – Maddenin 5. Hali

Fizik, Notit /
[New Atlas yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir]
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

ÇEVİRİ | NEW ATLAS

başlık görseli | pıxy.org

 

Yeni Bir Süper İletken Yapmak – Maddenin 5. Hali Read More »

Şimdiye Kadarki En Kısa Zaman Aralığı Ölçüldü

Fizik, Notit /
[New Atlas yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir]
Tarih: 02.01.2021/strong>
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortlama Okuma Süresi: 5 dakika

        Almanya’daki fizikçiler şimdiye kadar kaydedilen en kısa zaman aralığını ölçtüler. Ekip, bir ışık fotonunun bir hidrojen molekülünün uzunluğu boyunca hareket etmesi için geçen süreyi ölçtü ve bunun saniyenin yalnızca seksilyonda birinde oluştuğunu buldu. Araştırmacılar ultra kısa ölçümleri PETRA III hızlandırıcı kullanarak Hamburg, Almanya’daki DESY (ALMAN ELEKTRON SENKROTRONU) ‘de yaptılar.

        Mikroskobik dünya birçok gizem içerir, sadece her şey çok küçük olduğu için değil, her şeyin inanılmaz derecede hızlı gerçekleştiği için. Bu ölçekte, bir saniye sonsuzluk gibi görünebilir – kimyasal bağlar, saniyenin katrilyonda biri olan femtosaniye cinsinden oluşur ve kopar. Son birkaç on yıldır, bu ultra kısa olayları ölçmek için femtosaniye lazer darbelerini kullanabildik.

        Ancak yeni ölçüm çok daha fazla yakınlaştırarak bir femtosaniyenin kıyaslandığında yavaş görünmesine neden oluyor. Araştırmacılar, bir fotonun bir hidrojen molekülünü yaklaşık 247 zeptosaniye içinde geçeceğini buldular.

        Referans olarak, bir zeptosaniye bir femtosaniyeden milyon kat daha kısadır veya saniyenin seksilyonda biri kadardır. Bu 0.0000000000000000000001 saniyedir. Bir saniyedeki zeptosaniye sayısı 31.7 trilyon yıldaki saniye sayısına eşittir, bu evrenin şu ana kadar var olduğu süreden bile 2.365 kat daha uzundur. Bir zeptosaniyenin ne kadar kısa olduğunu abartmanın bir yolu yok.

        Bu çığır açan ölçüm, Frankfurt Goethe Üniversitesi, DESY hızlandırıcısı ve Fritz-Haber Enstitüsü’ndeki araştırmacılar tarafından yapıldı. Aslında zeptosaniye ölçeğinde yapılan ilk ölçüm değil bu onur 2016’da bir helyum atomuna bir foton çarptıktan sonra bir elektronu fırlatmanın 850 zeptosaniye sürdüğünü keşfeden bir ekibe ait. Bu, yeni ölçümün önceki kayıttan yaklaşık 3,4 kat daha kısa olduğu anlamına gelir.

        Yeni deney benzerdi. Ekip, bir hidrojen (H2) molekülünü belirli bir enerji seviyesinde X ışınları ile ışınladı ve her iki elektronu da molekülün dışına fırlattı. Araştırmacılar, iki elektronun girişim modellerini ölçerek, fotonun moleküldeki ilk hidrojen atomuna, ardından ikinciye ulaşmasının ne kadar sürdüğünü kesin olarak hesaplayabildiler. Görünüşe göre cevap 247 zeptosaniye kadar.

        Çalışmanın baş yazarı Reinhard Dörner, “Bir moleküldeki elektron kabuğunun aynı anda her yerde ışığa tepki vermediğini ilk kez gözlemledik” diyor. “Zaman gecikmesi, molekül içindeki bilgi yalnızca ışık hızında yayıldığı için oluşur.” Araştırma, Science dergisinde yayınlandı.

 

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA 

araştırma | Goethe Üniversitesi Frankfurt

ÇEVİRİ | NEW ATLAS

başlık görseli | new atlas

Şimdiye Kadarki En Kısa Zaman Aralığı Ölçüldü Read More »

Mutlak En Yüksek Ses Hızı Belirlendi

Fizik, Notit /
[New Atlas yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir]
Tarih: 02.01.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 4 dakika

        Ses hızından bahsettiğimizde, genellikle havada ne kadar hızlı hareket ettiğini kastediyoruz. Ancak diğer medyalarda çok daha hızlı dolaşabilir ve şimdi Cambridge Üniversitesi ve Londra Queen Mary Üniversitesi’ndeki bilim adamları mutlak en yüksek ses hızını belirlediler.

        Ekip, sesin en hızlı halindeyken saniyede 36 km (22.4 mil) hızla gidebildiğini buldu. Bu, saniyede 343 m (1.125 ft) olan ortalama havada hızından 100 kat daha hızlıdır ve elmas sayesinde, daha önce ölçülen saniyede 12 km (7,5 mil) olan en yüksek hızından üç kat daha hızlıdır.

        Peki hangi ortam sesin bu kadar yüksek hızda hareket etmesine izin verir? Yeni çalışmaya göre, katı atomik hidrojendir. Elementin bu formu yalnızca, Jüpiter gibi gaz devi gezegenlerin çekirdeğinde bulunanlar gibi, muazzam basınç altında meydana gelir. Bu koşullar altında, hidrojen, elektriği kolayca iletebilen metalik bir katıya sıkıştırılır ve ses çıkarır.

