Klasik elektromanyetizmada, Ampere yasası 1826 yılında Andre-Marie Ampere tarafından keşfedildi. Bu yasa elektrik akımı geçiren kapalı bir ilmek etrafında manyetik alanın oluşması ile ilgilidir. James Clerk Maxwell bu yasayı 1861 yılındaki On Physical Lines of Force isimli makalesinde hidrodinamik kullanarak tekrar türetmiştir. Ayrıca Ampere yasası Maxwell denklemlerinden biridir. Ampere yasası ile manyetik alanı nasıl hesaplayacağımızı görmeden önce bazı bilgilerimizi tazeleyelim ve sonra Ampere yasasını elde edelim. Elektrik akımı bir devredeki bir noktada geçen yük akışı olarak tanımlanır. Bir iletken içinde, akımı sıklıklar akım yoğunluğu olarak ifade edilir. Bu akım yoğunluğunun birimi de A/m 'dir. Akım bazen de bir kesit alandan geçen akım yoğunluğunun akısı olarak adlandırılır. Bu manyetizma için Gauss yasasına göre bir kapalı yüzeyden geçen net manyetik akı monopole gibi şeylerin olmamasından dolayı sıfırdır. Her bir mıknatıs bir kuzey ve bir güney kutba sahiptir ve bir kapalı yüzey içinde yer alan herhangi bir mıknatıs aynı sayıda o yüzeye giren ve çıkan akı çizgilere sahip olacaktır. Bu da net akının sıfır olduğu anlamına gelir. Ampere yasası ise eğer biz kapalı yüzey integralini kapalı bir çizgi integrali ile değiştirirsek, eğri uzunluğu ile çarpılan manyetik alanın serbest uzayın manyetik geçirgenliği ile kapalı akımların toplamının çarpımına eşit olduğunu söyler. Nokta çarpımda cos 'lı bir ifademiz olduğumuzu hatırladığımızda yol boyunca B manyetik alanın bileşenin değiştiğini görürüz. Amper yasasında bu nedenle manyetik alana paralel akışlarla ilgileniriz. Böylece aradığımız B manyetik alanının bileşeni 'nın ya 0 ya da 180 olduğu durumlara aittir. Bir önceki yazımızda ele aldığım, Biot-Savart yasası nasıl ki manyetizma için Coulomb yasasının benzeri ise Ampere yasası da manyetizma için bir Gauss yasasıdır. Bunu da yukarıdaki eşitlikten görmek mümkün. Şimdi bir I akımı taşıyan bir telden r uzaklıktaki manyetik alanın büyüklüğünü belirlemek için Ampere yasasını kullanalım. Telin içinde ve dışında manyetik alanı bulmaya çalışalım, Telin dışındaki manyetik alanı r>a durumu için elde edebiliriz, Bu tam da, ilk bulduğumuz ifade ile aynı olur. Sadece akım ifadesini genişlettik. Telin içindeki manyetik alanı r<a durumu için elde edebiliriz,


Elektromanyetizmada Biot-Savart yasası bir elektrik alan tarafından üretilen manyetik alanı tanımlayan bir denklemdir. Bu yasa manyetik alanın elektrik akımının büyüklüğüne, yönüne, uzunluğuna ve ona yakınlığına bağlı olduğunu söyler. Ayrıca Biot-Savart yasası manyetostatik yaklaşımda da geçerlidir ve manyetizma için Gauss yasası ve Ampere'nin devre yasası ile de uyumludur. Yasa adını 1820 yılında elektrik akımı ile manyetik alan arasındaki ilişkiyi keşfeden Jean-Baptiste Biot ve Felix Savart'tan almaktadır. Bu yazıda sürekli akım tarafından üretilen manyetik alanı açıklamaya çalışacağız. Bu açıklamayı yaparken manyetik alanın yönüne ve büyüklüğüne değişik faktörlerin nasıl etkilediğini ifade edip sonra Biot-Savart yasası kullanılarak manyetik alanı hesaplayacağız. Elektrik akımının veya hareketli yüklerin manyetik alan kaynağı olduğunu manyetizma ile ilgili yazımızda belirtmiştik. dl gibi bir uzunluk elemanına sahip küçük bir akım taşıyan iletkenin taşıdığı I akımı manyetik alanın temel bir kaynağıdır. I akımı taşıyan dl akım elemanından r uzaklığındaki dB manyetik alanın büyüklüğü I akımı, dl uzunluğu ile doğru orantılı ve r uzaklığının karesi ile ters orantılı olduğu Biot ve Savart tarafından bulunmuştur. Manyetik alanın yönü ise dl çizgi elemanına diktir. Aşağıdaki şekil akım elemanı ve manyetik alan arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Şekilde, dl çizgi elemanını ve r yarıçap vektörünü kağıt düzleminde bulunan P alan noktasına bağlayan orta nokta çizgi elemanı olarak düşünelim. (1) eşitliğinden, biz manyetik alanın hem dl'ye hem de r'ye dik olmasını bekleriz. Böylece dB manyetik alanının yönü sağ el kuralı ile dl ve r tarafından oluşan düzleme dik olan eksenin yönündedir. , dl çizgi elemanı ve r yarıçap vektörü arasındaki açıdır. İletkenden dolayı P noktasında çıkan manyetik alan iletkenin uzunluğu boyunca (1) eşitliğinin integre edilmesiyle bulunabilir, B= dB . Bu yasanın kolayca Coulomb yasasının manyetik eşdeğeri olduğu görülebilir. Akım noktası veya akım segmentinden olan uzaklığın karesi ile manyetik alanın azalmasından temel olarak bu eşdeğerliği görebiliriz. Bir akım noktasının bir nokta yükten daha zor elde edilmesi gerçeğinden dolayı aralarında farklılık vardır. Biot-Savart yasası bir akım elemanı ile ilgilenir. Bir akım elemanı uzaklık ile akımın çarpılmasıyla bir manyetik eleman gibidir. Ancak bir akım elemanı tek bir noktada var olamaz. Bu nedenle, biz akım elemanın türevini ve nokta-akım elemanlarının bir yol üzerinden integralini almalıyız. - q ile Idl'yi yer değiştirirsek - Aynı zamanda E ile dB'yi de yer değiştirirsek Sonuç olarak biz akım elemanın bir nokta yükün tersine bir yöne sahip olduğunu göz önünde bulundurmamız gerekiyor. Bir manyetik alan akıma dik açılarda olduğunda en güçlüdür, biz yarıçapın yönünde çapraz çarpımı yapmak zorundayız, Yine burada , r ve l arasındaki açıdır. - Elektrik ve manyetik alanların her ikisi kaynak ve alan noktası arasındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. - Elektrik alanı üreten dq yük elemanı skalerdir ama Idl akım elemanı akımın yönüyle aynı yönde olan bir yöne sahip olan vektörel bir niceliktir. - Coulomb yasasına göre, herhangi bir P noktasındaki elektrik alanın büyüklüğü sadece herhangi bir P noktasından yük elemanına olan uzaklığa bağlıdır. Biot-Savart yasasına göre de manyetik alanın yönü akım elemanına diktir, aynı zamanda çizgi elemanına da. - Elektrik alanın ve manyetik alanın her ikisi de sırasıyla yük ve akım elemanı yani kaynakları ile orantılıdırlar. Bu doğrusallık yük ve akımın daha karmaşık dağımından dolayı alanı bulmayı, hesaplamayı basitleştirir. İlk önce bir I akımı taşıyan uzun, düz bir telden R uzaklığındaki manyetik alanı bulalım. Bunu yapmak için Biot-Savart yasasının uygun kullanımını belirlemek gerekir, Uzaklık ile ilgili olmayan terimleri integral dışına çekelim, Bu teli uzun, sonsuz uzunlukta olduğunu düşünelim ve integrali şu hali alır, Simetri ilkelerini kullanarak, telin yarısını alırız ve sınırlarımız böylelikle değişir. Sonra, bu simetri özellikleri bize son B manyetik alanın değerinin iki katını sağlayacaktır. - l, nokta akım elemanından telin en yakın noktasına kadar olan uzaklıktır. - R, tel ile P noktası arasındaki uzaklıktır - r, ise nokta akım elemanından P noktasına olan uzaklıktır Şimdi r2 yerine trigonometrik tanımından yararlanırız, Şimdi de dl diferansiyel ifadesini tanımlamaya ihtiyacımız var. Bunun için yine az önceki trigonometrik tanımdan yararlanırız, Şimdi yer değiştirip, integral alma zamanı ama bizim diferansiyelimiz değişti, bu nedenle integralin sınırları da değişmelidir. l->0 olduğunda, sonsuz küçük olur ve sıfıra yaklaşır, l-> olduğunda ise /2'ye yani 90 'ye yaklaşır. İşte böylelikle akım taşıyan bir tel etrafındaki manyetik alanı temel matematik bilgilerimizi kullanarak Biot-Savart yasası ile bulduk. Akım taşıyan bir ilmeğin merkezindeki manyetik alan ne olacaktır? Bulmak için öncelikle teli ilmeğin yarıçapı R ve I akımı taşıyan bir tel olarak kabul edelim. r akımın yönüne her zaman dik olduğu için, bizim dağınık entegrasyon konusunda endişelenmemize de gerek yoktur. Bundan başka, dairesel bir ilmek olduğu için de l, 2 r'ye eşittir. Bu durumda integral alma işlemi şu hali alır, Biot-Savart yasası ile birçok diğer geometride manyetik alanı bulmak kolayca mümkün olabilir. Biot-Savart yasası uygulamalarının daha az olduğu varsayılan Ampere yasasından daha doğrudur ki Ampere yasasını gelecek yazımızda ele alacağız. Ancak Ampere'ye göre uygulaması daha zordur. Bu nedenle, Biot-Savart yasası Ampere yasasının uygulanamadığı yerlerde kullanılma eğilimindedir.


