Uranyum'un Süperiletkenlik Formülü 30 Yıl Sonra Çözüldü!

Nükleer konular masaya yatırıldığı andan itibaren en fazla adı geçen elementlerden bir tanesi olan Uranyum, uzun yıllardır üzerinde gerçekleştirilen çalışmalar nezdinde ser verip sır vermeyen bir periyodik cetvel sakiniydi fakat bugün tüm sırrı çözülmüş oldu. 

Fransa'da ve Japonya'da uranyum üzerine çalışmalar gerçekleştiren bilim insanları, çok yüksek basınç ve manyetik bir alan kullanarak Uranyum bazlı malzemelerin “üçlü süperiletkenlik” davranışı sergilediğini gözlemlediklerini halka duyurarak sevinçlerini paylaştı. Araştırmalar Physical Review Letters dergisinin son sayısında da kendine yer buldu.

Araştırmacılar, uranyum bazlı bir malzemede sıra dışı süperiletkenlik formu olduğunu gösterdiler.
 

Japonya’da Tooku Üniversitesi'nin Malzeme Bilimi Profesör Asistanı olarak görev yapan Yusei Shimizu konu hakkında kendisine sorular yöneltildiğinde şöyle cevaplamış.

“Bugüne kadar, geçtiğimiz yüzyıl boyunca çeşitli metalik sistemlerde birkaç süperiletken keşfedilmesine rağmen, üçlü süperiletkenlik örnekleri çok az olmuştur. Düşük sıcaklıklardaki basınç deneylerimiz UBe13'teki spin - triplet süperiletkenliği için güçlü kanıtlar sağladı.”

Süperiletkenlik formülü ile ilgili anlaşılabilir şekilde kısa bir özet geçmek gerekirse ; moleküllerin en küçük yapı taşından hareketle, genellikle düşük sıcaklıkta süperiletken hale gelen malzemeler gelen elektriği dirençle karşılamadan geçmesine izin verirler diyebiliriz. Ayrıca bu işlem gerçekleşirken enerji kaybı hiç olmaz.

Yoktan var edilmeyen bu bulguların çok farklı bir sistemde keşfedildiği dikkat çekti. ilk olarak saf metallerde keşfedilen bu fenomen, Ube13 başta olmak üzere keşfedilen en ağır fermiyon süperiletkenlerinden biriydi. Fermiyonlar en basit şekilde madde parçacıklarıdır. Fen derslerinde gördüğümüz protonlar, nötronlar ve elektronların yani fiziksel madde olarak düşündüğümüz şeylerin çoğunu oluşturan parçacıklardır.

Fiziğin Fenomen Formülü: Süperiletkenlik

Süperiletkenlik, sıcaklığın belli bir değer altına düşmesiyle bir malzemenin direncinin sıfıra inmesidir. Heike Kamerlingh Onnes tarafından 1911 yılında keşfedilmiştir. Gözlemlenebilir örneklerden; altın, gümüş, bakır gibi sıradan iletkenler verilebilir. Onnes, kurşun (Pb), civa (Hg), kalay (Sn) ve aluminyum (Al) gibi metallerin elektriksel dirençlerinin, her metalin kendine özgü sahip olduğu bir kritik sıcaklığın (Tc) altında (birkaç Kelvin civarı) tamamen ortadan kalktığını keşfetti. Meissner ve Ochsenfeld, süperiletkenlerin harika iletken olmaları yanında yaklaşık 20 yıl sonra süperiletkenlerin diamagnetik özellik gösterdiğini de keşfettiler.

Hayata Entegre Edilebiliyor!

Bilimsel gelişmelerin ve gerçekliklerin yanı sıra gün yüzüne çıkarılmamış çok şey var. Yeni olgularla birlikte bilim insanları  uranyum malzemesi UBe13‘te atom ölçeğinde ne olduğunu ve etkileşimlerin süperiletkenliği nasıl ortaya çıkarabileceklerini umuyorlar.

Süperiletkenler gerçek hayat uygulamalarında çok düşük sıcaklıklara ihtiyaç duymaktadırlar. Bu sebeple onları yalnızca manyetik görüntüleme cihazlarında veya parçacık hızlandırıcı sistemlerde görmemiz mümkün olabiliyor.