Kuantum Dolanıklık

1930'larda, Albert Einstein Kuantum mekaniği konusunda çekinceleri vardı. Bunun üzerine geliştirdiği teoriye göre gelişigüzel bir uzaklıkta da olsa evrende bir noktada olan bir olay bir başkasını anında etkiliyordu. Buna "uzaktan etkileyen korkutucu eylem" dedi. Çünkü bu tarz bir olayın saçma olduğunu düşünüyordu. Bu ışık hızından hızlı iletişim demekti ki bu görelik kuramı ile çelişen bir durumdu. Şimdi ise bu deneyi yapıp bulduğumuz şey gerçekten korkutucu bir olay.

Öncelikle spin (dönüş) denen olayın ne olduğunu anlamamız lazım.

Tüm temel parçacıkların bir dönüşü vardır. Hayır, aslında gerçekten dönmüyorlar. Ancak benzetme uygun bir benzetme. Açısal momentumları var ve uzayda belli bir yönleri var. Şimdi, bu parçacığın dönüşünü ölçebiliriz, ancak öncelikle ne taraftan ölçeceğimizi seçmemiz lazım. Ve bu ölçümün sadece iki sonucu olabilir. Ya parçacık ölçümün yapıldığı yön ile örtüşecek ki buna yukarı dönüş (spin up) diyoruz; ya da parçacığın dönüşü ölçümün yapıldığı yönün tersine olacak ki buna da aşağı dönüş (spin down) diyoruz.

Peki, parçacığın dönüşü dikey olmasına rağmen biz ölçümü yatay olarak yaparsak ne olur? Bu durumda parçacığın yukarı ya da aşağı dönüşü olması ihtimali %50 olur. Ve ölçümden sonra parçacık sahip ölçüldüğü dönüşü sürdürür, yani dönüşü ölçmek parçacığın dönüşünü de değiştirmiş olur.

Peki, parçacığı dikeyden 60 derece gibi bir açı ile ölçersek ne olur? Bu durumda parçacık daha çok ölçümün yapıldığı yönde döndüğü için 3/4 kez yukarı doğru, 1/4 kez de aşağı doğru döner. Bunun olma olasılığı açının yarısının kosinüsünün karesi ile ilişkilidir.

Olasılık (yukarı dönüş) = P (^)  = cos(q/2)²
Olasılık (aşağı  dönüş) = P (⌄)  = sin(q/2)²

Şimdi, Einstein'ın önerdiği gibi bir deney bu parçacıklardan ikisini kullanarak yapılabilir, ancak belirli bir şekilde hazırlanmaları lazım. Mesela kendiliğinden enerjiden oluşmalılar.  Evrenin toplam açısal momentumu sabit olmak zorunda oluğu için, bir parçacığın dönüşü yukarı yönlü ölçülmüş ise aynı yönde ölçülmüş olan diğeri aşağı yönlü olması lazım. Burada delirtmek lazım ki Sadece aynı yönde ölçülmüş parçacıkların dönüşleri birbirinin tersi olur.

İşte burada işler biraz garipleşmeye başlıyor. Tüm parçacıkların iyi belirlenmiş bir dönüş ile oluşmuş olduklarını düşünebilirsiniz, ancak öyle değil. Sebebi ise şu; dönüşlerinin dikey ve ters olduğunu düşünün.

Eğer ikisini de yatay olarak ölçersek, her ikisinin de yukarı yönlü olma ihtimali 50/50 olur. Yani iki ölçümün de aynı yukarı yönlü sonucu verme ihtimali %50 olur ve bu açısal momentumun korunumu yasası ile çelişir. Kuantum mekaniğine göre bu parçacıkların belirli bir dönüşleri yoktur bile. Bu parçacıklar dolanıktır, ki bu basitçe dönüşlerinin birbirinin tersi olduğu anlamına gelir. Yani bir parçacık ölçüldüğü ve dönüşü belirlendiği zaman, anında diğer parçacığın ölçümünün vereceği sonucu biliyorsunuz.  Bu titiz bir şekilde defalarca deneysel olarak test edildi. Hangi açı ile ölçüldüğü, hangi detektörlerin kullanıldığı ya da birbirlerinden ne kadar uzak oldukları fark etmeksizin her zaman birbirlerinin tersi sonucu verdiler. 

Şimdi durup bunun ne kadar çılgınca olduğunu düşünün. İki parçacığın da dönüşü bilinmiyor, siz birini ölçüyorsunuz ve anında öbür parçacığın dönüşünü biliyorsunuz, birbirlerinden onlarca ışık yılı uzakta olsalar bile. Sanki yapılan ilk ölçümün sonucu diğerinin sonucunu ışık hızından hızlı bir şekilde etkiliyor ki bu gerçekten de pek çok teorisyenin yaptığı tespit ile aynı.

 Ancak Einstein buna dâhil değil. Bu Einstein'in canını çok sıkmıştı. O da farklı bir açıklama getirdi; bütün hangi açıdan ölçülürlerse ölçülsünler parçacıkların önceden hangi dönüşe sahip olacaklarına dair gizli bir bilgiye sahip olduklarını iddia etti. Bizim sadece ölçene kadar bu bilgiye sahip olmadığımızı söyledi.

Parçacıklar uzayda aynı noktada oluştukları andan itibaren bilgi parçacıkları içinde olduğu için parçacıklar arasında hiçbir sinyalin ışık hızından hızlı aktarılması gerekmeyecekti.  Bir süre için bilim insanları parçacıklar hakkında onları ölçünceye dek bilemeyeceğimiz şeyler olduğunu kabul ettiler. Ama sonra John Bell bunu test edebilecek bir deney ile çıkageldi. Bu deney parçacıkların baştan beri gizli bilgi barındırıp barındırmadığını belirleyecekti.

Deney şu şekilde çalışıyor; İki tane dönüş detektörü var ve her detektör dönüşü 3 yönden birinde ölçebilecek şekilde tasarlanmış. Bu dönüş yönleri rastgele bir şekilde seçilecek ve birbirlerinden bağımsız olacaklar. Şimdi, dolanık parçacık çiftleri iki detektöre de gönderilecek ve biz ikisinin de aynı, yani ikisi de aşağı ya da yukarı olup olmadığını ya da birbirinden farklı olup olmadığını kaydedeceğiz. Bu deneyi rastgele ölçüm yönlerini değiştirerek tekrar tekrar yapacağız. Bunu iki detektör ne aralıklarla farklı sonuçlar verdiğinin yüzdesini bulana dek devam edeceğiz. Ve önemli olan da bu, çünkü bu oran parçacıkların baştan beri gizli bilgi taşıyıp taşımadığını bize söylüyor.

Şimdi bunun niye böyle olduğunu görmek için, yani parçacıkların gizli bilgileri olup olmadığını görmek için farklı ölçümlerin tahmin edilen frekanslarını ölçelim.  Bunu parçacıkların kendi aralarında gizlice anlaştığı bir plan olarak düşünebilirsiniz. Ve planın yerine gelmesi için gereken tek şart parçacıkların aynı yönde ne zaman ölçülürse ölçülsünler ters dönüş bilgisi vermeleri gerekiyor olması.

Yani örnek planlardan biri olarak, bir parçacık ne zaman ölçülse her ölçüm için yukarı sonucunu verecek ve ikizi her ölçüm yönü için aşağı dönüş sonucunu verecek. Ya da başka ikinci bir plan şu olabilir; ölçülen parçacıklardan biri ilk yön için yukarı dönüş, ikinci yön için aşağı dönüş, üçüncü yön için yukarı dönüş sonucunu verirken ikizi ise ilk ölçüm için aşağı yönlü, ikinci ölçüm için yukarı yönlü, üçüncü ölçüm için ise aşağı yönlü dönüş sonucunu verebilir.  Tüm diğer planlar matematiksel olarak eşdeğer, yani bu iki planı kullanarak farklı sonuçların tahmin edilen değerlerini hesaplayabiliriz.

Birinci plana göre sonuçlar her zaman açık bir şekilde %100 olarak birbirinden farklı olacak. İlki için seçilen yönler fark etmiyor, ancak ikincisi için hangi yönlerin seçildiği önemli.  Örnek vermek gerekirse eğer iki detektör ilk yönde ölçüm yaparsa, A parçacığı yukarı dönüş sonucu verecek, B parçacığı da aşağı dönüş sonucu verecek. Sonuçlar farklı yani.

Ancak onun yerine B detektörü ikinci yönde ölçüm yaparsa sonuç yukarı yönlü dönüş olacak, yani aynı sonucu verecek. Bunu bu şekilde tüm kombinasyonlar için deneyebiliriz ve sonuç olarak bulduğumuz şey 5/9 oranında sonuçların farklı olduğu olur. Yani, ikinci planı kullanarak sonuçlar 5/9 oranında farklı olmalı ve ilk planı kullanarak sonuçlar %100 oranında farklı olmalı. Yani genel olarak parçacıkların gizli bir bilgisi varsa 5/9 oranından çok kere farklı sonuçlar görmemiz lazım.

Peki deney ne sonuç veriyor?

Sonuçlar sadece %50 oranında farklı oluyor. İşe yaramıyor!  Yani deney farklı yönlerde hangi dönüş sonucu vereceklerine dair gizli bir bilgi taşıdıkları varsayımını çürütüyor. Peki, öyleyse Kuantum mekaniği bu sonuçları nasıl açıklıyor? Şimdi detektör A'nın ilk yönde ölçüm yaptığını hayal edelim ve sonuç yukarı yönlü olsun. Bu durumda anında diğer parçacığın aynı yönde ölçüldüğünde aşağı yönlü olacağını biliyoruz ki bu rastgele olarak 1/3 kez oluyor.  Ancak, eğer B parçacığı diğer iki yönden birinde ölçülürse, yani 60 derece açı yapacak şekilde ölçülürse yazının başından da hatırlayacağınız gibi sonuç 3/4 kez yukarı yönlü dönüş sonucunu verir. Seçim yönleri 2/3 oranında rastgele bir şekilde seçildiği için B parçacığı 2/3 çarpı 3/4 eşittir 1/2 kez yukarı yönlü dönüş sonucu verecektir.  Yani iki detektör de sonuçların yarısında aynı sonucu verecek ve diğer yarısında ise farklı sonuç verecek. Ki bu deney sonuçları ile bire bir örtüşüyor.

Yani Kuantum mekaniği konusunda sıkıntı yok. Ancak bu sonuçların nasıl yorumlanacağı konusunda tartışma var.  Bazı fizikçiler kuantum parçacıklarının gizli bir bilgi taşımadığı yönünde bir kanıt olarak görüyorlar ve dönüşlerinin ancak ölçüldükleri zaman bir anlam kazandıklarını söylüyorlar. Diğer fizikçiler ise dolanık parçacıkların ölçüldükleri zaman birbirlerini ışıktan hızlı bir şekilde uyararak gizli bilgilerini güncellediklerini düşünüyor.

Peki, bu ışık hızından hızlı bir şekilde iletişim kurabileceğimiz anlamına mı geliyor?

