Fizikte İşler Gizemleştiğinde: Şeytan Parçacığı ile Tanışın
Anahtarları her yerde arıyorsunuz, en sonunda da en bariz yerde buluyorsunuz ya? Illinois Üniversitesi'ndeki fizikçiler tam böyle bir an yaşadı. Tabii onların "anahtarları" 70 yıldır gizlenmeyi başaran teorik bir parçacıktı.
Tanıştırayım: Pines'ın şeytanı. Evet, gerçekten böyle adlandırılıyor. Merak etmeyin, keşif sırasında gerçek bir şeytana zarar verilmedi. İsim aslında "distinct electron motion" yani "belirgin elektron hareketi" anlamına geliyor. Fizikçiler her şeyin kulağa hoş gelmesi için sonuna "-on" ekini takmayı seviyor.
Laboratuvardaki Tesadüf
Bu hikayede en sevdiğim kısım şu: en büyük bilimsel keşiflerin genellikle hiç beklemediğiniz anda gerçekleştiğini gösteren mükemmel bir örnek. Araştırma ekibi stronsiyum rutenat adlı bir metali inceliyordu. Bu malzemenin neden süperiletken gibi davrandığını ama tam olarak süperiletken olmadığını çözmeye çalışıyorlardı.
Sonra verilerinde garip bir şey belirdi. Bir şey olmak için çok yavaş, başka bir şey olmak için çok hızlı hareket eden bir parçacık buldular. Sanki sadece 30 km/s veya 60 km/s hızla gidebilen araçların olduğu bir dünyada 45 km/s giden bir araba bulmak gibiydi.
Araştırmacı Ali Husain şöyle itiraf ediyor: "Başta ne olduğunu hiç anlamadık. Üzerinden geçiştirdik." O laboratuvar toplantısını hayal edebiliyorum: "Arkalar, sanırım bir şeytan parçacığı bulduk." Herkes güler "Tabii, kesin bulmuşsundur."
Bu "Şeytan" Düşündüğünüzden Önemli
İşte burada işler gerçekten heyecanlandırıyor. Bu şeytan parçacığı bilim insanlarının "kütlesiz" dediği türden. Yani oda sıcaklığında var olabilir. Bu, süperiletken araştırmaları için çok büyük bir şey.
Süperiletkenleri elektroniğin kutsal kasesi olarak düşünün. Elektriği sıfır direnç ile taşıyabilirler. Yani hiç enerji kaybı yok. Telefonunuzu bir kez şarj ettikten sonra bataryasının aylarca dayanmasını ya da hiç elektrik israf etmeyen şebekeleri hayal edin. Tek sorun? Çoğu süperiletken sadece inanılmaz soğuk sıcaklıklarda çalışıyor.
Süperiletkenleri açıklayan mevcut teori (BCS teorisi) bazı malzemeler için harika çalışıyor ama yüksek sıcaklık süperiletkenlerini açıklamakta yetersiz kalıyor. Çikolatalı kurabiye için mükemmel çalışan ama yulaf ezmeli kurabiye yapmaya kalkınca başarısız olan bir tarif gibi.
Beklemediğimiz Sürpriz
İşte burada şeytan parçacığımız imdada yetişebilir. Bilim insanları bu parçacıkların belirli malzemelerin nasıl süperiletken hale geldiğinde kilit rol oynadığını düşünüyor. Şeytanlar kütlesiz olduklarından inanılmaz esnek. Farklı enerji ve sıcaklıklarda oluşabilirler. Bu da bazı malzemelerin mevcut teorilerimizle uyuşmayan şekillerde neden süperiletken olduğunu açıklayabilir.
Bu keşifle ilgili beni en çok etkileyen şey tamamen tesadüfen gerçekleşmesi. Fizikçi Peter Abbamonte'nin dediği gibi: "Büyük keşiflerin çoğu planlanmaz. Yeni bir yere bakarsınız, orada ne var görürsünüz." Bu, hiç pratik uygulaması yokmuş gibi görünen merak güdümlü araştırmaların genellikle en büyük atılımlara yol açtığının güzel bir hatırlatıcısı.
Geleceğe Bakış: Şeytanlar ve Hayaller
Bu şeytanın neler yapabileceğini anlamanın henüz başındayken bile olasılıklardan gerçekten heyecanlıyım. Oda sıcaklığı süperiletkenleri onlarca yıldır bilim kurgu malzemesiydi. Ama böyle keşifler bizi gerçeğe bir adım daha yaklaştırıyor.
Kim bilir? Belki 20 yıl sonra bu "tesadüfi" keşfe her şeyin değiştiği an olarak bakacağız. Sonuçta en büyük teknolojik ilerlemelerimizin birçoğu, bilim insanlarının verilerinde garip bir şey fark etmeleri ve onu araştırma cesareti göstermeleriyle başladı.
Bazen bilimde ilerlemenin en iyi yolu şeytanlarınızı kucaklamak. Verilerinizde saklanan kütlesiz, nötr şeytanlar da dahil.