Popüler Bilim Tüm Yazılar

Dünyanın En Güçlü X-Işını Lazeri Moleküler “Kara Delik” Yarattı

Hazırlayan: Nur Sökmen

Yaratılan bu kara delik, olay ufku içinde her şeyi oburca yiyen süper kütleli göksel nesnenin küçük bir versiyonu değildir. Daha ziyade, X-ışını enerjisi bir molekülü hedef aldığında, elektronlarının bir çoğunu bırakır ve böylece bir boşluk yaratır. Sonra da tıpkı kara deliğin yaptığı gibi yakınındaki atomların tüm elektronlarını emer.

California Menlo Park’taki SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’ndan Sebastien Boutet, söz konusu deney hakkında şöyle bir açıklama yaptı:

“Temel olarak tüm elektronları çevredeki ortamdan emdi. Bu durum, bir kara deliğin yerçekimsel olarak her şeyi nasıl içeri çektiğine dair bir analojidir.”

Güçlü Işık Demetleri

Deneyler; şiddetli X-ışınları olarak bilinen, son derece yüksek enerjili lazer darbeleri üreten SLAC Linak isimli elektron lazeriyle gerçekleşti. Boutet ve arkadaşları daha sonra X-ışını enerjisini yaklaşık 100 nanometre çapında bir noktaya odaklamak için bir dizi ayna kullandılar (Bir insan saçı yaklaşık 70.000 nanometre çapa sahip olup 1 nanometre 1 metrenin milyarda biridir).

Bu odaklanmış lazer darbeleri daha sonra, yalıtılmış ksenon atomları ile iyodometan molekülleri (CH3I) ve iyodobenzen (C6H5I) moleküllerini aydınlattı. Yoğun bir enerji, X ışınlarının önce iyot atomlarının en içteki enerji kabuklarında bulunan elektronları emeceği şekilde ayarlandı (Elektronlar, atomların çekirdeği etrafındaki kabuklarda ya da yörüngelerde, farklı enerji düzeyleri ile dönerler).

Kara Delik

X-ışını parlaması, elektronları tükürmeden önce, bir kara deliğin elektro-manyetik versiyonu gibi, metil grubundan (solda) çekerek, iyot atomu (sağda) dışında çarpıştırır. (Telif:  DESY / Bilim İletişimi Laboratuvarı)

İlk önce her şey öngörüldüğü şekilde gerçekleşti: Tıpkı bir tilt oyunu gibi… Dıştaki elektronlar, en dıştaki elektron orbitallerinden en içteki kabuklara doğru basamak oluşturdular ve burada aynı zamanda X-ışını darbeleri tarafından fırlatıldılar.

Dramatik olmasına rağmen, bu başlangıç süreci zaten bekleniyordu. Bununla birlikte, X-ışını darbeleri, iyot elektronlarının dış kabuğunu tamamen tüketmekle kalmadı. Normalde 53 elektron içeren iyot atomu, molekül içindeki komşu karbon ve hidrojen atomlarından elektronları emmeye devam etti. Hepsine göre, iyot molekülleri 54 elektron kaybetti – başlangıçtaki atomlardan daha fazla.

Bütün süreç sadece 30 femtosaniye yani saniyenin katrilyonda birinde gerçekleşti. Sonunda, molekül patladı.

Teoride Basit, Pratikte Değil

Boutet’e göre bulgular, fizikçilerin geçmişte X-ışını lazer darbelerinin etkisini yakalamak için kullandıkları bazı temel modellerin eksik olabileceğini gösteriyor. Boutet açıklamasına şöyle devam etti:

“Altı atomlu sistem gibi nispeten basit bir şey için bile, hasarın nasıl oluşacağını tahmin etmek oldukça zor oluyor. Bu bulgular, bilim adamlarının (virüsler, enzimler ve bakteriler gibi karmaşık organik molekülleri görselleştirmek için) sıklıkla kullanılan güçlü lazer darbelerine maruz kalındığında oluşan radyasyon hasarını daha iyi modelleyebilmelerine yardımcı olabilir”.

Moleküler kara deliğin temelini oluşturan süreç etkileyici olsa da, daha önce böyle bir şey  Dünya’da hiç gerçekleşmedi. Boutet ayrıca:

“Süpernovalar gibi bu yoğun alanları yaratacak bazı göksel olaylar vardır. Bunlar insanların yaşadığı her yerde doğal olarak gerçekleşmiyor” diye ekledi.

Kozmik Anafor’un Notu: 
Burada yapılan deney, evrende bildiğimiz ışık dahil her şeyi yutan karadelikler ile ilgili değil. Yani, ortada oluşturulmuş bir karadelik yok. Ancak, çok yüksek enerji düzeyinde, farklı etkiler sonucunda atomların sanki bir karadeliğin kıyısındaymışcasına elektronlarını kaybedebileceği gösterilmiş.

Çeviri: Nur SÖKMEN

Kaynak: http://www.livescience.com/59307-molecular-black-hole-created.html?_ga=2.215180885.356572071.1496523779-1145988506.1496523773

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yazar Hakkında

Nur Sökmen

Anadolu Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü mezunu.