Herkes bunun olamayacağı konusunda hemfikir, çünkü detektörlerden aldığımız sonuçlar rastgele sonuçlar.  Hangi yönde ölçüm yaparsanız yapın ya da diğer detektörde ne olursa olsun yukarı ya da aşağı yönlü sonuç alma ihtimalimiz %50 oluyor. Sonradan bu gözlemciler bir araya gelip sonuçlarını karşılaştırdıklarında aynı yönü seçtiklerinde birbirlerine göre farklı sonuç aldıklarını görecekler, ancak bunun bilgi iletimine bir faydası olmaz.

İki veri seti de rastgele olur, ancak diğer tarafın karşıtı bir şekilde rastgele olur.

Bu gerçekten de korkutucu, ancak iki yönlü iletişime izin vermiyor, bilginin ışıktan hızlı aktarılmasını sağlamıyor yani görelik kuramını ihlal etmiyor.

Ve işte bu, en azından Einstein’ı mutlu ederdi.

Çeviri: C. Caner Telimenli

Kaynak: https://www.youtube.com/watch?v=ZuvK-od647c&t=82s

Sabun Köpüğü Evreni

Meraklı biri olarak yaşadığımız gerçekliğin ayrıntıları hakkında düşünmeyi her zaman sevmişimdir. Merak edip araştırıp daha fazlasını öğrenmek bir bakıma bana amaç olmuştur. Ancak bir konu üzerine araştırma yapmaya başladığınızda hangi konu olursa olsun bir noktadan sonra daha ileriye gidemezsiniz, çünkü bir müddet sonra o temelleri atanların sizi getirebileceği en uzak mesafeye kadar gelmiş olursunuz. 

Bu merakımı meşgul eden alanlardan birisi de evrenin oluşumudur. Evrenin oluşumu üzerine sahip olduğumuz bilgiler bize evrenin büyük patlama olayı ile oluştuğunu gösteriyor. Biraz ayrıntısına girelim.

Evren nasıl oluştu?

Büyük patlama diye bilim çevreleri tarafından tanımlanan olayı kısaca özetleyecek olursak evrenin yaklaşık 14 milyar yıl önce büyük bir patlama sonucu oluştuğunu ve dağılan enerjiden önce parçacıkların, sonra maddenin ve en son da evrenin oluştuğunu ileri sürer. Bunun kanıtı olarak ta kozmik mikrodalga arkaplan ışıması ve evrenin genişlemesi gösterilir. 

Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması evrenin her yanından yayıldığı görülen bir ışıma türüdür. Doppler etkisi sebebi ile uzaktan gelen ışık kırmızıya doğru kayar. İşte bu kırmızıya kayma oranı sebebiyle çok eski - belki evrenin kendisi kadar-  olduğu düşünülür. 

Evrenin genişlemesi olayı ise yine Doopler etkisi sayesinde gözlemlenmiştir. Bize uzak galaksilerin ışığına bakıldığında gene kırmızıya kayma olayı ile karşılaşıldı. Buradan yola çıkarak "Işığın dalga boyu inceldiğine göre galaksiler birbirinden uzaklaşıyor olmalı." sonucuna varıldı. 

Sırdan bir tanım yapmak gerekirse evrenin bir balon misali şiştiği ve galaksilerin bu yüzden birbirinden uzaklaştığı yorumu yapıldı.

Genişleyen evren ve balon betimlemesi

Ancak gene de yapılan tüm gözlemlere rağmen evrenin merkezi, büyük patlamanın olduğu yer gözlemlenemedi. Ayrıca uzay-zaman düzleminin bir balonun yüzeyi gibi eğri olmaması açıklama gerektirmesi sebebiyle birçok tezin ortaya atılmasına sebep oldu. 

Uzay-Zaman düzleminin şekli

Dairesel yörüngede bir uydu

Uzay-Zaman düzleminin eğriliği cisimlerin yörünge enerjileri gibidir. Daire şeklindeki bir yörüngenin negatif net toplam enerjisi vardır. Eğer evren de küresel bir yapıya sahip olsaydı negatif net toplam enerjisi olurdu. Yani uzay-zaman küresel değil.

Eğer evren Hiperbolik yörüngedeki bir cisim gibi olsaydı o zaman da pozitif net toplam enerjisi olması gerekirdi. Ama bu da söz konusu değil.

Hiperbolik rotada bir uydu

Ama eğer bu bir parabolik bir yörünge olsaydı toplam net enerjisi sıfır olurdu, evrenimiz gibi. Bir nesnenin izdüşümünün parabolik olması için ise nesnenin kendisinin düz olması gerekirdi.

Mesele hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyenler Neil deGrasse Tyson'ın konu hakkındaki videosunu izleyebilirler.

Peki ama nasıl?

Peki bu durumda evren nasıl işliyor? Buna benim cevabım "sabun köpüğü gibi" olur.

Evrenin olası şekli. Şeklin merkezi
büyük patlamanın merkezidir.

Evrenin merkezini bulamıyor olmamızın sebebi evrenin merkezinin bizimle aynı boyutta olmayışıdır. Büyük patlama olayı bizim evrenimizin dışında gerçekleşmiştir, Bizim evrenimiz bu patlamanın dışarı doğru ittiği bir zarın üzerinde -aynı köpüğe  üflediğinizde oluşan yukarıda kendi içinde kaplı baloncuklar gibi- varlığını sürdürmektedir.

 Bizim evrenimiz dört boyuttan oluşmaktadır. Bunların üçü uzayın elemanı olan en, boy, yükseklik biri ise zamandır. Bize komşu olan evrenler bunları paylaşabileceği gibi paylaşmıyor da olabilirler. Bu durumda yandaki şekildeki gibi geometriler ortaya çıkabilir. Yani misal olarak bizim evrenimiz bu nesne üzerindeki bir kareden ibaret olabilir.

Yer çekimi bizim boyutumuzun temel bir birleşimi olmadığından etkisi azdır. Ayrıca büyük patlama sonrası oluşan tekillik evrenimizi etkileyerek maddelerin ışık hızına ulaşmasını engeller. Bu durum bir kara delik ile ona yaklaşan bir nesnenin durumuna benzerdir.

Bir kara deliğe yaklaştığınızda, dışarıdan bakan bir gözlemci için kara deliğe yaklaşan bir cismin ışığı tekilliğin uzat-zamanda oluşturduğu eğim yüzünden daha uzun aralıklarla gözlemciye ulaşır. Aynı şekilde bir cisim ışık hızına yaklaştığında görelik gelen ışığın daha uzun aralıklara gözlemciye ulaşmasına sebep olur. Işığın bu durumu bizim evrenimizin dışındaki başka bir tekilliğin var olabileceği anlamına gelir. (Bknz: İlgili soru)

Bu durum aynı zamanda karanlık madde ve enerjinin neden bu kadar bulunması zor olduğunu da açıklayabilir. Eğer karanlık enerji evrenin oluşumunun bize o büyük patlamanın oluştuğu ilk boyuttan yansıyan bir yan etkisi ise durum netlik kazanır.


Evrenin oluşumu ve uzay-zaman düzleminin şekli üzerine belirtilenler gerçeklere dayanır. Ancak son başlık altında belirttiklerim evrenin oluşumu hakkındaki kendi tezimdir, şu an için matematiksel hiçbir ispatı yapılmadığı gibi somut kanıtı da yoktur. Bu yüzden değerlendirmelerin bu çerçevede yapılması gerekir.


C. Caner Telimenli




Kaynakça;

 Konu ile ilgili Wikipedia sayfaları, metin içerisinde verilmiştir. 

 Neil deGrasse Tyson'ın online dersleri Youtube'tan alıntıdır.

Elbisenin rengi; Mavi-Siyah mı, Altın-Beyaz mı?

Renkleri ile ünlü o elbise.

 Sosyal medyada #thedress hastagi ile dolaşan elbise resmi insanların farkında olmadıkları bir sorunun ortaya çıkmasını sağladı. Hepimiz aynı renkleri mi görüyoruz?

İnsan gözü görme işlemini gözün içindeki ışığa duyarlı hücreler (fotoreseptör) sayesinde gerçekleştirir. Bu ışığa duyarlı hücrelerin içindeki kimyasallar ışığın farklı dalga boylarına tepki verir.

Tip	İsim	Aralık	Tepe noktası[7][8]
S	β	400–500 nm	420–440 nm
M	γ	450–630 nm	534–555 nm
L	ρ	500–700 nm	564–580 nm
Dalga boyu çizelgesi

Bu hücre gurupları kırmızı(L) yeşil(M) ve mavi(S) renge duyarlıdır. Hücrelerin yaklaşık %64 ü kırmızıya, %32 si yeşile ve %2 si maviye duyarlıdır. Mavi ağırlıklı hücreler en duyarlıları olup sarı beneğin etrafında bulunur. Evrimsel açıdan kırmızı-yeşil görüş yeteneğinin mavi-sarı görüşten önce oluştuğu varsayılır.

Hücre tepkisi-Dalga boyu grafiği

Elbisenin rengine baktığınızda ise eğer mavi fotoreseptörler yeterince iyi işlev gösteremiyorsa diğer hücreler devreye girip kırmızı ve yeşilin arası olan sarı rengi görmemize sebep oluyor. Renk değişmezliği denilen ve renklerin farklı dalga boylarında bile beyin tarafından aynı algılanmasını sağlayan bir özellik sayesinde ise siyahın yerini beyaz alıyor. Elbisenin renkleri üzerindeki tartışma da bundan kaynaklanıyor. Renk değişmezliği algıda değişmezlik konusunun alt başlıklarından biridir.

Bu tür algısal farklılıkların sebepleri çok değişik olabilir. Arka plan rengi, cismin açısı, ışık parlaklığı ve hatta duygusal mod bile görülen rengi etkileyebilir.

Şahsen resmin iki türlü renk kalıbına da gözümün önünde geçtiğini gördükten sonra bu durumun reseptörler ile olan alakasının sorgulanır olduğunu düşünmeye başladım. Çünkü resimde sarıya dönüşen yerlerin mavi kısımlar değil de siyah kısımlar olduğunu gördüm. Buna göre resimdeki renk değişikliğinin ağırlıklı sebebinin renk değişmezliği olduğu daha sağlam bir açıklama olur. Eğer fotoreseptörlerin bir etkisi varsa bile sarının yerine siyah ve mavinin yerine beyaz görebilmek için bir şekilde renklerin beyinde çaprazlamaya uğramaları gerekmektedir.

Renk değişmezliği yapay olarak ışıklandırılmış bir ortamdan gün ışığına çıkarken oluşabilir. İki ortam arasındaki renklerde biz fark etmesek te dalga boyundan dolayı bir fark vardır. Ancak beynimiz bu farkı anında düzelterek renkleri alıştığımız şekilde görmemizi sağlar. Elbise üzerine vuran ışığın gün ışığı olduğunu düşünen beynimiz onun altın sarısı-beyaz olarak algılamamıza sebep olur. Ama eğer ışık kaynağının yapay olduğunu düşünüyorsak renkler mavi-siyah görünmektedir. Yani bu durumda ışığın hanjgi kaynaktan geldiğine inanıyorsak elbise o rengi almaktadır.

Bu olay açık bir şekilde renklerin oluşumunun tamamen beynimizde oluştuğunun kanıtıdır. Algı bu oluşumda temel bir rol oynamaktadır.

