0

Lazer ile soğutma üzerinde değerlendirme

Burtay Mutlu (shibumi_tr) 4 yıl önce 24
0

Günümüzde artık endüstriyel ürün haline gelmiş olan "Lazer ile Soğutma" konusunu duymuşsunuzdur. (https://www.lazeryedekparca.net/lazer-sogutma.html) Aynı şekilde çeşitli deneylerde, soğutmak içinde lazer kullanılıyor. (https://www.gercekbilim.com/ilk-kez-lazerle-sivi-sogutma-gerceklestirildi/ ) Aslında genel olarak bildiğimiz, lazerlerin ısı verdiği ve yakıcı olduğu yönünde ama aynı lazerlerin soğutma özellikleri de mümkün.. Temel ilke; "atomun (elektronların) uyarılarak, aldıklarından daha fazla enerjiyi foton olarak salmaları ve bu şekilde titreşimlerinin azalması"... Aslında ana ilkeye bakarsak, parçacıkların titreşimlerinin artması (ısı artışı) ve azalması (soğuma) aynı temele dayanıyor. Burada sanırım üzerine lazer ışını yollanan malzemenin temel parçacıkları ile lazer ışığının frekansı ve dalga boyu (dolayısıyla enerjisi) belirleyici gibi gözüküyor. Bu durumdan bir başka sonuç daha çıkartıyorum. sıcaklık, ortamdaki enerji miktarıyla dolaylı yoldan bağlantılı iken, esas belirleyici olanın titreşim düzeyi olduğu.. Elbette enerji fazla oldukça, titreşim de artıyor. Ya da tam tersi... Ama ilk göz önüne alınması gereken etken, malzemenin temel parçacıklarının titreşim düzeyleri... (Aksi halde üzerine lazer ile enerji aktarılan bir atomun soğumasını başka nasıl açıklayabiliriz.) Burada üzerinde düşündüğüm diğer nokta ise, lazer ışığının frekansı ile bu ışına maruz tutulan malzemenin titreşimleri muhakkak bir girişim yaptığına göre, yapıcı ve yıkıcı girişimler yapmasının ısıtma ve soğutma işini nasıl etkiliyor/belirliyor olabileceği? Siz de bilgi ve görüşlerinizi paylaşabilirseniz, güzel bir değerlendirme olur diye düşünüyorum.

Burtay Mutlu (shibumi_tr) 4 yıl önce 0
0

Bir kaç farklı açıdan daha ele alabilir miyiz? Belki alakasız gözükecek ama bu konuda aklıma bir endüstri ürünü geldi. Manyetik alanla soğutma... Yakın gelecekte, buzdolaplarında, soğutucularda gazlı soğutmanın yerini alacak gibi gözüküyor. Burada ana prensip, bir metal manyetik alana maruz bırakılıyor. Doğal olarak metalin atomlarının titreşimi artıkça ısınıyor ve bu ısıyı (foton) ışıyarak atıyor. Daha sonra bu manyetik alan kesildiğinde, atomlar eski hallerine dönerken bu sefer dışarıdan (bünyelerinden kaybettikleri kadar) ısı almak zorunda kalıyor. Böylece soğutma oluyor. Lazerli soğutmayı da teknik açıdan benzetiyorum. Atomu hareketsiz bırakmaya zorlayınca, bu duruma uymak için foton ışıyor. Böylece soğutulmuş oluyor. (Çünkü bir kısım enerjiyi hareketini azaltmak için zaten foton olarak atmış oluyor.) Diğer yandan, sorgumda, eğer atom, foton frekansı ile rezonansa girerse, atom titreşimi yapıcı girişim yapacak , görünürde ısı artacak. Bu artışı dengelemek (aslında doğal durumuna dönmek) için ışıma yapması kaçınılmaz. Ancak lazer kesildiğinde bu sefer eksik kaybı dışarıdan tamamlamak isteyecek. Yani, soğutulmuş olacak. Acaba soğutma fotonlarla hareketsiz bırakma (zorlama) yerine, dalgaların girişimi ile olabilir mi acaba ? Şeklinde de ele alabilirsiniz. Bir de yıkıcı girişim açısından da ele alabiliriz. Bu sefer foton ışıyarak enerji kaybı olmaz. "Lazer fotonlarının baskısı" olduğu sürece, nesnedeki titreşimler düştüğü için soğumuş gibi gözükecek. Ancak bu sefer dışarıya foton yaymayacaktır diye düşünüyorum. Not: Bu arada biraz dikkat edilirse, rezonans ile Doppler etkisi arasında bazı açılardan benzerlik var (ters işaretli olarak)... (Bir direğe çekiç ile düzenli aralıklarla vurarak rezonans oluşturmayı düşünün, direkte toplam enerji artıkça, sürdürmek için vurma frekansınızda artmak zorunda kalacak. Yani frekans değişiyor.) Hani bilim kurgu filmlerinde olur ya, "soğutucu ışın"... Galiba mümkün :-)