Değişen bir manyetik alan elektromanyetik indüksiyonun Faraday yasasına göre elektriksel potansiyel farka karşılık gelen bir elektrik akımı indükleyecektir. Elektriksel ve manyetik olaylar yakından bağlıdır ve birbirinden ayrılamazlar. Ancak fizikçiler bu bağlantıyı 19. yüzyıla dek tam olarak anlamamışlardı. 19. yüzyılının ilk dönemlerinde fizikçiler elektriğin ve manyetizmanın birbiriyle bağlantılı olduğundan şüpheleniyorlardı ama henüz bir bağlantı bulamamışlardı. 1820 yılında Hans Christian Oersted elektrik akımının manyetik alanları indüklediğini bulduğunda, bu bağlantının bir kısmı keşfedilmiş oldu. Michael Faraday ve Joseph Henry 1830 yılında bu bağlantının tam tersini birbirlerinden bağımsız olarak keşfettiler. Değişen bir manyetik akının bir elektrik potansiyel farkını indüklediğini ve bunun da bir elektrik akımına neden olabildiğini buldular. Bir galvanometre veya bir ampermetre küçük elektrik akımlarını tespit edebilir. Bir çubuk mıknatıs etrafında birkaç bobin saralım, hatta daha fazla bobini sararsak bu etki de artar. Ölçerin bağlantı uçlarını telin sonlarına bağladıktan sonra herhangi bir akımın geçmediğini ölçer tespit edecektir. Ancak mıknatısı veya bobini kaydırdığımızda akımın oluştuğunu göreceksiniz. Bir manyetik alanda tel bobinleri döndürmek de bir akım üretir. Faraday'ın yasasının anlaşılması için manyetik akı kavramının anlaşılması gerekir. Manyetik akı bir yüzey veya yüzey alanı üzerindeki toplam manyetik alan miktarının ölçülmesinin bir yoludur. Tel bobin ile yapılan deneylerdeki alan bir örnek olabilir bu yüzey alanı meselesine. Eğer manyetik alan yönü yüzeye dik ise, sonra manyetik akı yüzey alanı ile manyetik alanın çarpımına eşit olur. Eğer manyetik alan yüzeye dik değilse, bu çarpım manyetik alan yönü ile yüzeye dik dışa doğru bakan çizginin arasındaki açının kosinüsü ile çarpılmalıdır. Bu yüzeye dik olan çizgi normal olarak adlandırılır. Manyetik akı matematiksel olarak şu denklemle ifade edilir, B manyetik akıdır. B genellikle manyetik alan olarak adlandırılır ama daha özel bir adı manyetik indüksiyondur. S toplam alandır ve manyetik alanın yönü ve yüzeyin normali arasındaki açıdır. Faraday tel bobinle ilgili benzer nicel deneyler yaparak gerilimin yani elektromotor kuvvetin indüklendiğini buldu ve bu yasa tek bir tel bobindeki elektromotor kuvvetin manyetik akıdaki değişimin zamanla değişiminin negatifine eşit olduğunu söyler. Eğer telin birden fazla döngüsü varsa , bu ifade bobindeki tel döngülerinin yani sarımlarının sayısı ile çarpılır. , indüklenen gerilimi veya elektromotor kuvveti temsil eder ve N ise telin sarımlarının sayısıdır. d B manyetik akıdaki değişimi ve dt ise zamandaki değişimi temsil eder. d B /dt zamana göre akımın türevidir. Negatif işaret indüklenen gerilimin yönünü verir. Lenz yasasına göre indüklenen akım veya gerilim kendisini oluşturan indüklenmedeki değişime zıt bir yönde olmalıdır. Faraday yasası elektromanyetizmanın en temel ve önemli yasalarından biridir. Bu yasa elektriksel makinelerin ve medikal alanın çoğunda uygulamaya sahiptir. - Elektrik Trafoları: Akımı veya gerilimi adım adım düşürmede veya artırmada kullanılan statik bir AC aygıtıdır. Bu aygıt enerji üreten istasyon, aktarım ve dağıtım sistemlerinde kullanılır. Trafoların çalışma prensibi Faraday yasası üzerine kuruludur. - Elektrik Jeneratörleri: Elektrik jeneratörlerinin temel çalışma ilkesi Faraday yasasının karşılıklı indüksiyon yasasıdır. Elektrik jeneratörü mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmede kullanılır. - İndüksiyon Ocaklar: Bir indüksiyon ocak pişirmenin en hızlı yoludur. Bu aygıt da karşılıklı indüksiyon ilkesine göre çalışır. Pişirme kabı altındaki bakır tel bobin boyunca akım geçtiğinde, değişen bir manyetik alan üretir bu akım. Bu da alternatif veya değişen manyetik alan bir elektromotor kuvveti indükler ve bu nedenle iletken kapta akım oluşur ve bu akım her zaman ısı üretir. - Elektromanyetik Akış Ölçer: Bu kanın ve belirli sıvıların hızının ölçülmesinde kullanılır. Bir manyetik alan içinden akışkanın geçtiği elektriksel olarak yalıtkan olan boruya uygulandığında Faraday yasasına göre bir elektromotor kuvvet indüklenir. Bu indüklenen elektromotor kuvveti akan akışkanın hızı ile orantılıdır. Tabi bu sıvı iletken olmalıdır. - Müzik Aletleri: Elektrogitar, elektro keman gibi müzik aletlerinde de Faraday yasası uygulanır. Oersted'in keşfi, Ampere yasası ve Gauss yasası ile birlikte Faraday yasası Maxwell'in parlak sentezi ile doruğa ulaşan elektromanyetik olgunun anlaşılmasında önemli bir yere sahip olmuştur.


Fizikte, manyetizma için Gauss yasası Maxwell denklemlerinden biridir. Bu yasa B manyetik alanın diverjansının sıfıra eşit olduğunu söyler. Bu ise manyetik tek kutupların var olmadığı anlamına gelir. Manyetik yüklerden ziyade manyetizma için temel eleman manyetik dipoldür. Manyetizma için Gauss yasası diferansiyel formda ve integral formda olmak üzere iki şekilde yazılabilir. Bu formlar diverjans teoreminden dolayı eşdeğerdir. Aslında manyetizma için Gauss yasası ismi tek bir kullanım değildir. Bu yasa ayrıca serbest manyetik kutupların yokluğu olarak da adlandırılmaktadır. Gauss yasasından kapalı bir S yüzeyinden geçen elektrik akı ifadesinin şöyle olduğu hatırlanabilir, Benzer şekilde kapalı bir S yüzeyinden geçen manyetik akı da şöyle tanımlanabilir, Gauss yasasına göre herhangi bir kapalı bir yüzey boyunca geçen elektrik akısı o yüzey tarafından çevrelenen net elektrik yükü ile doğru orantılıdır. Bir elektrik yükü ve bir manyetik monopol arasında var olan doğrudan bir benzetmeyi düşünürsek, herhangi bir kapalı yüzeyden geçen manyetik akının da bu yüzey tarafından çevrelenen manyetik kutupların sayısı ile doğru orantılı olduğunu tanımlayan ikinci bir yasanın formüle edilmesi beklenebilir. Ancak doğada henüz manyetik monopol gözlenememiştir. Bu nedenle manyetizmada Gauss yasası tanım olarak şu hali alır: Herhangi bir kapalı yüzeyden geçen manyetik akı sıfırdır. Çünkü bu kapalı yüzeyin içinde kalan net bir manyetik tek kutup veya manyetik monopol yoktur. Bu sadece manyetik monopollerin var olmadığını söylemenin başka bir yoludur ve aynı zamanda tüm manyetik alanların aslında dolaşan akımlar tarafından oluşturulduğunu söyler. Bu yasanın hemen doğal bir sonucu da kapalı bir yüzeye giren manyetik alan çizgilerinin sayısının her zaman bu kapalı yüzeyden çıkan manyetik alan çizgilerinin sayısına eşit olmasıdır. Başka bir deyişle: Manyetik alan çizgileri asla başlamayan veya bitmeyen kapalı döngüler oluşturur. Böylece, manyetik alan çizgileri elektrik alan çizgilerine göre oldukça farklı davranır. Elektrik alan çizgileri pozitif yüklerde başlayıp negatif yüklerde sonra erir ve asla kapalı döngüler oluşturmazlar. Manyetik alan çizgileri ise tam tersidir; bir N kutbundan bir S kutbuna doğru yönelirler. Manyetizma için Gauss yasasının diferansiyel ifadesi de şöyledir, Manyetik tek kutuplarının bulunması için araştırmalar sürse de, bunun çok uzakta olduğunu düşünenler bir hayli fazla. Eğer bulunursa da manyetizma için Gauss yasasında manyetik akı muhtemel bir manyetik yük yoğunluğu ile doğru orantılı olması beklenir.


Maxwell denklemleri Lorentz kuvveti yasası ile birlikte klasik elektrodinamik, klasik optik ve elektrik devrelerine kaynak oluşturan bir dizi kısmi diferansiyel denklemlerden oluşur. Aslında bu alanlar modern elektrik ve haberleşme teknolojilerinin altında yatan önemli alanlardır. Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alanların yükler ve akımlar tarafından nasıl değiştirildiği ve üretildiğini tanımlamaktadır. Bu denklemler sonra İskoç fizikçi ve matematikçi James Clerk Maxwell'in ismi ile adlandırılmıştır. Maxwell denklemleri iki büyük farklı biçime sahiptir. Maxwell denklemlerinin mikroskopik biçimi atomik ölçekte malzemelerdeki karmaşık yükleri ve akımları kapsayan toplam yük ve toplam akımı kullanır. Maxwell denklemlerin makroskopik seti atomik ölçekteki ayrıntıları dikkate almak zorunda kalmadan büyük ölçekteki davranışları açıklamada iki yeni yardımcı alan tanımlar . Maxwell denklemleri terimi sık sık bu denklemlerin alternatif diğer versiyonları için de kullanılır. Örneğin uzay-zaman formülasyonları yüksek enerji ve gravitasyonel fiziğinde yaygın olarak kullanılır. Uzay-zaman üzerinde tanımlanan bu formülasyonlar özel ve genel görelilikle açıkça uyumludur. Kuantum mekaniğinde, elektrik ve manyetik potansiyeller üzerine dayandırılan Maxwell denklemleri kullanımda tercih edilir. Kavramsal olarak, Maxwell denklemleri elektrik yükleri ve elektrik akımlarının elektrik ve manyetik alanlar için kaynak olarak nasıl hareket ettiklerini tanımlamaktadır. Dahası, zamanla değişen bir elektrik alanın zamanla değişen bir manyetik alanı nasıl ürettiği veya tam tersini de açıklamaktadır. Dört denklemden ikisi elektrik için Gauss yasası ve manyetizma için Gauss yasası, alanların yüklerden nasıl oluştuğunu açıklar . Diğer iki denklem ise alanların kendi kaynaklarının çevresinde nasıl dolaştığını açıklar; manyetik alan elektrik akımları ve Maxwell düzeltmesi ile Ampere yasasına göre zamanla değişen elektrik alanın çevresinde dolaşırken, elektrik alan Faraday yasasına göre zamanla değişen manyetik alanlar çevresinde dolaşır. Maxwell denklemleri fizikçilerin elektrodinamiği anlaması ve elektromanyetik dalgalarının varlığını öngörmesi için sentezlendi. 19. yüzyılın ortalarında fizikçiler elektriksel ve manyetik olayların birbirine bağlı olduğu sonucuna vardılar, parçalar halinde olsa da. Fizikçiler elektrodinamiğin bazı ayrıntılarını öğrendiler ama bu her şeyin bir araya nasıl geldiğini anlamaya yeterli değildi. Bu problem üzerinde çalışmayla bir on yıl kadar geçtikten sonra, İskoç fizikçi James Clerk Maxwell, 1865 ve 1868 yıllarında dört denklem içinde tüm elektromanyetik olayları sentezleyen iki makale yayınladı. Maxwell sonra bu denklemleri elektromanyetik dalgaların varlığını öngörmede ve ışığın bir elektromanyetik dalga olduğunu göstermede kullandı. Maxwell denklemlerinin ilki Gauss yasasıdır. Bir yüzey boyunca geçen elektrik akısı o yüzey boyunca geçen elektrik alan toplam miktarı ile ölçülür. Fiziksel olarak bu denklem bir hacmi çevreleyen bir yüzey üzerindeki toplam elektrik akısının o hacmin içerdiği toplam yükle orantılı olduğunu söyler. Bununla birlikte bu denklem elektrik yüklerinin elektrik alan oluşturdukları anlamına da gelir. Maxwell denklemlerinin ikincisi manyetizma için Gauss yasasıdır. Maxwell denklemlerinin birinci ve ikinci denklemleri arasındaki benzerlikler ve farklılıklara dikkat edilmeli. İlk denklemin sol tarafı toplam elektrik akısı iken, ikinci denklemde toplam manyetik akı vardır. Ancak en büyük farklılık denklemlerin sağ tarafındadır. Gauss yasasının elektrik akı versiyonu çevrelenmiş toplam bir yüke sahiptir. Manyetik akı için ise toplam manyetik akı her zaman sıfıra eşittir. Eğer elektrik ve manyetik olaylar benzer olarak davransaydılar, toplam manyetik akı da çevrelenmiş manyetik yükle orantılı olacak gibi görünüyor; bu benzerlik ve farklılıklara bakarak bunu söyleyebiliriz. Ancak çevrelenmiş toplam manyetik yük sıfır olmalı, üstelik her zaman. Maxwell denklemlerinin bu ikincisi fiziksel olarak manyetik monopoller şeklinde adlandırılan izole manyetik kutupların var olmadığı sonucunu ortaya koymaktadır. Manyetik monopoller izole pozitif veya negatif elektrik yüklerinin manyetik olarak eşdeğeridir. Kuzey ve güney manyetik kutuplar her zaman çiftler halinde vardırlar. İzole bir kuzey veya güney manyetik kutup yoktur. Henüz bulunamamıştır da denilebilir, çünkü manyetik kutup arayışında olan bilim insanları araştırmalarını sürdürüyorlar. Maxwell denklemlerinin üçüncüsü Faraday yasası değişen bir manyetik akının oluşturduğu manyetik alan ile ilgilidir. Bu yasa, manyetik alandaki değişimin bir elektrik alanı oluşturduğunu ifade eder. Elektrik alanlar ya elektrik yüklerinden ya da değişen manyetik alanlardan kaynaklanır. Maxwell'in dördüncü yasası Ampere yasasının genişletilmiş bir halidir. Maxwell-Ampere yasası olarak bilinir ve bu yasada, Maxwell Faraday yasasındaki denklemin sağ tarafına benzer olarak Ampere yasasındaki denklemin sağ tarafına başka bir terim eklemiştir. Faraday yasasındaki denklemde manyetik akının türevi vardı, Maxwell'in eklediği yeni terimde ise elektrik akının türevi vardır. Bu yeni eklenen terim fiziksel olarak değişen bir elektrik alanın bir manyetik alan oluşturduğu anlamına gelmektedir. Aslında manyetik monopollerin olmaması nedeniyle tüm manyetik alanlar değişen elektrik alanlar tarafından oluşturulur. Faraday yasasına Maxwell'in bir eklemede bulunmamasına dikkat edelim, Maxwell Faraday yasasına Ampere yasasındaki elektrik akımına benzer bir manyetik akım terimi eklememişti. Çünkü manyetik monopoller olmadan manyetik akım da olmaz. Maxwell bu denklemleri bir araya getirdikten sonra, denklemleri matematiksel olarak manipüle ederek bir dalga denklemi türetti. Bu elektromanyetik dalga denklemi elektromanyetik dalgaların varlığına dair doğru bir öngörü oldu. Bununla birlikte, bu elektromanyetik dalgaların teorik hızı ışığın hızının deneysel değerleri ile eşitti. Maxwell böylece ışığın bir tür elektromanyetik dalga olduğunu gösterdi ve elektrodinamik ile optiği birleştirdi. Maxwell denklemleri şüphesiz Newton yasaları ile birlikte klasik fiziğin en parlak sentezleri arasında yerini aldı.


Klasik mekanikte, biz bir parçacığın veya parçacıkların konumu ve momentumu ile genellikle çalışırız. Buradan biz sistem hakkında tüm fiziksel bilgiyi üretebiliriz. Yani sistem ile ilgili hız, enerji, açısal momentum gibi büyüklükler konum ve momentum üzerinden hesaplanabilir. Ancak, böyle bir yaklaşımla kuantum mekanik için ciddi problemlerle karşılaşılacağını görmek kolaydır. Çünkü, kuantum mekaniğinde belirli bir konum ve momentum hakkında konuşmak yanlıştır. Bu sorunun üstesinden gelmek için, parçacığın belirli bir konum veya momentum değeri yerine biz orada bulunan parçacığın uzayda her bir noktadaki olasılığını belirleriz. Biz parçacığın belirli bir momentuma sahip olma olasılığını da benzer olarak tanımlayabiliriz ancak bu yaklaşım başlangıçta kullanışlı değildir. Böylece kuantum mekaniğinde biz sistem hakkında tüm bilgiyi veren bir dalga fonksiyonuna sahip olmalıyız. Genel olarak bu dalga fonksiyonu kompleks olacaktır. Bu dalga fonksiyonun mutlağının karesi sistemin olasılık dağılımı anlamına gelecektir. Konum şimdi bir değişken değildir. Daha ziyade, konum veya momentum bir operatördür. Biz bunun nasıl çalıştığını görmeden önce, operatörleri daha iyi anlamak için haydi biraz konumuzdan sapalım. Örnek için iki sistem durumu ele alalım. Bu iki durumla, biz belirli bir özelliğin sadece iki değere sahip olabileceğini söyleriz. Şimdi sistemin bir dalga fonksiyonu bu durumların bir karışımı olacaktır. Dalga fonksiyonu K olduğunda, parçacık kırmızı olarak tanımlı ve M olduğunda ise mavi renklidir. Yani, genel olarak sistemin dalga fonksiyonu ikisinin doğrusal bir kombinasyonudur. |x| , parçacığın kırmızı renkte olduğu olasılığını verir ve bu iki durumlu bir sistem olduğu için, |y| =1-|x| 'de parçacığın mavi olma olasılığıdır. x ve y, karmaşık sayılar olabilir. Bu nedenle mutlak değer içerisinde karesini alırız. Kuantum mekaniğin temel varsayımı herhangi bir ölçümün operatörün özdurumlarının biri ile sisteme gönderilecek olmasıdır. Özdurumlar bir operatör tarafından değiştirilmemiş sistemin durumlarıdır. Bu örnekte, sistemin rengini ölçtüğümüzde biz bir renk operatörü ile dalga fonksiyonunu çarpıyoruz: kırmızı veya mavi. Yani, kuantum mekaniğine göre eğer bir renk ölçümü yapıyorsanız, sistemin rengini asla kırmızı ve mavinin bir karışımı olarak bulamazsınız. Kuantum mekaniği, sadece bazen sistemin kırmızı bazen de mavi olduğunu olasılıklara karşılık gelecek şekilde bulacağımızı söyler. Eğer sistemin başka bir özelliği ölçülmek istenseydi, karmaşık renk sonucuna varabileceğimiz bir durum bulabilirdiniz ama sizin bu karışımı gözlemeniz mümkün olmazdı. Belirsizlik ilkesi işte bu olgudan kaynaklanıyor. Olasılık etkisini görmek için, sistemi sıfırdan hazırlamak gerekir. Başka bir deyişle, bir ölçüm yapmadan önce, sistemin sonsuz zihinsel kopyalarını hazırlanması ve sonra onların her biri üzerine aynı ölçüm yapılmalıdır. Konuma geri dönelim, bu bir özel operatördür, konumun spektrumu yani özdeğerler aralığı süreklidir. Bizim örneğimiz ayrık bir sisteme sahipti. Çalışmanın ayrıntıları böyle bir operatör için daha karmaşıklaştı ama temel dayanak noktası tam olarak aynı kalmaktadır. Şimdi ne olacak? Biz kuantum mekaniğinin yeterince büyük bir ölçekte klasik mekaniğine indirgenmesi gerektiğini biliyoruz. Tek bir parçacık için, bu dalga fonksiyonu klasik konum etrafında pik yapar ve standart sapma yaklaşık olarak h Planck sabiri kadardır. Yani, normal ölçekler üzerinde, parçacığın belirsizlik etkisini göremeyiz. Klasik mekanik ile aynı sonuçları görmek için, biz bir beklenen değer kavramını kullanabiliriz. Bir işlemcinin beklenen değeri onun özdeğerlerinin sadece ortalama değeridir, karşılık gelen olasılıklar ile ağırlıklandırılmış olarak tabi. Konum ve momentumun beklenen değerleri klasik konum ve momentum gibi ilişkili oldukları gösterilebilir. Her bir parçacık bir dalga fonksiyonu tarafından temsil edilir. Bu dalga fonksiyonun kendisiyle çarpılmış hali belirli bir zamanda belirli bir konumda parçacığın bulunma olasılığını verir. Dalga fonksiyonu Schrödinger denkleminde kullanılır. Schrödinger denklemi Newton yasalarında ve klasik mekanikte enerjinin korunmasında rol oynar . Bu denklem, dinamik bir sistemin gelecekteki davranışı hakkında bilgi verir. Ayrıca olayların analitik ve hassas bir şekilde olasılığını öngörür. Schrödinger denklemi sonuçların dağılımını da tahmin eder. - Dalga fonksiyonu, parçacık hakkında tüm ölçülebilir bilgiyi içerir. - Eğer parçacık varsa, bulunma olasılığı bir yerlerde 1 olmalı, o zaman tüm uzayda toplandığında 1'dir. - Dalga fonksiyonu süreklidir. - Dalga fonksiyonu Schrödinger denklemi aracılığı enerji hesaplamalarına olanak tanır. - Dalga fonksiyonu üç boyutlu olasılık dağılımını sağlar. - Dalga fonksiyonu verilen bir değişkenin etkin ortalama değerinin hesaplanmasına izin verir. - Serbest bir parçacık için dalga fonksiyonu bir sinüs dalgasıdır. Bu hassas bir şekilde momentumun belirlendiği ve konumun tamamen belirsiz olduğunu işaret eder . Bir parçacıktan oluşan fiziksel bir sistemle bir dalga fonksiyonun birleştirilmesi kuantum mekaniğin varsayımlarından biridir. Bu dalga fonksiyonu sistem hakkında bilinebilecek her şeyi belirler. Dalga fonksiyonu konum ve zamanın tek bir değerli fonksiyonu olarak kabul edilir, çünkü belirli bir konum ve zamanda parçacığın bulunma olasılığının belirsizliğe yer vermeyen tam bir değer olmasını garanti etmesi yeterlidir. Dalga fonksiyonu karmaşık bir fonksiyon olabilir, belirli bir durumda parçacığın gerçek fiziksel bulunma olasılığını belirlemek amacıyla onun karmaşık eşleniği ile çarpılır. - Schrödinger denkleminin bir çözümü olmalıdır. - Normalize edilir olmalı. Bu, dalga fonksiyonun x sonsuza yaklaştığında sıfıra yaklaştığını ifade eder. - x'in sürekli bir fonksiyonu olmalıdır. - x fonksiyonuna göre eğimi sürekli olmalıdır. Özel olarak d /dx kısmi türevi sürekli olmalıdır. Bu kısıtlamalar çözümler üzerine sınır koşullarını uygular ve bu süreçte enerji özdeğerlerinin belirlenmesinde yardımcı olurlar. Belirli bir zamanda uzaydaki belirli bir konumda bir parçacığın bulunması için dalga fonksiyonu olasılık genliği ile temsil edilir. Parçacığın asıl bulunma olasılığı onun karmaşık eşleniği ile çarpımından elde edilir. Schrödinger denkleminden hesaplanan dalga fonksiyonun kullanılması için herhangi bir fiziksel gözlenebilirin değeri belirlenmelidir. Bu da tüm uzay boyunca olasılığın integralinin alınıp 1'e eşit olması ile yani normalizasyon ile sağlanır. - Kuantum mekaniği dünyayı iki parçaya ayırır, yaygın olarak bunlar sistem ve gözlemci olarak adlandırılır. - Sistem modellenen dünyanın bir parçasıdır. - Dünyanın geriye kalan kısmı da gözlemcidir. - Gözlemci ve sistem arasındaki bir etkileşme ölçüm olarak adlandırılır. - Sistemin özellikleri gözlenebilirler adıyla ölçülebilir. Konum, momentum, açısal momentum, enerji gözlenebilirlere örnektir. - Gözlemcinin başlangıç bilgisi sistemle ilgili bir dizi ölçümlerden ileri gelir. Bu da klasik fizik ile aynıdır. - Sistemin durumu farklı matematiksel formlarla belirtilebilir olsa da bu bilgileri temsil eder. - Sistemin durumu sık sık bir dalga fonksiyonuna göre temsil edilmektedir. - Kuantum mekaniği sistemin durumunun nasıl geliştiğini öngörür ve böylece gözlemci sistem hakkındaki bilginin zamanla nasıl değiştiğini bilir. Bazı bilgiler korunur ve bazıları kaybolur. Durumun gelişimi deterministiktir. Schrödinger denklemi bu gelişimi açıklar. Sonraki ölçümler yeni bilgiler sağlar ve böylece sistemin durumu genellikle ölçümler sonrası değişir. Sistemin dalga fonksiyonu genellikle bir ölçüm sonrası değişir. Yani kuantum mekaniği gerçekte sistemi tanımlamaz ama dünyanın geri kalanı muhtemelen sistem hakkında bilgiye sahiptir. Dalga fonksiyonu doğrudan fiziksel anlama sahip değildir. Bu bilgiyi depolamanın sadece bir yoludur. Gözlemci sistem hakkındaki mevcut tüm bilgiyi depolar. Herhangi bir zamanda tüm ölçümlerin sonucu hakkında tahminler/öngörüler yapmak için dalga fonksiyonundan bilgiyi çıkartmak amacıyla bir şey yapmak gerekir. Bu da bazı matematiksel işlemlerden biridir, karesini almak, bir sabit ile çarpmak, diferansiyelini almak gibi. Bazen de dalga fonksiyonu üzerine bir operatör ile işlem yapmak gerekir. Her gözlenebilirin kendisi ile ilişkili bir operatörü vardır.