Ancak resimdeki elbisenin rengi üreten firmanın* açıkladığı üzere mavi-siyahtır.

Bu konu üzerine BBC yapımı olan "Gördüğümü görüyor musun?" belgeselinin izlenmesi tavsiye edilebilir. İngilizce orijinal yapım aşağıdadır. Belgesel Türkiye'de e2 kanalı tarafından yayınlanmaktadır.


Horizon Do You See What I See Part 1-4 paylaşan: plamenj


C. Caner Telimenli





İlgilisine konu üzerine linkler:

Mashable
http://mashable.com/2015/02/26/what-color-dress-blue-black-white-gold/

Wired
http://www.wired.com/2015/02/science-one-agrees-color-dress/

CNNTürk*
http://www.cnnturk.com/haber/yasam/elbise-hakkinda-o-firmadan-cevap-geldi

NTV
http://www.ntv.com.tr/yasam/sosyal-medyada-paylasilan-elbise-dunyayi-ikiye-boldu,s-OMjRwqu0ynnAVw3aUFaQ

Farklı Dalgaboyları Aralığında Evren

Evreni farklı frekanslarda görmenize olanak sağlayan küçük bir uygulama. Tek yapmanız gereken yandaki kaydırma aracı ile dalgaboyunu değiştirmek. Ayrıca bir miktar yaklaşmak ta mümkün.

Chromoscope

(Yönlendirme için resme tıklayınız)

Fringe; Paralel Evrenler ve Zaman yolculuğu

Bilim kurgu alanında fazla kayda değer dizi yok, seyretmeye değer dizilerden biri olan Fringe ise Paralel evrenleri konu alan bir dizi. Genel olarak güzel bir dizi olmasına rağmen bazı konuları pekte iyi yansıtamadığı aşikar. Bunlardan paralel evrenler ve zaman yolculuğu konsepti üzerine bir değerlendirme yapalım. Yazımın dizi hakkında bazı bilgiler içereceğini de şimdiden belirteyim.

Dizi paralel evrenler üzerine, bu paralel evrenler uzay zaman düzlemindeki farklılıklar yüzünden oluşuyor. Yani Siz A kararını verdiğinizde A evreni, B kararını verdiğinizde B evreni oluşuyor. Dizideki karakterlerden biri olan Peter evrenleri birbirine bağlayan makineye girdiğinde Peter nedense zamandan siliniyor ve bu sebeple 4. sezondan sonra C ve D evrenleri oluşması gerekirken A ve B evrenlerinin tamamen silinip tekrar yazıldığını görüyoruz. Bu tasarım dizinin temelini oluşturan fizik modeline aykırı. Ama eğer dizide fizik böyle çalışacaksa Dizinin sonunda çgözcülerin üretim aşamasında bir anomali sonucu ortaya çıkmış olan çocuk gözcülerin oluşumunu engelleyecek şekilde geleceğe gittiğinde bizim bildiğimiz firinge tarihindeki ilk gözcü müdahalesi olan B evrenindeki Walter karakteri yani yine kendi değişi ile Walternatif'in ilaç keşfi engellenmeyecekti. Yani bizim baştan beri seyrettiğimiz dizideki hiçbir olay olmayacaktı, her şey silinecekti.

Eğer Peter kaybolduğunda A ve B evreni dizinin alternatif evren mantığına uygun olarak varlığını sürdürmeye devam ettiyse bu evrenlerde Peter'in hiç kaybolmamış olması gerekir. Bu durumda 4. sezonda Bizim seyrettiğimiz C ve D evrenleri olmakta, yani basitçe keşif amacı ile zamanda geriye gönderilen gözcü gurubundan Eylül isimli gözcünün Peter'i kurtarmayı seçmediği evrenleri seyrettik. Bu durumda sevginin gücü (!) ile Peter huzur içinde yaşadığı A ve B evreni ortamından mı çekildi?

Burada bu uzay-zaman düzlemlerini birbirine paralel koridorlar gibi düşünün. Sizin tek yaptığınız koridorlar arasındaki kapılardan geçmek. Çocuk gözcüleri yok edecek eylemi gerçekleştirmek için gittiğinde bir E evreni oluşturmuş oldu. Yani aslında dizinin mekaniğine göre C ve D evreninin gidişatında hiçbir değişiklik olmaması gerekiyor. Tabi zaman makinesi ile ileri ya da geri gitmeye çalıştığında aynı koridorda olduğunuzdan C ve D evrenine bu yolla dönemezsiniz, Walter'in paralel evren geçiş cihazını kullanmanız lazım. Yani bu şekilde bu izlediğimiz sezon finalinin mümkün olması zor. E evreni hiç oluşmasa da hep A ve B evrenleri silinip baştan yazılsa da aynı sorunlar devam ediyor. Gözcüler var olmadı ise olaylar nasıl başladı?

Bir de şöyle düşünelim; Diyelim ki Peter'in durumu bir istisna, ve gözcüler yok olduğunda Walter yine de Peter'i kaçırdı. Bu durumda parçalar oturuyor gibi görünüyor. Ama karakter gelişimi ile (yani tanıtığımız Walter'a) tutarsız bir olguya ve açıklanamayan bir çelişkiye göz yummayı gerektiriyor. Bu yüzden bu da pek hoş bir seçenek değil.

Bunlardan ziyade dizinin bunun gibi bazı açıkları olsa da  genel olarak eğlenceli bir dizi, seyretmediyseniz seyretmenizi de tavsiye ederim. Hayal gücüne ve zekaya hitap eden her ürün benim için değerlidir, sizin de seveceğinizi tahmin ediyorum.

C. Caner Telimenli

Sonun Başlangıcı Belgeseli Üzerine bir Değerlendirme

Böyle bir şeyin olma olasılığını gözardı edersek aşağıdaki gibi sorunlar yine de engel teşkil edecektir;

Sorun 1:
 İnsanlığın kaderini ve tek şansını milyonlarca kilometre öteden yapılmış tahminlere dayanarak rastgele bir sisteme gönderme fikri KESİNLİKLE kabul edilemez. Düşünün, gideceğiniz yerde üstüne inebileceğiniz bir gezegen olup olmadığını bilmiyorsunuz! Ne kadar güçlü bir teleskop olursa olsun size orası hakkında her şeyi söylemeyecektir. Bu şekilde şansına güvenerek yola çıkmayı düşünüyorsanız oturup nötron yıldızını beklemek daha iyi bir fikirdir. Yok eğer hayatta kalacaksanız ve güneş sisteminde bir yere kaçamayacağımız da kesin ise Gliese 581 gibi dünya benzeri gezegeni olabilecek sistemlere araçlar gönderip keşif yapmamız gerekecek. Bu gibi sistemlerin ortalama 20 ışıkyılı uzaklıkta olduğunu var sayarak yapacağımız keşif araçlarının yapım aşaması hariç gidişi ve bize sinyal göndermesi en az 40 küsür sene sürer. Sonuçta oraya kadar gidip hiçbir şey bulamamak var ve bu yüzden birkaç araç yapıp farklı sistemlere göndermek gerekecek. Aynı anda birkaç keşif aracı artı yıldız gemisi inşası aynı anda nasıl yapılacak?

Sorun 2:
 Bu gemileri yaptığınızı var sayalım. Peki bu gemileri nasıl uzaya taşıyacaksınız? Gezegende yapıp uzaya taşımak bu gemileri uzayda yapmak kadar pahalı olacaktır. Hele hele dünya yok oluşun eşiğindeyken birçok ülke ve ekonomi çökerken parçaları yörüngeye taşıyacak roketlerin yakıtı da dahil herhangi bir kaynağın bu büyüklükte bir proje için hala ulaşılabilir olacağını düşünmek en hafif ifadeyle ÇOCUKÇA düşünmek olur.Tek olası çözüm gelişmiş bir uzay madenciliği sistemiyle tüm ihtiyaçları uzayda karşılayıp üretimi uzayda yapmak olacaktır. Ancak uzay madenciliği sektörü oluşturmak zaman alacaktır.

 Belgeselde de anlatıldığı gibi o kadar insan içinde küçük bir grubu kurtaracak bir gemi bir çözüm değil zaman kaybı olacaktır. Çünkü bu multikatrılyonluk gemi bir ICBM ile ortadan kaldırılabilir. Bunu engellemek için hepsi olmasa bile olabildiğince fazla insanı kurtaracak projeler üretilmelidir.Bu projelerin bu yüzden bu belgeseldeki hayal gücünden yoksun sıradan çözümlerin aksine sıra dışı ve hayal gücünü zorlayan çözümler sunulması gerekmektedir. İnsanlık tarihi boyunca zor durumlarda bizi kurtaran sıra dışı düşünme kabiliyetimiz olmuştur. Bunun gibi günü kurtaracak (bu durumda bi kısım insanı) çözümler gerçek birer çözüm değildir.

 Bunlar dışında daha birçok sorun var ve bu sorunlar hakkında çok kafa yorulabilir. Ancak şunu söyleyebilirim ki dünyanın başına bunun gibi bir felaket gelecek olursa bu belgeseldekinden çok daha etraflıca düşünülmüş bir plan hazırlamamız gerekmektedir.

C. Caner Telimenli

Büküm Motoru Konsepti Üzerine Farklı bir Perspektif

 Dr. Richard Obousy'nin önerdiği gelişmiş uzay itki sistemi konsepti lokal kozmolojik sabiti değiştirerek uzay-zaman düzlemi üzerindeki bir uzay gemisinin ön tarafında daralma arka tarafında da genişleme yaratarak egzotik bir itki sistemi yaratmayı planlıyor. Bu fikir Alcubierre büküm balonu fikrine çok benzer olmakla beraber genel görelik yerine Çok boyutlu Quantum alan teorisini getirerek çok farklı bir yaklaşım sunuyor.

 Kip Thorne, Michael Morris ve Ulvi Yurtsever tarafından kaleme alınan "Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition" yani "Kurt delikleri, Zaman makineleri ve Zayıf Enerji Durumu" isimli akademik çalışma fizik yasalarının rastgele seçilmiş gelişmiş bir uygarlığın yetenekleri üzerinde nasıl bir kısıtlayıcı etkisi olduğu üzerine sorular sorulması fırsatını sağlıyor. Ve Alcubierre büküm balonu oluşturmak için yenilikçi bir yöntem tavsiye ediliyor. Yazının ana fikri Quantum yer çekimi teorisinde geçen bir ya da birden daha fazla ekstra boyutun çapının değiştirilmesi ile lokal kozmolojik sabitte asimetri oluşturarak bir uzay aracının hareket ettirilmesidir.

 "Bu kadar erken bir aşamada böyle bir fikrin teorik gelişimi büküm motoru konseptinin nasıl gelişeceği hakkında tahmin yürütmeyi zorlaştırıyor. Saf bir bakış açısıyla bir insan egzotik güç jeneratörüne sahip bir aracın lokal olarak ekstra boyutları maniple edebileceğini hayal edebilir. Bu yolla gelişmiş bir uzay aracı etrafındaki uzay zamanı genişletip büzerek bir itki yaratabilir."  Dr. Richard Obousy

 Aşağıdaki videonun 12. dakikasında Dr. Richard Obousy kendi büküm motoru konseptini öneriyor. Bundan öncesinde ise yöntemin fiziğinden bahsediyor. (video İngilizcedir)



Ekstra boyutları kontrol edebilmek için casimir etkisinden faydalanılabileceği düşünülmektedir. *

Casimir Etkisi nedir?

