Geçtiğimiz günlerde Cornell Üniversitesinin yayınladığı bir makale ile 21. yüzyılın en değerli bilimsel gelişmelerden biri duyuruldu. Güney Koreli bilim insanları, LK-99 ismi verilen, günlük sıcaklık ve basınç şartlarında bile elektrik gücünü kusursuz bir biçimde iletebilen bir gereç keşfettiklerini argüman ederek tüm bilim dünyasını yerinden oynattı. Pekala bu yeni süperiletken gereç neden bu kadar değerli? Günlük hayatta hangi alanlarda kullanılabilir? Tüm meselelerin karşılıkları bu haberde.
Kaynak: https://arxiv.org/abs/2307.12008
Geçtiğimiz Çarşamba günü Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon isimli üç bilim insanı, tüm bilim dünyasında ses getirmeyi başaran bir keşfe imza attı.
Güney Koreli fizikçiler yayınladıkları makalede oda sıcaklığında ve olağan basınçta elektriği kusursuz bir halde ileten bir malzemeyi geliştirdiklerini duyurdu.
Bahsi geçen “LK-99” isimli materyal bu özelliği ile o kadar büyük bir değer taşıyor ki, sahiplerine bu yılki Nobel Fizik Mükafatını tartışmasız bir biçimde kazandırabilir.
“İyi hoş de süperiletkenlik denilen şey neden bu kadar kıymetli?” sorusuna verilebileceğimiz kolay yanıt şu formda:
Bir unsurun elektrik gücüne karşı direncinin sıfır olması, öteki bir deyişle elektrik gücünü kusursuz bir halde iletmesi yeteneğine süperiletkenlik ismi veriliyor. Süperiletken unsurlar, bu özelliği sayesinde manyetik değişim alanlarını ortadan kaldırıyor. Bu sayede elektrik gücünden alınan randıman neredeyse azamiye ulaşıyor.
Geliştirilen birçok süperiletken gereçlerden biri olan LK-99’u bu kadar değerli yapan ögeler ise, başkalarından farklı olarak çok düşük sıcaklıkların tersine oda sıcaklığında, yani günlük hayatta da çalışabilir olması ve yalnızca 34 saatte üretilebilmesi.
LK-99 tam da bu özellikleri ile fizik dünyasının en büyük hayallerinden birini, kayıpsız elektrik iletimini, gerçeğe dönüştürüyor. Pekala yararlarını say say bitiremeyeceğimiz materyalin esas hangi alanları baştan aşağı değiştirebileceğine göz atalım.
Enerji tasaruffu
Uzun yıllardır inşa edilen rüzgar trübini, barajlar, ve hatta tehlikeli nükleer santraller insanoğlunun güç tüketimine tam olarak yetemedi. Bunun en kıymetli nedenlerinden biri güç değişiminde yaşanan kayıplar. Yalnızca ülkemizde bile yılda yaklaşık 18-24 milyar kWh elektrik gücü boşa iletim kayıpları nedeniyle boşa gidiyor. 3 adet Akkuyu Santrali’nin üretimine eş kıymet olan bu kayıp süperiletken gereçler ile sıfıra inebilir.
Elektrikli araç bataryaları
Son yıllarda gelişen elektrikli araba sanayisinin en büyük problemlerinden biri ısınma sorunu nedeniyle bataryaların kısa vadeli kullanım ömrü. O denli ki tek şarjda bin kilometre yol alabilen araç sayısı bir elin parmaklarını aşmıyor. Lakin yüksek sıcaklıklardan etkilenmeyen süperiletkenler bu sorunu ortadan kaldırabilir.
Kuantum bilgisayarlar
Geleceğin teknolojileri listesinde başı çeken kuantum bilgisayarlar, ilerleyen yıllarda insanlığa düzey atlatabilecek bir potansiyele sahip. Lakin bir sorunu var. O da ‘kubit’ ismi verilen yapı taşlarının yalnızca çok düşük sıcaklıklarda çalışabilen süperiletken materyaller ile tutarlığını muhafazası. Oda sıcaklıklarında birebir özellikleri taşıyabilen kurşun apatit kristal yapısına sahipLK-99 sayesinde konutunuzda bir kuantum bilgisayarı bulundurabilirsiniz. Neden olmasın?
Fazla ısınan telefonlar ve bilgisayarlar
Fizik dersinde bize anlatılan şey şudur: ‘Elektrik gücüne karşı gösterilen direnç ısıyı arttırır.’. Telefonlarımızda yahut öbür cihazlarımızda her ne kadar âlâ iletken gereçler kullanılsa da onlarında birtakım direnç kıymetleri var. Pekala bu teknolojik cihazlarımızda direnci olmayan süperiletken hususlar kullanıyor olsaydık, ısınma meselesini ortadan kaldırır mıydık? Sorumuzun karşılığı, katiyen evet.
Süper süratli ulaşım araçları
Oda sıcaklığında çalışabilen süperiletken materyaller, hava direncini de neredeyse sıfıra indirdiği için manyetik ulaşım araç düşü da gerçek olacak. O denli ki, suratı 1.000 km/sa bedellerine kadar çıkan Maglev treni her yerde çalışabilecek.
MR Araçları
Bahsettiğimiz üzere süperiletkenler manyetik alan istikrarlarını basitçe değiştirebiliyor. Kelam konusu materyallerin bu özelliği ile yarar edebileceği birinci şey MR üzere tıbbı aygıtların kolay üretimi ve daha güzel sonuçlar çıkarabilmesi olabilir.
