Yeni Bir Madde Formu: Zaman Kristalleri

Kristaller, atom veya moleküllerin belirli bir desen veya kalıpta tekrar etmesi ile oluşan yapılardır. Şimdi, iki araştırma grubunun ortaklaşa yürüttüğü yeni bir araştırmaya göre bu kristal yapıları z..
Görsel Telif:

Kristaller, atom veya moleküllerin belirli bir desen veya kalıpta tekrar etmesi ile oluşan yapılardır. Şimdi, iki araştırma grubunun ortaklaşa yürüttüğü yeni bir araştırmaya göre bu kristal yapıları zamanla var olabiliyor.

“Zaman Kristalleri” adı verilen yapılar, asla kimyasal bir dengeye ulaşmayan veya stabil kalamayan tamamen yeni bir tür madde çeşidi olarak tanımlanıyor. University of Maryland araştırmacıları, bahsi geçen zaman kristallerini yaratırken 10 iterbiyum atomunu birbirine geçirip daha sonra bu sistemi dengeden uzaklaştırmak için iki ayrı lazer ile defalarca uyardı.

Atomlar bir desen oluştursa da, bu süreçte asla bir denge bulamıyor ve kristal sürekli bir hareket halinde bulunuyor. Ne var ki hareket halinde olsalar da, sistem aslında enerji içermiyor. Dengede olmayan maddenin ilk örneği olan bu form, yeni bir madde fazı olarak da değerlendiriliyor.

Bilim insanları, yeni zaman kristallerini bir biçimde yenilebilir jölelere benzetiyor. Öyle ki, jöleye dokunduğunuzda sallanır veya titrer; tıpkı zaman kristalleri gibi. Ne var ki, zaman kristalleri bu hareketi hiç dokunulmadan veya hiç enerji barındırmadan yapıyor. Hiç enerji gerektirmiyor olması da, zaman kristallerinin salınım yapmayı hiç bırakmayacakları anlamına geliyor: ne kadar az enerji barındırırsa barındırsın.

Yukarıdaki görselde de görüldüğü üzre, sıralı bir şekilde birbirine eklemlenen tamamı dolaşık elektron spinine sahip 10 iterbiyum atomu zaman kristallerini oluşturuyor. Bu hali ile henüz bir zaman kristali özelliği kazanmayan atom grubu, iki ayrı lazer ile sıra ile vurularak sıfır enerji ile hareket kazanıyor. Lazerlerden birisi manyetik alan yaratırken, diğer lazer atom spinlerini kısmi olarak terse çeviriyor.

Tüm atomların spinleri dolaşık olduğundan, atomlar durağan ve sürekli değişen spinlerin tekrarlı paternine kanalize oluyor. Bu noktada kristal dediğimiz özellik kazanılıyor.

Bu hali ile her şey normal gözükse de, bütünüyle bir ‘zaman kristali’ özelliği kazanabilmesi için, sistemin; zaman simetrisini kırması gerekiyor. İterbiyum atomlarının oluşturduğu tumba dizisinin gözlemlenmesi ile bu sistemin tuhaf birşey yaptığı fark edildi.

Periyodik olarak iterbiyum atom sistemini dürtükleyen lazerler sistemde iki atımda bir ortaya çıkan tekrarlı bir süreç yaratıyor. Normal sistemlerde bulunamayacak bu özellik, iterbiyum atom dizilerine bütün bir zaman kristali olma şansı veriyor.

Enerjisiz temel halinde dahi hareket eden zaman kristalleri fikri ilk kez teorik fizikçi Frank Wilczek tarafından öne sürülmüş ve kendisine 2012’de Nobel kazandırmıştı. Büyük bir çoğunlukla dengedeki maddeyi incelemek üzere kurulmuş günümüz fiziğine karşılık, bu ‘dengesiz’ kristal yapıları geleceğin fiziği için önemli bir adım olarak görülüyor.


Kaynak: FIONA MACDONALD, Scientists have confirmed a brand new phase of matter: time crystals, 28 Ocak 2017, www.sciencealert.com/scientists-have-just-announced-a-brand-new-form-of-matter-time-crystals

Makale Referans: N. Y. Yao, A. C. Potter, I.-D. Potirniche, A. Vishwanath; Discrete Time Crystals: Rigidity, Criticality, and Realizations; Phys. Rev. Lett. 118, 030401 , 18 Ocak 2017, http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.030401

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.030401


 

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak istersen
Patreon üzerinden
aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsin.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv