Jüpiter gibi gezegenler suyu altına dönüştürüyor. Uluslararası bir fizikçi ekibi, Jüpiter gibi Güneş Sistemi’ndeki dev gezegenlerde bulunanların sırasına göre, suyu metalik ve iletken hale getirmeyi başardığını açıkladı.
Jüpiter gibi gezegenler suyu altına dönüştürüyor
Çalışma, suyun tıpkı bakır veya altın gibi metalik bir iletken gibi davranabileceğini doğrulamaktadır.
Uzmanlar, bir videoda, sıvı bir sodyum ve potasyum alaşımının yüzeyinde bir su filminde metalik ve altın bir fazın birkaç saniyelik görünümünü gösterdiler. Deneyler, Berlin, Almanya’da bulunan bir araştırma merkezi olan Synchrotron Radyasyonu için Berlin Elektron Depolama Halkası Derneği’nde (Bessy) gerçekleştirildi.
KUANTUM SÜRECİ
Neredeyse simyacılar için tipik olan bu “dönüşüme” izin veren bir kuantum mekanizmasıdır. Örneğin hidrojen gibi bir malzeme örneğini yeterince sıkıştırırken, elektronlardan oluşan enerji bantları üst üste binerek malzemenin metalik bir iletken olmasına neden olur.
Nature dergisinde yayınlanan bir makaleye göre, belirli maddelerin etkisini alkali metallerle birleştiren bir cihaz sayesinde, malzemeyi Dünya’nın merkezinde hakim olan tipik aşırı basınçlara maruz bırakmaya gerek kalmadan metalik davranış elde edilir.
NEREDEYSE NORMAL DURUMLARDA
Bu bilimsel çalışmanın büyük yeniliği, suyu metalik bir formda ve altın bir tonda takdir etmenin görsel etkisinin ötesinde, belirli aşırı basınç durumlarında mümkün olduğu bilinen bir dönüşümü pratik olarak normal koşullarda gerçekleştirmeyi başarmış olmasıdır.
Sonuç olarak, mekanizma, endüstri ve teknoloji veya temel bilim etrafında olsun, çok çeşitli uzmanlık ve disiplinlerde yeni bir uygulama alanı açabilir.
Normal basınç ve sıcaklık koşulları altında, saf su neredeyse mükemmel bir yalıtkandır, ancak yalnızca maksimum basınç altında iletken bir metal gibi davranabileceğine inanılıyordu.
Bu uç özellikler, örneğin Jüpiter gezegeninin belirli bölgelerinde ortaya çıkabilir, ancak Dünya yüzeyinde elde edilemezler. Belirtilen kuantum süreci sayesinde, fizikçiler gezegenimizin yüzeyinde aynı sonucu elde ettiler.
ÇİFT OKULU AŞMAK
Metalik su elde etmek için teorik olarak gerekli basınçlar, dünya yüzeyinde elde edilenlerden 50 milyon kat daha yüksek değerlere eşdeğerdir. Bu engel nasıl aşılır ve geleneksel baskı ile aynı etki nasıl elde edilir?
Uzmanlar, elektronları, sodyum ve potasyumu kolayca serbest bırakan alkali metalleri kullanmayı düşündüler. Sorun, su ile reaksiyonların patlayıcı hale gelebilmesidir, bu nedenle üstesinden gelinmesi gereken başka bir sorun vardı.
Araştırmacıların başarısını mümkün kılan “hile”, oda sıcaklığında sıvı halde bulunan bir sodyum-potasyum alaşımı kullanmaktı. Bu sayede bir nevi “damlama” yapılmasına olanak sağlar.
Özel bir cihaz vasıtasıyla, vakum koşulları altında ve su buharı enjekte edilerek, alaşım damlalarının yüzeyinde birkaç molekül kalınlığında bir yoğunlaştırılmış su filmi oluşturmak mümkün oldu.
Metalik faz, suya metalik bir iletkenin karakterini veren kuantum süreci olan üst üste binmiş elektronlarla enerji bantlarının hareketinden üretildi.