Bu görüntüyü izlemek için lütfen JavaScript’i aktifleştirin
Süper iletkenler, son yıllarda bilim dünyasının en heyecan verici ve potansiyel dolu keşiflerinden biri olarak öne çıkıyor. Bu özel malzemeler, elektrik direncini sıfıra yakın düzeylere düşüren ve akıllı aygıtlardan güç iletimine kadar birçok alanda ihtilal yaratacak potansiyele sahiptir.
Süper iletken teknolojisi, geleceğin güç verimliliği, ulaşım, tıp, bilgi süreç ve daha birçok dalında esaslı değişiklikler getirebilir.
Süper iletkenler, belli bir sıcaklık altında özel bir kristal yapısına sahip olan malzemelerdir. Bu sıcaklık, her muhteşem iletken için farklı olabilir, lakin ekseriyetle çok düşük sıcaklıklarda, yani mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda çalışırlar.
Bu durum, harika iletkenlerin düşük sıcaklık şartlarında inanılmaz elektriksel özellikler sergilemesine imkan tanır.
LK-99 isimli gereç, oda sıcaklığında harika iletkenliğe ulaştı
Ön baskısı arXiv.org’da yayınlandıktan birkaç saat sonra, Güney Kore’deki bilim insanlarından oluşan bir grup tarafından hazırlanan iki makale, büyük ses getirdi.
Araştırmacıların fevkalâde savı, oda sıcaklığında ortam basıncında günlük şartlar altında elektriği kusursuz bir biçimde iletebilen LK-99 isimli bir materyal keşfettikleri tarafında.
Bu unsur neden önemli
Oda sıcaklığında harika iletken olan bir husus, birden fazla teknolojiyi dönüştürme potansiyeli nedeniyle hayli kıymetli.
Bu tip unsurlar, kusursuz derecede verimli bir elektrik şebekesine, havada asılı duran trenlere, ticari olarak uygun füzyon reaktörlerine imkan sağlayabilir.
Yazarlar, keşiflerinin “insanlık için yeni bir çağ açan yesyeni bir tarihi olay olacağını” yazdılar. Lakin deneyleri şimdi bilim topluluğu tarafından düzgün bir formda incelenmedi ve çığır açan harika iletken arayışı, başarısız bir geçmişe sahip.
Eğer Güney Koreli araştırmacıların tezleri doğruysa, gelecekte inanılmaz buluşlar karşımıza çıkabilir.
Twitter’da yapay zeka ve robotik hakkında kıssalar paylaşan “hurricane” isimli Twitter hesabı, bu unsurun neden bu kadar olduğunu şöyle açıklıyor:
Yalnızca Türkiye’de her yıl iddiası olarak 18-24 milyar kWh elektrik, iletim ve dağıtım kayıpları nedeniyle boşa gidiyor. Bu, 7/24 çalışan 3 adet Akkuyu Nükleer Santrali reaktörüne muadil. Muhteşem iletkenlik, yüksek tansiyon ve akımlarda kayıpsız elektrik iletimi sağlar.
Araştırmacılara nazaran, LK-99 hususu son derece kolay laboratuar ekipmanları ile yaklaşık 34 saatte hazırlanabiliyor. Bu, çok kolay bir formda ölçeklenebileceği manasına geliyor.
Kuantum bilgisayarlar, kubitlerde tutarlılığı korumak için üstün iletkenler kullanır. Oda sıcaklığındaki ve basınçtaki ufak değişiklikler, bilgisayarların bozulmasına neden olabilir. Lakin LK-99 sayesinde artık kuantum bilgisayar herkes tarafından kullanılabilir olacak.
“Elektrikli araç menzilleri artacak”
Elektrikli araçların bataryaları ısınmadan ötürü çok çabuk tükeniyor. Üstün iletkenler ile batarya ısınmasının önüne geçerek elektrikli araçların menzilleri artacak ve şarj müddetleri azalacak.
Aynı şey telefonlar ve bilgisayarlarımız için de geçerli. Artık muhteşem iletkenler sayesinde 0 direnç kaybı olacağı için telefonunuz ısınmayacak ve bilgisayarlarınızdaki soğutma fanlarına gereksiniminiz kalmayacak.
Süper iletkenler, güçlü manyetik alanlar oluşturabilir. Bu, MR üzere tıbbi görüntüleme teknolojilerinin kalitesini ve hassasiyetini kıymetli ölçüde artırabilir. Bu, artık MR aygıtlarının daha hassas ve daha ulaşılabilir olacağı manasına geliyor.
Oda sıcaklığındaki üstün iletkenler sayesinde hava sürtünmesi olmadan objeleri taşıyabilen manyetik levitasyon sistemleri gelişecek ve yaygınlaşacak. LK-99, süratli trenler ve öbür nakliyecilik sistemlerinin aktifliğini ve suratının artırmasına yol açacak.
Muhtemelen bu yılın Nobel fizik mükafatı kazananı olacak olan bu yeni teknoloji, ayrıyeten elektrikli uçaklar, daha tesirli rüzgar türbinleri, daha verimli güneş panelleri üzere akıllara gelmeyen birçok yenilikçi uygulamayı mümkün kılabilme potansiyeline de sahip.
Süper iletkenlerin tarihi
Elektronlar, alüminyum tel üzere standart bir iletken materyalden aktığında, çarpışan otomobiller üzere davranarak atomlardan sekerler.Tüm bu sıçrama, elektrik akımını azaltan bir direnç oluşturur.
