Garip Metallerin Tuhaf Özelliklerini Ortaya Çıkaran Deney
Cincinnati Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan teorik fizikçi Yashar Komijani, nadir bir toprak metali olan iterbiyum alaşımından yapılmış garip bir metal kullanarak uluslararası bir deneye katkıda bulundu. Japonya'nın Hyogo kentindeki bir laboratuvardaki fizikçiler, olağandışı elektriksel davranışını gözlemlemek için garip metale radyoaktif gama ışınları ateşlediler.
Hyogo Üniversitesi ve Japonya’da bir araştırma enstitüsü olan RIKEN ile Hisao Kobayashi liderliğindeki çalışma Science dergisinde yayınlandı. Deney, garip metalin elektrik yükünde olağandışı dalgalanmalar ortaya çıkardı.
Komijani, yıllardır tuhaf metallerin gizemlerini kuantum mekaniğiyle bağlantılı olarak araştırıyor: “Buradaki fikir, bir metalde, arka planda bir iyon kafesi üzerinde hareket eden bir elektron denizine sahip olmanızdır. Fakat kuantum mekaniğinde harika bir şey oluyor. Bir kara kutuya bir şey koyabilirsiniz ve ben size ona bakmadan bile sadece direnç, ısı kapasitesi ve iletkenlik gibi şeyleri ölçerek içinde ne olduğu hakkında çok şey söyleyebilirim. Fakat garip metaller söz konusu olduğunda, neden bu davranışı sergilediklerine dair hiçbir fikrim yok. Gizemli olan şey bu garip sistemin içinde neler olduğu. Asıl soru budur.”
Garip metaller, parçacık fiziğinden kuantum mekaniğine kadar her şeyi inceleyen çok çeşitli fizikçilerin ilgisini çekiyor. Bunun bir nedeni, aşırı soğuk ve sıcaklıklarda onlara kuantum hesaplama için süper iletkenler olarak potansiyel kazandıran tuhaf derecede yüksek iletkenlikleridir.
Rutgers Üniversitesi'nde seçkin bir profesör olan çalışmanın ortak yazarı Piers Coleman, “Bu yeni sonuçlar hakkında gerçekten heyecan verici olan şey, garip metalin iç mekanizmasına yeni bir bakış açısı sağlamasıdır. Bu metaller, özellikle egzotik ve yüksek sıcaklıkta süper iletkenlik olmak üzere yeni elektronik madde biçimleri için tuval sağlıyor” dedi. Garip metallerin hangi yeni teknolojilere ilham verebileceği konusunda spekülasyon yapmak için henüz çok erken olduğunu da ekledi.
Coleman’ın söylemine göre Michael Faraday'ın elektromanyetizmayı keşfettikten sonra, İngiltere Şansölyesi William Gladstone'un bunun ne işe yarayacağını sorduğu söyleniyor. Faraday, cevabı bilmese de bir gün hükümetin bundan vergi alacağından emin olduğunu söylüyor ve Faraday'ın keşifleri bir yenilik dünyasının kapılarını aralıyor.
Coleman, “Garip metal konusunda biraz aynı fikirdeyiz. Metaller bugün çok merkezi bir rol oynuyor, arketip geleneksel metal olan bakır, tüm cihazlarda, tüm elektrik hatlarında, her yerde bulunmaktadır ve bir gün garip metallerin teknolojimizde her yerde bulunabilecektir.”
Komijani, “Japonya'da, CERN'de (Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü) bir protonu hızlandıran ve onu duvara çarpan ve bir gama ışını yayan bir senkrotron kullanıyorlar. Yani, radyoaktif malzeme kullanmadan talep üzerine bir gama ışını kaynağına sahipler” dedi.
Araştırmacılar, gama ışınlarının garip metal üzerindeki etkilerini incelemek için spektroskopi kullandılar ve ayrıca, metalin saniyenin milyarda biri olan sadece bir nanosaniye süren elektrik yükü dalgalanmalarının hızını da incelediler. Komijani, bunun inanılmaz derecede hızlı görünebileceğini belirterek “Ancak, kuantum dünyasında bir nanosaniye sonsuzluktur. Uzun zamandır bu dalgalanmaların gerçekte neden bu kadar yavaş olduğunu merak ediyorduk. İşbirlikçilerimizle birlikte kafesin titreşimleri olabileceğine dair bir teori bulduk ve gerçekten de durum buydu” dedi.
Kaynak: ScienceDaily
Editör: Selin Yüzüncüoğlu