Cam, Maddenin Gizemli Bir Yeni Hali Olabilir Mi?

Cam, Maddenin Gizemli Bir Yeni Hali Olabilir Mi?

Fizik 14 Ağustos 2017
“Bunun sorun yaratacağını biliyordum.”

Sıradan bir cam parçasının içinde maddenin yeni halini ortaya çıkaran fizikçi tarafından 30 senedir süren tartışma, yeniden gündeme geldi.

Açıklanamayan bu faz geçişi yıllardır gerçek hayattaki malzemelerde arandı ve şimdi bunun için bir kanıtımız var. Dünya çapındaki bilim insanları Evren’deki sıvılardan ve gazlardan, taneler ve galaksilere kadar her türlü düzensiz sistemin ne anlamına gelebileceğini anlamaya çalışıyorlar.

Duke Üniversitesi’nden fizikçi Sho Yaida tarafından yönetilen bu keşif, garip yeni madde halini sonsuz boyutların varsayımsal bölgesinden gerçekliğe götürebilir.

Bu keşif, fizik toplumunda büyük bir heyecana yol açtı.

Araştırma takımından Patrick Charbonneau “Hal değişimlerinin kanıtı olduğunu söylemeye cesaret edemediğimiz değişimlerin ipucularını bulduk. Çünkü toplumun bir parçası böyle bir şeyin var olamayacağını söyledi ancak Sho böyle bir olayın var olabileceğini onlara gösterdi.” açıklamasında bulundu.

Bu gizem, altta yatan yapıyı görmek için kristalin içine doğru küçüldüğünüzde, mükemmel düzende ve simetrik atomlar dizisini bulacağınız gerçeğine dayanmaktadır. Ancak sıradan bir cam parçasının içine dikkatlice baktığınızda, kaostan başka bir şey bulamazsınız.

Bu, cam ve benzer bir atom düzeni eksikliği gösteren diğer malzemelerin araştırmasını yapmayı oldukça zorlaştırıyor. Çünkü şu anda, ısı ve kırım gibi faktörlere karşı davranışlarını açıklayabilecek bir teori yok.

Yaida ve takımı bu rastgele karışıklığı sıradan bir cam parçasında incelediklerinde, iç yapının hayal ettiklerinden bile tuhaf olduğunun farkına vardılar. Öyle görünüyor ki, materyal düşük sıcaklıklarda tuhaf bir faz geçişine maruz kaldığında maddenin yeni bir halini ortaya çıkarıyor.

Onların hesaplamalarına göre, bu yeni hal materyallerin ses ve sıcaklık gibi şeylere nasıl tepki vereceğine ve baskı altında nasıl ve ne zaman kırılacağına etki edebilir.

Eşleme simetri kırılması olarak bilinen bu faz, evrenimizde bulunmayan altı boyuttan fazla olan varsayımsal sistemlerde daha önceden kanıtlanmıştır.

Ancak bu seferde Duke Üniversitesi araştırmacıları böyle bir şeyin sadece üç mekansal boyuta sahip gerçek nesnelerde bulunabileceğini gösterdi.

Charbonneau, Gizmodo sitesinde Ryan F. Mandelbaum’a “Bunun sorun çıkartabileceğini biliyordum ancak ne ölçüde olduğunu bilmiyordum. Problemin ününü biliyordum ama karakterini bilmiyordum. Kimin mutlu olacağını, kimin ikna olacağını ve kimin geri itileceğini bilmiyordum.” açıklamasında bulundu.

Takım, hesaplamalara dayanarak, camın düşük sıcaklıkta bir noktada, atomların materyalin yapısının her yerinde birçok farklı konfigürasyonda kendilerini düzenlediklerini buldu.

Başka bir deyişle, bu sadece kaotik bir düzenleme değil, eşleme simetrisi kırılması bir grup rastgele desen oluşturmaktadır.

Ve ilk kez Yaida, kendi hesaplamalarıyla üç boyutlu bir “sabit nokta” bulmayı başardı. Bu, böyle bir faz geçişinin varlığı için kilit bir ön koşuldur.

Aşağıda soldaki resimde önceden yapılan ancak üç boyutlu sabit noktayı bulmada başarısız olan hesaplamayı göreceksiniz ve sağda Yaida’nın yapmış olduğu hesaplamalarda çizgilerin çakıştığı yerde sabit noktayı görebilirsiniz:

Yaida “Böyle sebepler nedeniyle bilim yapıyorum. Bu aslında sadece bir nokta ancak, bu alandaki birçok insan için çok fazla şey ifade ediyor. Yetmişlerde ve seksenlerde insanların bulduğu bu egzotik şeyin, bu üç boyutlu dünyayla fiziksel olarak ilişkili olduğunu gösteriyor.” basın açıklamasında bunları söyledi.

Ancak herkes ikna olmadı. Manchester Üniversitesi’nden İngiliz fizikçi Michael Moore dönen cam olarak adlandırılan farklı bir sistemde bu faz geçişini araştırıyor ve Duke Üniversitesi takımının sunduğu kanıtın yeterli olmadığını söylüyor.

Michael Gizmodo da “ Hesaplamanın yanlış olduğunu düşünmüyorum. Bu sadece çok spekülatif. Bizim hesaplamaların da titiz olduğunu iddia etmiyorum ancak bu onların senaryolarının olasılıksız olduğunu gösterir.” açıklamasında bulundu.

Syracuese Üniversitesi’nden fizikçi M. Lisa Manning yapılan bu hesaplamalara karşı benzer itirazları dile getirdi ancak Yaida ve takımının doğru yolda olduklarını düşünüyor.

Gerçek test, eğer araştırmacılar tahminlerini maddenin bu yeni halini gerçekten bulmak için kullanabilirse yapılabilecek. Eğer yaparlarsa, soğuk camın ortaya çıkardığı atomik garipliği göstermek için sadece matematikten fazlasına sahip olacağız ve yeni uygulamaların önü bu şekilde açılabilir.

Charbonneau “Bu geçişin üç boyutta gerçekleşebilecek olma olasılığı, bizim bunu ciddiye almaya başlayabileceğimiz anlamına geliyor. Bu olay sesin nasıl yayıldığını, ne kadar ısı emilebileceğini, bilginin bunun içinde nasıl taşındığını etkiler ve eğer cam kesmeye başlarsanız, nasıl esnediğini, nasıl kırıldığını göreceksiniz.” açıklamasında bulundu.

Bu araştırma Physical Review Letters’da yayınlandı.

Kaynak
http://www.sciencealert.com/glass-appears-to-form-a-mysterious-new-state-of-matter-and-it-s-got-scientists-fired-up

  FACEBOOK YORUMLARI

  YORUM YAP

Bu içeriğe yorum yapabilmek için lütfen

Giriş Yap

Facebook ile Bağlan

Arkadaşına Gönder