Burtay Mutlu (shibumi_tr) 4 yıl önce 0
0

Bir kaç farklı açıdan daha ele alabilir miyiz? Belki alakasız gözükecek ama bu konuda aklıma bir endüstri ürünü geldi. Manyetik alanla soğutma... Yakın gelecekte, buzdolaplarında, soğutucularda gazlı soğutmanın yerini alacak gibi gözüküyor. Burada ana prensip, bir metal manyetik alana maruz bırakılıyor. Doğal olarak metalin atomlarının titreşimi artıkça ısınıyor ve bu ısıyı (foton) ışıyarak atıyor. (Aslında bir akışkanla bu ısı taşıyan fotonlar alınıp, metal oda sıcaklığına indiriliyor diye hatırlıyorum.) Daha sonra bu manyetik alan kesildiğinde, atomlar eski hallerine dönerken bu sefer dışarıdan (bünyelerinden kaybettikleri kadar) ısı almak zorunda kalıyor. Böylece soğutma oluyor. Lazerli soğutmayı da teknik açıdan benzetiyorum. Atomu hareketsiz bırakmaya zorlayınca, bu duruma uymak için foton ışıyor. Böylece soğutulmuş oluyor. (Çünkü bir kısım enerjiyi hareketini azaltmak için zaten foton olarak atmış oluyor.) Diğer yandan, sorgumda, eğer atom, foton frekansı ile rezonansa girerse, atom titreşimi yapıcı girişim yapacak , görünürde ısı artacak. Bu artışı dengelemek (aslında doğal durumuna dönmek) için ışıma yapması kaçınılmaz. Ancak lazer kesildiğinde bu sefer eksik kaybı dışarıdan tamamlamak isteyecek. Yani, soğutulmuş olacak. Acaba soğutma fotonlarla hareketsiz bırakma (zorlama) yerine, dalgaların girişimi ile olabilir mi acaba ? Şeklinde de ele alabilirsiniz. Bir de yıkıcı girişim açısından da ele alabiliriz. Bu sefer foton ışıyarak enerji kaybı olmaz. "Lazer fotonlarının baskısı" olduğu sürece, nesnedeki titreşimler düştüğü için soğumuş gibi gözükecek. Ancak bu sefer dışarıya foton yaymayacaktır diye düşünüyorum. Not: Bu arada biraz dikkat edilirse, rezonans ile Doppler etkisi arasında bazı açılardan benzerlik var (ters işaretli olarak)... (Bir direğe çekiç ile düzenli aralıklarla vurarak rezonans oluşturmayı düşünün, direkte toplam enerji artıkça, sürdürmek için vurma frekansınızda artmak zorunda kalacak. Yani frekans değişiyor.) Hani bilim kurgu filmlerinde olur ya, "soğutucu ışın"... Galiba mümkün :-)

Burtay Mutlu (shibumi_tr) 4 yıl önce 0
0

Bence de haklısınız. (hızı değişmiyorsa demek ki ışıktan bişey artıp eksilmiyordur) Hız değişmiyor ama her dalga boyu (fotonu) nun taşıdığı enerji miktarı farklı. Kısa dalga boyları (maviye kayarken) düşerken, frekans artıyor. Taşınan enerji miktarı artıyor. (1 Zaman birimi için) Aslında benzetme olarak ; çekiçle direğe 1oo gram kuvvetle, saniye de 1 vururken, frekansı artırıp saniye de 10 defa vurmak gibi... Bu sefer direğe saniyede toplam 1ooo gram kuvvet aktarılmış olacak. Tabii frekans artınca, çekici ileri geri sallama mesafesi düşecek, dalga boyu azalacak. Buradan tek bir fotonun sahip olduğu enerjinin, hangi dalga boyuna ait olursa olsun, aynı olduğu sonucunu çıkartıyorum (1 saniyede 100 gram kuvvet de olsa, 1/10 saniye de 100 gram kuvvet de olsa). ============= " sahip olduğu yüksek titresimini korumak için " kısmı bana başka bir şey düşündürttü. Atomun veya her atom altı parçacığın doğal bir titreşimi var. Bu sürekli ve o parçacık var olduğundan beri sürüyor. Şu anki bakış açısından bu titreşimin içten gelen doğal bir durum olduğu, bunu korumak veya sürdürmek için ek bir enerji kaynağına ihtiyacı olmadığı düşünülüyor. Ancak bu ısıtma-soğutma işinde görülüyor ki, stabil-sürekli durumun korunması için dışarıdan enerji alınıyor veya veriliyor. (Burada stabil-sürekli durumu, o parçacığın içinde bulunduğu koşullara göredir. Aynı parçacığın bile; ortam genel ısı'sı, basınç, hız veya ivme altında, gibi farklı koşullar altında sahip olduğu stabil-sürekli durum özellikleri farklı olacaktır.) Yani titreşim olayı bir enerji işi. Eğer bir parçacığın (büyük patlama esnasında ortaya çıkmış olarak) milyarlarca yıl bu titreşimi koruduysa ve bu titreşimi ile evren dokusunu dürttüyse (ki biz de onu öyle tespit ediyoruz) , bu bir enerji tüketimidir. Bu parçacıkların çoktan enerjilerini tüketmiş ve (tekilleşmiş) titreşimsiz hale dönüşmeleri gerekirdi. Ama öyle değiller. Bu yüzden bence, bu parçacık olarak tespit ettiğimiz enerji alanlarının, dışarıdan bir başka uyarıcı ile sürekli uyarıldıklarını ve bu uyarım sonucu sahip oldukları titreşimi koruduklarını düşünüyorum. Tabii doğal olarak benim en uygun uyaran adayım; Dalgasal Zaman... Sıcaklık soğukluk algısı elbette belirttiğiniz gibi göreceli. Bize göre sıcak veya soğuk diyebiliyoruz. Ancak fizik açısından bunu sahip olunan titreşim ve enerji düzeyi olarak tanımlamak sanırım daha uygun. Bu enerji düzeyi, düşük ise soğuk, yüksek ise sıcak şeklinde...

Burtay Mutlu (shibumi_tr) 4 yıl önce 0
0

Bence de haklısınız. (hızı değişmiyorsa demek ki ışıktan bişey artıp eksilmiyordur) Hız değişmiyor ama her dalga boyunun taşıdığı enerji miktarı farklı. Kısa dalga boyları (maviye kayarken) düşerken, frekans artıyor. Taşınan enerji miktarı artıyor, değişiyor. (1 Zaman birimi için) Aslında benzetme olarak ; çekiçle direğe 1oo gram kuvvetle, saniye de 1 vururken, frekansı artırıp saniye de 10 defa vurmak gibi... Bu sefer direğe saniyede toplam 1ooo gram kuvvet aktarılmış olacak. Tabii frekans artınca, çekici ileri geri sallama mesafesi düşecek, dalga boyu azalacak. Buradan tek bir fotonun sahip olduğu enerjinin, hangi dalga boyuna ait olursa olsun, aynı olduğu sonucunu çıkartıyorum (1 saniyede 100 gram kuvvet de olsa, 1/10 saniye de 100 gram kuvvet de olsa). ============= " sahip olduğu yüksek titresimini korumak için " kısmı bana başka bir şey düşündürttü. Atomun veya her atom altı parçacığın doğal bir titreşimi var. Bu sürekli ve o parçacık var olduğundan beri sürüyor. Şu anki bakış açısından bu titreşimin içten gelen doğal bir durum olduğu, bunu korumak veya sürdürmek için ek bir enerji kaynağına ihtiyacı olmadığı düşünülüyor. Ancak bu ısıtma-soğutma işinde görülüyor ki, stabil-sürekli durumun korunması için dışarıdan enerji alınıyor veya veriliyor. (Burada stabil-sürekli durumu, o parçacığın içinde bulunduğu koşullara göredir. Aynı parçacığın bile; ortam genel ısı'sı, basınç, hız veya ivme altında, gibi farklı koşullar altında sahip olduğu stabil-sürekli durum özellikleri farklı olacaktır.) Yani titreşim olayı bir enerji işi. Eğer bir parçacığın (büyük patlama esnasında ortaya çıkmış olarak) milyarlarca yıl bu titreşimi koruduysa ve bu titreşimi ile evren dokusunu dürttüyse (ki biz de onu öyle tespit ediyoruz) , bu bir enerji tüketimidir. Bu parçacıkların çoktan enerjilerini tüketmiş ve (tekilleşmiş) titreşimsiz hale dönüşmeleri gerekirdi. Ama öyle değiller. Bu yüzden bence, bu parçacık olarak tespit ettiğimiz enerji alanlarının, dışarıdan bir başka uyarıcı ile sürekli uyarıldıklarını ve bu uyarım sonucu sahip oldukları titreşimi koruduklarını düşünüyorum. Tabii doğal olarak benim en uygun uyaran adayım; Dalgasal Zaman... Sıcaklık soğukluk algısı elbette belirttiğiniz gibi göreceli. Bize göre sıcak veya soğuk diyebiliyoruz. Ancak fizik açısından bunu sahip olunan titreşim ve enerji düzeyi olarak tanımlamak sanırım daha uygun. Bu enerji düzeyi, düşük ise soğuk, yüksek ise sıcak şeklinde...

Burtay Mutlu (shibumi_tr) 4 yıl önce 0