Fizik / Astrofizik Tüm Yazılar

Nano Parçacıkları İten ‘Hiçlik’ Kuvveti Keşfedildi

Hazırlayan: Nur Sökmen
Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Araştırmacılar, vakumda nano parçacıklara etki eden, onların saf “hiçlik”e itilmesini sağlayan yeni ve beklenmedik bir kuvvet keşfettiler.

Kuantum fiziği, “hiçlik“in aslında var olmadığını açıklığa kavuşturmaya başlamıştır, öyle ki vakumlar bile çok küçük elektromanyetik dalgalanmalarla doludur. Bu yeni araştırma, maddesel dünyanın en küçük düzeyinde iş başında olan tuhaf kuvvetleri, anlamaya başladığımızın ileri bir kanıtıdır.

Mükemmel bir vakumda (maddeden tamamen arındırılmış bir yer) sürtünme var olamaz. Çünkü boş alan, içinden geçen nesneler üzerinde bir kuvvet uygulayamaz. Ancak son yıllarda kuantum fizikçileri, vakumların aslında ışık partikülleri olan fotonlarının aktivitesine müdahale edebilen ve nesneler üzerinde ölçülebilir bir kuvvet uygulayan küçük elektromanyetik dalgalanmalarla dolu olduğunu göstermişlerdir. Buna “Casimir Etkisi” denir.

Bu etki, ilk önce fizikçiler tarafından 1948’de tahmin edilmiştir. Şimdiki yeni çalışma, bu etkinin hayal ettiklerinden daha güçlü olduğunu göstermiştir. Casimir Etkisi, sadece kuantum ölçeğinde ölçülebilir ancak, git gide küçülen teknolojide mühendisliğe başladığımızdan beri, bu kuantum etkilerinin tüm her şeyi büyük ölçüde etkileyebileceği açıkça ortaya çıkmaktadır.

ABD’deki New Mexico Üniversitesi’ndeki baş araştırmacı Alejandro Manjavacas, şu açıklamayı yapmıştır:

“Bu çalışmalar önemlidir çünkü bu tür kuvvetlerin her şeye hâkim olabileceği çok küçük boyutlara ulaştığımız nano teknolojiler geliştiriyoruz. Bu Casimir kuvvetlerinin var olduğunu biliyoruz, bu yüzden yapmaya çalıştığımız şey, bu kuvvetlerin çok küçük parçacıklar üzerindeki genel etkisini bulmaya çalışmaktır”.

Ekip Casimir kuvvetlerinin nano partikülleri daha başka nasıl etkileyebileceğini bulmak için, vakumda düz bir yüzeyin yakınında dönen nano partiküllere ne olduğunu incelediler. Buldukları şey, Casimir etkisinin aslında bu nano partikülleri yanal olarak itebileceğiydi, hatta bu partiküller yüzeye değmese bile.

Bu biraz tuhaf ama bunu şöyle düşünün:

Sürekli olarak foton bombardımanına tabi olan bir yüzey üzerinde dönen küçük bir küreye sahipsiniz. Fotonlar kürenin dönüşünü yavaşlatırken aynı zamanda, kürenin yanal yönde hareket etmesine neden olmaktadırlar.

Hiçlik

Klasik fizik dünyasında, bu yanal hareketi sağlamak için küre ve yüzey arasında sürtünme gerekli olabilir, ancak kuantum dünyası aynı sonuçları takip etmemektedir ve bu nedenle, bir yüzeye değmediğinde bile partiküller itilebilir.

Manjavacas, “Nano partikül, aslında yüzeyle temas halinde olmamasına rağmen sanki yüzeye temas ediyormuş gibi yanal bir kuvvete maruz kalmaktadır” diye eklemiştir.

Araştırmacılar merak uyandırıcı bir biçimde, parçacık ile yüzey arasındaki mesafeyi değiştirerek gücün yönünü kontrol edebildiklerini gösterdiler. Bu durum, bir gün nano-ölçekte maddeyi daha iyi manipüle etmenin yollarını sürekli araştıran mühendisler ve araştırmacılar için kullanışlı olabilir.

Nano partikülleri “hiçlik” içinde yönlendirmede kullanılabilecek yeni bir güce sahip olduğumuzun kanıtı, oldukça heyecan vericidir ve kuantum dünyasındaki tuhaf güçleri anlamaya bir adım daha yaklaştığımızı göstermektedir.

Çeviri: Nur Sökmen

Kaynak: http://www.businessinsider.com/casimir-effect-vacuum-space-nanoparticles-2017-4
Orjinal Makale: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.133605
Kapak Görseli: Shutterstock

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum

Yazar Hakkında

Nur Sökmen

Anadolu Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü mezunu.