Yeni lazer tekniği teknolojik gelişmelerin yolunu açtı
Güncelleme Tarihi:
Oluşturulma Tarihi: Ekim 22, 2005 00:00
2005 Nobel Fizik ödülü alan bilim adamlarının çalışmaları sayesinde, çok daha kesin GPS konumlama sistemi, hızlı internet erişimi ve daha birçok yeni teknolojik yeniliklere kavuşuyoruz.
Ünlü fizikçi Albert Einstein bundan yüz yıl önce ışık huzmesinin, taneli parçacıklar olarak yani kuanta olarak da tanımlanıp tanımlanmayacağını sorarak, lazer tekniğinin teorik temelini atmıştı. Amerikalı bilim adamı Charles Townes tam elli yıl sonra topluiğneden daha küçük, salınımlı enerji ışınları üretmeye başarınca bu teori pratikte uygulanabilir hale geldi. Bugün artık ister CD aletleri olsun, ister süpermarketlerdeki barkod tarayıcıları veyahut da göz kliniklerindeki lazer bisturileri olsun lazer aletleri olmadan düşünülemez bile.
Bu yılın Fizik Nobel ödülünü alan bilim adamlarından ikisi olan John Hall (Colorado Üniversitesi) ve Theodor H?nsch’in (Garching Max-Planck Kuantum Optiği Enstitü) çalışmaları sayesinde lazer kesin bir şekilde tasarlanabilmekte.
Frekans tarayıcı
İki bilim adamı tarafından geliştirilen ‘Frekans tarayıcısı’ salınımlı ışığı saç inceliğinde, dalga boylarına göre sıralamakta. Frekans tarayıcı tekniği farklı alanlarda kullanılabilecek. Yeni ışın saatlerinde, ışık huzmelerinin salınımı ‘sarkaç’ görevini görerek, dakikayı veya metreyi bugüne kadar mümkün olandan bin kat daha kesin bir şekilde ölçebilecek. Ayrıca GPS konumlama tekniği de geliştirilebilecek.
Bu çalışma hidrojen atomu için geliştirilen lazer spektroskopisi ile motive edilmişti. Bu atomun yapısı çok basittir. Tayf çizgilerinin kesin bir şekilde belirlenmesiyle, doğa sabitesinin geçerliliğiyle ilgili sonuçlar elde edilmekte. Mesela zaman içinde değişip değişmedikleri gibi. Fakat hidrojendeki lazer spektroskopunda 1980’li yıllarda optik dalga boylarının interferometrik ölçümleriyle elde edilen kesinlik daha fazla geliştirilemez hale geldi.
Max-Planck Kuantum Optiği Enstitüsü bilim adamları yeni yöntemler arayarak optik frekans tarayıcısı sentezleyicisini geliştirdiler. Aletin bu şekilde adlandırılmasının nedeni ilk başta, sabit frekans aralığına sahip yüz binlerce tayf çizgisinden meydana gelen tek renkli çok kısa ışık tepilerinden bir ışık tayfı oluşturmasıydı.
Bir cetvel gibi
Bu tür bir frekans tarayıcısı bir cetvel gibidir. Belli bir ışının frekansı belirlenmek isteniyorsa, tarayıcının tayf çizgileriyle karşılaştırılarak buna en ‘uygun’ olanı bulunur. H?nsch bu ‘ölçüm aletini’ geliştirdiği için 1998 yılında da Philipp Morris Araştırma ödülünü almıştı.
Yeni ışık kaynağı ilk olarak çok ince morötesi hidrojen çizgisinin frekansını belirlemek için kullanıldı. Bu frekans artık virgülün arkasındaki 15 basamakla kesin olarak belirlenebiliyor.
Frekans tarayıcısı bugün artık çok sayıda laboratuarda optik frekans ölçümlerinin temelini oluşturmakta. Menlo Systems firması 2002 yılından bu yana dünyanın birçok yerindeki laboratuara ticari frekans tarayıcısı sentezleyicisi ihraç ediyor.
2005 Fizik Nobel ödülünü paylaşan üçüncü bilim adamı Harvard Üniversitesi’nden Roy Glauber ise kuantum teorisi ve optiği birleştirerek kuantum optiğinin temelini attı.
Glauber, böylece ampul gibi termik ışık kaynağı ve sadece belli başlı frekans ve fazı yayan, frekans ve faz karışımı arasındaki temel farkı ortaya koymuş oldu.
Lazerin dünü ve geleceği
1905 Albert Einstein ışın kuanta hipotezini açıkladı ve 1916 yılında bu hipotezden lazer tekniğinin temelini açıklayan teoriyi üretti.
1960 Arthur Schawlow ve Charles Townes lazer fikrinin patentini aldılar. Theodore Maiman ilk işlevsel lazeri sundu.
İletişim
1970 Cam elyafı, lazer ışını sayesinde bilgileri uzak mesafelere iletiyor.
1982 İlk CD çalıcılarıyla, optik bellek medyaları eğlence elektroniğindeki önemli yerlerini alıyorlar.
Tıp
1986 İlk lazerli göz ameliyatı. Lazer, cerrahide kullanıla gelen bir araç haline geliyor.
Endüstri
Lazer tekniği modern endüstrinin anahtar teknolojisi haline geldi.
Lazerin geleceği...
Frekans tarayıcısı gibi çok hassas ışık ölçüm yöntemleri teknolojik gelişmelerin yolunu açtı.
