• Süper İletkenlik Yalnızca Kuantum PC'lerle Anlaşılabilir

Araştırmacılara Göre Süper İletkenlik Yalnızca Kuantum Bilgisayarlarla Anlaşılabilir

11
1
1
1
0
İnsanlığı uzun süredir şaşırtmaya devam eden süper iletkenlik hakkında çalışmalar devam ediyor. Net olarak bir türlü açıklığa kavuşturulamayan süper iletkenlik, yapılan araştırmalara göre yalnızca kuantum bilgisayarlar tarafından anlaşılabilir.

Süper iletkenler bir asırdan fazla süredir insanoğluna sürprizler yapmıştır. 1911’de Leiden Üniversitesi’nden Heike Kamerlingh Onnes, cıvanın -273,15 santigrat derecede (4,2 Kelvin) hiç direnç göstermeden elektrik akımı ileteceğini keşfetmişti. Bu olay ise ancak 1957’de açıklanabilmişti.

1986 yılında ise karmaşık bakır oksitlerde yeni bir süper iletkenlik türü keşfedildi. Bu yüksek sıcaklıktaki süper iletkenlik, -181 santigrat derecedeki (92 Kelvin) sıcaklıklardaki bile formunu koruyordu. 

süper iletkenlik

Eğer süper iletkenlik oda sıcaklığında mevcut hale getirilebilirse teknolojide görülmemiş birçok uygulama alanı ortaya çıkacaktır. Ancak şimdiye kadar bu olay hâlâ tam olarak açıklanabilmiş değil. Fakat Leiden Üniversitesi’nden Jan Zaanen gibi araştırmacılar bu olay üzerinde çalışmalarına devam ediyor.

Süper iletken bir malzeme üzerindeki ölçümler, normal bir metal ile ‘garip’ bir metal arasında ani bir geçiş olduğunu gösteriyor. Bu olayın en garip tarafı ise, sıcaklık düştüğünde ortadan kalkmasıdır. Teorik fizikçi Jan Zaanen, "Bu, yalnızca kuantum bilgisayarların hesaplayacağı bir şey" diyor.

‘Garip’ metal:

süper iletkenlik

1957 yılından bu yana süper iletkenliğin çiftler oluşturan elektronlar tarafından meydana getirildiği biliniyor. Bu olay yalnızca belli bir sıcaklığın altında meydana geliyor. Ancak bu sıcaklığın üstünde diğer süper iletkenler ‘garip’ davranışlar sergiliyor.

Garip metal fazında elektronlar, normal metallerde olduğu gibi büyük ölçüde bağımsız parçacıklar gibi davranmıyor. Bunun yerine kolektif gibi davranıyor. Stanford Üniversitesi’nden Sudi Chen ve araştırmacı arkadaşları, normal ve garip metal arasında geçiş sağladı.

Araştırmacılar, çalışmaları için ARPES (Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy - Açı-Çözünük Fotoemisyon Spektroskopisi) yöntemini kullandılar. Bu sayede süper iletken bakır oksit olan Bi 2212, metalden garip metale geçiş sağladı.

süper iletkenlik

Chen ve araştırmacı arkadaşları yaptıkları çalışmada elektronların enerji dağıtımının birdenbire değiştiğini gözlemledi. Böylesine bir dönüşüm, fizik alanında oldukça yaygın. Buna bir örnek olarak suyu kaynatmak verilebilir: sıvı halden gaz hale geçilirken yoğunlukta süreksiz, büyük bir değişim meydana gelir.

Ancak süper iletkenlikte garip bir durum söz konusu. Meydana gelen bu süreksizlik, sıcaklık süper iletkenlik düzeyine indiğinde ortadan kalkıyor. Olaydaki anilik kendini yitiriyor, özellikler aniden sürekli değişmeye başlıyor.

Tüm bu olaylar, Zaanen’e göre garip metal evresinin kutantum dolanıklılığının sonucu oluyor. Dolayısıyla Zaanen, böylesine bir davranışın yalnızca kuantum bilgisayarlar kullanılarak anlaşılabileceğini söylüyor.

Kaynak : https://phys.org/news/2019-11-superconductivity-theory.html
11
1
1
1
0
Emoji İle Tepki Ver
11
1
1
1
0