Kavanoza Bir Yıldız Girer mi?

Japon Fizikçilerin Yarattığı Ultra
Güçteki Manyetik Alan İnfilak Etti

Yazar: David Grossman, POPULAR MECHANICS, 28 Eylül 2018

Çeviren: Ercan Caner, Sun Savunma Net, 6 Ekim 2018

Japon bilim insanları tarafından oluşturulan ultra güçteki manyetik
alanın infilak anı. Foto: Popular Mechanics.

Japonya’da fizikçiler, insanlık tarihinde günümüze kadar kontrol edilebilen en güçlü manyetik alanı yaratmayı başardılar. Tokyo üniversitesinden bilim insanları tarafından yaratılan manyetik alan, sadece yaratılan en güçlü manyetik alan olmaktan öte, bilinen bütün manyetik alanlardan daha uzun süreli olma özelliğini de taşımaktadır. Yaratılan manyetik alan öylesine güçlüdür ki infilak sonrasında oluşturulduğu laboratuvarın kapısının menteşelerini yerinden sökmüştür.

Japon bilim insanları tarafından yaratılan ve bir MRA (Manyetik Rezonans Anjiyografi) cihazından 400 kat daha güçlü olan manyetik alan; ‘‘Elektromanyetik Akı Sıkıştırma’’ yöntemiyle oluşturulmuştur. EFC; elektromanyetik darbeler üretmek maksadıyla sıkıştırmayı kullanan özel bir cihazdır, bütün süreç güçlü bir Megagauss jeneratör içinde kontrol altında tutulmaktadır. Yaratılan manyetik alan, manyetik ölçüm birimine göre 1.200 tesla[i] değerindedir. Rus bilim insanları 2,800 tesla gücünde bir manyetik alan yaratmayı başarmış olsalar da cihazları, oluşan manyetik alanın etkisiyle infilak etmiştir.

Tokamak kullanılarak inşa edilen deneysel füzyon reaktörü. İllüstrasyon: Digital Trends

Spectrum IEEE dergisine verdiği demeçte demir muhafazayı 700 teslaya dayanacak şekilde tasarladığını ifade eden Japon bilim insanı Takeyama açıklamasında; kapının da bu şiddete dayanacak şekilde tasarlandığını, bu nedenle kapının arkasında bulunan araştırmacılara hiçbir zarar gelmediğini vurgulamıştır. Takeyama ayrıca; makinanın böylesine güçlü bir patlama yaratması nedeniyle, bir dahaki sefere çok daha güçlü bir kapı tasarlayacağını da ifade etmiştir.

Bu tür makinalar, katı durumlu fizik alanındaki çalışmalar için manyetik alanlar oluşturmak gibi çok spesifik amaçlar için yapılmaktadır. Bu güçteki manyetik alanlar, yarı iletkenler gibi cihazlarda nanometre seviyesinde çalışmalara yardımcı olabilmektedir.

Takeyama, Spektrum dergisine yaptığı açıklamasında; genel olarak manyetik alanın gücü arttığında yapılan ölçümlerin hassasiyetlerinin de giderek daha iyi olduğunu ifade etmektedir.

Fizikçi Shojiro Takeyama ve ekibi tarafından oluşturulan manyetik alan, Ruslar tarafından oluşturulan manyetik alandan çok daha uzun süreli olmuş ve Tokyo Üniversitesine göre; saniyenin binde biri bir zamanda (100 mikro saniye) parlama gerçekleşmiştir. Elektromanyetik akı sıkışma genellikle 1,000 tesla seviyelerine ulaşabilmektedir ve bu rakamı geçmek fizik alanında ulaşılan büyük bir dönüm noktasıdır.

Takeyama ve ekibi tarafından yapılan Megagauss Jeneratörünün infilak önsesi hali. Foto: Shojiro Takeyama.

Takeyama yaptığı bir basın açıklamasında; 1,000 tesla değerinden büyük manyetik alanlarla bazı ilginç olasılıklar için kapılar açılabileceğini dile getirmektedir. Takeyama açıklamasında; elektronların normal ortamları dışındaki hareketlerinin gözlenebileceğini, elektronlar üzerinde yeni bir bakış açısıyla çalışılabileceğini ve yeni elektronik cihazlar keşfedilebileceğini ifade etmektedir. Bu araştırma ayrıca füzyon güç üretimi üzerinde çalışanlar için de yararlı olabilecektir.