Bundan yaklaşık 50 yıl önce fizikçi hendrik casimir, mikro-makinelerden birleşik doğa teorilerine kadar her şeyi etkileyebilen, bir vakumda (boşlukta) iki yüzey arasındaki çekme kuvveti olabileceğini önerdi.

boşlukta iki aynayı bir biriyle yüz yüze ve küçük aralıklı duruma getirirseniz ne olur? ilk reaksiyonunuz “hiçbir şey” olabilir. fakat gerçekte, her iki ayna, basit vakum sonucu birbirini karşılıklı olarak çekerler. işte bu etkiyi hollandalı teorik fizikçi hendrik casimir 1948 yılında, eindhoven’da philips araştırma laboratuvarı’nda, tüm nesnelerde colloidal çözeltiler üzerine araştırma yaparken bu fenomeni önerdi. bu colloidal çözeltiler; mikron boyutlu parçacıklar içeren bir sıvı karışımında, boya ve mayenozda olduğu gibi, viskoz materyallerdir. böyle çözeltilerin özellikleri nötral atomlar ve moleküller arasında mevcut olan, uzun erimli ve çekici wan der waals kuvvetleri tarafından belirlenir.

iki ayna arasındaki kuvvet casimir kuvveti olarak, bu fenomen ise casimir etkisi olarak bilinir. casimir etkisi yıllarca teorik merak konusu oldu. bu fenomene ilgi son yıllarda daha da arttı. deneyci fizikçiler, mikro-makinelerin çalışmalarını etkileyen casimir kuvvetini, çok duyarlı ölçüm aletleri geliştirerek, gözlediler. bu konuda temel fizik tarafından yeni atılımlar da yapıldı. bir çok teoriysen, 10 veya 11 boyutlu temel kuvvetlerin bileşik alanlar teorisinde “büyük” fazladan boyutların varlığını öngörmektedir. onlar, bu boyutların, milimetrenin altındaki uzaklıklarda, klasik newton kütle çekimini değiştirebileceğini söylüyorlar. casimir etkisinin ölçümü, çok daha sonra, böyle radikal düşünceleri test etmek için fizikçilere yardımcı olabilir.

casimir kuvveti her ne kadar tam bir karşı-sezgi gösterirse de, gerçekte iyi anlaşılır. klasik mekaniğin ilk zamanlarında vakum düşüncesi oldukça basitti. vakum, bir kabın tüm parçacıklarının (içindeki gazın) boşaltılıp sıcaklığının mutlak sıfıra indirildiği durumdur. kuantum mekaniğinin gelmesiyle vakum anlayışı tamamıyla değişti. belirli elektromanyetik alanlarda tüm alanlar (parçacıklar) titreşim yaparlar. bir başka deyişle, bir sabit etrafında aktüel değeri değişen, verilen her hangi bir moment, bir ortalama değere sahiptir. mutlak sıfırda bile, kusursuz bir vakumda bile, bir fotonun yarı enerjisine karşılık gelen ortalama enerjide, “ vakum salınımları (titreşimleri) “ olarak bilinen salınımlar mevcuttur.

bununla birlikte, vakum salınımları bir fizikçinin zihninde soyut değildir. onlar, makroskopik ölçekli deneylerde doğrudan canlandırılabilen, gözlenebilir sonuçlara sahiptirler. örneğin, uyarılmış seviyedeki bir atom uzun süre uyarılmış kalamaz, kendiliğinden foton salarak taban durumuna geri döner. bu fenomen vakum salınımlarının bir sonucudur. bir kurşun kalemi parmağınızın ucunda dik durdurmaya çalışın. eğer eliniz tamamen kararlı ise kalem orada duracak (kalacak), değilse denge bozulacaktır. fakat çok-çok zayıf bozulma (sapma), kalemi daha kararlı bir denge konumuna getirecektir. benzer olarak, vakum salınımları uyarılmış bir atomun taban durumuna inmesine sebep olur.

casimir kuvveti vakum (boşluk) salınımlarının en çok tanınmış mekanik etkisidir. iki ayna arasında bir boşluk olduğunu düşünün (şekildeki gibi). tüm elektromanyetik alanlar çok farklı frekansları içeren bir karakteristik “spektrum”a sahiptir. serbest bir vakumda tüm frekanslar eşit öneme sahiptir. fakat boşluk (oyuk) içerisinde, aynalar arasında ileri-geri yansıyan alanda, durum farklıdır. alan, boşluk içerisine, yarım dalga boyunun tam katları, tam olarak uyabiliyorsa çoğaltılır. bu dalga boyu “oyuk (boşluk) rezonansına” karşılık gelir. diğer dalga boylarında, aksine, alan zorlanır. vakum salınımları ya zorlanır ya da frekansın boşluk rezonansına karşılık gelip gelmediğine bağlı olarak yükselir.

casimir etkisinin tartışmasında önemli bir fiziksel nicelik de “alan radyasyon basıncı”dır. her alan-vakum alanı bile-enerji taşır. tüm elektromanyetik alanlar uzayda yayılırken, akan bir nehrin etrafındaki ve önündeki şeylere basınç uyguladığı gibi, yüzeylere basınç uygular. bu radyasyon basıncı ve elektromanyetik dalganın frekansı enerjinin artması ile artar. oyuk içindeki radyasyon basıncı, bir oyuk rezonans frekansında, dış kısımdakinden daha güçlüdür ve bundan dolayı aynalar bir birinden uzağa itilirler. rezonans dışında, tersine, oyuk içerisindeki radyasyon basıncı dışarıdakinden daha küçüktür ve bundan dolayı aynalar birbirine doğru çekilirler.

dengede, çekme bileşenleri itme bileşenlerinden azıcık daha güçlü etkiye sahiptir. kusursuz iki paralel düzlem ayna için, casimir kuvveti çekicidir ve bu yüzden aynalar bir birlerini çekerler. kuvvet, f; kesit alanı a ile doğu, aynalar arasındaki uzaklığın dördüncü kuvveti (üssü) d4 ile ters orantılıdır. bu geometrik niceliklerden ayrı olarak kuvvet, ışık hızı ve planck sabiti gibi temel değerlere de bağlıdır.

casimir kuvveti birkaç metre uzaklıktaki aynalar için son derece küçük olarak gözlenirken, uzaklık mikronluk düzeyde iken ölçülebilir basmaktadır. örneğin, alanı 1 cm2 ve aradaki uzaklık 1 mm olan iki ayna yaklaşık 10-7 n’luk bir casimir kuvvetine sahiptir, ki bu kuvvet çapı yarım milimetre olan bir su damlasının ağırlığı kadardır. bu kuvvet her ne kadar küçük gözükse de, bir mikrometrenin altındaki uzaklıklarda, iki nötr obje arasında en güçlü olur. gerçekten de, 10 nm (nanometre) aralıklı, tipik bir atom boyutunun yaklaşık 100 katı, casimir etkisi 1 atmosfer basınsının eşdeğeri basınç üretir.

her ne kadar günlük yaşamımızda böyle küçük uzaklıklar ile ilgilenmesek de, onlar “nano yapılı ölçekler” ve “mikro-elektromekanik sistemlerde” önemlidir. bunlar, mikro boyutlu mekanik elemanlar ve hareketli parçalarda, bir silikon örneğini küçük parçalara bölen akıllılıktadır. elektronik bileşenler bilginin ilerlemesi için cihaz üzerine bağlanır, ki o, mekanik parçaların hareketini algılar ve sürdürmesini sağlar. mikro-elektromekanik sistemlerin bilim ve teknolojide mümkün bir çok uygulama alanı vardır. örneğin, bugün bunlar otomobillerde “air-bag basınç sensörleri” olarak kullanılmaktadır.

aralarındaki uzaklık d ve yüzey alanı a olan iki plaka arasındaki casimir kuvveti f=(πhc/480)(a/d4 ) bağıntısıyla hesaplanır. burada h planck sabiti ( 6,62.10-34j.s ), c ışığın boşluktaki hızı ( 3.108 m/s ) dır. bu küçük kuvvet, 1996 yılında steven lamoreaux tarafından %5 deneysel hata ile ölçülmüştür.

fotondan başka parçacıklar da küçük bir etki ortaya çıkarır, fakat sadece foton kuvveti ölçülebilirdir. fermiyonlar itici bir etki oluştururken, fotonlar gibi tüm bosonlar, çekici casimir kuvvetini oluştururlar. eğer elektromanyetizmada süpersimetri olsaydı, o zaman fermiyonik fotonlar da var olacaktı. bu durumda fotonların itme çekme etkisi bir birini yok edecek ve casimir etkisi olmayacaktı. gerçekte casimir etkisinin varlığı gösterir ki; doğada süpersimetrinin olması bir simetri kırılmasını gerektirir.

teoriye göre; vakumda “toplam sıfır nokta enerjisi, tüm olası foton modları üzerinden toplam alındığında sonsuz olur. casimir etkisi; sonsuzlukların götürülmesinde, bir enerji farkından meydana gelir. vakum enerjisi, gravitasyonel (kütle çekim) etkileşmeden dolayı, “kuantum kütle çekim teorisinde” bir bilmecedir. kütle çekim teorisi uzay-zamanın eğriliğine sebep olan büyük bir “kozmolojik sabit” ortaya çıkarır. bu uyuşmazlığa çözüm, kuantum kütle çekim teorisinden beklenmektedir. **

Çeviri ve derleme: C. Caner Telimenli


*(nextbigfuture)
**(İTU Sözlük)

Kablosuz elektirik nedir, nasıl çalışır?

Elektrik artık kaçınılmaz bir şekilde insan hayatının bir parçası oldu, en basit işlemlerde bile bağımlı olduğumuz bir kaynak haline geldi. Ancak elektrik çoğu kaynak gibi şimdilik sınırlı ve dağıtımı ise maliyetli ve özellikle kabloların yarattığı karmaşa da ayrı bir sorun kaynağı. Bu yazıda bu duruma çözüm getirebilecek ve genelde kablosuz elektrik başlığı altında toplanan teknolojileri ele alacağız.

Kablosuz olarak iletişim kuran bazı cihazlar bunu radyo frekansları üzerinden yapmaktadır. Bu dalgalar normalde bilgi taşımak için kullanılsa da bu bilgi enerjiye çevrilip taşındığı için bunu elektrik taşımak için kullanılmasında bir engel yoktur. Ne yazık ki radyo dalgaları her yöne yayıldığından bu yolla elektrik taşımak hem verimli değildir hem de insanlarda bazı sağlık sorunlarına sebep olabilir.

