Bu videoyu izlemek için lütfen JavaScript’i etkinleştirin
Süper iletkenler, son yıllarda bilim dünyasının en heyecan verici ve potansiyel dolu keşiflerinden biri olarak öne çıkıyor. Bu özel materyaller, elektrik direncini sıfıra yakın seviyelere düşüren ve akıllı cihazlardan enerji iletimine kadar birçok alanda devrim yaratacak potansiyele sahiptir.
Süper iletken teknolojisi, geleceğin enerji verimliliği, ulaşım, tıp, bilgi işlem ve daha birçok sektöründe köklü değişiklikler getirebilir.
Süper iletkenler, belirli bir sıcaklık altında özel bir kristal yapısına sahip olan materyallerdir. Bu sıcaklık, her süper iletken için farklı olabilir, ancak genellikle çok düşük sıcaklıklarda, yani mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda çalışırlar.
Bu durum, süper iletkenlerin düşük sıcaklık koşullarında olağanüstü elektriksel özellikler sergilemesine olanak tanır.
LK-99 adlı malzeme, oda sıcaklığında süper iletkenliğe ulaştı
Ön baskısı arXiv.org’da yayınlandıktan birkaç saat sonra, Güney Kore’deki bilim insanlarından oluşan bir ekip tarafından hazırlanan iki makale, büyük ses getirdi.
Araştırmacıların olağanüstü iddiası, oda sıcaklığında ortam basıncında günlük koşullar altında elektriği mükemmel bir şekilde iletebilen LK-99 isimli bir malzeme keşfettikleri yönünde.
Bu madde neden önemli
Oda sıcaklığında süper iletken olan bir madde, çoğu teknolojiyi dönüştürme potansiyeli nedeniyle oldukça önemli.
Bu tip maddeler, mükemmel derecede verimli bir elektrik şebekesine, havada asılı duran trenlere, ticari olarak uygun füzyon reaktörlerine olanak sağlayabilir.
Yazarlar, keşiflerinin “insanlık için yeni bir çağ açan yepyeni bir tarihi olay olacağını” yazdılar. Ancak deneyleri henüz bilim camiası tarafından düzgün bir şekilde incelenmedi ve çığır açan süper iletken arayışı, başarısız bir geçmişe sahip.
Eğer Güney Koreli araştırmacıların iddiaları doğruysa, gelecekte inanılmaz buluşlar karşımıza çıkabilir.
Twitter’da yapay zeka ve robotik hakkında hikayeler paylaşan “hurricane” isimli Twitter hesabı, bu maddenin neden bu kadar olduğunu şöyle açıklıyor:
Yalnızca Türkiye’de her yıl tahmini olarak 18-24 milyar kWh elektrik, iletim ve dağıtım kayıpları nedeniyle boşa gidiyor. Bu, 7/24 çalışan 3 adet Akkuyu Nükleer Santrali reaktörüne eşdeğer. Süper iletkenlik, yüksek gerilim ve akımlarda kayıpsız elektrik iletimi sağlar.
Araştırmacılara göre, LK-99 maddesi son derece basit laboratuar ekipmanları ile yaklaşık 34 saatte hazırlanabiliyor. Bu, çok kolay bir şekilde ölçeklenebileceği anlamına geliyor.
Kuantum bilgisayarlar, kubitlerde tutarlılığı korumak için süper iletkenler kullanır. Oda sıcaklığındaki ve basınçtaki ufak değişiklikler, bilgisayarların bozulmasına neden olabilir. Ancak LK-99 sayesinde artık kuantum bilgisayar herkes tarafından kullanılabilir olacak.
“Elektrikli araç menzilleri artacak”
Elektrikli araçların bataryaları ısınmadan dolayı çok çabuk tükeniyor. Süper iletkenler ile batarya ısınmasının önüne geçerek elektrikli araçların menzilleri artacak ve şarj süreleri azalacak.
Aynı şey telefonlar ve bilgisayarlarımız için de geçerli. Artık süper iletkenler sayesinde 0 direnç kaybı olacağı için telefonunuz ısınmayacak ve bilgisayarlarınızdaki soğutma fanlarına ihtiyacınız kalmayacak.
Süper iletkenler, güçlü manyetik alanlar oluşturabilir. Bu, MR gibi tıbbi görüntüleme teknolojilerinin kalitesini ve hassasiyetini önemli ölçüde artırabilir. Bu, artık MR cihazlarının daha hassas ve daha ulaşılabilir olacağı anlamına geliyor.
Oda sıcaklığındaki süper iletkenler sayesinde hava sürtünmesi olmadan nesneleri taşıyabilen manyetik levitasyon sistemleri gelişecek ve yaygınlaşacak. LK-99, hızlı trenler ve diğer taşımacılık sistemlerinin etkinliğini ve hızının artırmasına yol açacak.
Muhtemelen bu yılın Nobel fizik ödülü kazananı olacak olan bu yeni teknoloji, ayrıca elektrikli uçaklar, daha etkili rüzgar türbinleri, daha verimli güneş panelleri gibi akıllara gelmeyen birçok yenilikçi uygulamayı mümkün kılabilme potansiyeline de sahip.
