TarihtenEski

Kuantum alan teorisi açısından bakıldığında, tüm mekanik alan kuvvetleri sanal fotonların soğurulması ve yayımlanmasından ibarettir. Bu açıdan bakıldığında, bir mıknatısın kuzey kutbundan güney kutbuna olan manyetik alan, “sanal foton akışı” olarak görülebilir. Manyetik kuzey kutbu yani pozitif manyetik yük, vakum sanal foton akışımındaki kırık simetriyi temsil eder ki, manyetik alanın içine enerjiyi kanalize eden de bu asimetridir. Aynı şekilde, manyetik güney kutbu yani negatif manyetik yük de – ki manyetik kuzey kutbun ters-zamanlı halinden ibarettir – vakumdaki bir sanal foton akışım asimetrisidir ve sanal antifoton akışımının kaynağıdır, böylece bir antifoton akışımı manyetik güney kutbundan kuzey kutba doğru akar. Diğer bir ifadeyle , bir mıknatısın kutupları çift-kutup (dipole) özelliği gösterirler ve herbir kutup diğerine göre ters-zamanlıdır. Kısacası bir mıknatısta tek değil iki adet enerji akımı vardır ve bu akımların herbirinin kuvvet alanı içiçe geçmiştir.

Okumaya Devam Et »

Şu ana kadar süperiletkenliğin makroskobik yani Meissner etkisi ve sıfır direnç gibi gözle gözlemlenebilen özelliklerinden bahsettik, şimdi biraz da mikroskobik yani kuantum mekaniksel özelliklerinden bahsedelim. Elektronların dalgasal özelliğinden kaynaklanan “tünellenme” olgusunun, oksit tabaka gibi ince yalıtkan bir tabaka (10 ila 20 angstroms) ile ayrılmış iki süperiletken metal arasından elektron çiftlerinin dirençsiz olarak geçebilmesini sağladığını, normal iletkenlerde olduğu gibi bu tarz akımın oluşumu için de potansiyel farkının olması gerekmediğini ve bu duruma “Josephson etkisi” adı verildiğini daha önce belirtmiştik. Bu etkinin uygulaması olan “Josephson kavşakları” (Josephson Junctions, JJ), kavşak materyali ve geometrisinin özelliğinden kaynaklanan karakteristik “kritik akım yoğunluğuna” sahiptirler. Geçen akım, kritik akım değerinden düşük olduğu müddetçe direnç sıfır olacaktır ve kavşak boyunca gerilim kaybı gerçekleşmeyecektir. Ancak kavşak, içinden akım geçen bir telin yanına konursa, telin oluşturduğu manyetik alan kavşak kritik akım değerini düşürecektir. Böylece geçen akım, değişime uğramadığı halde kritik akım değerinden yüksek kalacak ve ortaya çıkan direnç akımı kesecektir. Bu durum Josephson kavşağı teknolojisinin yarı-iletkenlerden on kat daha hızlı çalışan bir anahtarlama aracı olarak kullanımına yol açmıştır.

Okumaya Devam Et »

1933 yılında Walter Meissner ve Robert Ochsenfeld isimli iki bilim adamı süperiletken bir materyalin mıknatısları geri ittiğini keşfettiler. Normal iletkenlerden farklı olarak mıknatısın etkisiyle süperiletkende oluşan akım içe nüfuz edeceğine manyetik alanın yansıması gibi davranıyor ve mıknatısı itiyordu. Bu olgu günümüzde “diamagnetism” yada daha bilinen adıyla “Meissner etkisi” olarak bilinir. Meissner etkisi bir mıknatısı süperiletken bir materyalin üzerinde askıda tutabilecek kadar güçlüdür.

Okumaya Devam Et »

Bilindiği üzere iletkenlerde elektrik, en dış enerji seviyesinde bulunan elektronların bir atomdan diğerine geçmesi suretiyle akar. Bu atomlar, iletkenin içinde titreşim halinde bir kafes yapısı oluştururlar; iletken ısındıkça titreşim artar. Elektronlar bu kafes yapısı içinde hareket ederken, kafesteki mini pürüzlere ve bozukluklara çarparlar ve ısı şeklinde enerji kaybederek tüm yönlere uçuşurlar.

Okumaya Devam Et »

Süperiletkenlerin en önemli uygulamalarından birisi ise askeri alandadır. İkinci Körfez Savaşının gerçekleştiği 25 Mart 2003 tarihinde Amerikan Hava Kuvvetleri “E-Bombası” denilen henüz deneme aşamasındaki bir bombayla Irak TV istasyonunu vurdu. Söz konusu bomba süperiletken-tabanlı güçlü manyetik alanlar üreterek çok kısa sürede inanılmaz yoğun bir elekro-manyetik vurum (Electro-Magnetic Pulse; EMP) etkisi yaratarak düşmanın tüm elektronik tertibatını etkisiz hale getirdi. ABD, envantere tam anlamıyla alındığında ordusunun en sofistike silahlarından biri olacak olan bu bombayı, topçu yığınlarını etkisiz hale getirmede, e-bombanın güçlü mikrodalga vurumlarıyla deniz misillerini nötralize etmede ve insansız hava araçlarıyla entegre etme gibi birçok uygulamada kullanmayı öngörmektedir.

Okumaya Devam Et »

Süperiletkenliğin “elektronik” uygulamalarını iki alt-başlık altında inceleyebiliriz: Birincisi ince HTS film tabakalarının yüksek-frekanstaki aşırı-düşük kaybından istifadeyle geliştirilen pasif yüksek-frekans ve mikrodalga araçlarıdır. İkincisi ise Josephson etkisi teknolojisine dayalı “Süperiletken Kuantum Girişim Araçları” (Superconductive Quantum Interference Devices, SQUIDs) tarzı analog cihazlar ve dijital entegre devrelerdir. 1962 yılında Brian D. Josephson isimli bir üniversite öğrencisi, kendisinden iki yıl önce Ivar Giaever isimli bir bilimadamının keşfettiği bulgulardan da yararlanarak, iki süperiletken materyalin arasında yalıtkan bir madde olsa dahi elektrik akımının geçeceğini öngördü. Daha sonra Josephson etkisi olarak literatüre geçen bu ilginç olguya göre ince bir süperiletken tabakada bulunan elektronlar çok dar (<20 angstrom) yalıtkan bir ortamdan harici bir gerilim olmasa dahi diğer süperilekten bir tabakaya tünellenirler ki bu buluş Josephson’ın kendisine 1973 yılında Nobel ödülü kazandırırken Josephson kavşakları (Josephson Junctions, JJ) adıyla bilinen teknolojinin de doğmasına yol açtı. Günümüzde JJ’ler duyumsama ve anahtarlama (sensing and switching) aracı olarak analog ve dijital elektronik devrelerde aktif olarak kullanılmaktadırlar.

Okumaya Devam Et »

Süperilektenliğin kullanıldığı ilk önemli pazar süper-mıknatıslardır. Söz konusu elektro-mıknatıslar bazen dev boyutlara ve karmaşık yapılara ulaşabilmektedirler. LTS kablolarla oluşturulan bu tarz bobinler Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) ve Magnetic Resonance Imaging (MRI) gibi alanlarda etkin olarak kullanılmaktadırlar.

Okumaya Devam Et »

Elektrik, manyetik ve gravitasyonel (çekim) alanların tümünü birleştiren skaler (ölçeksel) dalga yaklaşımıyla sıfır derece Kelvin’de bulunan sınırsız enerjiyi tutarlı hale getirmenin mümkün olduğunu ve çekim kuvveti olarak tanımladığımız olgunun aslında elektromanyetik dalganın sadece başka bir açılımından ibaret olduğunu önceki bölümde gördük. Buradan elektromanyetik dalgalara ne oranda hükmedebilirsek, skaler dalga yaklaşımından da o oranda verim alacağımız sonucunu çıkarabiliriz. Bu noktada akla gelen ilk teknoloji ise, elektriğin sıfır dirençle iletimini mümkün kılan ve birçok fantastik elektromanyetik özelliğe sahip olan süperiletkenlik teknolojisidir.