Transformatör

 Elektriği transfer etmenin başka bir yolu transformatörlerdeki manyetik indükleme yöntemi gibi manyetik alanlardan yararlanarak elektriği iletmektir. Transformatörler bilindiği gibi demir bir çubuğun üzerine sarılı kablolardan oluşan iki bobin ile voltajı değiştirmek gibi amaçlarla kullanılmaktadır. Bu sistemde farklı olan şey ise bu bobinler tek başına bir cihazın içinde değil de ayrı ayrı kullanılması. Birinci bobinin içinde olduğu cihaz güç kaynağına bağlandıktan sonra ikinci bobin pile bağlanıp iki alet oluşan manyetik alanın içinde olacak şekilde yaklaştırıldığında ikinci bobinde akım oluşup pilin dolmasını sağlıyor. Bu yöntemin dezavantajı ise oluşan manyetik alana göre fark eden 25-50 santimetre içinde çalışabiliyor olması. Ayrıca ülkeden ülkeye değişen sağlık açısından elektromanyetik alanlara maruz kalma limitleri de sınırlamalardan birini oluşturuyor.

Alıcı ve verici iki kaynak ve yanan ışıkla kurulmuş bir devre

Bu teknolojiye ek olarak rezonans yöntemi ile menzilini arttırmak ta mümkündür. Bilindiği gibi rezonansı aynı olan iki cisim birini titreştiren frekansta bir ses (ya da elektromanyetik tayfın herhangi bir frekansındaki dalga) ile etkileşime girdiği zaman titremeye başlar. İşte bu özellikten yararlanarak alıcı ve verici bobinler aynı frekansta ayarlanınca enerji kaybı azaltılarak bir iki metreye kadar menzilini arttırmak mümkün oluyor.

Enerjiyi iletmek için yalnızca manyetizma kullanmak şart değil. Ayrıca elektromanyetik tayfın değişik frekanslarından yararlanmak ta mümkün. 1980 lerde Kanada'daki İletişim Araştırma Merkezi tarafından geliştirilen bir projede sabit yüksek irtifa nakil platformu (SHARP) insansız hava aracı bir iletişim platformu aracıydı. Bu araç bir noktadan bir noktaya uçmak yerine 21 kilometre yukarıda 2 kilometre çapında bir alanda aylarca uçarak görevini yerine getirebiliyor. Bu aracın sırrı yerdeki büyük ve sabit mikrodalga ışınımı kaynağından araca yönlendiren enerji sayesinde havada kalması. Bunun gibi bir teknoloji ile yörüngedeki bir kaynağa ya da kaynaktan enerji aktarımı yapılabilir.

SHARP insansız hava aracı

Jopon bilim insanlarının önerdiği bir teknoloji çalışırken aynı mikrodalga iletim prensibini kullanıyor, ama bir farkla. Bu sefer ileten istasyon uzayda, tam olarak "geosynchronous" yörüngede -yüzeyden yaklaşık 35 km yukarıda- bulunmaktadır. Bu yörüngenin özelliği yerle aracın aynı hizada kalmasını sağlamasıdır, bu sayede iletim için gerekli yerdeki ve araçtaki mikrodalga kaynaklarının aynı hizada kalmasını sağlayarak iletimi kolaylaştırmaktadır. Burada araçta bulunan dev güneş panellerinde üretilen enerji iletilmektedir. 

Bir GW elektrik üretecek yaklaşık on ton ağırlığında ve birkaç kilometre genişliğinde bir aracın  üstesinden gelmesi gereken bir çok sorun bulunmaktadır. Aracın uzayda monte edilmesinden arcın nakliyesine, enerji üretimi ve transferinden aracın dünya ile eş güdümlü hareket etmesine kadar karşılaşılabilecek durumlar için yaratıcı mühendislik çözümleri gerekmektedir. Japon uzay kesif ajansının (JAXA) önerdiği bu proje bilim kurguda çok işlenmiş bir konu olmakla beraber ilk kez gerçekleştirilebilir görünmektedir. 

 Güç iletimi bir sorun teşkil ediyor ve bu sorunun birden çok çözümü bulunmaktadır. Ancak bu yöntemlerden sadece en verimli olanları kullanıma geçebilecek. Ve bu teknolojiler geleceği ve hayatlarımızı şekillendirecek. Bu yöntemleri uygulayanlar da bu sayede hayatlarımız üzerinde söz sahibi olacaktır. Teknoloji geliştirmek önemli ve bunun gibi araştırma alanları en çok fırsat yaratacak yatırım alanlarından biridir. Bu yüzden ne olduklarını ve nasıl çalıştıklarını bilmek gereklidir.

C. Caner Telimenli

Ek okuma/Kaynakça:

http://www.popsci.com/tags/wireless-power

http://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/wireless-power.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power

http://www.academia.edu/1917337/History_of_Wireless_Electromagnetic_Powered_Flight

http://spectrum.ieee.org/green-tech/solar/how-japan-plans-to-build-an-orbital-solar-farm

http://www.e-fermat.org/files/articles/1546116408479a.pdf

Füzyon Alanında Umut Vadeden Gelişme

 Güneşe de gücünü veren nükleer füzyon sınırsız bir güç kaynağı olabilir. Ancak bunu elde edebilmek için füzyon reaktörlerinin harcadığından daha fazla enerji üretmesi gerekir. Amerika'daki Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF) araştırmacılarının bulguları bu amaca ulaşmak konusunda bir umut ışığı yaktı. Kaliforniya Livermore'daki NIF araştırmacıları dünyanın en güçlü lazerinin ürettiği 192 ışın demetini füzyon reaksiyonunu başlatacak olan hidrojeni ısıtıp sıkıştırmak için kullanıyor.

NIF Füzyonu   Hohlraum adlı kabın içine 192 lazer demeti odaklanıyor Kabın içinde çok soğuk ve katı hidrojen izotopu karışımı bulunuyor Kaba çarpan lazer kabın X-ray ışını saçmasına neden oluyor X-ray ışınları yakıtı yüksek sıcaklıklara çıkarıyor Eğer yakıtın sıcaklığı ve basıncı uygunsa füzyon gerçekleşiyor

 Eylül ayında yapılan bir deney sırasında dünyada ilk kez reaksiyonu başlatmak için kullanılan enerji miktarı yine reaksiyon sayesinde elde edilen enerjiden düşük çıktı. Bu sonuç araştırma merkezinin amacı olan "ateşleme" hedefine yani nükleer füzyonun lazerlerin sağladığı kadar enerji üretmesi amacına tam oturmuyor. Bunun sebebi sistemin "verimsiz" olması yani lazerler tarafından üretilen tüm enerjinin yakıta aktarılamaması. Ama bu gelişme yine de birkaç yıl içinde füzyon alanındaki en anlamlı gelişme olarak yorumlanıyor, bu da NIF araştırmacılarının ateşleme gerçekleştirip kendi kendine sürdürülebilen bir füzyon tepkimesi elde etmek amacına bir adım daha yaklaştığını gösteriyor. Araştırmacılar yaklaşık yarım yüzyıldır kontrollü bir füzyon tepkimesi için uğraşıp başarısız oluyor. NIF araştırmacılarının füzyon alanında beklenen kırılma noktasını sağlaması umuluyor.
 2009 yılında NIF sorumluları 30 Eylül 2012'de net enerji üreten bir füzyon tepkimesi gerçekleştirmeyi planlamışlardı ancak öngörülemeyen teknik problemler yüzünden planlanan tarih yakalanamadı, reaksiyon sonrası elde edilen güç matematiksel hesaplamaların öngördüğü değerden çok daha düşük çıktı. Daha sonra 3,5 milyar dolarlık tesis hedefini değiştirip füzyon araştırmalarından tesisin önceden de hedefleri arasında olan nükleer silah araştırmalarına yöneldi. Ancak son araştırmalar matematiksel hesaplamaların doğru olduğunu gösterdi ve bu da NIF araştırmalarına ve dolayısı ile füzyon araştırmalarına taze kan sağlayacağı öngörülüyor.
 Füzyon su anda kullanılan ve atomu parçalayan fisyonun aksine atomları birbirine kaynaştırarak enerji üretiyor. Lawrence Livermore Ulusal Araştırma Laboratuvarına bağlı NIF aralarında miyarlarca dolarlık ve Fransa'nın Caradahhe bölgesinde inşa edilen ITER projesi de dahil dünyadaki sayılı füzyon araştırma merkezlerinden biridir. Ancak ITER NIF'ten farklı olarak lazer yerine manyetik hapsetme yöntemi kullanıyor.

Çeviri: C. Caner Telimenli

(BBC)

NIF füzyon reaktörü ve 500 Terawatt Lazeri

Higgs Parçacığı Nobel Fizik Ödülü Getirdi

Maddeye kütlesini verdiği düşünülen ve "Higgs Bozonu" adı verilen atomaltı parçacığına ilişkin ilk çalışmaları yapan Belçikalı fizikçi François Englert ile İngiliz bilim adamı Peter W. Higgs, bu yılki Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Nobel Komitesi, bir saatlik gecikme ile yaptığı açıklamasında, 1964 yılında birbirlerinden bağımsız olarak parçacıkların nasıl kütle kazandığını açıklayan Englert ile Higgs'in 2013 Fizik Ödülü'nü paylaştığını belirtti.

Englert ve Higgs'in 49 yıl önce öne sürdüğü teori, 2012'de İsviçre'nin Cenevre kentindeki Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) bilim adamları tarafından doğrulanmıştı.

Nobel Fizik Ödülü getiren kuram, dünyanın nasıl meydana geldiğini tanımlayan parçacık fiziğinin Standart Model'inin ana parçasını oluşturuyor. Standart Model'e göre çiçeklerden insana, yıldızlardan gezegenlere her şey, madde parçacıklarından meydana geliyor. Bu parçacıklar ise her şeyin olması gerektiği gibi çalışmasını sağlayan güç parçacıkları aracılığıyla yönetiliyor.

Standart Model, aynı zamanda Higgs ya da Tanrı Parçacığı olarak bilinen özel bir parçacığın varlığına dayanıyor. Bu parçacık, tüm uzayı kaplayan görünmez bir alandan türüyor. Model'e göre Higgs Parçacığı olmadan hiçbir şey var olamıyor. Çünkü Higgs Parçacığı'nın görünmez alanla teması, parçacıkların kütle kazanmasına yol açıyor. Englert ve Higgs'in ortaya koyduğu kuram, bu süreci açıklıyor.

CERN laboratuvarında yapılan deneyler sonucu Higgs Parçacığı'nın varlığı 4 Temmuz 2012'de doğrulanmıştı. 14 milyar yıl önce evrenin doğumuna yol açtığına inanılan Büyük Patlama ortamını yaratmayı amaçlayan 10 milyar dolar tutarındaki deney sırasında proton ışınları, 27 kilometrelik tüneli ışık hızıyla geçerek birbiriyle çarpıştırıldı. Higgs Parçacığı'nın bulunması için yapılan CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ), insanoğlu tarafından inşa edilen en büyük ve en karmaşık makine olarak biliniyor.

Higgs Parçacığı'nın bulunmasına rağmen, Standart Model, kozmik bilmeceyi çözmeye yetmiyor. Çünkü Model, evrendeki tüm maddelerin sadece beşte birini açıklayabiliyor. Evrenin gizeminin çözülebilmesi için beşte dördünü oluşturan karanlık maddenin keşfedilmesi gerekiyor.

