Büyük keşif! LK-99 adlı bir malzeme, oda sıcaklığında süper iletkenliğe ulaştı
Araştırmacılar, oda sıcaklığında yeni bir ortam basıncı süper iletkeni keşfettiklerini söylüyorlar, lakin birçok bilim insanı buna ikna olmadı. Gelin ayrıntılara yakından bakalım.
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, muhakkak bir sıcaklık altında özel bir kristal yapısına sahip olan gereçlerdir. Bu sıcaklık, her süper iletken için farklı olabilir, lakin çoklukla çok düşük sıcaklıklarda, yani mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda çalışırlar.
Bu durum, süper iletkenlerin düşük sıcaklık şartlarında inanılmaz elektriksel özellikler sergilemesine imkan tanır.
LK-99 isimli materyal, 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 harika argümanı, oda sıcaklığında ortam basıncında günlük şartlar altında elektriği eksiksiz bir formda iletebilen LK-99 isimli bir gereç keşfettikleri tarafında.
Bu unsur neden önemli
Oda sıcaklığında süper iletken olan bir unsur, birden fazla teknolojiyi dönüştürme potansiyeli nedeniyle hayli kıymetli.
Bu tip hususlar, 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 süper iletken arayışı, başarısız bir geçmişe sahip.
Eğer Güney Koreli araştırmacıların savları doğruysa, gelecekte inanılmaz buluşlar karşımıza çıkabilir.
Twitter'da yapay zeka ve robotik hakkında kıssalar paylaşan "hurricane" isimli Twitter hesabı, bu hususun neden bu kadar olduğunu şöyle açıklıyor:
Yalnızca Türkiye'de her yıl kestirimi olarak 18-24 milyar kWh elektrik, iletim ve dağıtım kayıpları nedeniyle boşa gidiyor. Bu, 7/24 çalışan 3 adet Akkuyu Nükleer Santrali reaktörüne muadil. Süper iletkenlik, yüksek tansiyon ve akımlarda kayıpsız elektrik iletimi sağlar.
Araştırmacılara nazaran, LK-99 unsuru son derece kolay laboratuar ekipmanları ile yaklaşık 34 saatte hazırlanabiliyor. Bu, çok kolay bir biçimde ölçeklenebileceği manasına geliyor.
Kuantum bilgisayarlar, kubitlerde tutarlılığı korumak için süper iletkenler kullanır. Oda sıcaklığındaki ve basınçtaki ufak değişiklikler, bilgisayarların bozulmasına neden olabilir. Fakat LK-99 sayesinde artık kuantum bilgisayar herkes tarafından kullanılabilir olacak.
"Elektrikli araç menzilleri artacak"
Elektrikli araçların bataryaları ısınmadan ötürü çok çabuk tükeniyor. Süper iletkenler ile batarya ısınmasının önüne geçerek elektrikli araçların menzilleri artacak ve şarj müddetleri azalacak.
Aynı şey telefonlar ve bilgisayarlarımız için de geçerli. Artık süper 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 süper iletkenler sayesinde hava sürtünmesi olmadan objeleri taşıyabilen manyetik levitasyon sistemleri gelişecek ve yaygınlaşacak. LK-99, süratli trenler ve öteki nakliyat 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 gereçten 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 kolaylıkla ulaşılabilen bir sıcaklık olan 77 kelvine (-321 derece F) kadar soğutulması gereken birinci "yüksek sıcaklık" süper iletkenlerini keşfettiler.
Bu gereçler sözün tam manasıyla ve mecazi olarak heyecan vericiydi ve bilim insanları ve halk ortasında 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 değişik bir alternatif aradılar: Nispeten sıcak sıcaklıklarda süper iletken olan hidrojen bazlı bileşikler keşfettiler. - fakat 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 tekrar 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 süper 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 halde düştüğünü ve akabinde 333 kelvin (140 derece F) civarında neredeyse sıfıra ulaştığını bulduğunu söylüyorlar.
Sıfır elektrik direnci, süper iletkenliğin ayırt edici özelliği olmasına karşın, gerçek bir süper iletkeni doğrulamak için öteki testler gereklidir. Bu türlü bir test Meissner tesiri içindir: Bir süper iletken manyetik alanları dışarı attığı için öbür mıknatısları iter ve ikonik bir havaya yükselme tesiri yaratır.
Bazı bilim insanları kuşkulu yaklaşıyor
İncelemeden sağ çıkamayan harika argümanlar, süper iletkenlik alanını uzun müddettir rahatsız ediyor.
1987'de, YBCO isimli bir bileşiğin yüksek sıcaklıkta bir süper iletken olduğu keşfedildikten sonra, birtakım araştırmacılar bileşiğin oda sıcaklığında süper 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 süper iletkenler hakkında birçok tezde bulundu. Lakin geri çekilmeler ve bilimsel suistimal argümanları, bu bulguların güvenilirliğini zedeledi.
Tüm bunlar, oda sıcaklığında süper iletkenliğe ait yeni raporlar için - bilhassa de emsal değerlendirmesi tarafından şimdi büyük ölçüde incelenmemiş olanlar için - kuşku teşkil ediyor.
Bu son hadisede, Güney Koreli grubun ön baskı evraklarındaki kimi detaylar kaygı 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 bizatihi 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 aynı bilgi kümesinden alınmıştır ve bu nedenle aynı olmalıdır - fakat bir kağıttaki çizim, başkasından yaklaşık 7.000 kat daha büyük bir ölçeğe sahip bir y eksenine sahiptir.
Bu cins bir tutarsızlık hiçbir şeyi kanıtlamaz, lakin en azından redaksiyonda telaş verici bir eksiklik olduğunu gösterir. Scientific American, yorum için Güney Kore grubuna ulaştı, lakin 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.