Katalog

FİZİK Bilim, ‘görünmezlik kalkanı’ Geçen eylül ayında Kuzey Carolina Duke Üniversitesi'nden bir ekip, Harry Potter'in görünmezlik pelerinini çağrıştıran bir buluşa imza attı. David Smith ve arkadaşları gerçekten de nesneyi görünmez kılan bir aygıt bulmuşlardı. Ama bu aygıt nesneyi yalnızca belli bir mikrodalga frekansında görünmez kılmaktaydı ve işlerliği yalnızca iki boyutlu nesneler için geçerliydi. Ama, herhangi bir titreşimde bir nesnenin görünmez kılınması büyük bir başarıydı. B ununla da yetinmeyen Smith, şimdilerde aygıtını üç boyutlu bir nesne üzerinde denemeye hazırlanıyor. Ne var ki, gözle görülebilen ışıkta işleyen Harry Potter türü bir pelerin oluşturma düşünün gerçeğe dönüşmesi şimdilik çok güç. Görünür ışık dalga boyları için bir görünmezlik düzeneğinin yaratılabilmesi için nano ölçekte metamalzemelerin üretilmesi gerekiyor. DOĞADA BULUNMAYAN MALZEMELER Metamalzemeler, doğada bulunmayan ancak üretilebilen ve ışık kırılma özellikleri negatif olan malzemeler. Bu malzemeler iç düBir malzemezenleri sayesinde ışık ya da sıradan ayna ve merceklerden daha güçlü nin yüzeyini olan başka türlerdeki elektromanyeışığın vurduğu tik ışınımla farklı işlevler görebilinoktadan yorlar. Mikrodalga, metamalzeme üretiminde epey bir ilerleme sağlandikey olarak mış olsa da, optik alanda ciddi sokesen bir runlarla karşılaşılıyor. Bu sorunların çizgiyi düşünbaşında gerekli bileşenlerin kırmak düğünüzde, zorunda oldukları ışığı fazlasıyla emmeleri geliyor. ışık her Bu tür kuşkular bir yana, zaman çizgiSmith'in temel aldığı ilkelerden yonin ışık vurla çıkarak görünmezlik pelerinini kolaylıkla kafanızda canlandırabilirmayan yanınsiniz. daki bir yerde Tek yapmanız gereken, ışığın kırılacaktır. çevrenize dolanmasını sağlayan bir malzemeyle kendinizi gizlemek ve sizin bulunduğunuz doğrultuya bakan birinin yalnızca arkanızdakileri görmesini sağlamak. Gel gelelim, ışığın yapısı böylesi bir uygulamaya olanak vermez. Işık elektromanyetik dalgalar biçiminde devinen salınımlı elektrik ve manyetik alanlardan oluşur. Bu tür bir dalganın manyetik bileşeni ile içinden geçtiği malzeme arasındaki etkileşime “manyetik geçirgenlik” elektrik bileşeniyle yarattığı etkiye de “elektrik geçirgenlik”adı verilir. Görünmezlik pelerini oluşturmak için her iki geçirgenliğin de denetlenmesi gerekir. Bir malzemenin manyetik ve elektrik geçirgenliği onun ışığı ne miktarda kırdığını belirler. Bu değere kırılma indisi adı verilir. Su ile camın manyetik ve elektrik kırılma indisleri artı değerde değişmezlerle belirtilir. Bu da onlara artı bir kırılma indisi kazandırır. Bir başka deyişle, bir malzemenin yüzeyini ışığın vurduğu noktadan dikey olarak kesen bir çizgiyi düşündüğünüzde, ışık her zaman çizginin ışık vurmayan yanındaki bir yerde kırılacaktır. 1968 yılına dek, maddelerin farklı biçimde dav ranabilecekleri düşünülemezdi. Derken Sovyet fizikçi Victor Veselago, maddenin manyetik ve elektrik geçirgenliklerinin eksi değerde olması durumunda kırılma indisinin eksi olacağını ve ışığı o düşsel çizgide kırılmış gibi “geriye” bükeceğini ortaya koydu. Ancak Veselago'nun görüşleri 1990'ların ortalarına dek pek ciddiye alınmadı. O tarihte Londra Imperial College kuramsal fizik uzmanlarından John Pendry, ışığın atom ve moleküller dışındaki yapılarla nasıl bir etki yaratabileceğini merak etmeye başladı. METAMALZEMELER Pendry mikrodalgaların birbirlerine paralel ince bir dizi iletken tel ile nasıl bir etkileşim içine girecekleri yönünde bir kestirimde bulundu. Mikrodalgalar tellerin kendilerini değil de yalnızca elektrik ve manyetik alanlardaki etkilerini “gördüklerinden”, böylesi bir dizi bir metamalzeme olmalıydı. Metamalzemenin elektrik geçirgenliğinin eksi değerde olacağını ortaya koyan Pendry, yapay bir maddede böyle bir durumun söz konusu olabileceğine de ilk kez kanıtlamış oldu. Smith, 2000 yılında Pendry'nin düşlediği metamalzemeyi oluşturdu ve Veselago'nun 40 yıl önce kafasında canlandırdığı, aralarında öteki her bir maddenin ters yönünde kırılan mikrodalgaların da olduğu, garip özellikleri sonunda gözler önüne serdi. Geçen yılın başlarında Pendry, araştırmasını bir adım daha geliştirerek elektrik ve manyetik geçirgenlikleri bir noktadan ötekine sürekli değişen bir malzemenin üretilebileceğini ortaya koydu. Pendry'nin bu kuramsal çalışması yayımlandığında, Smith de Eylül ayında basının gündemine oturan mikrodalga pelerinin işleyen bir örneğini oluşturmayı başarmıştı. Gelgelelim, izgenin mikrodalga bölümünü inceleyen araştırmacıların tersine, optik alanda benzer teknolojiler üzerinde çalışanlar o gün bugündür bir ilerleme kaydetmeye çabalıyorlar. Tüm bu sorunların üstesinden gelinse bile, her yöne hareket eden ışıkta işleyen yapıların tasarlanıp oluşturulması yine de bir sorun olarak karşımıza çıkıyor. Soukolis bu alanda bir ilerleme sayılabilecek yapılar oluştu CBT 1060/8 13 Temmuz 2007