- François Englert

Belçika'nın Etterbeetk kentinde 1932'de doğan Englert, 1959'da mezun olduğu Brüksel'deki Universite Libre de Bruxelles'den emekli oldu. Englert, iş arkadaşı Robert Brout ile hazırladığı Parçacık Kuramı ile birçok ödül kazandı.

- Peter W. Higgs

İngiltere'nin Newcastle kentinde 1929 yılında dünyaya gelen Higgs, 1960'lı yıllarda temel parçacıkların kütlesinin kökenini açıkladığı çalışması ile ün kazandı. Higgs, Edinburgh Üniversitesi'nden emekli oldu.

- Nobel Fizik Ödülü

1901 ve 2012 yılları arasında 106 kez Nobel Fizik Ödülü verildi. Toplam 193 kişiye layık görülen ödüllerden 30'u 2 kişi, 29'u ise 3 kişi arasında paylaştırıldı.

Nobel Fizik Ödülü'ne 1956 ve 1972 yıllarında layık görülen John Bardeen, aynı dalda iki kez Nobel Ödülü kazanan tek bilim adamı olarak tarihe geçti. 1903 ve 1911'de Nobel'e layık görülen Marie Curie, ilk ödülünü fizik, ikinci ödülünü ise kimya alanında almıştı.

Nobel Fizik Ödülü'nü şimdiye kadar sadece iki kadın kazandı: Marie Curie (1903) ve Maria Goeppert-Mayer (1963).

Nobel Fizik Ödülü'nü alan en genç bilim adamı Lawrence Bragg oldu. Babası William Bragg ile 1915'te Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülen Lawrence, ödülünü kucakladığında sadece 25 yaşındaydı. Lawrence Bragg, hala en genç Nobel sahibi unvanını elinde tutuyor.

Nobel Fizik Ödülü verilen en yaşlı bilim adamı ise 2002'de 88 yaşındayken ödüle layık görülen Raymond Davis Jr. oldu.

Fizik, aile üyelerinin en çok Nobel Ödülü aldığı alan. 1903'de Marie ve Pierre Curie çifti Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. 1915'teki ödül William Bragg ile oğlu Lawrence Bragg'a verildi. 1922 yılının Nobel Fizik Ödülü sahibi Niels Bohr'un oğlu Aage N. Bohr, aynı mutluluğu 1975'te tattı. Manne Siegbahn, 1924'te, oğlu Kai M. Siegbahn ise 1981'de Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Thomson ailesi de 2 Nobel Fizik Ödülü'ne sahip. Baba J. J. Thomson'a 1906'da, oğlu George Paget Thomson'a ise 1937'de Nobel Ödülü verildi.

-Nobel Fizik Madalyası

Nobel Fizik Ödülü'nü kazananlara ödüllerinin takdim edildiği akşam bir de İsveçli heykeltıraş ve gravürcü Erik Lindberg tarafından tasarlanan madalya veriliyor.

İsveç Kraliyet Bilim Akademisi'nin madalyasına Mısır'ın en büyük tanrıçası İsis'e benzeyen bir doğa tanrıçası işlenmiş. Bulutların arasından çıkan tanrıça, kolları arasında bereketi simgeleyen bir boynuz tutuyor. Madalyada tanrıçanın yüzünü örten peçeyi ise "Bilim'in Dahisi" açıyor.

Madalyaya aynı zamanda Vergilius'un Aeneid adlı eserinden "Inventas vitam juvat excoluisse per artes" ifadesi kazınmış. Latince ifade, "Yeni buluşlar, sanatla güzelleşen hayatı daha da zengin kılar" anlamına geliyor.

- 2001'den bu yana Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülenler:

2001: Eric Cornell (ABD), Wolfgang Ketterle (Almanya), Carl Wieman (ABD)

2002: Raymond Davis (ABD), Masatoshi Koshiba (Japonya), Riccardo Giacconi (ABD)

2003: Alexei Abrikosov (Rusya-ABD), Vitaly Ginzburg (Rusya), Anthony Leggett (İngiltere-ABD)

2004: David J. Gross (ABD), H. David Politzer (ABD), Frank Wilczek (ABD)

2005: Roy J. Glauber (ABD), John L. Hall (ABD), Theodor Haensch (Almanya)

2006: John C. Mather (ABD), George F. Smoot (ABD)

2007: Albert Fert (Fransa), Peter Grünberg (Almanya)

2008: Makoto Kobayaşi ile Toşihide Maskawa (Japonya) ve Yoichiro Nambu (ABD)

2009: Charles K. Kao, Willard S. Boyle ve George E. Smith (ABD)

2010: Andre Geim (Hollanda) ile Konstantin Novoselov (İngiltere)

2011: Saul Perlmutter, Brian Schmidt ve Adam Riess (ABD)

2012: David Wineland (ABD) ve Serge Haroche (Fransa)

Muhabir: Umur Koçak Semiz

(HABER3)

Mars Zıpzıp Konsepti "Mantıklı"

 Şu an için Mars görevlerinde aracın yüzeyde hareket edebilmesi için tekerlekler kullanılmaktadır. Ancak aracın hareketleri kum tuzakları , kayalar ve uçurumlar yüzünden engellenebilmektedir. Hopper denen ve "Zıpzıp" diye çevirebileceğimiz teknoloji ile  araçlar bir sonraki uygun araziye geçiş yapabilir.

 Araştırmayı yapan takım Leicester Üniversitesi ve Astrium Space şirketi tarafından destekleniyor. Karbondioksit'in Mars yüzeyinden emilip sıkıştırılması ve sıvılaştırılması ile çalışacak radyoizotop termal roket motoru kullanılmasını öneriyorlar. Sıvılaştırılan karbondioksit radyoaktif kaynak tarafından alındığı bölme içerisinde ısıtılarak hızlı bir şekilde gaz haline dönüşerek aracın egzozundan çıkar ve oluşan tazyik hareket oluşturur. Hesaplamalara göre oluşan itiş gücü sayesinde bir tonluk bir araç bir seferde 900 metrelik bir sıçrayış gerçekleştirebilir.
Leicester Üniversitesi Uzay araştırma merkezinden Hugo Williams'ın dediğine göre "Bu yaklaşımın avantajı daha agresif yer şekillerini daha kolay geçebilmeniz ve size verdiği ekstra mobilitedir, bu yöntemle en başarılı Mars araçlarının katettiği mesafeden daha uzun mesafeler katedilebilir."

 Takım bu öneriyi ilk kez 3 yıl önce dile getirmişti, o günden beri takım fikirlerini geliştirmek için üzerinde çalışmaktalar. Özellikle aracın bacakları ve gaz sıkıştırma sisteminin detayları üzerinde çalışıyorlar. Çalışmanın kötü tarafı ise uzay araçlarının bacaklarında kullanılan iniş sırasındaki çarpışma şiddetini azaltmaya yarayan bal peteği tasarımın parçalanmaya müsait olması. Eğer bir kez inecekseniz mükemmel bir tasarım, ancak araç o bacakları sıçramalarda tekrar kullanacaksa sorun çıkaracak bir durum olduğu açık. Takım hareketli parçaları olan ama dünyada kullandığımız araçlarda olduğu gibi hidrolik sıvılar kullanmayan tasarımlar arıyor.

 Astrium'da görev sistemleri mühendisi olan Mike Williams "İnsanların okuldaki bilim derslerinden hatırlayabileceği manyetik bir sistem kullanıyoruz." diye açıklıyor. "Bakır bir tüpten bir mıknatıs bıraktığınızda aşağı düşmesini beklersiniz, ama mıknatısın oluşturduğu girdaplı akımlar karşı manyetik alan oluşturur ve mıknatıs bu sayede yavaşlar." dedi ve ekledi, "Hiçbir şey sıkıştırılmadığı ve hidrolik sıvı olmadığı için sıcaklık ve ortamın etkileri sistemi kötü etkileyemez."

 Araştırmanın son aşaması Avrupa uzay ajansı  (ESA) tarafından desteklendi. 1000 kg'lik bacak uzunluğu 4 metre ve gövde genişliği 2,5 metre olan tasarım sayesinde 20 kg kadar bilimsel cihaz taşınabileceği öngörülüyor. Çalışma ayrıca geliştirilmesi gereken dalları da ortaya çıkardı. Örnek olarak kullanılan sıkıştırma sistemi hareket etmek için gerekli olan yeterli yakıt miktarına ulaşabilmek için birkaç haftaya ihtiyacı var. Pratik olabilmesi için bu surenin iyiden iyiye düşürülmesi gerekiyor.

 Mike Williams "Bazı teknolojilerin limitlerine rağmen sanıyorum ki bu görevin gerçekleştirilebileceğini kanıtladık." diye konuştu. "Erken dönemindeki konsept tasarımların çok hızlı bir şekilde yanlış olduğu ortaya konabiliyor. Buradaki durum kesinlikle bu değil." diye de ekledi.

Curiosity aracı hedefi olan dağa ulaşabilmek için tehlikeli bir kum tuzağından geçmek zorunda

 Marsta bir zıpzıp görüp göremeyeceğimiz ise ayrı bir konu. Şu an tekerlekli araçlar çok iyi bir iş çıkartıyor ve eğer farklı bir tür yöntemle ilerleyecek bir araç göndermeyi seçersek alternatifler çok fazla. Bunların arasında uçaklar, balonlar ve rüzgarda ilerleyen yabani kadife çiçeği tarzı araçlar da var.

"Zıpzıp konsepti buradan nereye gider bilmiyorum" diyor Hugo Williams."Ancak bu türden araştırmaları yapmamızın sebebinin sırf bir görevle alakalı değil daha sonrasında gelecek olan görevleri ya da dünyada geliştirilecek olan teknolojilere ön ayak olmak." diye de ekliyor.

Çeviri: C.Caner Telimenli

(BBC)

Nükleer Füzyon; Ne zaman?

 Küresel iklim değişiminin ağırlığının hissedildiği  ve insanlığın enerji gereksiniminin çoğunun fosil yakıtlardan sağlandığı bu çağda pek çok kişi çözümün nükleer enerji de dahil olmak üzere alternatif enerji kaynaklarında olduğunu düşünüyor. Şu an için bütün nükleer reaktörler fisyon temellidir : Ağır atomları kontrollü bir şekilde daha hafif atomlara bölüp işlem sırasında enerji üretmektedir. Her şey iyi giderken fisyon güvenli bir enerji kaynağı olmasına rağmen radyoaktif yakıt, sorunlu atıklar ve en son örnek yüksek maliyetli Fukushima kazası gibi problemler de mevcuttur.

 Nükleer füzyon prensipte daha temiz ve daha ucuz bir yakıt kaynağı olan hidrojenin izotopu olan ve sudan elde edilebilen döteryum kullanmaktadır ve atık olarak sadece helyum üretmektedir. Matrix filminde, SimCity 2000 gibi oyunlarda ve birçok politik hayalci tarafından kaçınılmaz bir şekilde geleceğin enerji kaynağı olarak görülen füzyon ne yazık ki hala gerçekleşmekten çok uzakta ve bir şakada olduğu gibi "füzyon geleceğin enerji kaynağı - ve her zaman da öyle kalacak"

 Bunun sebebi devamlı bir füzyon reaksiyonunun - başlatılması ve devam ettirilebilmesi için ürettiğinden daha az bir enerjiye gereksinim duyan - imkansız ya da çok zor olması  söz konusu değildir. Bilindiği gibi füzyon reaksiyonunun en başarılı örneklerinden biri ölüm ve şiddet uğruna güvenlik kontrolü feda eden hidrojen bombasıdır. Füzyon reaktörlerinin ise açık bir şekilde sınırlandırılmış olması gerekmektedir.