- Korunumlu bir alanın kuvveti ile hareket eden herhangi bir parçacık sistem hakkında bildiğimiz her şeyi belirleyen bir dalga fonksiyonu ile ilişkilidir. - q fiziksel ölçülebilir bir özellikle birleştirilen herhangi bir Q işlemcisi Hermityen olacaktır. - q gibi her bir gözlenebilir ile bir Q işlemcisi bağlantılıdır. Q işlemcisinin özfonksiyonlar kümesi lineer bağımsız fonksiyonlar kümesinden oluşacaktır. - Bir dalga fonksiyonu ile belirlenen bir sistem için, herhangi bir q özelliğinin beklenen değeri dalga fonksiyonuna göre beklenen değerin integrali alınarak bulunabilir. - Dalga fonksiyonun zamanla değişimi zamana bağımlı Schrödinger denklemi ile verilir. - Toplam dalga fonksiyonu bir fermiyonun bir diğeriyle tüm koordinatlarını değiş tokuş etmesine göre antisimetrik olmalıdır. Postüla 1. Bir kuantum mekaniksel sistemin durumu zamana ve parçacıkların konumlarına bağlı fonksiyonu tarafından tamamen belirlenir. Bu fonksiyon, dalga fonksiyonu veya durum fonksiyonu olarak adlandırılır ve belirli bir t zamanında, belirli bir r konumunda bir d hacim elemanında parçacığın bulunma olasılığını veren d bir önemli özelliğine sahiptir. şeklinde olmalıdır. Ayrıca çok sayıda parçacık dalga fonksiyonları da 1'e normalize edilir. Dalga fonksiyonu tek değerli, sürekli ve sonlu olmalıdır. Postüla 2. Klasik mekanikteki her bir gözlenebilir kuantum mekaniğinde bir doğrusal, Hermityen işlemciye karşılık gelmektedir. Bu postüla, Hermityen işlemcisinin özelliklerinden ileri gelir ve eğer bir işlemcinin beklenen değeri A gerçek ise, o beklenen değeri A, bir Hermityen işlemci olmalıdır. Kuantum mekaniğinde yer alan bazı yaygın kullanılan işlemciler aşağıdaki tabloda toplanmıştır. Postüla 3. A işlemcisi ile birleştirilen gözlenebilirin herhangi bir ölçümünde, değerler sadece özdeğer denklemine uyan gözlemlenen a özdeğerleri olacaktır. Yani kuantum mekaniğinde her fiziksel kavram, gözlenebilir bir Q operatörü ile temsil edilir. Özdeğer denklemi de aşağıdaki gibidir, Bu postüla kuantum mekaniğini kalbinden yakalar dinamik değişkenlerin değerleri kuantize olabilir . Eğer sistem a özdeğeri ile A'nın öz durumundaysa, sonra A niceliğinin herhangi bir ölçümü a'yı verecektir. Burada n sonsuza gidebilir. Bu durumda sadece biz A'nın ölçümünün sadece ai değerleri vereceğini biliyoruz, ama hangisi olduğunu bilmiyoruz. Ancak, biz ai özdeğerinin oluşma olasılığını biliyoruz, bu olasılık sabitin mutlak değerinin karesidir ve dördüncü postülanın oluşmasına neden olur. Bu üçüncü postülanın ikinci yarısı önemlidir, 'nin ölçüm sonrası ai gibi bir özdeğer verir, dalga fonksiyonu aniden özdurumuna karşılık gelerek çöker . Böylece, ölçüm sistemin durumunu etkiler. Bu gerçek, kuantum mekaniğinin çok sayıda özenle hazırlanmış deneysel denemelerde kullanılmaktadır. Postüla 5. Bir sistemin dalga fonksiyonu veya durum fonksiyonu zamana bağlı Schrödinger denklemine göre zamanla değişir. Kuantum mekaniğinin bu merkez denklemi bir postüla olarak kabul edilmelidir. Postüla 6. Toplam dalga fonksiyonu bir fermiyonun bir diğeriyle tüm koordinatlarını değiş tokuş etmesine göre antisimetrik olmalıdır. Elektronik spin bu koordinatlar kümesi içinde olmalıdır. Pauli dışarlama ilkesi bu antisimetrik ilkesinin doğrudan bir sonucudur.