Daha önce mümkün olmayan kesinlikte zaman ölçümü sağlandı, mesela bir sadece bir santimetre hata payı ile GPS konumlama gibi.
Cam elyaf kablolarındaki bin misli iletim gücü bilişim tekniğinde devrim yarattı
Yeni, yüksek çözünürlüklü holografik filmler
Lazerli kuantum bilgisayarı üretimi
(grafik bilgileri Spiegel’den alındı)
Kaynaklar:www.mpg.de, http://science.orf.at, 4.10.05, der Spiegel 41/2005
Bu yılın Fizik Nobel ödülünü alan bilim adamlarından ikisi olan John Hall (Colorado Üniversitesi) ve Theodor H?nsch’in (Garching Max-Planck Kuantum Optiği Enstitü) çalışmaları sayesinde lazer kesin bir şekilde tasarlanabilmekte.
Frekans tarayıcı
İki bilim adamı tarafından geliştirilen ‘Frekans tarayıcısı’ salınımlı ışığı saç inceliğinde, dalga boylarına göre sıralamakta. Frekans tarayıcı tekniği farklı alanlarda kullanılabilecek. Yeni ışın saatlerinde, ışık huzmelerinin salınımı ‘sarkaç’ görevini görerek, dakikayı veya metreyi bugüne kadar mümkün olandan bin kat daha kesin bir şekilde ölçebilecek. Ayrıca GPS konumlama tekniği de geliştirilebilecek.
Bu çalışma hidrojen atomu için geliştirilen lazer spektroskopisi ile motive edilmişti. Bu atomun yapısı çok basittir. Tayf çizgilerinin kesin bir şekilde belirlenmesiyle, doğa sabitesinin geçerliliğiyle ilgili sonuçlar elde edilmekte. Mesela zaman içinde değişip değişmedikleri gibi. Fakat hidrojendeki lazer spektroskopunda 1980’li yıllarda optik dalga boylarının interferometrik ölçümleriyle elde edilen kesinlik daha fazla geliştirilemez hale geldi.
Max-Planck Kuantum Optiği Enstitüsü bilim adamları yeni yöntemler arayarak optik frekans tarayıcısı sentezleyicisini geliştirdiler. Aletin bu şekilde adlandırılmasının nedeni ilk başta, sabit frekans aralığına sahip yüz binlerce tayf çizgisinden meydana gelen tek renkli çok kısa ışık tepilerinden bir ışık tayfı oluşturmasıydı.
Bir cetvel gibi
Bu tür bir frekans tarayıcısı bir cetvel gibidir. Belli bir ışının frekansı belirlenmek isteniyorsa, tarayıcının tayf çizgileriyle karşılaştırılarak buna en ‘uygun’ olanı bulunur. H?nsch bu ‘ölçüm aletini’ geliştirdiği için 1998 yılında da Philipp Morris Araştırma ödülünü almıştı.
Yeni ışık kaynağı ilk olarak çok ince morötesi hidrojen çizgisinin frekansını belirlemek için kullanıldı. Bu frekans artık virgülün arkasındaki 15 basamakla kesin olarak belirlenebiliyor.
Frekans tarayıcısı bugün artık çok sayıda laboratuarda optik frekans ölçümlerinin temelini oluşturmakta. Menlo Systems firması 2002 yılından bu yana dünyanın birçok yerindeki laboratuara ticari frekans tarayıcısı sentezleyicisi ihraç ediyor.
2005 Fizik Nobel ödülünü paylaşan üçüncü bilim adamı Harvard Üniversitesi’nden Roy Glauber ise kuantum teorisi ve optiği birleştirerek kuantum optiğinin temelini attı.
Glauber, böylece ampul gibi termik ışık kaynağı ve sadece belli başlı frekans ve fazı yayan, frekans ve faz karışımı arasındaki temel farkı ortaya koymuş oldu.
Lazerin dünü ve geleceği
1905 Albert Einstein ışın kuanta hipotezini açıkladı ve 1916 yılında bu hipotezden lazer tekniğinin temelini açıklayan teoriyi üretti.
1960 Arthur Schawlow ve Charles Townes lazer fikrinin patentini aldılar. Theodore Maiman ilk işlevsel lazeri sundu.
İletişim
1970 Cam elyafı, lazer ışını sayesinde bilgileri uzak mesafelere iletiyor.
1982 İlk CD çalıcılarıyla, optik bellek medyaları eğlence elektroniğindeki önemli yerlerini alıyorlar.
Tıp
1986 İlk lazerli göz ameliyatı. Lazer, cerrahide kullanıla gelen bir araç haline geliyor.
Endüstri
Lazer tekniği modern endüstrinin anahtar teknolojisi haline geldi.
Lazerin geleceği...
Frekans tarayıcısı gibi çok hassas ışık ölçüm yöntemleri teknolojik gelişmelerin yolunu açtı.
Daha önce mümkün olmayan kesinlikte zaman ölçümü sağlandı, mesela bir sadece bir santimetre hata payı ile GPS konumlama gibi.
Cam elyaf kablolarındaki bin misli iletim gücü bilişim tekniğinde devrim yarattı
Yeni, yüksek çözünürlüklü holografik filmler
Lazerli kuantum bilgisayarı üretimi
(grafik bilgileri Spiegel’den alındı)
Kaynaklar:www.mpg.de, http://science.orf.at, 4.10.05, der Spiegel 41/2005