Kozmik Çarpıştırıcı

  Kararlı bir reaksiyon elde edebilmek için ne gerektiğini anlayabilmek için en iyi bilinen reaktör olan yıldızlara bir göz atalım. Güneş gibi bir yıldızın içindeki güçlü kütle çekimi hidrojeni sıkıştırıp plazma - eşit miktarda proton ve elektronlardan oluşan bir karışım - haline getirir. 15 milyon derece gibi sıcaklıklar ve yüksek basınç protonların yüklerinden kaynaklana itim kuvvetinin üstesinden gelip birbirlerine temas etmelerine ve nötrona dönüşmelerine ve büyük miktarda enerji salmalarına sebep olur.

 Açıkça söylemek gerekirse biz bu koşulları istesek bile sağlayamayız. Yıldızların hidrojeni kontrol etmeye yetecek kadar bir kütleleri var ancak bizim o lüksümüz yok ve bu yüzden fizikçilerin elektromanyetizmayı kullanması gerekiyor. Ayrıca bilim insanları reaksiyona hidrojen yerine döteryum ya da trityumla başlayarak gereken enerji miktarını düşürebilirler. (trityum bir proton ve 2 nötrondan oluşan bir hidrojen izotopu olduğu için hidrojenin kendisinden ya da döteryumdan daha kararlı bir seçim) Yine de sıcaklık ve basınç yüksek olması gerekiyor ve bu sebeple reaksiyonu başlatmak için gereken enerji miktarı da yüksek olmalı, bu da enerji üretme amacını baltalıyor.

 Zorluğun bir sebebi plazmanın doğasında yatıyor. Oksijen gibi sıradan bir gazı bir kabın içine koyduğunuzda kabın hacmini küçülterek ısı ve basıncı arttırabilirsiniz. Ancak plazma bulunduğu kabı eritebilecek sıcaklıkta yüklü parçacıklardan oluşur. Ayrıca şartlar çok dikkatli bir şekilde kontrol edilmezse elektronlar protonlar ile tekrar bir araya gelip füzyon açısından işe yaramaz doğal bir hidrojen oluşturur. Benzer sebeplerle kabın gaz içermemesi gerekir.

 Hidrojen dışındaki elementlerle füzyon reaksiyonu başlatmak için bir umut var ve bunlar daha fazla protona sahip oldukları için daha uygun elementler. Bu durum aynı zamanda atomların birbirini itmesini arttırarak füzyonu başlatmak için gerekli enerji miktarını arttırmaktadır. Araştırmalara konu olan bu elementler helyum lityum ve bor olmakla birlikte bu elementler dünya üzerinde hidrojene kıyasla çok daha az miktarda bulunmaktadır.

Tokamak Türü Reaktör Modeli

Sıcak Simitler

 Durum tamamen umutsuz da sayılmaz. Araştırmacılar füzyon problemi için çoğu döteryumu akıllıca yöntemlerle sıkıştırmak üzerine birkaç değişik çözüm peşinde koşuyorlar. Bunlardan en eskisi güçlü manyetik alanların duvar gibi davrandığı manyetik hapsetme yöntemidir. Bunun en bilinen örneği  1950 lerde Sovyetlerde yapılan tokamak reaktörüdür. Bu reaktörde döteryum ve trityum elektronlar atomlardan bağlarını koparana dek ısınacakları simit şeklindeki bir yapının içine enjekte edilir. Merkezdeki manyetik alanlar plazmayı sıkıştırırken plazmanın yüksek ısısı tepkimeyi devam ettirir. Ancak ne yazık ki İngiltere'deki Torus (JET) ve ABD'deki Tokamak Füzyon Test Reaktörü (TFTR) reaktörleri sisteme girenden daha fazla enerji üretemedi. Şimdiyse  ITER (Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktörü) yeni bir umut oldu. 15 miyar Euro'luk bu proje Fransanın güneyinde simdiye kadar yapılan en büyük tokamak reaktörünü kurmayı amaçlıyor. 2020 civarında operasyonel olması beklenen reaktörün ilk testlerine 2028'de başlaması planlanıyor. Ancak Amerikan senatosunun Iter'e olan finansal desteğini çekme kararı gibi lojistik problemler projeyi baltalıyor.

 Birçok çevre ise Ataletsel hapsetme (inertial confinement) yönteminin daha iyi bir seçenek olduğunu düşünüyor. Bu yöntem yüksek enerjili fotonlarla - X ışınları - hidrojen ve izotoplarını bombalayarak kontrol altına almayı ve sıkıştırmayı amaçlıyor. Sistemi tamamen çevreleyen lazerler tarafından ateşlenen X ışını darbeleri hidrojeni ısıtıp sıkıştırıp iyonize ederek reaksiyonun başlamasını sağlıyor. Bu modelin en büyük problemi çok fazla enerji tüketen X ışını lazerleri konusu ve bu konu üzerinde araştırmacılar  Amerika'da SLAC laboratuvarı ve Avrupa'da X-ray'siz Elektron Lazeri çalışmasında problem üzerinde çalışıyorlar.

 ABD'deki Sandia Ulusal Araştırma Laboratuvarında  Z-makinesi isimli cihaz manyetik ve ataletsel hapsetme yöntemlerinin bir karışımını sunuyor. Z-makinesi tam olarak bir füzyon reaktörü olmasa da (nükleer silah modelleri üretiyor) kullandığı manyetik alan ve X ışını lazerleri misket şeklinde bir hidrojen kütlesini sıkıştırmak için bombardıman amacı ile kullanılıyor.

 Sıkıştırma ve hapsetmenin başka yolları da var ve kuşkusuz bir şekilde daha fazlası da olacaktır. Bu yollardan biri Muonları kullanarak döteryum füzyonu için gereken enerji bariyerini aşağılara çekmek. Muonlar elektronların daha ağır ve kararsız versiyonu olduğu için basınçla sıkıştırıp reaksiyon başlatmayı kolaylaştırıyor. Ancak muonları yapmak ve onlardan oluşan atomları hazırlamak için gereken enerji hesaba katıldığı zaman bu yolla çalışan bir reaktörün istenen verimi verip veremeyeceği şüpheli bir hale geliyor.

 Peki bu sorunların bir çözümü yok mu? Birçok konuda olduğu gibi insan dehası ve pratik engeller bu konuda belirleyici oluyor. Füzyon reaktörleri pahalı ve bu yola yatırılan para bir umut ışığına tutunuyor. Daha açık belirtmek gerekirse ola ki bir gün füzyon reaktörleri verimli bir şekilde üretim yapmaya başlarsa yapılan yatırımın kat ve kat fazlasını sağlayarak emeklerin karşılığını vermesi umuluyor.

Çeviri:  C. Caner Telimenli

(BBC)

Tony Stark ile Füzyon

Bilim ve teknoloji bazen filmlerden ya da çizgi romanlardan ilham alsa da bunun tersi de oldukça sık karşılaşılan bir durum. Bilimin deneysel, adım adım ve gerçekçi ilerleyişine karşın hayal gücünden beslenen süper kahramanlar bu konuda sınır tanımıyor. Fantastik film yapımcıları çoğu zaman bilim danışmanları ile çalışıyorlar. Onlardan aldıkları ufak fikirlerin engellerini hayal güçleri ile kaldırıp seyirciye sunuyorlar.

Orijinal adı ile Iron Man, Marvel’in sinemaya uyarlanmış popüler çizgi roman kahramanlarından sadece biri. Anthony Edward “Tony” Stark’ı çoğumuz Demir Adam kostümünün içindeki kurgusal karakter olarak tanıyoruz. Tony, 15 yaşında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nün elektrik mühendisliği programına kabul ediliyor ve 2 doktora derecesi ile mezun oluyor. Gerçek dünyadan kurumlarla olan bu ilgisi takipçilerinin bir yakınlık hissetmesini amaçlıyor olsa gerek. Yirmi bir yaşına geldiğinde ailesini trafik kazasında kaybeden Tony, Stark Endüstri’nin tek mirasçısı oluyor. Kısa sürede çapkın tavırları ve mühendislik dehasıyla ülkenin gündeminden hiç düşmeyen teknoloji devi bir silah üreticisi haline geliyor.

Film sektörü ise kollarını bu çizgi roman için tam da buradan sonra sıvamış. Film şöyle başlar: Yeni ürettiği üstün teknoloji roketleri Amerikan hükumetine tanıtmak amacıyla yola çıktıkları konvoya dönüş yolunda Stark şirketinin ürettiği silahları kullanan bir örgüt tarafından bir saldırı düzenlenir ve Tony, yaralanarak esir düşer.

Gözlerini açtığında göğsünde bir delik ve o deliğe yerleştirilmiş araba aküsüne bağlı bir elektromıknatıs vardır. Elektro mıknatıslar, elektrik akımı kullanılarak mıknatıs özelliği kazandırılan metallerdir. Akım var olduğu sürece mıknatıs özelliği de devam eder. Filmde bu prensiplerden yararlanarak Tony’yi hayatta tutan Profesör Ho Yinsen’dir. Saldırı sırasında Tony’nin vücuduna onlarca şarapnel parçası saplanmıştır ve bir tanesi kalbine çok yakın bir yerde, bir hafta içinde kalbine ulaşacak şekilde ilerlemektedir. Onu oradan alamayan Profesör şarapnel parçasının Tony’nin kalbine ilerleyişini durdurmak için bir elektromıknatıs kullanmıştır.

Örgüt, Tony Stark ve Prof. Yinsen’den bir roket yapmalarını ister. Roket tamamlanana kadar onların tutsağı olacaklardır. Demir Adam zırhının temelleri bu şartlar altında bir kaçış planı olarak atılır; ama öncesinde Tony’nin beraberinde taşıdığı aküden kurtulması gerekmektedir. Bunun için babasından kalan bazı belgelere dehasını ekleyerek bir avuç içi reaktör yapar ve göğsüne yerleştirir. Bu, filmdeki adıyla bir ark reaktörüdür. Reaktör hakkında filmde fazla bilgi yok ancak paladyum çekirdeğe sahip olduğunu biliyoruz, bununla beraber çizgi romanda bunun füzyon enerjisi olduğu da belirtilmektedir.Filmin, 20. yüzyıl bilim dünyasını bir süre meşgul edeip sonunda fiyaskoya dönüşen soğuk füzyondan ilham aldığını göz ardı edemeyiz. Sonuç olarak Tony, göğsünde nükleer reaktör taşıyan bir süper kahraman. Bu reaktör, Yinsen’in yerleştirdiği elektromıknatısa enerji sağladığı gibi Demir Adam zırhının da enerji kaynağı.

Tokamak türü reaktör modeli

Soğuk füzyon yanılgısı

Soğuk füzyon bir balon gibi sönene kadar bilim insanlarını meşgul etmiştir.