Süper iletkenlerin tarihi
Elektronlar, alüminyum tel gibi standart bir iletken malzemeden aktığında, çarpışan arabalar gibi 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 arasında sürtünmesizce kayan çiftler halinde bir araya gelir.
1987’de araştırmacılar, ucuz ve bol miktarda sıvı nitrojenle kolayca ulaşılabilen bir sıcaklık olan 77 kelvine (-321 derece F) kadar soğutulması gereken ilk “yüksek sıcaklık” süper iletkenlerini keşfettiler.
Bu malzemeler kelimenin tam anlamıyla ve mecazi olarak heyecan vericiydi ve bilim insanları ve halk arasında daha sıcak süper iletkenlik olasılıkları konusunda bir coşku uyandırdı.
Ancak ilerlemeler yavaşladıkça ve “yüksek sıcaklık” süper iletkenleri soğuk sıcaklıklarda sıkışıp kaldıkça bu coşku azaldı.
Son on yılda, araştırmacılar ilginç bir alternatif aradılar: Nispeten sıcak sıcaklıklarda süper iletken olan hidrojen bazlı bileşikler keşfettiler. – ancak yalnızca bir milyon atmosferden daha yüksek basınçlara sıkıştırıldığında.
Bu kadar yüksek basınçları korumak, aşırı düşük sıcaklıkları sürdürmekten bile daha zor.
Son iddialar neler vadediyor
Gelelim yine haberimizin ana konusu olan Güney Koreli bilim insanlarına. Araştırmacılar, bir kurşun, bakır, fosfor ve oksijen bileşiği olan LK-99’un 400 kelvin (260 derece F) üzerindeki sıcaklıklarda ve ortam basıncında bir süper iletken olduğunu söylüyorlar.
Ayrıca, toz bileşenlerin kesin oranlarının karıştırılmasını ve ardından karışımın yüksek sıcaklıklarda pişirilmesini gerektiren, bileşiğin kuru üzüm büyüklüğünde topakları yapmak için ayrıntılı bir tarif de veriyorlar.
Yazarlar ayrıca LK-99 testlerini gerçekleştirdiklerini ve elektrik direncinin 378 kelvin (220 derece F) civarında keskin bir şekilde düştüğünü ve ardından 333 kelvin (140 derece F) civarında neredeyse sıfıra ulaştığını bulduğunu söylüyorlar.
Sıfır elektrik direnci, süper iletkenliğin ayırt edici özelliği olmasına rağmen, gerçek bir süper iletkeni doğrulamak için başka testler gereklidir. Böyle bir test Meissner etkisi içindir: Bir süper iletken manyetik alanları dışarı attığı için diğer mıknatısları iter ve ikonik bir havaya yükselme etkisi yaratır.
Bazı bilim insanları şüpheli yaklaşıyor
İncelemeden sağ çıkamayan olağanüstü iddialar, süper iletkenlik alanını uzun süredir rahatsız ediyor.
1987’de, YBCO adlı bir bileşiğin yüksek sıcaklıkta bir süper iletken olduğu keşfedildikten sonra, bazı araştırmacılar bileşiğin oda sıcaklığında süper iletkenlik geliştirdiğine dair ipuçları gördüklerini düşündüler, ancak bunlar daha yakından incelendiğinde böyle bir durum olmadığı anlaşıldı.
Bir zamanlar 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 zamanlarda oda sıcaklığında süper iletkenler hakkında birçok iddiada bulundu. Ancak geri çekilmeler ve bilimsel suistimal iddiaları, bu bulguların güvenilirliğini zedeledi.
Tüm bunlar, oda sıcaklığında süper iletkenliğe ilişkin yeni raporlar için – özellikle de emsal değerlendirmesi tarafından henüz büyük ölçüde incelenmemiş olanlar için – şüphe teşkil ediyor.
Bu son vakada, Güney Koreli ekibin ön baskı belgelerindeki bazı ayrıntılar endişe 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 hikaye için bir röportaj sırasında ön baskıları gözden geçirirken kendiliğinden daha da tuhaf bir şey fark etti.
Her iki kağıt da LK-99’un manyetik özelliklerini detaylandıran bir veri grafiği içerir. Her iki çizim de aynı veri kümesinden alınmıştır ve bu nedenle aynı olmalıdır – ancak bir kağıttaki çizim, diğerinden yaklaşık 7.000 kat daha büyük bir ölçeğe sahip bir y eksenine sahiptir.
Bu tür bir tutarsızlık hiçbir şeyi kanıtlamaz, ancak en azından redaksiyonda endişe verici bir eksiklik olduğunu gösterir. Scientific American, yorum için Güney Kore ekibine ulaştı, ancak haberi yayınladığımız tarihte henüz bir haber alamadı.
Hevesli bağımsız ekipler, Güney Koreli ekibin çalışmalarını tekrarlamaya çalışırken, LK-99’da gerçekte neler olup bittiğine dair kesin yanıtlar almak sabır gerektiriyor.
LK-99’un sentezinin tarifi basit olduğundan, sonuçlar önümüzdeki birkaç gün veya hafta içinde gelebilir.