Füzyon gücü oluşturabilmek için yöntemlerden bir tanesi, ‘‘Tokamak’’[ii] adı verilen geniş bir halkanın içinde, enerji elde etmek maksadıyla yüklü parçacıklardan oluşan plazmayı kontrol altında tutabilmektir. Bu da birkaç mikro saniye boyunca binlerce tesla gücünde bir manyetik alan gerektirmektedir. Bu, Takeyama ve ekibi tarafından yapılan cihazın üretebildiği ile oldukça benzerdir.

Son derece iyi patlamalar da oluşturulabilir. Yeni bir kimyasal olan bis-oxadiazole[iii] (C6H4N6O8) kadar istikrarlı ve kararlı olmasa da günlük hayatta kullanımda çok daha başarılı olabilir. Şüphesiz daha güçlü kapılar olduğu sürece…

Çevirenin Notları: Nükleer füzyon, temel olarak sınırsız, temiz, güvenli ve karbonsuz enerji üretimi için en büyük adaydır. Radyoaktif atık oluşturan nükleer fizyon reaktörlerinin aksine, füzyon yoluyla elde edilen nükleer enerji, gerçek anlamda yenilenebilir bir enerji kaynağıdır ve neredeyse hiç çevre kirliliğine neden olmamaktadır.

İngiltere’den bir özel nükleer füzyon şirketi bu yılın başında, hidrojen plazmasını ısıtarak 15 milyon santigrat dereceye (Güneşin merkezindeki sıcaklıktan yüksek) ulaşmayı başarmıştır.

Böylesine yüksek ısıya dayanabilecek ve kontrol altında tutabilecek bir madde ne dünyada ne de uzaydaki değer gezegenlerde yoktur.

Böylesine yüksek sıcaklıkların bir manyetik alan içinde kontrol altında tutulabileceği fikrini ortaya atan ve Tokamak adını verdikleri cihazı ilk geliştirmeye başlayanlar Rus bilim insanları olmuştur.

Bütün bunlar bir füzyon reaktörü içinde yapılabilecektir, füzyon reaktörü de sıcak plazma ve ultra güçte manyetik alana ihtiyaç duymaktadır.

Başarıldığında ne mi olacak? Onlar; ‘‘STAR IN A JAR’’ diyorlar, biz de ‘‘KAVANOZDA BİR YILDIZ’’ diye çevirelim.

Yazının orijinaline ve yukarıda infilak öncesi ve sonrası fotoğraflarını gördüğünüz Megagauss Jeneratörünün patlama anını gösteren video görüntüsüne aşağıdaki link üzerinden erişebilirsiniz.

https://www.popularmechanics.com/science/a23495621/scientists-control-ultra-powerful-magnetic-field/?src=nl&mag=pop&list=nl_pnl_news&date=092918

[i] Tesla: SI (Système International d’Unités) olarak ifade edilen Uluslararası Birim Sisteminde (Manyetik akım yoğunluğu birimidir. Tesla adını Sırp bilim insanı Nikola Tesla’dan almıştır.

[ii] Tokamak: Rusça’da; Torodial Odadaki Manyetik Sarmallar anlamındaki sözcüklerin kısaltılmış halidir. Bugüne kadar geliştirilen en mükemmel manyetik sargı sistemidir ve gelecekte kullanılması öngörülen füzyon reaktörlerinin tasarımına temel teşkil etmektedir. 1960’lı yıllarda Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği (SSCB) tarafından icat edilen Tokamak çok geçmeden dünyanın birçok yerinden araştırmacıların ilgisini çekmiş ve üzerinde çalışılmaya başlanmıştır.

[iii] Bis-Oxadiazole (C6H4N6O8): Los Alamos National Laboratory ve Army Research Laboratory tarafından yapılan çalışmalar sonucu keşfedilen yeni bir kimyasaldır. TNT’ye nazaran birçok avantajları olan,  daha az toksik ve daha şiddetli patlamaya neden olan bir kimyasaldır. Bis-oxadiazole; üç karbon, bir nitrojen ve bir oksijen atomu olmak üzere, iki adet beşli atom halkasından ibarettir.