Bilim insanları, birinci sefer oda sıcaklığında süperiletkenliğe ulaştı

Güç verimliliğinin kutsal kâsesi olarak kabul dilen süperiletkenler, elektrik akımının hiçbir dirençle müsabakadan iletilmesini sağlar. Genellikle mutlak sıfır noktasının (-273.15 °C) birkaç derece üzerinde gerçekleşen bu aksiyon, kelam konusu kıymetlere pratikte çok sıkıntı ulaşıldığından gündelik hayatta karşımıza ne yazık ki çıkmaz.

1911 yılında Kamerling Onnes’in metalik cıvada 4,2 K (-269ºC)’de keşfetmesiyle başlayan süperiletkenlik çalışmaları, takip eden süreçte birçok farklı gelişmeye tanıklık etti. Fakat Rochester Üniversitesi’nde misyon yapan Ranga Dias liderliğindeki takımın keşfi, süperiletkenlik hayalini bir adım öteye daha taşıma potansiyeli barındırıyor.

Süperiletkenlik nedir?

Altın, gümüş, bakır üzere sıradan bir iletkenin direnci sıcaklığı düştükçe azalır. Ama sıcaklığın mutlak sıfıra (mümkün olan en düşük sıcaklığa) yaklaştığı durumlarda bile direnç sıfıra düşmez. Metalin büsbütün saf olmaması ve yapısındaki bozukluklar buna mahzur olur. Süperiletken gereçlerde ise sıcaklık makul bir kıymetin altına düştüğünde gereç süperiletken durumuna geçer. Bir elektrik akımı süperiletken materyalin içinden hiçbir kaynaktan güç almadan akmaya devam edebilir.

Süperiletken gereçleri süperiletkenlik göstermeye başladıkları kritik sıcaklığa kadar soğutmak için ekseriyetle sıvı azot kullanılır. Bu yüzden kritik sıcaklığı azotun kaynama sıcaklığı olan 77 Kelvin’den düşük olan gereçlere düşük sıcaklık süperiletkenleri, yüksek olanlara ise yüksek sıcaklık süperiletkenleri denir. (Kaynak)

Harika süratli trenler (MAGLEV), hastanelerde kullanılan MR aygıtları, santrallerden kentlere güç iletimi ve daha birçok alanda çığır açma potansiyeli bulunan süperiletkeniliğe Dias ve grubu, oda sıcaklığı olarak kabul edebileceğimiz 14.5 °C’de ulaştı.

Dias keşiflerini, “Düşük sıcaklıklara ulaşmanın güç olmasından dolayı sıra dışı özelliklere sahip bu gereçler, dünyayı birçoğumuzun hayal ettiği formda değiştirmeyi ne yazık ki şimdi başaramadı. Lakin bizim keşfimiz, bu alandaki mahzurları yıkarak birçok pratik uygulamanın kapılarını aralayacak” kelamlarıyla duyurdu.

Dünya’nın merkezindeki basınca yakın bir pahayla üretildi

Farklı bilim insanlarının bakır oksit ve demir bazlı kimyasallarla ulaşmaya çalıştığı süperiletkenlik maksadına Dias ve takımı bol ölçüde hidrojen kullanarak ulaştı. “Yüksek sıcaklık bedellerine sahip süperiletkenlik için hafif elementlere ve kuvvetleri bağlara gereksiniminiz var” tabirlerini kullanan Dias, bunların süperiletkenlik için en temel kıstaslar olduğunu belirtti. Bilim insanı açıklamasının devamında ise hidrojenin en hafif element, hidrojen bağının ise en kuvvetli bağlardan biri olduğunu söyledi.

Dias ve grubunun elde ettiği muvaffakiyet ise kusursuz değil. Saf hidrojeni metalik hale çevirmek için karbon ve sülfür karışımı kullanan araştırmacılar bunları “elmas örs hücresi” ismini verdikleri bir aygıtta sıkıştırdı ve kimyasal tepkilere girebilmesi için bunları lazer bombardımanına tuttu. İki elmas hücresi ortasında sıkıştırılan elementlerin istenilen düzeye gelebilmesi ise neredeyse Dünya’nın merkezinde karşılaşılan 39 milyon psi’lık basınçla mümkün olabildi.

Araştırmacıların bundan sonraki süreçte çözmeleri gereken en büyük mahzur haliyle yüksek basınç sorunu. Mevcut haliyle pratiklikten epeyce uzak olan bu tahlil, ileriki devirlerde insalığığı örneğin bir daha hiçbir vakit pillere gereksinim duymayan bir topluluk haline getirebilir. Elektrik nakil sınırlarındaki kaybın önüne geçilmesini sağlayacak süperiletken gereçler, ülke ekonomilerine de önemli katkılar sunabilir.

Aşağıda Ranga Dias’ın keşifle ilgili açıklamalarını izleyebilirsiniz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir