"Mucize malzeme" grafenin mucidi 150 yıllık kumdan kale gizemini çözdü

1871 Kelvin denkleminin "imkansızlığı" nihayet kanıtlandı

Araştırmacılar, eski bir denklemin iyi işlediğini keşfetti (Unsplash)

Kumdan kalelerin nasıl ayakta durduğuna ilişkin 150 yıllık fizik gizemini "mucize malzeme" grafenin mucidi çözdü.

Grafen üzerine çalışmasıyla 2010'da Nobel Fizik Ödülü'nü alan Profesör Sör Andre Geim, Manchester Üniversitesi'nden bir ekiple, Viktorya Dönemi fizikçisi Lord Kelvin ortaya attığından beri bilim insanlarının kafasını kurcalayan matematiksel bir muammayı çözdü.

Kelvin denklemi, kapiler kondenzasyon olarak bilinen doğa olayını, yani su moleküllerinin ıslanan kum tanelerini birbirine bağlamasına neden olan süreci merkeze alıyor.

Bu mikroskobik kondenzasyon biçimi, sürtünme ve adhezyon (birbirinden farklı yüzeylerin birbirlerine yapışma eğilimi -ed.n.) gibi sıradan fiziksel süreçlerin temelini oluşturuyor. Ancak şimdiye kadar fizikçiler, bağ kuvvetlerini yalnızca makroskobik düzeyde açıklayan, tamamlanmamış Kelvin denklemine bel bağlamak zorunda kalıyordu.

fazla oku

Bu bölüm, konuyla ilgili referans noktalarını içerir. (Related Nodes field)

Profesör Geim, "Bir der ders kitabı fenomeni olan kapiler kondenzasyona çevremizdeki her şeyde rastlanıyor. Sürtünme, adhezyon, statik sürtünme, kayganlaşma ve aşınma gibi önemli özelikler; kapiler kondenzasyondan büyük ölçüde etkileniyor, hatta onun tarafından yönetiliyor" dedi.

Araştırmacılar olayı mikroskobik düzeyde kanıtlayabilmek adına tek bir su molekülü katmanı barındırabilen, atom genişliğinde yapay kılcal damarlar meydana getirdi.

Keşfe bu hafta Nature'da yayımlanan Atomik düzeye sınırlandırılmış koşullarda kapiler kondenzasyon (Capillary condensation under atomic-scale confinement) başlıklı makalede yer verildi.

Yazarlardan Qian Yang, "Bu büyük bir sürpriz oldu. Ben geleneksel fiziğin tamamen altüst olmasını bekliyordum" dedi.

Eski denklemin iyi işlediği ortaya çıktı. Biraz hayal kırıklığı yaratsa da yüzyıllık gizemi nihayet çözmek heyecan yarattı. Artık rahatlayabiliriz. Tüm bu çok sayıdaki kondenzasyon etkisi ve ilgili özelikler, 'eski denklem iş görüyor gibi duruyor, o yüzden bunu kullanmakta sorun olmasa gerek' gibi bir önsezi yerine nihayet sağlam delillere dayanıyor.

Profesör Geim şunları ekledi:

İyi teori çoğunlukla uygulanabilirlik sınırlarının ötesinde çalışır. Lord Kelvin pek çok keşfe imza atmış olağanüstü bir bilim insanıydı ama (başlangıçta milimetrik tüpler düşünülerek ortaya atılan) teorisinin tek atom düzeyinde bile geçerli olduğunu öğrense şüphesiz o da şaşırırdı.

Hatta ufuk açıcı makalesinde Kelvin tam olarak bunun imkansızlığından bahsetmişti. Dolayısıyla bizim çalışmamız onu aynı anda hem haklı, hem de haksız çıkardı.

 

 

* İçerik orijinal haline bağlı kalınarak çevrilmiştir. Independent Türkçe'nin editöryal politikasını yansıtmayabilir. 

https://www.independent.co.uk/life-style

Independent Türkçe için çeviren: Şafak Küçüksezer

© The Independent

DAHA FAZLA HABER OKU