        Araştırmacılar bu sonuca iki temel sabiti inceleyerek ulaştı – ince yapı sabiti ve proton-elektron kütle oranı. Bu sayılar, bu durumda maddi özellikler de dahil olmak üzere çeşitli bilimsel alanlarda büyük roller oynamaktadır.

        Teorinin yaptığı bir tahmin, ses hızının atomun kütlesiyle azalması gerektiğidir, bu nedenle sesin genişlemesi ile katı atomik hidrojende en hızlı hareket etmesi gerekir. Ekip, malzeme içinde ne kadar hızlı hareket edeceğini test etmek için kuantum mekaniği hesaplamaları kullandı ve hızın teorik temel sınıra yakın olduğunu buldu.

        Büyüleyici olmasının yanı sıra, bu tür bir çalışmanın günlük yaşamlarımız üzerinde çok fazla etkisi olmayabilir, ancak ekip, bu temel sabitler ve sınırlar hakkındaki anlayışımızı geliştirmenin bir dizi bilim için modellerimizi geliştirebileceğini söylüyor.

        Kostya Trachenko ,çalışmanın başyazarı, “Bu çalışmanın bulgularının, yüksek sıcaklık süperiletkenliği, kuark-gluon plazması ve hatta kara delik fiziği ile ilgili viskozite ve termal iletkenlik gibi farklı özelliklerin sınırlarını bulmamıza ve anlamamıza yardımcı olarak daha fazla bilimsel uygulamaya sahip olabileceğine inanıyoruz” diyor. Araştırma, Science Advances dergisinde yayınlandı.

 

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ARAŞTIRMA | Queen Mary Londra Üniversitesi

çEVİRİ | NEW ATLAS

başlık görseli | new atlas

Mutlak En Yüksek Ses Hızı Belirlendi Read More »

Evde Elmas Üretebilir Miyiz?

Fizik, Notit /
[New Atlas yazısından çevrilmiş ve düzenlenmiştir]
Tarih: 02.01.2021
Yazar: Fuat Bayrakçı
Ortalama Okuma Süresi: 4 dakika

        Geleneksel elmaslar, aşırı basınçların ve sıcaklıkların karbonu kristalize etmek için doğru koşulları sağladığı Dünya’nın derinliklerinde milyarlarca yıl boyunca oluşurken, bilim insanları değerli taşları şekillendirmenin daha uygun yolları üzerinde çalışıyorlar. Uluslararası bir araştırmacı ekibi, bu süreci sadece dakikalara indirmeyi başardı ve sadece hızlı bir şekilde oluşmakla kalmayıp bunu oda sıcaklığında da yaptıkları yeni bir teknik gösterdi.

        Bir laboratuvarda birkaç dakika içinde elmas yaratma fikri kuyumcular, rapçiler veya belirli bir soruyu sormak isteyenler için çekici olsa da, bu tür araştırmaların amacı bu değildir.

        Bu meşhur sert malzemenin yapay versiyonları, ultra sert malzemeleri, yeni tür koruyucu kaplamaları veya tokluğun arzu edilen bir özellik olduğu diğer endüstriyel cihazları kesmek için yeni kesici aletler olarak kullanılabilir. Ve son zamanlarda fosil yakıt moleküllerini saf elmaslara dönüştürebilen veya süper hızlı lazerlerin yardımıyla karbon nanoliflerden yapabilen bazı ümit verici tekniklerin geliştirildiğini gördük.

Oluşan Elmas Akıntısı

        

Bu son buluş, Avustralya Ulusal Üniversitesi’ndeki (ANU) bilim insanları ve araştırmacılar tarafından ultra sert malzemeler oluşturmak için gereken aşırı basınçları oluşturmak için kullanılan bir elmas örs hücresi olarak bilinen bir cihaz olan RMIT Üniversitesi tarafından yönetildi. Ekip, bir bale ayakkabısının ucuna 640 Afrika filine eşit bir basınç uyguladı ve bunu, cihazdaki karbon atomları arasında beklenmedik bir reaksiyona neden olacak şekilde yaptı.

        ANU Profesörü Jodie Bradby, “Hikayedeki önemli nokta, baskıyı nasıl uyguladığımızdır” diyor. “Çok yüksek basınçların yanı sıra, karbonun aynı zamanda bir bükülme veya kayma kuvveti gibi “makaslama” adı verilen bir şeyi deneyimlemesine izin veriyoruz. Bunun karbon atomlarının yerine geçmesine ve Lonsdaleite ve normal elmas oluşturmasına izin verdiğini düşünüyoruz. ”

        Bu normal elmaslar, bir nişan yüzüğünde bulabileceğiniz türdendir, Lonsdaleite elmasları ise daha nadirdir ve göktaşı çarpma bölgelerinde bulunur. Ekip, gelişmiş elektron mikroskobu kullanarak örnekleri detaylı bir şekilde inceleyebildi ve malzemelerin elmasın “rivers” adı verilen bantlar içinde oluştuğunu buldu.

        Ekip, tekniğin bu yapay elmaslardan, özellikle de normal elmaslardan yüzde 58 daha sert olduğu tahmin edilen Lonsdaleite’den anlamlı miktarlarda üretmelerini sağlayacağını umuyor. Bradby, “Lonsdaleite, maden sahalarında ultra katı malzemeleri kesmek için kullanılma potansiyeline sahip” diyor. Araştırma Small dergisinde yayınlandı.

 

 

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

başlık görseli | avusturalya ulusal üniversitesi

Elmas akışı görseli | avusturalya ulusal üniversitesi

ARAŞTIRMA | Avustralya Ulusal Üniversitesi

ÇEVİRİ | NEW ATLAS

Evde Elmas Üretebilir Miyiz? Read More »

Scroll to Top