Filmde reaktör paladyum sayesinde çalışıyordu. Paladyumun hidrojen tutucu özelliği 19. yüzyılın başlarında Thomas Graham tarafından tanımlandı. 1920′de iki Avusturyalı bilim insanı, Friedrich Paneth ve Kurt Peters, hidrojenin doğada kendiliğinden gerçekleşen nükleer kataliz tepkimeleri ile helyuma dönüştüğünü bildirdi. Peters’e göre hidrojen, paladyum tarafından emildiğinde bu oluyordu. Daha sonra anlaşıldı ki havadan deneye karışan helyum, tepkime sonucu oluşmuş gibi algılanmıştı. 1927′de İsviçreli J. Tandberg paladyum elektrotlarda hidrojenin helyuma dönüştüğünü belirtti ve patent başvurusunda bulundu, ancak alamadı. 1932′de döteryumun keşfedilmesi ile Tandberg çalışmalarına ağır su, yani döteryum oksit (D2O) ile devam etti. Ağır su molekülünde hidrojen, izotopu döteryum ile değiştirmiştir. Hidrojen, çekirdeğinde bir proton etrafında dönen bir elektrondan oluşurken, döteryum çekirdeğinde fazladan bir nötron bulunur.

Soğuk füzyon kavramı Cecil Powell ile çalışan F. Charles Frank tarafından 1947′de ortaya atıldı. Frank, elektrondan 207 kat daha ağır ve negatif yüklü parçacıklar olan muonlar ile ilgileniyordu. Frank’e göre eğer bir atomun elektronlarını muonlar ile değiştirilirse muonların yörüngeleri çekirdeğe 207 kat daha yakın olur ve bu çok daha küçük atomları çarpıştırmak için daha az enerji harcamamız gerekirdi. Ancak Frank asla başarılı olamadı çünkü muonlar milisaniyeler içinde bozunan kararsız parçacıklardı. Ardından bir çok bilim insanı Frank’in fikrinden yola çıkarak çalışmalar yaptı fakat çoğu kuramsal olmaktan öteye geçemedi.

23 Mart 1989′da ABD’deki Utah Üniversitesi’nden bilim insanları şaşırtıcı derecede basit bir yöntemle, oda sıcaklığında nükleer füzyon gerçekleştirildiğini iddia ettiler. Martin Fleischman ve B. Stanley Pons, tez öğrencisi Martin Hawkins’in elektroliz hücresini uzun süre çalıştıklarında ortaya bir miktar ısı çıktığını gözlemlediklerini söylediler.. Amaçları ağır suya (D2O) batırılmış platin anot ve paladyum katota elektrik akımı uygulayarak, paladyum içine döteryum fırlatmaktı. Isının füzyon sonucu ortaya çıktığını iddia eden bir makale alelacele yayınlandı çünkü bu sonucu o sırada benzer deneyler yapmakta olan Steven Jones’tan önce duyurmak istiyorlardı. Ancak yayınladıkları makale için 19 düzeltme yayınlandı. Erken yayınlama kaygısıyla bilimsel hassiyet ihmal edilmiş, bu da sonuçları güvenilmez kılmıştı. Çalışmalar konusunda bazı tutarsızlıklar da vardı. Fleischman ve Pons’un bildirdiği ısının füzyondan kaynaklansaydı hayatta kalmaları mümkün olmayacaktı, zira saniyede 100 trilyon nötron açığa çıkması gerekiyordu. Makaledeki nötron sayımları olması gerekenden 9 kat daha düşük idi. Sonrasında bilim insanları bu deneylerin üzerine gitti, hararetli tartışmalar yaşandı. Tartışılan konu soğuk füzyonun varlığıydı. Tartışmalar soğuk füzyon deneylerinin bir yanılgı eseri olduğunu gösteriyordu.

devamı (açık bilim)

3D Yazıcı ve Potansiyeli

3 boyutlu yazıcı

3D yazıcı fikri 80'lerden beri ortada olmasına rağmen 2000'li yılların ortalarına kadar teknolojinin istenilen seviyede olmaması sebebiyle rağbet görmedi. Temel olarak belli bir maddenin makine yardımıyla insan eli değmeden işlenip şekillendirilmesi ile herhangi bir 3 boyutlu nesnenin üretilmesi olarak açıklanabilecek bir işlemler dizisi ile sanayi gereksinimlerinden günlük ihtiyaçlara kadar birçok alanda yararlı olabilecek nesne üretilebilmektedir.

Star Trek'teki ünlü Replikatör teknolojisi

 Bilim kurgu hastası birçok kişinin tanıdığı bu teknoloji bilim insanlarının ve tam olarak adını koyamasalar da birçok lojistik sıkıntısı çeken insanın dört gözle beklediği bir teknolojidir. İstediğiniz yerde istediğiniz malzemeyi üretebilme kapasitesi sağlayan bu cihazlar birçok alanda şimdiden hizmet veriyor. En basit örneği olan ev kullanımında bardak ya da bir oyuncak yapmak gibi masum ihtiyaçların yanında silah gibi tehlikeli nesneleri de üretebilme kapasitesi her ne kadar potansiyelini gölgelese de medikal alanda yapay organ üretimi gibi amaçlar için de kullanılabilecek olması umut vadeden bir gelişme olarak göze çarpıyor.

 Amerikan ordusu şimdiden potansiyeli görüp bundan yararlanmaya başladı bile. Amerikan ordusunun Afganistan'da test edilen 3D yazıcı projesi sayesinde ordunun savaş alanında gereksinim duyacağı yedek parçaları yerinde lojistik sıkıntısı çekmeden üretmesi ve bunu daha büyük ölçeklerde de yapmak istemesi bu alanda büyük bir yarışın başlayacağı üzerine bir ipucu olabilir. Savaş alanında yaralanan askerlerin organlarını anında yeniden üretildiğini, uçakların ve tankların taşıma maliyeti olmadan oracıkta üretildiğini bir düşünün...

 Sonuç olarak şu an için bir ev kullanıcısı için biraz tuzlu fiyatları olsa da 3D yazıcılar az maliyetli seri üretim  konusunda geleceği değiştirebilecek kapasiteye sahipler. Bir tane istiyorsanız sizden ricam silah üretmekte değil olumlu bir amaç için kullanmanız olacak. Onun dışında yapabilecekleriniz sadece hayal gücünüzle sınırlı.

C. Caner Telimenli

Kara Delikleri Nasıl bilirsiniz?

(Nasa)

İçinde bulunduğumuz Samanyolu gök adasının merkezi de dahil pek çok yerinde bulunan kara delikler günlük hayatta birçok kez  karşımıza çıkan ancak hakkında pek fazla şey bilinmeyen bir olgudur. Aslında Einstein'ın genel görelik kuramından önce de var oldukları öne sürülmüştü. Ancak varlıkları gözlemlenemediği ve o zamana kadar makul bir açıklaması bulunamadığı için bir fikir olarak pek rağbet görmüyordu. Herkezin bildiği gibi kara delikler ışık ta dahil olmak üzere her şeyi yutarlar. Bunu yapabilmeleri içinse belli başlı fizik yasalarının devreye girmesi gerekir.

Simülasyon olarak karadelik tarafından gerçekleştirilen yerçekimsel bükülmenin arka plandaki galaksiyi eğmesi.

 Bir kütleye sahip her cisim uzay-zaman düzlemi üzerinde bir bükülmeye sebep olur. Cismin kütle çekim alanının büyüklüğü cismin kütlesiyle doğru orantılıdır. Bu sebeple bükülme oranı da ona göre şekillenir. Bu alan içine giren cisimler birbirlerini çeker. Kara deliklerde bunun bir üst noktası olan olay ufku denen ve yukarıdaki resimde tamamen siyah gözüken bölge diye tanımlayabileceğimiz bu olgu kara deliğin her şeyi yuttuğu geri dönüşü olmayan noktadır. Peki uzay-zaman düzlemi nedir? Bir metaforla açıklayabiliriz. Düz ve gergin bir çarşaf hayal edin. Bu çarşafın üzerine bir metal bilye attığınızda çarşafın üstünde ağırlığından dolayı bir çökme olacaktır. Kara deliğin uzay-zamanla olan ilişkisini de bu şekilde açıklayabiliriz. Şimdi bu çarşafın üzerine çok ağır bir cisim bırakalım. Cisim yeterince ağırsa çarşafı delip geçecektir. İşte kara delikte tam olarak bunu yapmaktadır.

 Kara delikler her ne kadar yenilmez görünseler de onların da bir zaafı var. Stephen Hawking tarafından keşfedilen ve Hawking radyasyonu denen bir radyasyon türünün kara delikler tarafından sızdırıldığı söylenmekte. Boyut azaldıkça sızdırmanın boyutu da artıyor ve böylece küçük kara delikler çok daha hızlı bir şekilde yok oluyor. Galaksimizin merkezindeki gibi çok çok büyük kara delikler ise kalıcı oluyor. Yani Cern'deki çalışmalar sırasında bazı çevreler tarafından oluşabileceği düşünülen bir kara deliğin hayatta kalma şansı yok denecek kadar azdır.

 Ayrıca kara delikler yukarıda da bahsettiğimiz uzay-zaman içinde bir delik oluşturması özelliği ile ilgi çekicidir. Bu oluşan deliklerin başka uzay-zaman düzlemleri ile kesişebileceği söylenmektedir. Bu kesişmeler sonucunda bir kurt deliği oluşturulması ihtimalinin doğduğu ve yine bu yolla anlık uzay seyahatinin sağlanabileceği düşünülmektedir.

 Peki ya biz bir kara delik oluşturabilir miyiz? Bir kara deliğin oluşabilmesi için tahmin edebileceğiniz gibi çok büyük miktarda enerji gerekiyor. Astronomik boyutlarda olmasa bile çok küçük kara deliklerden, özellikle de bir yıldızın yok olması ile oluşmayanlarından bahsedebiliriz. Büyük hadron çarpıştırıcısı (LHC) yüksek enerjili çarpışmaların yeni parçacıklar oluşturabileceği görüşünü zayıf nükleer kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve elektromanyetik kuvvet ve -işin içindeki enerji boyutları çok fazla ise- kütle çekimi bazında temel alır. Örnek olarak Higgs bozonu çok hızlı bir şekilde parçalandığı için kolay gözlenemez. Ama bilim insanları çok büyük miktarda enerji ve zayıf kuvvet yardımı ile Higgs bozununun varlığını kanıtlaya bilmiştir. Çok küçük bir kara deliği bir temel parçacık gibi düşünecek olursak oluşturulması için gereken enerji miktarı en az planck sabiti kadar olması gerektiği görülür. Bu miktarda bir enerji en azından şimdilik LHC de üretilemeyecek bir miktardır.

 Kara delikler evrendeki ışığı bile tutabilme özellikleri ile çok gizemli oluşumlardır ve şimdilik onlar hakkındaki elimizdeki her şey teoriden ibarettir. Gerçeklere ulaşabilmemiz için yoğun bir çalışma ve bilim alanında gerçek atılımlara ihtiyacımız olduğu ise değişmez bir gerçektir.

 C. Caner Telimenli