Parçacık fiziği
Güncelleme Tarihi:
Oluşturulma Tarihi: Haziran 12, 2005 20:50
Mikro dünyanın içlerini "nötron lambası" aydınlatacak
Bilim adamları yeni motor yağı, ileri teknoloji bebek bezleri ve nano ilaçlar gibi geleceğin ürünlerini test etmek için onları nötronla ışınlıyor ve maddelerin içlerine bakıyorlar. Yeni bir araştırma reaktörü sayesinde maddelerin içleri, bugüne değin elde edilmemiş çözünürlükte görüntülenmekte.
Münih’teki Garching Teknik Üniversitesi’nde 435 milyon Euro’ya malolan araştırma reaktörü nötron ışınları püskürmeye başladı. Uranyum bloğundan yansıyan ışınlar hala gizler taşıyan maddeleri aydınlatacak: Otomobil motoru, kas hücreleri, bilgisayar için yeni manyetik bellekler gibi.
Dev makine ilk bakışta düşük ışıma kuvvetine sahip. Hatta gece evlerde açık bırakılan ampullerden bile düşük. Ancak reaktörde elde edilen nötron ışınları, bu düşük ışıma kuvvetine rağmen, başka ışınlarda olmayan bir özelliğe sahip: maddelerin içlerini delip geçiyor ve içlerini yansıtıyorlar.
Bilim artık nötronu hemen hemen her alanda kullanıyor. Tümörlü dokular dahil, suyun, ahşap köşebentlere sızışından tutun hemen neredese herşey nötron ışınlarıyla gözlenir hale geldi.
Bu bakımdan nötron ışınları bilimin yeni bebeği, veya son oyuncağı bile sayılabilir. Sadece bilimin mi? Sanayi uzun süredir üretimlerini test etmek için böyle bir kaynak bekliyordu.
Nötronun özellikleri
Nötron ışınları, elektrik yüklü olmadıkları için katı madde içinden tıpkı ışık parçacıklarının camdan geçişi kadar kolay geçebiliyor. Kurşun bile onları engelleyemiyor. Oysa bildiğiniz radyasyon kurşundan geçemez. Kurşun gibi daha pek çok metal nötronu tutamıyor.
Nötron ışınları hidrojen atomlarını saptayabiliyor. Işınlar, önemli yerlerinde hidrojen atomları bulunan biyolojik moleküllerin yapısını aydınlatıyor. Mesela motor yağının içindeki hidrojeni bile izlemek mümkün. Bilim adamları nötronların yönlendirilişine göre atomların çarpışma bölgesinde ne şekilde dizildiklerini, enerji kaybından ise maddenin niteliğini öğreniyorlar.
Reaktörde yapılan çalışmalardan biri, çalışmakta olan dört silindirli motorun içini izlemek. Nötron ışınlarıyla motor çalışırken içi filme alınacak.
Ve benzinin nasıl yandığını anlaşılacak. Yakıt, teoride olduğu gibi enjektörlerden eşit bir şekilde minik bulutlara dönüştürüldükten sonra mı ateşleniyor? Yoksa bu çevri içinde çok zor ateşlenen damlacıklar da oluşuyor mu? Bu sorular aynı zamanda yeni benzin arayışlarına da yanıt getirebilir.
200 nötron kaynağı
Dünya genelinde 200 kadar nötron kaynağının bulunduğu belintiliyor. Nötron ışını şöyle elde ediliyor: Uranyum çekirdekleri zincirleme reaksiyonla parçalanırken, durmadan nötron ışını üretiyor.
Çekirdekten fırlatılan nötronlar kullanılılır bir duruma getirilmek için denetil alkına alınıyor, yavaşlatılıyor, demetleniyor. Daha sonra ise folyolardan oluşan dar geçitlere sevkedilerek, ışını dalga boylarına göre ayıran kristal prizmalardan geçiriliyor.. Ve araştırmacıların kullanabileceği parçacıklar haline getiriliyor.
Özellikle belli bir dalga uzunluğundaki nötronlar yedi delikten birden geçebiliyor. Hangilerinin geçeceği ise isteğe göre ayarlanmakta. Nötronun bu özelliğinden yararlanarak, örneğin bir bilim adamı volkanizmanın büyük sırrını çözmek istiyor.
Koyu bir bulamaç olan lav, %1’den biraz fazla su içerdiği için bal kıvamına nasıl meydana geldiği bilinmemekte. Tehlikeli püskürmeleri tahmin etmek isteyen, kızgın lavlardaki su parçacıklarının rolünün ortaya çıkartılması gerekiyor.
İlaç sanayii de istiyor
Yine nötron ışınlarıyla, cilde sürülen ilaçların bedenin içine nasıl girdikleri araştırılacak. İlaç endüstrisi, ilaçların etken maddelerinin hedefe uygun yerlere boşaltılması için yine nötron ışınlarından yararlanmak istiyor.
Çok küçük nano parçacıklarının davranışları da, bu proje çerçevesinde araştırma konusu. Mesela, aynı anda binlerce telefon konuşmasını ileten dokuma ipliği inceliğinde cam elyaftaki nanoların davranışı gibi.
Nano teknoloji sanayisi, ilginç malzemeler arayışında. Mesela köpüklü bir malzemeden üretilmesi düşünülen geleceğin otomobilleri suyun üzerinde yüzecek kadar hafif olmasına rağmen yine de çok sağlam olacaklar. Ama bu nasıl yapılacak?
Nötron ışınları, dedik ya, bilimin yeni oyuncağı.. daha fazla bilgi için: www.frm2.tu-muenchen.de/
Mağara içindeki su nasıl mavi oluyor?
Soru: Gökyüzü renginin yansıması sonucu denizlerin mavi renkli olduğu söyleniyor. Peki bazı mağaraların içindeki suyun rengi de mavidir. Bu nasıl oluyor?
Yanıt: Deniz suyu mavi renkli görünür, çünkü daha kısa dalgaboyuna sahip mavi renk dışında ışığın tüm dalgaboylarını emer. Böylece mavi dalgaboyu homojen olarak dağılır.
Deniz suyundaki renk değişiminin nedeni ise biraz daha farklıdır, deniz suyunun içindeki planktonların tipine ve yoğunluğu bu rengi belirler. Tropik okyanuslar berraktır, çünkü içinde çöküntü ve plankton bulunmaz. Aslında bu sular daha soğuk, plankton bakımından daha zengin denizlere göre daha sterildir. İnorganik parçacıklar ve suyun içindeki erimiş maddeler de ışığı emer veya dağıtır. Bu da suyun berraklığını büyük ölçüde etkiler.
Özetle yansıyan ışık açık denizlerin rengini etkiler ancak belirlemez. Saf su bile hafif oranda mavi-yeşil tonlardadır, çünkü ışığın kırmızı ve turuncu kısmını filtre eder. Mağara içinde, mavi ve yeşil dışındaki dalgaboylarının güçlü emilimi gök rengi dediğimiz tonu koyulaştırır. Aslında, böyle bir ışık çok az miktarda kırmızı içerdiği için uzun süre denizaltında görevlendirilen denizciler, karaya döndüklerinde bir süre her şeyi kırmızı tonlarda görürler.
İklimde değişiklik şampanyayı etkileyecek mi?
Soru: Bir dergide okudum; sıcaklık artışının şampanya yapılan bağları olumsuz yönde etkiyeceği belirtiliyordu, bu doğru mu?
Yanıt: Bu haber, bir Fransız fizikçinin iddası üzerine kuruluydu. Gèrard Liger-Belair adındaki fizikçiye göre, Fransa’nın Champagne bölgesinde iklimin giderek ısınması üzüm bağlarını etkiliyor, yapraklarda fotosentezi hızlandırıyor ve şeker oluşumunu artırıyor. Şampanyanın tadı çok hassastır, bu durum üzümdeki asit oranını azaltıyor ve şampanyanın eski tadı kayboluyor..
Fakat kıta Avrupasındaki bu iklim değişikliğinin giderek İngiltere’yeyarayacağına dair raporlar var. University of Southern Oregon’dan Gregory Jones, hazırladığı bir makalede, şampanya için ideal iklimin İngiltere’ye kaydığını ileri sürdü. Ayrıca şampanyanın Fransadaki toprağının hemen hemen aynısı İngiltere’de bulunduğu için, toprak açısından da şampanya İngiltere’de vatanındaymış gibi üretilebilecek!
Morötesi ışık, damarları göstermez mi?
Evet, morotesi ışık damarları göstermez. Şimdi bul bilgiden yola çıkan Batı ülkelerindeki bazı lokanta ve bar sahipleri tuvaletleri morötesi ışıkla aydınlatmaya başladı. Nedeni: insanların tuvaletlerde damarlarına uyuşturucu enjekte etmelerine önlemek.
Elimizin üzerindeki damarlar, en rahat görünen damarlardır ve kan alımı da buralardan yapılır. Bu damarların mavimsi renkte olduğunu biliyoruz. Morötesi ışık altında elinize bakarsanız, bu damarları görmeniz çok zorlaşır, hatta mümkün olmaz.. Böylece mor ötesi ışık altında damarlarına uyuşturu zerkedecek olanlar, buraları tercih etmezler, nedeni ise iğneyi nereye batıracaklarını görememeleri.
