Fizik Tarihinin En Büyük Keşfi Olduğu Söylenen LK-99 Maddesi, Oda Sıcaklığında Süperiletken Olmayı Başardı!

29.07.2023 - 17:54

03.08.2023 - 00:51

Kaynak: https://arxiv.org/abs/2307.12008

Geçtiğimiz günlerde Cornell Üniversitesinin yayınladığı bir makale ile 21. yüzyılın en önemli bilimsel gelişmelerden biri duyuruldu. Güney Koreli bilim insanları, LK-99 adı verilen, günlük sıcaklık ve basınç koşullarında bile elektrik enerjisini kusursuz bir şekilde iletebilen bir malzeme keşfettiklerini iddia ederek tüm bilim dünyasını yerinden oynattı. Peki bu yeni süperiletken malzeme neden bu kadar önemli? Günlük hayatta hangi alanlarda kullanılabilir? Tüm sorunların cevapları bu haberde.

Geçtiğimiz Çarşamba günü Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim, Young-Wan Kwon isimli üç bilim insanı, tüm bilim dünyasında ses getirmeyi başaran bir keşfe imza attı.

Güney Koreli fizikçiler yayınladıkları makalede oda sıcaklığında ve normal basınçta elektriği kusursuz bir şekilde ileten bir malzemeyi geliştirdiklerini duyurdu.

Bahsi geçen "LK-99" isimli malzeme bu özelliği ile o kadar büyük bir önem taşıyor ki, sahiplerine bu yılki Nobel Fizik Ödülünü tartışmasız bir şekilde kazandırabilir.

"İyi güzel de süperiletkenlik denilen şey neden bu kadar önemli?" sorusuna verilebileceğimiz basit cevap şu şekilde:

Bir maddenin elektrik enerjisine karşı direncinin sıfır olması, başka bir deyişle elektrik enerjisini kusursuz bir şekilde iletmesi yeteneğine süperiletkenlik adı veriliyor. Süperiletken maddeler, bu özelliği sayesinde manyetik değişim alanlarını ortadan kaldırıyor. Bu sayede elektrik enerjisinden alınan verim neredeyse maksimuma ulaşıyor.

Geliştirilen birçok süperiletken malzemelerden biri olan LK-99'u bu kadar önemli yapan unsurlar ise, diğerlerinden farklı olarak çok düşük sıcaklıkların aksine oda sıcaklığında, yani günlük hayatta da çalışabilir olması ve sadece 34 saatte üretilebilmesi.

LK-99 tam da bu özellikleri ile fizik dünyasının en büyük rüyalarından birini, kayıpsız elektrik iletimini, gerçeğe dönüştürüyor. Peki faydalarını say say bitiremeyeceğimiz malzemenin başlıca hangi alanları baştan aşağı değiştirebileceğine göz atalım.

Enerji tasaruffu

Uzun yıllardır inşa edilen rüzgar trübini, barajlar, ve hatta tehlikeli nükleer santraller insanoğlunun enerji tüketimine tam olarak yetemedi. Bunun en önemli nedenlerinden biri enerji değişiminde yaşanan kayıplar. Sadece ülkemizde bile yılda yaklaşık 18-24 milyar kWh elektrik enerjisi kusurlu iletim kayıpları nedeniyle boşa gidiyor. 3 adet Akkuyu Santrali'nin üretimine eş değer olan bu kayıp süperiletken malzemeler ile sıfıra inebilir.

Elektrikli araç bataryaları

Son yıllarda gelişen elektrikli otomobil endüstrisinin en büyük sorunlarından biri ısınma sorunu nedeniyle bataryaların kısa vadeli kullanım ömrü. Öyle ki tek şarjda bin kilometre yol alabilen araç sayısı bir elin parmaklarını aşmıyor. Ancak yüksek sıcaklıklardan etkilenmeyen süperiletkenler bu problemi ortadan kaldırabilir.

Kuantum bilgisayarlar

Geleceğin teknolojileri listesinde başı çeken kuantum bilgisayarlar, ilerleyen yıllarda insanlığa seviye atlatabilecek bir potansiyele sahip. Fakat bir sorunu var. O da 'kubit' adı verilen yapı taşlarının sadece çok düşük sıcaklıklarda çalışabilen süperiletken malzemeler ile tutarlığını koruması. Oda sıcaklıklarında aynı özellikleri taşıyabilen kurşun apatit kristal yapısına sahip LK-99 sayesinde evinizde bir kuantum bilgisayarı bulundurabilirsiniz. Neden olmasın?

Fazla ısınan telefonlar ve bilgisayarlar

Fizik dersinde bize anlatılan şey şudur: 'Elektrik enerjisine karşı gösterilen direnç ısıyı arttırır'. Telefonlarımızda veya diğer cihazlarımızda her ne kadar iyi iletken malzemeler kullanılıyor olsa bile onların da bazı direnç değerleri var. Peki bu teknolojik cihazlarımızda direnci olmayan süperiletken maddeler kullanıyor olsaydık, ısınma sorununu ortadan kaldırır mıydık? Sorumuzun cevabı, kesinlikle evet.

Süper hızlı ulaşım araçları

Oda sıcaklığında çalışabilen süperiletken malzemeler, hava direncini de neredeyse sıfıra indirdiği için manyetik ulaşım araç rüyası da gerçek olacak. Öyle ki, hızı 1.000 km/sa değerlerine kadar çıkan Maglev treni her yerde çalışabilecek.

MR cihazları

Bahsettiğimiz gibi süperiletkenler manyetik alan dengelerini kolayca değiştirebiliyor. Söz konusu malzemelerin bu özelliği ile fayda edebileceği ilk şey MR gibi tıbbı cihazların kolay üretimi ve daha iyi sonuçlar çıkarabilmesi olabilir.