Güneş Sistemi, evrendeki Samanyolu Galaksisi'nin içinde yer almaktadır. Güneş Sistemi, Güneş'in etrafında dönen 8 gezegen ve bu gezegenlerin yörüngelerinde dolanan uyduları ile çok sayıda gök cisminden oluşmaktadır. Güneş Sistemimizde bulunan başlıca gök cisimleri; Güneş , gezegenler sırası ile: Merkür, Venüs, Dünya, Mars, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün'dür. Bu gezegenlerin uyduları Ay , Io , Titan ... gibi 166 uydu ile Güneş Sistemi'nin içinde bulunmaktadır. Cüce gezegenler ve onların uydularının yanı sıra Mars ile Jüpiter arasındaki asteroit kuşağında Ida adlı asteroit ve daha bir çoğunun yanı sıra Kuiper kuşağı ve bulutsular ile kalabalık bir sistemin içindeyiz. Fakat, hemen hemen her sistem böyle. Güneş Sistemimizin oluşumu hakkında birçok teori ortaya atılmıştır. Bu teoriler de pek tatmin edici değildir ama bir teori var ki biraz olsun insanların bu merakını gideriyor. Bu teoriye göre Samanyolu Galaksisi'ndeki bir nebulanın yani gaz toz bulutunun bir kısmı zamanla yoğunlaşarak Güneş Sistemimizi oluşturmuştur. Bu teori Bulutsu kuramı, Bulutsu varsayımı olarak bilinir. Güneş Sistemi'nin yaklaşık 4.6 milyar yıl önce büyük bir dönen toz bulutundan oluştuğu düşünülüyor. Bu düşünce ilk olarak 1734 yılında Emanuel Swedenborg tarafından bir teori olarak öne sürülmüş, daha sonra Immanuel Kant 1755 yılında bulutsu varsayımını genişleterek teoriye katkıda bulunmuştur. Bu dönen toz bulutunu tam olarak dev bir moleküler bulut olarak da ifade edebiliriz. Hubble Uzay Teleskobu gibi teknolojideki ilerlemeler sayesinde bizim Güneşimize benzer yıldızların doğumunu gözlemlemek için uzayın derinliklerine bakabiliyoruz ve bu gözlemlerimize dayanarak Güneş Sistemimizin oluşumuna dair daha fazla bilgi sahibi oluyoruz. Samanyolu Galaksisi ve diğer galaksiler de nebula olarak bilinen muazzam büyüklükteki gaz ve toz bulutlarıdır. Yıldızlar bu bulutsular içinde doğarlar. Bizim yıldızımız, Güneş de böyle bir bulutsunun içinde oluştu. Belki de ölmekte olan bir yıldızdan yani bir süpernova patlamasından gelen şok dalgası toz parçacıklarını tetikledi ve bu toz parçacıkları birlikte yoğun bir küresel bulut oluşturmak üzere bir araya geldiler. Bulutun çekirdeği daha fazla tozu çektikçe, bulutun kütleçekimsel çekim gücü arttı. Daha fazla tozun birikmesiyle bulut kendi üzerine çöktü. Bu olduğunda, bulutun dönme hızı arttı. Bulutun ekvatorunda dönme kuvvetleri bu düzlem boyunca tozun çekilmesini engelledi, bu da yoğun bir çekirdek etrafında dönen disk içinde bulutun düzleşmesine neden oldu. Diskin merkezinde daha fazla kütle biriktikçe, sıcaklık çarpıcı bir şekilde arttı. Sonunda nükleer reaksiyonları oluşturacak yeterince enerji birikmiş oldu. Hidrojen atomları helyuma dönüşmeye başladı güçlü patlamalar içinde ve büyük miktarlarda enerjiyi serbest bırakarak. Bu Güneş'in doğuşuna işaretti, bugün mevcut olan Güneşimize benzer bir yıldız haline gelmesi ise 1 ila 10 milyondan fazla yıl arasında alan bir zaman zarfınca sürdü. Gezegenler ve asteroitler gibi diğer dünya dışı cisimler toz diskinin döndüğü düz bir düzlemde oluştular. Elektrostatik kuvvetler veya yapışkan karbon kaplamalar birbirine yapışarak kümeler oluşturmuş toz parçacıklarıdır. Bu yapışmalar sıklaştıkça kayalar oluşmuştur. Karşılıklı kütleçekimi kayaların da bir araya gelmesine ve sonunda gezegenlerin oluşmasına neden olmuştur. Bu malzemelerin bir araya gelmesi accretion, gezegenimsi yapıların toplanması olarak bilinen bir süreçtir. Bu süreç öncesinde, oluşmaya başlayan yıldızın yörüngelerinde dolanan neredeyse uydumuz Ay büyüklüğünde birbiriyle çarpışan birçok gezegen parçası vardır. Bu çarpışmalardan kiminde gezegen parçaları birbirlerini yok ederken kimileri de bir araya gelip daha da büyürler. Aralarından en büyükleri olarak kalan gezegen parçaları neredeyse bozulmadan kalırlar ve işte günümüz Güneş Sistemi'nin gezegenleri belirmeye başlar. Günümüz Güneş Sistemi'ndeki gezegenlerin yapısına baktığımızda karasal yapıda ve gaz yapıda iki türde gezegenlerin olduğunu görebiliriz. Güneş'e daha yakın olan gezegenler karasal yapıda iken Güneş Sistemi'nin ortalarından, Jüpiter'den sonrası dev gaz gezegenlerden oluşmaktadır. Güneş'in oluşumunu bulutsu teorisi nasıl bir açıklama getirebiliyorsa, böyle iki türde gezegenlerin oluşumuna da bulutsu teorisi açıklık getirmektedir. Gezegenlerin ilk oluşumlarında proto-Güneş'e olan uzaklıklarına göre gaz ve toz bulutundan element ve malzeme olarak aldıkları içerik değişmektedir. Bunu yandaki grafikten görebilirsiniz. İç gezegenler olarak adlandıracağımız Merkür, Venüs, Dünya ve Mars karasal gezegenleri su, metan gibi elementlerden ziyade metallerden oluşmuşlardır. Güneş Sistemi'nin dış gezegenleri Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün Güneş'ten oldukça uzaktadırlar. Yandaki grafiğe göre de metan ve hidrojeni yapılarında tutabilen gezegenlerdir. İşte bu dev buz parçaları bulutsu yakalama adı verilen işlemle hidrojen ve helyum gazını yakalamış ve yapılarında tutabilmişlerdir. Düşük yoğunluklu ve dev boyutlara sahip olmalarının altında ise bu durum yatar. Bu dev gaz gezegenlerinin uydularının oluşumu da bulutsu yakalama işlemi ile açıklanabilir. Aslında karasal ve gaz yapıdaki gezegenlerin Güneş'ten uzaklığına göre oluşmaları sıcaklık ile doğrudan ilişkilidir. Oluşmakta olan Güneş'in ilk ışımalarından sonra Güneş'e daha yakın olan gaz ve toz bulutundan geriye kalan en büyük ölçekli gezegen parçalarında kayalar ve metaller sıcaklıkla yoğunlaşırken hidrojen bileşikleri buharlaşır. Güneş'in çok daha ötesinde ise sıcaklığın azalmasıyla metaller ve kayaların yanı sıra hidrojen bileşikleri de yoğunlaşmaya başlar ve dev gaz gezegenleri de böylece oluşmuş olur. Güneş artık ışımaya başlamıştır, içinde nükleer reaksiyonlar insanoğlu için sonsuz denilebilecek bir döngüye sonunda başlamıştır. Bu sırada Güneş'in yakınlarında ve çok uzaklarında çeşitli büyüklüklerde metallerden, buz parçalarından, hidrojen gazından ve çeşitli elementlerden yani o ilk muazzam toz ve gaz bulutundan geriye kalan gezegen parçalarının arasından çarpışmalardan kurtulan en büyük parçalar gezegenleri oluşturmuştur. Güneş'in ilk ışımalarının ardından Güneş rüzgarı kendini hissettirmeye başlayarak Güneş'i oluşturan bulutsudan geriye kalan toz ve gazı yıldızlararası ortama sürükler. Bu geçmişteki Güneş rüzgarının günümüzden daha kuvvetli olduğu düşünülüyor, bu da etkisinin daha şiddetli olduğu anlamına gelir. İşte bu şiddetli Güneş rüzgarı da çevresindeki gazı temizler. Gazın yanı sıra bir gezegen oluşumunda yer alamamış artık parçaları da beraberinde sürükler. Bu artık parçaları da günümüzdeki asteroitleri ve kuyrukluyıldızları oluşturmaktadır. Mars ile Jüpiter arasındaki asteroit kuşağının bu Güneş rüzgarının etkisiyle oluştuğu bir ihtimal olarak düşünülmektedir. Aynı zamanda Güneş rüzgarının sürüklediği toz ve gaz yapıları Jüpiter gibi dev gaz gezegenlerin etrafında döndüğü bilinmektedir. Örneğin Satürn'ün halkaları bu toz ve gaz yapılarından oluşmaktadır. Güneş rüzgarının etkilerinden belki en önemlisi gezegen oluşumunun durmasına neden olmasıdır. Çünkü Güneş rüzgarının etkisiyle toz ve gaz yapıları ile gezegenimsi parçalar gezegen oluşumuna katkı sağlayamadan Güneş'ten uzağa itilmişlerdir. Bulutsu teorisi ile Güneş Sistemimizin oluşumu bu şekilde açıklanıyor ancak bilimde hiçbir şey kesin değildir. Bilim ve teknolojinin ilerlemesiyle anlayışımızın değişmesi sonucu Güneş Sistemi'nin kökeni hakkında daha fazla bilgi sahibi olabiliriz gelecekte. Burada anlattıklarımız bile bilinenlerin çok az bir kısmı hatta oldukça küçük bir özeti. Farklı farklı kaynakları inceleyerek Güneş Sistemimizin oluşumu bildiklerimizin çok daha fazla olduğunu göreceksiniz. Yine de bildiklerimiz bilmediklerimizin yanında çok azdır. Bilim insanları yıldızların her zaman aynı kalmadıklarını düşünüyorlar. Biz Güneşimizin ve Güneş Sistemimizin 4.6 milyar yıl önce uzayda toz ve gaz bulutunun çökmesiyle oluştuğunu düşünüyoruz. Güneş şimdi orta yaşlarında bir yıldız ve etrafında 8 gezegen dönüyor ve bunların dışında başka gök cisimleri de var Güneş Sistemi yakınlarında. Bir 5 milyar yıl sonra, bilim insanları Güneş'in dış katmanlarının genişlemesiyle içindeki enerjinin büyük bir kısmını salacağı ve kırmızı bir deve dönüşeceğini düşünüyorlar. Bu olurken, iç gezegenlerin çoğu yok olacak ve evet Dünya dahil. Sonunda, bu 5 milyarlık zaman sürecinin ardından 100 milyon yıl sonra Güneş'in artık enerji üretmesi mümkün olmayacak ve bir beyaz cüceye dönüşecek bir küçük gezegen büyüklüğünde olacak. Kuark Bilim Topluluğu Bilim Sitesi'nde Güneş Sistemi'nin Oluşumu isimli bu yazımızla beraber artık yeni bir yazı dizisi daha kaleme alınmaya başlamış bulunmaktadır. Bu yazı dizisinde bol görsel içerikli yazılarımızla Güneş Sistemi hakkında bir çok bilgiyi hatırlamayı ve yenilerini de öğrenmiş olmayı umuyoruz, hep birlikte. Yazı dizisinde ele alacağımız konuların dağılımını aşağıdaki gibi listeledik, ilerleyen zamanlarda bir değişiklik olabilir elbette. - Güneş - Merkür - Venüs - Dünya - Mars - Jüpiter - Satürn - Neptün - Uranüs - Asteroit Kuşağı - Cüce Gezegenler - Ceres - Plüton - Eris - Kuiper Kuşağı - Oort Bulutu