Bilim adamları yeni motor yağı, ileri teknoloji bebek bezleri ve nano ilaçlar gibi geleceğin ürünlerini test etmek için onları nötronla ışınlıyor ve maddelerin içlerine bakıyorlar. Yeni bir araştırma reaktörü sayesinde maddelerin içleri, bugüne değin elde edilmemiş çözünürlükte görüntülenmekte.
Münih’teki Garching Teknik Üniversitesi’nde 435 milyon Euro’ya malolan araştırma reaktörü nötron ışınları püskürmeye başladı. Uranyum bloğundan yansıyan ışınlar hala gizler taşıyan maddeleri aydınlatacak: Otomobil motoru, kas hücreleri, bilgisayar için yeni manyetik bellekler gibi.
Dev makine ilk bakışta düşük ışıma kuvvetine sahip. Hatta gece evlerde açık bırakılan ampullerden bile düşük. Ancak reaktörde elde edilen nötron ışınları, bu düşük ışıma kuvvetine rağmen, başka ışınlarda olmayan bir özelliğe sahip: maddelerin içlerini delip geçiyor ve içlerini yansıtıyorlar.
Bilim artık nötronu hemen hemen her alanda kullanıyor. Tümörlü dokular dahil, suyun, ahşap köşebentlere sızışından tutun hemen neredese herşey nötron ışınlarıyla gözlenir hale geldi.
Bu bakımdan nötron ışınları bilimin yeni bebeği, veya son oyuncağı bile sayılabilir. Sadece bilimin mi? Sanayi uzun süredir üretimlerini test etmek için böyle bir kaynak bekliyordu.
Nötronun özellikleri
Nötron ışınları, elektrik yüklü olmadıkları için katı madde içinden tıpkı ışık parçacıklarının camdan geçişi kadar kolay geçebiliyor. Kurşun bile onları engelleyemiyor. Oysa bildiğiniz radyasyon kurşundan geçemez. Kurşun gibi daha pek çok metal nötronu tutamıyor.
Nötron ışınları hidrojen atomlarını saptayabiliyor. Işınlar, önemli yerlerinde hidrojen atomları bulunan biyolojik moleküllerin yapısını aydınlatıyor. Mesela motor yağının içindeki hidrojeni bile izlemek mümkün. Bilim adamları nötronların yönlendirilişine göre atomların çarpışma bölgesinde ne şekilde dizildiklerini, enerji kaybından ise maddenin niteliğini öğreniyorlar.
Reaktörde yapılan çalışmalardan biri, çalışmakta olan dört silindirli motorun içini izlemek. Nötron ışınlarıyla motor çalışırken içi filme alınacak.
Ve benzinin nasıl yandığını anlaşılacak. Yakıt, teoride olduğu gibi enjektörlerden eşit bir şekilde minik bulutlara dönüştürüldükten sonra mı ateşleniyor? Yoksa bu çevri içinde çok zor ateşlenen damlacıklar da oluşuyor mu? Bu sorular aynı zamanda yeni benzin arayışlarına da yanıt getirebilir.
200 nötron kaynağı
Dünya genelinde 200 kadar nötron kaynağının bulunduğu belintiliyor. Nötron ışını şöyle elde ediliyor: Uranyum çekirdekleri zincirleme reaksiyonla parçalanırken, durmadan nötron ışını üretiyor.
Çekirdekten fırlatılan nötronlar kullanılılır bir duruma getirilmek için denetil alkına alınıyor, yavaşlatılıyor, demetleniyor. Daha sonra ise folyolardan oluşan dar geçitlere sevkedilerek, ışını dalga boylarına göre ayıran kristal prizmalardan geçiriliyor.. Ve araştırmacıların kullanabileceği parçacıklar haline getiriliyor.
Özellikle belli bir dalga uzunluğundaki nötronlar yedi delikten birden geçebiliyor. Hangilerinin geçeceği ise isteğe göre ayarlanmakta. Nötronun bu özelliğinden yararlanarak, örneğin bir bilim adamı volkanizmanın büyük sırrını çözmek istiyor.
Koyu bir bulamaç olan lav, %1’den biraz fazla su içerdiği için bal kıvamına nasıl meydana geldiği bilinmemekte. Tehlikeli püskürmeleri tahmin etmek isteyen, kızgın lavlardaki su parçacıklarının rolünün ortaya çıkartılması gerekiyor.
İlaç sanayii de istiyor
Yine nötron ışınlarıyla, cilde sürülen ilaçların bedenin içine nasıl girdikleri araştırılacak. İlaç endüstrisi, ilaçların etken maddelerinin hedefe uygun yerlere boşaltılması için yine nötron ışınlarından yararlanmak istiyor.