1. SÜPERİLETKENLER: 1911 yılında Hollandalı bilim adamı Heike Kamerlingh Onnes cıvayı sıvı helyum kullanarak 4 derece Kelvin’e
(-269 oC) kadar soğuttuğunda, direncini birden kaybettiğini gözlemlemişti. Böylece elektrik akımını dirençsiz olarak ileten ilk süperiletkeni de keşfetmiş oldu ve bu buluşuyla 1913 yılında Nobel ödülü kazandı. Elektrik akımı kapalı bir süperiletken devresinde bir defa harekete geçtikten sonra artık sonsuza kadar (106 yıl) akmaya devam edecektir, bu anlamda süperiletkenliği makroskobik kuantum olgusu olarak tanımlamak da mümkündür. Kamerlingh’in sıvı helyumu soğutucu olarak kullanmasının ardında yatan, sıvı helyumun kritik sıcaklığın altında sahip olduğu ilginç özelliklerdir. Dönüşüm sıcaklığının üstünde güçlü bir şekilde kaynayan helyum, bu sıcaklığın altında ise atomik yapısındaki değişimden dolayı oldukça akışkan ve sükûnetli bir yapı sergiler. Birinci safha “normal safha” ya da “sıvı helyum I” adıyla anılırken, ikinci safha “süper-akışkan safha” ya da “sıvı helyum II” adıyla bilinir.

Okumaya Devam Et »

Skaler dalga ve serbest enerji konusunu incelediğimde başlıca üç grup insanın bu tarz projelerle ilgilendiğini gözlemledim. Birinci grup, Amerikan derin devletine mensup olan ve çok gizli projeleri yürüten bilim adamları, ikinci grup eski Sovyetler Birliği döneminde yine hükümet için çalışan bilim adamları (ki tahminimce bugünkü Türkî Cumhuriyetler’de de o dönemden kalma dünya çapında birçok bilim insanı bulunmaktadır; hayatlarını idameyle uğraşan bu insanlara gerekli imkânı sağlarsak belki de bizimle hazine değerindeki bilgileri paylaşacaklardır), üçüncü grup ise kendi imkânları ve bağışlarla serbest enerjiyi insanlığa sunmaya çalışan bireysel bilim adamı ve mucitler ki ben ancak bu sonuncu grubun çalışmalarına belli bir nispette ulaşabildim.

Daha önce de belirttiğim gibi sıfır noktası enerjisi, uzay örgüsünün tamamını kaplayan bir enerji formudur ve sıfır derece Kelvin’de bile bu enerji akışımı devam eder. T. H. Boyer kuantum mekaniğine ait etkilerin aslında maddenin sıfır noktası enerjisiyle etkileşiminden ibaret olduğunu göstermiştir. Peki, tabiatı gereği tutarsız ve yönsüz yani non-lineer olan bu enerji akışımını tutarlı hale getirip yararlanmanın bir yolu yok mudur? Ilya Prigogine 1977 yılında kendisine Nobel ödülü kazandıran çalışmasıyla, hangi sistemlerin kaotik ve çalkantılı bir ortamdan düzenli bir ortama dönüştüğünü ortaya çıkarmıştır. Böyle bir sistem non-lineer, dengeden uzak olmalı ve üzerinde sürekli bir enerji akışı olmalıdır. Sıfır noktası enerjisi bu özellikleri sağlamaktadır; yani bilimsel olarak doğası gereği tutarsız olan bu enerjiyi tutarlı ve yararlanılabilir hale getirmek mümkündür (bunun en somut örnekleri doğada çok sık rastlanan ateş topu (ball lightning) fenomeni ve non-lineer bir plazma ortamından tutarlı bir plazmoid yapısı elde edebilen plazma fiziğidir). Yukarıda arz ettiğim zıt yöndeki iki EM dalgasını örtüştürerek skaler dalga eş-titreşimi elde etmek, bu tekniklerden biridir. Diğer bir yöntem ise bir plazma veya elektrolit içindeki büyük miktardaki iyonları (yüklü parçacıkları) tutarlı bir şekilde salınıma tabi tutmak ve ortaya çıkan sinerjik etki ile vakum kutuplaşması sağlayarak tutarlı sıfır noktası enerji akışı elde etmektir ki bu yönteme ion-acoustic yaklaşım denmektedir.

Okumaya Devam Et »

Skaler dalgaların oluşturduğu girişim deseninin çok ilginç bir özelliği de bu girişimlerin bir çeşit “enerji şişesi” özelliği göstermeleridir, diğer bir ifadeyle göndermeçlerin bulunduğu ortam, girişim deseninin bulunduğu ortamdan daha yüksek bir potansiyele sahipse enerji dışarı verilir (exotermic), tersiyse enerji dışarıdan alınıyor ve göndermeçlerde yeniden ortaya çıkar (endotermic). Bu özellik ise inanılmaz büyüklükte serbest enerjinin elde edilmesini mümkün kılar.

Okumaya Devam Et »