Küresel ısınmanın ve küresel iklim değişikliğinin giderek etkisini gösterdiği bir dünyada, yenilenebilir enerji kaynakları arasında en büyük umutlarımızın olduğu bir enerji kaynağıdır güneş enerjisi. Diğer enerji kaynaklarına nazaran daha temiz , daha çevreci olabilir ama daha pahalı ve verimi oldukça az. Daha ucuz ve daha yüksek verimli bir şekilde eğer güneş enerjisi kullanımı yaygınlaşırsa kuşkusuz fosil yakıtlardan arınmış bir dünya daha iyi bir dünya olabilir. Güneş enerjisinden elektrik enerjisi olarak yararlanmanın en bilinen yolu ise güneş pilleri veya başka bir adıyla güneş hücreleridir. Bu güneş pilleri geleneksel bir şekilde yarıiletken malzemelerden yapılmaktadır. Son birkaç on yıl içerisinde güneş pillerinin teknolojik gelişmesinde çok büyük ilerlemeler kat edilmiş olsa da ne yazık ki hala çok yüksek maliyetlerde ve düşük verimlilikte üretilmektedir. Son zamanlarda nanoteknoloji ile kazanılan bir ivmenin olduğunu da söyleyebiliriz. Daha ucuz ve daha yüksek verimliliğe sahip güneş pillerinin seri bir şekilde üretileceğine dair umut vaat edici çalışmalar yapılmakta. Bu yazımızda da nanoteknolojinin etkisiyle güneş pillerinin geleceği nasıl şekilleneceğini ele alacağız. - Kristal yarıiletken malzemelerle yapılan geleneksel pillerin üretilmesinde kullanılan yüksek sıcaklık vakum biriktirme sürecinin yerine baskı benzeri bir düşük sıcaklık sürecinin sonucu olarak üretim maliyetleri indirgenir. - Sert kristal panellerin yerine esnek rulo panellerin üretilmesi ile kurulum maliyetlerinin azaltılması sağlanabilir. - Günümüzde de mevcut olan nanoteknoloji güneş pilleri geleneksel olanlar kadar etkili değildir. Ancak onların düşük maliyetleri de bunu dengelemektedir. Uzun vadede nanoteknoloji güneş pilleri hem düşük maliyet hem de kuantum noktaların kullanılmasıyla geleneksel olanlardan daha yüksek verimlilik seviyelerine ulaşması mümkün olabilir. Yazımızın bu kısmında nanoteknolojinin getirdiği yeni teknikler ve son zamanlarda keşfedilen malzemelerin güneş pili yapımı için olası etkilerini içeren bir takım çalışmalara yer veriyorum. Her bir çalışma için bir bağlantı adresi verdim, çalışmaların ayrıntılarına bu bağlantı adreslerinden ulaşabilirsiniz. Michigan Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacılar lityum karbonatla ayrı tutulan grafen düzlemleri geliştirdiler. Araştırmacılar bir boya duyarlı güneş pilinde platin yerine bu 3 boyutlu grafeni kullandılar ve güneş ışığının yüzde 7.8'inin elektriğe dönüşmesini başardılar. MIT'de araştırmacılar molibden diselenide gibi malzemeler ve grafenin tek molekül kalınlığındaki düzlemlerinden güneş hücreleri yapmaya çalışıyorlar. Bu araştırmacılar bu tür güneş pillerinin geleneksel güneş hücrelerine göre 1000 kat daha fazla enerji üreteceğini tahmin ettiler. Bu tahminleri güneş hücreleri üzerine çalışan bir bilgisayar modellemesine dayanıyor. MIT'de araştırmacılar grafen kaplı çinko oksit nanoteller kullanarak bir güneş pili geliştirdiler. Araştırmacılar bu yöntemin yeterince yüksek verilimlilikte düşük maliyetli esnek ve rekabetçi güneş pillerinin üretilmesine olanak tanıyacağına inanıyorlar. Araştırmacılar altın nanoparçacıklar üzerine yarıiletken nanoteller büyütmek için Aerotaksi adlı bir yöntem kullanıyorlar. Araştırmacıların planladıkları bir alttaş üzerine nanotelleri hizalamak için kendiliğinden montaj teknikleri kullanarak bir güneş pili veya diğer elektriksel aygıtlar oluşturulabilir. Geleneksel yarıiletken temelli güneş hücrelerinde silikon alttaş yerine altın nanoparçacıklar inşa edilebilir. Princeton Üniversitesi'nde araştırmacılar ışık yansıması nedeniyle kayıpları ortadan kaldıran bir güneş pili geliştirdiler. Araştırmacılar ışığın dalgaboyundan daha ince etkin bir katman ile birlikte 30 nanometre kalınlıkta altın nanomesh (175 nanometre çaplı deliklerin düzenli bir desenli katman) kullandılar. Onlar bu kombinasyonu güneş hücresinde ışığın çoğunu tuzakladığını buldular. Bu tuzaklama da elbette ki, güneş pillerinin verimliliğini artırma konusunda katkı sağlayacaktır. Duke Üniversitesi'nde araştırmacılar ışığın yansıması nedeniyle oluşan kayıpları azaltmak için başka bir yöntem geliştirdiler. Bu yöntemde ince bir altın katman üzerinde gümüş nanoküplerin kombinasyonu yansımadan doğan kayıpları azaltmaktadır. Niels Bohr Enstitüsü'nden bilim insanları güneş ışığının bir rezonans etkisinden dolayı nanotellerde yoğunlaşmış olabileceğini belirlediler. Bu etki daha verimli güneş hücreleriyle sonuçlanabilir çünkü Güneş'ten gelen enerjinin daha fazla bir şekilde elektriğe dönüşmesine olanak sağlayabilir. Hidrojen üretmek için ucuz bir güneş pili tasarlamak demir oksit nanoparçacıkların kullanılması ile gelişmekte olan bir uygulamadır. Titanyum dioksit nanotüpler bir polimer ile doldurulduklarında düşük maliyetli güneş pilleri yapılabilir. Titanyum dioksit ile kurşun selenid kuantum noktalarının kombinasyonu çok yüksek verimliliğe sahip güneş pillerini yapmak için kullanılabilirler. Karbon nanotüpler ve buckytopların kombinasyonu ile de güneş pilleri üretilir. Bazı araştırmacılar bir polimer ile nanotüpler ve buckytopları kombine ettiler, başka bir grup da sadece nanotüpler ve buckytopları kullandılar. Bir üçüncü grup da grafen ile birlikte nanotüpler ve buckytopları kullanarak bir güneş hücresi yapmaya çalışmışlar. Görülüyor ki araştırmacılar malzemelerin birbirleri ile olan etkileşmelerine dayanarak daha verimli ve daha ucuz güneş pilleri yapmanın peşindeler. Kimi çabalar ise ne yazık ki umulduğu gibi olmuyor. Stanford Üniversitesi'nde araştırmacılar organik güneş hücrelerinde ışığı tuzaklamanın bir yolunu buldular. Düşünceleri güneş pilinde daha uzun süre ışığı tutmak ve daha fazla elektronu üretmek şeklinde. Araştırmacılar ışığın dalgaboyundan daha ince olan organik bir katman yaparak bir ayna katman ve bir sert tabaka arasında sandviçlenen organik katman güneş hücresinde ışığın daha uzun süre kalmasını ve elektronların daha fazla uyarılmasını sağladığını buldular. Bu yazı içerisine eklenip hakkında söz edilecek aslında çok sayıda çalışma var ama benim özetlemek istediğim çalışmalar bu kadardı. Güneş pillerinin ya da güneş hücrelerinin gelişiminde görünen o ki nanoteknolojinin etkisiyle kullanılabilecek ya da uygulanabilecek malzeme ve yöntem yelpazesi oldukça genişlemiş. Güneş pilleri üzerine araştırmalar yapan insanlar ya da bu teknolojiyi ticari olarak geliştirmek isteyen şirketlerin bu çalışmaların hızını yakalayabilmesi ve bu çalışmalardan daha yenilikçi olması gerektiği de şu yazı içerisinde açıkça görülmektedir. Bu yeniliği yakalayabilen şirketlerden birkaçını kullandıkları malzemeleriyle beraber aşağıda veriyorum, ilgili olan okuyucularımız bu şirketlerin web sayfalarını da ziyaret edebilirler. - Yeni geliştirilen malzemelerle birlikte bu malzemelerin birbirleriyle olan etkileşmelerinin göz önünde bulundurulmasıyla ikili veya üçlü gruplar halinde bu malzemeler arasında kombinasyonlar deniyorlar. - Güneş pili yapımında kullanılan yarıiletken malzemelere nanoparçacık ya da nanokristalleri katkılıyorlar. Aralarından bazı çalışmalar, bu yarıiletken malzemelerin yerine nanokristallerin eklenmesine kadar varmış. - Işığı daha uzun sürede ve daha fazla tuzaklamanın yolunu da arıyorlar. Böylece daha fazla elektronun uyarılmasını ve güneş pilinin verimliliğini artırmayı hedefliyorlar. - Işığın yansıması ile ilgili kayıpların da önüne geçmek isteniliyor. - Güneş pili elde etme süreçlerini ya da yöntemlerini değiştiriyorlar. Bununla ilgili çalışmalara yer vermesem de, bu tarz çalışmalar var. Çünkü nanoteknolojideki gelişmelere paralel olarak malzeme büyütme teknikleri de gelişti. - Karbon temelli nanomalzemelere de özel bir ilgi var, grafen, karbon nanotüpler gibi...


Uranyum nasıl bir elementtir? Öncelikle uranyumu kısaca tanıyalım. Bir kere zayıf bir radyoaktif element olduğunu bilmeliyiz. Radyoaktivitesinin zayıf olduğunu nereden mi çıkarıyoruz? Çünkü uranyumun fiziksel yarı ömrü çok ama çok uzundur. Örneğin uranyum-238 izotopu için bu süre 4.468 milyar yıldır. Güneş Sistemi'nin yaşı kadar neredeyse. Neden radyoaktivitesine bakıyoruz? Çünkü bir elementin atom çekirdeğinin, parçacıklar veya elektromanyetik ışımalar yayarak kendiliğinden parçalanması olarak ifade ettiğimiz bir süreçtir. İşte bu parçalanma sırasında ortaya çıkan radyasyon veya ışıma zararlıdır. Elementlerin yarı ömürlerine veya yarılanma sürelerine göre ne kadar kararlı veya ne kadar radyoaktif yani bozunmaya, parçalanmaya meyilli olduğunu belirleyebiliriz. Dolayısıyla uranyum elementi yarılanma süresine göre baktığımızda zayıf bir radyoaktiviteye sahip olduğunu söyleyebiliriz. Bu da bozunma, parçalanma eğiliminin az olduğu anlamına gelir. Uranyum, yüksek yoğunluğa sahip, çelikten daha yumuşak ve kolayca yükseltgenen, ısıtıldığında yanabilen bir maddedir. Çok iyi bir biçimde bölündüğünde, soğuk su ile reaksiyona girebilir. Hava ile temas ettiğinde hızlıca uranyum okside dönüşebilir. Uranyum metallerin çoğu ile katı çözeltiler ve metaller arası bileşikler oluşturabilir. Zayıf radyoaktivitesine karşın nükleer enerjinin kullanım yollarının gelişmesi ile uranyum büyük bir önem kazanmıştır. Hatta nükleer enerjideki kullanımı sonrası arta kalan zayıflatılmış uranyum tankları korumak için kalkan olarak ya da mermi ile füze yapımlarında kullanılmaktadır. Bir savaşta kullanılan ilk atom bombası da uranyumdan yapıldı. İkinci Dünya Savaşı sırasında kullanılan bu bomba fizyonun oluşması için çok sayıda uranyum atomlarından oluşan zincirleme bir reaksiyonun başlaması için yeterince uranyum-235 izotopunu içeriyordu. Böylece enerjiden oluşan büyük bir ateş topu serbest kalmış oldu. Şimdilerde sivil alanda uranyumun ana kullanım alanı ticari nükleer enerji santrallerinde yakıt üzerinedir. Bu da ancak uranyumun uranyum-235 izotopuna zenginleştirilmesi ile olur ve böylece zincirleme reaksiyon, enerjinin daha kontrollü bir şekilde elde edilmesini sağlamak için kontrol edilmiş olunur. Uranyum-238 izotopu ilk zamanlara ait magmatik kayaçların yaş tayini ve radyometrik tarihlendirme için kullanılmaktadır. Fosfat gübrelerde de uranyumun kullanılması söz konusudur. Uranyumun özellikleri ve nerelerde kullanım alanı bulduğunu kısaca özetlemiş olduk. Şimdi biraz da doğada bulunan uranyumdan söz edelim. Uranyum radyoaktif olmasına rağmen doğada oldukça yaygındır. Yani uranyumdan kaçınmak aslında imkansız gibi bir şeydir. Uranyum kayalarda, toprakta, havada ve suda çok az miktarlarda olsa bile doğal olarak bulunur. Çünkü uranyum metalleri ve bileşenlerini madencilik ve öğütme işlemleri sırasında çevreye dağılması için bir şekilde serbest bırakıyoruz. Havadaki uranyum konsantrasyonları oldukça düşüktür. Hatta havadaki normalden daha yüksek konsantrasyonu bile metre küp başına birkaç atom kadar bulunduğu söylenebilir. Uranyumun çoğu suda çözülür ve suya karışan bu uranyum topraktan ve kayalardan gelir. Uranyumun sadece çok küçük bir kısmı havadan suya gelir. İçtiğimiz sudaki uranyum miktarlar genellikle çok düşüktür. Uranyum değişik konsantrasyonlarda olmak üzere toprakta da bulunur. Ama oldukça düşüktür bu konsantrasyonlar. Endüstriyel aktiviteler sonucunda toprağa uranyumu karıştırabiliyoruz. Madenler ve fabrikalardan gelen atıkların erozyonu ile çevreye çok büyük miktarlarda uranyumun karıştığının da altını çizmek lazım. Görünen o ki, bu radyoaktif element ile bir şekilde insanlar doğada karşılaşabiliyorlar. Bu kadar sık karşılaşmaya rağmen uranyumun insanlara radyoaktif olarak zarar vermemesini uranyumun uzun süreli yarılanma ömrüne ve doğada çeşitli maddelerle birlikte olmasından dolayı radyoaktif çekirdeğinin etkin durumda olmamasına bağlayabiliriz. Ancak uranyumun sadece radyoaktif olması tek tehlikeli yanı değil aynı zamanda zehirli bir metaldir. Zehirlenmeden dolayı olası hastalık tehlikeleri ile daha nadir rastlamamızı da oldukça düşük konsantrasyonlarda doğada yaygın bulunmasına bağlayabiliriz. Bir nükleer enerji santralinde sızıntı olmadıkça yahut nükleer bir silah kullanılmadıkça radyoaktif etkisinden belki de daha çok uranyumun zehirli oluşu insanları olumsuz etkileyebilir. Özellikle maden yatakları, endüstriyel atık alanlarının yakınlarında yaşayanların daha yüksek konsantrasyonlarda uranyum ile temas olasılığı nedeniyle bu konuda önlemler almaları gerekir. Fosfat endüstrisinde çalışanlar ya da uranyumun karıştığı toprak/suda yetişen bitkilerden beslenen insanlarda uranyumun kimyasal etkilerinden kaynaklanan hastalıklara yakalanma riskleri vardır. Bu riske sahip insanların böbrek hastalıklarına yakalanma olasılıklar var. Uranyumun radyoaktivite açısından bizi etkileyebilecek tek yanı nükleer silahta ve nükleer enerjide kullanılması olacaktır. Nükleer enerjide uranyumun zenginleştirilmiş halinin kullanılmasından dolayı nükleer enerji santrallerinde bir kaza sırasındaki zenginleştirilmiş uranyumun sızıntısından doğan radyasyona uzun süreli maruz kalınması kansere neden olmaktadır. Bu sızıntı yaşanmadığı sürece nükleer enerji santralleri güvenlidir. Sonuç olarak doğal olarak doğada bulunan uranyumdan radyoaktif anlamda kaçınmanın anlamı yok ancak o uzun süreli yarılanma süresine sahip uranyum insan eliyle birden radyoaktivite açısından insanlar ve doğa için zararlı olabiliyor. - Eğer nükleer silahlarda kullanılırsa, - Yutulursa, çünkü uranyum zehirlidir, - Uranyum teneffüs edilirse/solunursa, çünkü uranyum, radyum ve radondan gelen alfa ışınları akciğer alveollerini yok eder. - Kritik bir nükleer kazası durumunda, - Işıma yapan uranyum ile bir temas sonrasında, çünkü fizyon sonucu yayılan tüm ışımalar tehlikelidir.