Çok küçük nano parçacıklarının davranışları da, bu proje çerçevesinde araştırma konusu. Mesela, aynı anda binlerce telefon konuşmasını ileten dokuma ipliği inceliğinde cam elyaftaki nanoların davranışı gibi.
Nano teknoloji sanayisi, ilginç malzemeler arayışında. Mesela köpüklü bir malzemeden üretilmesi düşünülen geleceğin otomobilleri suyun üzerinde yüzecek kadar hafif olmasına rağmen yine de çok sağlam olacaklar. Ama bu nasıl yapılacak?
Nötron ışınları, dedik ya, bilimin yeni oyuncağı.. daha fazla bilgi için: www.frm2.tu-muenchen.de/
Mağara içindeki su nasıl mavi oluyor?
Soru: Gökyüzü renginin yansıması sonucu denizlerin mavi renkli olduğu söyleniyor. Peki bazı mağaraların içindeki suyun rengi de mavidir. Bu nasıl oluyor?
Yanıt: Deniz suyu mavi renkli görünür, çünkü daha kısa dalgaboyuna sahip mavi renk dışında ışığın tüm dalgaboylarını emer. Böylece mavi dalgaboyu homojen olarak dağılır.
Deniz suyundaki renk değişiminin nedeni ise biraz daha farklıdır, deniz suyunun içindeki planktonların tipine ve yoğunluğu bu rengi belirler. Tropik okyanuslar berraktır, çünkü içinde çöküntü ve plankton bulunmaz. Aslında bu sular daha soğuk, plankton bakımından daha zengin denizlere göre daha sterildir. İnorganik parçacıklar ve suyun içindeki erimiş maddeler de ışığı emer veya dağıtır. Bu da suyun berraklığını büyük ölçüde etkiler.
Özetle yansıyan ışık açık denizlerin rengini etkiler ancak belirlemez. Saf su bile hafif oranda mavi-yeşil tonlardadır, çünkü ışığın kırmızı ve turuncu kısmını filtre eder. Mağara içinde, mavi ve yeşil dışındaki dalgaboylarının güçlü emilimi gök rengi dediğimiz tonu koyulaştırır. Aslında, böyle bir ışık çok az miktarda kırmızı içerdiği için uzun süre denizaltında görevlendirilen denizciler, karaya döndüklerinde bir süre her şeyi kırmızı tonlarda görürler.
İklimde değişiklik şampanyayı etkileyecek mi?
Soru: Bir dergide okudum; sıcaklık artışının şampanya yapılan bağları olumsuz yönde etkiyeceği belirtiliyordu, bu doğru mu?
Yanıt: Bu haber, bir Fransız fizikçinin iddası üzerine kuruluydu. Gèrard Liger-Belair adındaki fizikçiye göre, Fransa’nın Champagne bölgesinde iklimin giderek ısınması üzüm bağlarını etkiliyor, yapraklarda fotosentezi hızlandırıyor ve şeker oluşumunu artırıyor. Şampanyanın tadı çok hassastır, bu durum üzümdeki asit oranını azaltıyor ve şampanyanın eski tadı kayboluyor..
Fakat kıta Avrupasındaki bu iklim değişikliğinin giderek İngiltere’yeyarayacağına dair raporlar var. University of Southern Oregon’dan Gregory Jones, hazırladığı bir makalede, şampanya için ideal iklimin İngiltere’ye kaydığını ileri sürdü. Ayrıca şampanyanın Fransadaki toprağının hemen hemen aynısı İngiltere’de bulunduğu için, toprak açısından da şampanya İngiltere’de vatanındaymış gibi üretilebilecek!
Morötesi ışık, damarları göstermez mi?
Evet, morotesi ışık damarları göstermez. Şimdi bul bilgiden yola çıkan Batı ülkelerindeki bazı lokanta ve bar sahipleri tuvaletleri morötesi ışıkla aydınlatmaya başladı. Nedeni: insanların tuvaletlerde damarlarına uyuşturucu enjekte etmelerine önlemek.
Elimizin üzerindeki damarlar, en rahat görünen damarlardır ve kan alımı da buralardan yapılır. Bu damarların mavimsi renkte olduğunu biliyoruz. Morötesi ışık altında elinize bakarsanız, bu damarları görmeniz çok zorlaşır, hatta mümkün olmaz.. Böylece mor ötesi ışık altında damarlarına uyuşturu zerkedecek olanlar, buraları tercih etmezler, nedeni ise iğneyi nereye batıracaklarını görememeleri.