Ancak bu alüminyum tel, mutlak sıfırın (-459 derece Fahrenheit) üzerinde yaklaşık bir kelvin üzerine kadar soğutulursa, tuhaf bir şey olur: elektronlar sıfır dirençle alüminyum atomları ortasında sürtünmesizce kayan çiftler halinde bir ortaya gelir.
1987’de araştırmacılar, ucuz ve bol ölçüde sıvı nitrojenle basitçe ulaşılabilen bir sıcaklık olan 77 kelvine (-321 derece F) kadar soğutulması gereken birinci “yüksek sıcaklık” harika iletkenlerini keşfettiler.
Bu gereçler sözün tam manasıyla ve mecazi olarak heyecan vericiydi ve bilim insanları ve halk ortasında daha sıcak harika iletkenlik olasılıkları konusunda bir coşku uyandırdı.
Ancak ilerlemeler yavaşladıkça ve “yüksek sıcaklık” üstün iletkenleri soğuk sıcaklıklarda sıkışıp kaldıkça bu coşku azaldı.
Son on yılda, araştırmacılar değişik bir alternatif aradılar: Nispeten sıcak sıcaklıklarda harika iletken olan hidrojen bazlı bileşikler keşfettiler. – lakin sırf bir milyon atmosferden daha yüksek basınçlara sıkıştırıldığında.
Bu kadar yüksek basınçları korumak, çok düşük sıcaklıkları sürdürmekten bile daha güç.
Son argümanlar neler vadediyor
Gelelim yeniden haberimizin ana konusu olan Güney Koreli bilim beşerlerine. Araştırmacılar, bir kurşun, bakır, fosfor ve oksijen bileşiği olan LK-99’un 400 kelvin (260 derece F) üzerindeki sıcaklıklarda ve ortam basıncında bir üstün iletken olduğunu söylüyorlar.
Ayrıca, toz bileşenlerin kesin oranlarının karıştırılmasını ve akabinde karışımın yüksek sıcaklıklarda pişirilmesini gerektiren, bileşiğin kuru üzüm büyüklüğünde topakları yapmak için detaylı bir tanım de veriyorlar.
Yazarlar ayrıyeten LK-99 testlerini gerçekleştirdiklerini ve elektrik direncinin 378 kelvin (220 derece F) civarında keskin bir formda düştüğünü ve akabinde 333 kelvin (140 derece F) civarında neredeyse sıfıra ulaştığını bulduğunu söylüyorlar.
Sıfır elektrik direnci, üstün iletkenliğin ayırt edici özelliği olmasına karşın, gerçek bir harika iletkeni doğrulamak için öbür testler gereklidir. Bu türlü bir test Meissner tesiri içindir: Bir üstün iletken manyetik alanları dışarı attığı için öteki mıknatısları iter ve ikonik bir havaya yükselme tesiri yaratır.
Bazı bilim insanları kuşkulu yaklaşıyor
İncelemeden sağ çıkamayan harikulâde tezler, muhteşem iletkenlik alanını uzun müddettir rahatsız ediyor.
1987’de, YBCO isimli bir bileşiğin yüksek sıcaklıkta bir muhteşem iletken olduğu keşfedildikten sonra, kimi araştırmacılar bileşiğin oda sıcaklığında muhteşem iletkenlik geliştirdiğine dair ipuçları gördüklerini düşündüler, lakin bunlar daha yakından incelendiğinde bu türlü bir durum olmadığı anlaşıldı.
Bir vakitler umut vaat eden başarısızlıkların listesi uzayıp gidiyor: alüminyum ve karbon sandviçleri, bakır klorür, amonyak bazlı bileşikler ve daha fazlası…
Rochester Üniversitesi’nden bir fizikçi olan Ranga Dias, son vakitlerde oda sıcaklığında harika iletkenler hakkında birçok tezde bulundu. Lakin geri çekilmeler ve bilimsel suistimal argümanları, bu bulguların güvenilirliğini zedeledi.
Tüm bunlar, oda sıcaklığında muhteşem iletkenliğe ait yeni raporlar için – bilhassa de emsal değerlendirmesi tarafından şimdi büyük ölçüde incelenmemiş olanlar için – kuşku teşkil ediyor.
Bu son hadisede, Güney Koreli takımın ön baskı evraklarındaki kimi detaylar tasa yarattı. Florida Üniversitesi’nden bir fizikçi olan James Hamlin, LK-99’un manyetik özelliklerinin ölçümünde onu duraksatan tuhaflıklara dikkat çekiyor.
Çalışmada tuhaflık var
Rice Üniversitesi’nden bir fizikçi olan Doug Natelson, bu öykü için bir röportaj sırasında ön baskıları gözden geçirirken zaten daha da tuhaf bir şey fark etti.
Her iki kağıt da LK-99’un manyetik özelliklerini ayrıntılandıran bir data grafiği içerir. Her iki çizim de birebir data kümesinden alınmıştır ve bu nedenle tıpkı olmalıdır – lakin bir kağıttaki çizim, başkasından yaklaşık 7.000 kat daha büyük bir ölçeğe sahip bir y eksenine sahiptir.
Bu çeşit bir tutarsızlık hiçbir şeyi kanıtlamaz, lakin en azından redaksiyonda telaş verici bir eksiklik olduğunu gösterir. Scientific American, yorum için Güney Kore takımına ulaştı, fakat haberi yayınladığımız tarihte şimdi bir haber alamadı.
Hevesli bağımsız gruplar, Güney Koreli takımın çalışmalarını tekrarlamaya çalışırken, LK-99’da gerçekte neler olup bittiğine dair kesin karşılıklar almak sabır gerektiriyor.
LK-99’un sentezinin tanımı kolay olduğundan, sonuçlar önümüzdeki birkaç gün yahut hafta içinde gelebilir.