Dünya Sağlık Örgütü'nün verilerine göre 2050 yılında şehirlerde yaşayan insanların sayısı Dünya nüfusunun %70'ini oluşturacak yani Dünya üzerinde yaşayan her 10 kişiden 7'si şehirlerde yaşayan insanlardan olacak. Bu değişim elbette ki gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde toplumsal, sosyal ve ekonomik sonuçlara neden olacaktır. Bu haberimizde Dünya Sağlık Örgütü'nün gelecek yıllara ilişkin tahminlerine kısaca yer vereceğiz. Kentleşme, kırsal kesimlerden kentlere olan demografik geçiş tarıma dayalı ekonomiden teknoloji, endüstri ve hizmete dayalı bir ekonomiye geçiştir. Bugüne kadar ilk kez dünya nüfusunun çoğunluğu kırsal kesimlerde yaşayanlardan değil de şehirlerde yaşayan insanlardan oluşmaktadır ve şehirlerde yaşayan insanların oranı giderek artıyor. Günümüzden yüzyıl önce, şehirlerde yaşayan insanların sayısının oranı her 10 kişiden 2 iki kişi iken, 1990 yılında şehirlerde yaşayan insanların oranı dünya nüfusunun %40'ını oluşturuyordu. 2010 yılında artık dünya nüfusunun yarısından biraz fazlasını şehirlerde yaşayan insanlar oluşturmaya başladı. 2030 yılında, her 10 kişiden 6'sı şehirlerde yaşayacak ve 2050 yılında bu oranın her 10 kişiden 7 kişi olarak artması bekleniyor. Günümüzde ise şehirlerde yaşayanların yarısı nüfusu 100 bin ila 500 bin arasında değişen şehirlerde yaşamaktadır. Yüzde 10'u ise 10 milyondan daha büyük nüfusa sahip megaşehirlerde yaşamaktadır. Bugün şehirlerde yaşayanların sayısına her yıl yaklaşık 60 milyon kişi katılarak sürekli artmaktadır. Küresel şehirli nüfusu 2025-2030 yılları arasında yılda yaklaşık yüzde 1.5 büyümesi bekleniyor. 2009 yılında 3.4 milyar insan şehirde yaşarken 2050 yılında bu sayının 6.4 milyara ulaşması bekleniyor. Gelecek 30 yıldaki tüm şehirlerde yaşayan insanların sayısındaki artış gelişmekte olan ülkelerin şehirlerinde gerçekleşecek. Yüksek gelirli ülkelerde, şehirlerde yaşayan insanların sayısı gelecek 20 yıl içinde büyük ölçüde değişmemesi bekleniyor: 920 milyondan 2025 yılında yüksek gelirli ülkelerdeki şehirlerde yaşayanların sayısının 1 milyarı geçmesi bekleniyor. Bu ülkelerdeki şehirlerde yaşayanların sayısının artışının ardında üçte ikilik bir oranla yasal ve yasal olmayan göçler vardır. Bu göçler olmadığı takdirde, yüksek gelirli ülkelerdeki şehirli nüfusun sayısında azalma beklenebilir.


Güney Kore'nin Bilim Bakanlığı vatandaşlarının internette en hızlı bir şekilde gezinebilmelerini istiyor. Bu nedenle Güney Kore'de 2020 yılına kadar 1.5 milyar dolarlık yatırımla 5G kablosuz ağ hizmetinin vatandaşlarına sunulması kararlaştırıldı. Bir saniyede 800 Megabaytlık bir filmi indirme kapasitesine sahip 5G teknolojisinde internet 4G teknolojisinden 1000 kat daha hızlı olacak. Bu saatte 500 kilometre hız yapan bir hızlı trenden bile daha hızlı olduğu anlamına geliyor. 2020 yılı Samsung, Huawei gibi bir çok grup gelecek nesil veri ağlarını geliştirmek için son tarihleri gibi görünüyor. Teknolojilerini 5G'ye uyarlamak için yapacakları çok iş var.


Araştırmacılar Nature Communications dergisinde bugün yayınlanan bir makalede bitkilerin ışık enerjisi kullanarak organik bileşikler ürettiği fotosentez olayında kuantum etkilerinin ilk kesin teorik kanıtlarını bilim dünyasına bildirdiler. Bu makaleye göre bitki hücrelerinde ışık toplayan makromoleküller klasik fizikle açıklanamayan ancak kuantum fiziğine ait fiziksel kavramlarla açıklanan moleküler titreşimlerin avantajını kullanarak enerjiyi aktarabilmektedir. Işık toplayan makromoleküllerin büyük çoğunluğu renkli moleküllerden sorumlu olan proteinlere bağlı koromoforlardan oluşmaktadır. Kromoforlar fotosentezin ilk adımını gerçekleştirirler: güneş ışığını yakalamak ve yüksek verimlilikte enerjinin aktarılması. Önceki deneyler enerjinin bir kuantum olgunun kullanıldığı bir dalga benzeri bir şekilde aktarıldığını gösteriyordu. Ancak kritik bir biçimde, klasik fizik kullanılarak bu olgunun açıklamasının yapıldığı gibi klasik olmayan bir açıklamanın kesin ispatı henüz öne sürülmemişti. Genellikle, kuantum mekaniksel olgu sistemlerini kullanmak veya gözlemlemek amacıyla bu sistemlerin çok düşük sıcaklıklara soğutulması gerekir. Bu normal sıcaklıklarda bile kuantum özelliklerin görüldüğü bazı biyolojik sistemlerde mümkün değil gibi görünüyor. Şimdilerde ise, Londra Üniversitesi'nde bir araştırma grubu kuantum fiziğinin etkilerinin olabileceği bu tür biyolojik sistemlerin özelliklerini tespit etmeye çalışıyorlar. Işık toplayan makromoleküllerdeki enerji aktarımı kromoforların özel titreşim hareketleri ile desteklenmektedir. Araştırmacılar ise fotosentez sırasında enerji aktarımına yardımcı olan bazı kromofor titreşimlerinin özelliklerinin klasik fizik yasaları ile asla tanımlanamayacaklarını buldular ve buna ilaveten, bu klasik olmayan davranışın enerji aktarımındaki verimliliği artırdığı sonucunu da elde ettiler. Moleküler titreşimler bir moleküldeki atomların periyodik hareketleridir ve bu tıpkı bir yaya bağlı kütlenin hareketine benzemektedir. İki kromoforun toplam titreşim enerjisi bu kromoforların elektronik geçişleri arasındaki enerji farkına eşit olduğunda bir rezonans olayı meydana gelir ve serbest elektronik ile titreşimsel dereceler arasında verimli bir enerji alışverişi gerçekleşir. Titreşimle ilişkili enerjinin sıcaklık skalasından daha yüksek olmasının sağlanması sadece bir birimlik enerji kuantumu yani enerji kuantasının değiş tokuşunu sağlar. Sonuç olarak, enerji bir kromofordan diğerine aktarıldıkça, toplam titreşim klasik olmayan özellikler gösterir. Klasik fizikte olasılık dağılımları her zaman pozitiftir. Bu araştırma grubu ise klasik olmayan bir sistemin en belirgin imzası olarak belirli bir göreli konuma ve momentuma sahip olan kromoforların bulunma olasılığının negatif olduğunu buldular. Kromoforlarla ilgili sistemin bulunma olasılık dağılımlarının negatif değerlerde olması kuantum özelliğe sahip olduklarının işareti olarak yorumlandı.


ABD Savunma Bakanlığı Pentagon'un ABD füze savunma sistemini delebilen ve sesten 10 kat daha hızlı olan bir hipersonik füze taşıma aracını Çin'in başarıyla denediğini duyurmasını 15 Ocak'ta öğrendik. ABD tarafından WU-14 ismi verilen bu hipersonik füze taşıma aracı içinde barındırdığı nükleer füzeyi çok hızlı bir şekilde istenilen hedefe bırakma özelliğine sahip. 9 Ocak 2014'te gerçekleşen ilk uçuş testinde saatte 12 bin 359 kilometre hızın üstüne yani 10 Mach hızına ulaşabildi. Yani bir füzeyi böylesine bir hızla taşıyabilme kapasitesine artık sahip. Yeni geliştirilen silah taşıma sistemi Çin'in kıtalararası balistik füze çalışmasının son aşaması olarak tasarlandığı bildirilmişti. Artık bu sistem hipersonik hızlarda hareket etme kabiliyeti başarısını gösterebiliyor. Kuşkusuz Çin'deki bu atılımlar dünya siyasetine küresel ölçekte yön verebilir.


Çorak ve talihsiz Ceres, 1801 yılında keşfedildi. İlk önce bir gezegen olarak adlandırıldı. Daha sonra kısa zamanda asteroit ve yakınlarda da bir cüce gezegen olarak sınıflandırıldı. Güneş Sistemi'nin asteroit kuşağında olduğu sürece tam anlamıyla gerçek bir gezegen olarak nitelendirilemeyecek. Herschel Teleskobu, ilk defa bu ufak gezegende su keşfetti, muhtemelen daha fazlası da keşfedilecek. Teleskop kızılötesi görüş tekniği ile Ceres'te su buharına dair işaretler tespit etti. Araştırmacılar, 590 mil çapındaki Ceres'in Güneş'e yakın hareket ettiği zaman, buzlu yüzeyin bir kısmının erimiş olduğunu düşünüyor . Bunu da Herschel Teleskobu yakalıyor. Öyleyse yüzeyinde ne kadar buz var? Bu çerçevede eğer eridiyse, Dünya'dakinden daha fazla tatlı su olacaktır. Beklenmedik bir şekilde, NASA'nın hali hazırda var olan uzay sondasının gelecek durağı 2015'in ilkbaharında Ceres'e daha yakından bakmak için Ceres cüce gezegeni olacak.


Yukarıdaki fotoğrafta gördüğünüz uzayda büyümüş bir meyve sineğine ait. Uzayda iken üstü böyle tamamen beyaz kürkle doğrudan kaplı değildi. Ancak bu beyaz şeylerle kaplı olmasında uzayda iken kuluçkadan çıkıp yetişkin bir sineğe dönüşmesinin payı da var. Nasıl mı? Bu haberimizde bununla ilgili bazı deneyleri açıklayacağız. Bu beyaz şeyler mantardır ve meyve sineği büyüdükten sonra yani kuluçkadan çıkıp ve uzayda yetişkinlik dönemine geldikten sonra mantarlarla karşılaşır. Ve sonuç işte, yukarıda olduğu gibidir; mücadele kaybedilmiştir. Bu meyve sineği Dünya'da büyüyen meyve sineklerine göre bu mantar enfeksiyonu ile mücadele edemez. Bu fotoğraf ABD'nin farklı enstitülerinden oluşan bir grup biyoloğun araştırmaları sırasında elde edilmiştir. Astronotların gözlemleri ve insan bağışıklık hücreleri üzerine yapılan çalışmalar uzayın bağışıklık sistemini zayıflattığını gösteriyor. Bu araştırma grubundaki bilim insanları hücresel seviyelerde bunun nasıl olduğunu daha fazla öğrenmek istiyorlar. Bu nedenle yaptıkları deneylerde, uzaya gönderdikleri küçük meyve sinekleri, bağışıklık sistemlerindeki önemli bir bileşenin düşük yerçekimi tarafından işlevsiz bırakıldığını bulmalarında yardımcı oldu. Ayrıca bu insanlar için de önemli bir bileşen olduğu için elde edilen sonuçlar bizler için de önemli. Araştırma grubunun bulguları sayesinde bilim insanları insanların uzayda vakit geçirdikten sonra bağışıklıklarının neden riske girdiğine dair bazı başlangıç fikirlerini bilim dünyasına duyurmuş oldular. Bu çalışmaları Plos One dergisinde bugün yayınlandı. Araştırmacılar deneylerinden birinde Dünya'daki bir laboratuvarda bir santrifüj kullanarak hipergravite oluşturdular ve bu yüksek yerçekiminde uzayın bağışıklık sistemine etkilerini engelleyebilecek bir yerçekimini öne sürdüler. Araştırma grubu meyve sineği yumurtalarını Discovery uzay mekiği ile uzaya gönderdiler . Bu yumurtalar uzayda 12 gün geçirdiler bu sırada onlar kuluçkadaydılar, ardından larva ve yetişkin sinek oldular. Sonra onlar Dünya'ya geri geldi. Dünya'dan gelenlerin bir kısmına E.coli bakterisi diğer kısmına da Beauveria bassiana adı verilen bir mantar ile biyologlar onları enfekte ettiler. Uzaylı meyve sineklerinin bağışıklık sistemi E.coli bakterisi ile mücadele edebildiler ama Beauveria bassiana mantarlarına karşı kendilerini savunamadılar. Bu arada, Dünya'da yetişmiş benzer kontrol meyve sinekleri her iki enfeksiyona karşı kendilerini savunabildiler. Uzaylı meyve sineklerinin neden mantarlara karşı mücadeleyi kaybettiklerini anlamak için, bilim insanları tüm meyve sineklerinin genlerini analiz ettiler. Uzayda ve Dünya'da yetişmiş meyve sineklerinin hepsi aynı genlerle doğmuştular ama tam olarak bu genlerden hangisi bir problem çıkarmıştı ve Dünya'da yetişenler ile uzayda yetişenler arasında bu farklılık neden oluştu? Dünya'da yetişen meyve sineklerinde, genler bağışıklık sistemleri ile ilişkilidir. Diğer genler arasında, Dünya'da yaşayan meyve sinekleri Toll sinyal yolu adı verilen bir şeyi aktive ettiler. Bu, bilim insanların uzun zamandır bildiği bir şey; mantarları defetmek için kullanılır Toll sinyal yolu. İnsanlarda da buna benzer genler vardır ve bunlar da bağışıklık için çalışır. Uzayda yetişen meyve sineklerinde ise durum farklıdır. Bu meyve sinekleri Beauveria bassiana mantarı ile karşılaştıktan sonra bazı bağışıklık genlerini aktif ettiler ama ne yazık ki mantarlara karşı kendilerini savunmak için yeterli değildi. Dolayısıyla uzayda yetişen meyve sinekleri, Dünya'daki meyve sineklerinde olduğu gibi genlerinin tamamını kullanamadılar. Araştırmacılar makalelerinde bu duruma uzaya fırlatılan sineklerin ağır immünyetmezliği tanısı koydular. İşin garip tarafı, yazının başında hipergravite altında da bir deney yapıldığını söylemiştim. İşte bu deneydeki hipergravite altında büyüyen meyve sinekleri normal Dünya koşullarında büyüyen meyve sineklerine göre mantarlara karşı daha dirençli çıktılar!


Doğada yaşayan birçok hayvan kesinlikle çok farklı özelliklere ve görevler sahiptir. Aynı zamanda hissetme konusunda da yine yaratıcı tarafından kendilerine büyük yetenekler verilmiştir. Koku, duyma, tanıma gibi algılama yetenekleri, doğa da savunmasız kaldıkları anda kendilerini korumak ve kendi türlerini bulmak için kullandıkları yeteneklerden bazılarıdır. Bu özelliklerin yanı sıra birçok hayvan tehlikeleri hissedebilir. 1999 yılında yaşadığımız merkez üssü İzmit olan depremin henüz çoğu izlerini silebilmiş değiliz. Çok fazla insan yaşamını yitirdi ve çoğu insan evsiz kaldı. Bu depremden sonra çoğu yerde şunları duymuşsunuzdur belki. Muhabbet kuşları depremi hissetmişler ve çok fazla öterek tehlikeyi haber vermişler. Bir başkası herhangi bir tehlike anında tavukların kanatlarını çok fazla çırparak öttüğünü söylemiştir. En bilindik örnek ise farelerin tehlikeleri sezerek hemen oradan uzaklaşmasıdır. Farelerin hissiyatı da çoğu filme de konu olmuştur. Ancak bu örneklerin dışında köpekleri de yabana atmamak gereklidir. Köpekler koklama konusunda oldukça yetenekli hayvanlardır. Buna ilaveten okuduğum bir çalışmada Dünya'nın manyetik alanındaki küçük bir değişikliğe karşıda duyarlı hayvanlarmış . Çek Cumhuriyeti'nden bir araştırma grubu Dünya'nın manyetik alanındaki değişimine karşı duyarlı veya tepki verebilen hayvanlar listesine köpekleri de eklemişler. Bu çalışma Frontiers in Zoology dergisinde yayınlanmış. Araştırmacılar, Dünya'nın manyetik alanının durgun olduğu zamanlarda, deneysel alanlarda köpekleri yürüttü ve onların dışkılarını yaptıkları pozisyonun kuzey-güney duruşu olarak belirledi. Manyetik alan duyarlılığına sahip izlenimi veren bir hayvanların listesinin büyümesi merak uyandırmaktadır. Araştırmacılar köpeklerin böyle bir yeteneklerinin olup olmadığını anlamak için köpeklere odaklanmışlar. Bazı temel gözlemlerden sonra, köpeklerin dışkılama anında farklı duruşlar sergilemesi, araştırmacılar için bazı farklı alanlarda çalışma yapması için yeterli neden oluşturmuş. Bu çalışma köpeklerin çevreden etkilenmemesi için açık alanda yapılmış. Daireler çizen ve toplamda 1893 kez dışkılayan 37 farklı ırk olarak 70 köpek gözlenmiş. Çalışma raporunda köpeklerin, çok açık bir şekilde dışkılamak için kuzey-güney duruşunda eğimli olarak vücutlarını hizaladığı sergilenmiş. Dünyanın manyetik alanının durgun olmadığı kabul edildiğinde köpekler böyle bir yönelim tercih etmemişler. Net bir manyetik alan olduğunda köpekler bunu hissetmişler ve açıklanamayan nedenlerle belirli bir pozisyonda vücutlarını hizalamışlar. Köpekler Doğu-Batı doğrultusunda hizalanmadan kaçınmışlar. Bu çalışmada köpeklerin değişen manyetik alanda kendilerini Kuzey-Güney doğrultusunda hizalayarak dışkılarını yapmaları onların açık olarak manyetik alana duyarlı olduklarını göstermektedir. Çoğu durumda nasıl yaptıkları hala belirsiz olmasına rağmen diğer çalışma sonuçlarına göre sığır, geyik, tilki, kuşlar ve balıkların bazı türleri gibi bazı hayvanlar Dünya'nın manyetik alanına göre hareketlerini düzenliyorlar.


Editage konusundaki uzmanlığı ileri düzeydeki İngilizce yazma ve redaksiyon becerisi ile birleştiren profesyonel editörleri sayesinde yazarların yayın ihtiyaçlarını karşılamaya yönelik kapsamlı hizmetler sunmaktadır. İngilizce dil çözümleri alanında yüksek kaliteli hizmetler sundukları 10 yıl boyunca, Editage ekibi 100 ülkede 38.000 den fazla müşteri için 156.000 in üzerinde belgede düzenleme yapmıştır. Bu web semineri doktora öğrencileri, araştırma görevlileri ve akademisyenler için tasarlanmıştır. Eğer araştırma makalelerinizdeki iletişiminizi ve sunumunuzu iyileştirmek ilginizi çekiyorsa, bu web semineri sizin için yararlı olabilir. Web semineri diğer katılımcılara da açık ve ücretsizdir. Bu haberi ilgilendiğini düşündüğünüz arkadaşlarınıza yönlendirebilirsiniz ve onlar da bu linkten kayıt yapabilirler.


Artan internet ve hafıza bellek kullanımı beraberinde tehlikeleri de getiriyor: virüsler, kötü amaçlı yazılımlar gibi. Bu tip tehlikelere karşı ise bilgisayarımızı, dosyalarımızı, kişisel hayatımızı savunabileceğimiz en önemli araçlar antivirüs programlarıdır. Ancak en iyi korumaları sağlayan antivirüs programlarının ücretleri ise değişiyor. Bu nedenle çoğu internet kullanıcısı ücretsiz olarak sunulan ve ücretli antivirüs programlarından çok da geride olmayan antivirüs programlarını kullanmaktan yana. En iyi performanslı ücretsiz antivirüs programlarından birkaçını bu yazımızda ele alıyoruz. - Algılama'da 4.5 - Performans'da 4.0 - Kullanım'da 5.5 puan (toplamda 14 puan) alırken - Algılama'da 5.0 - Performans'da 5.0 - Kullanım'da 5.5 puan (toplamda 15.5 puan) almış. Aslında bilinen en iyi ücretsiz antivirüs programı Avast'tır ama performans kıyaslamalarına bakıldığında Mayıs-Haziran döneminden Ekim-Kasım dönemine bir düşüş olduğu görülüyor. - Algılama'da 5.0 - Performans'da 4.0 - Kullanım'da 6.0 puan (toplamda 15 puan) alırken - Algılama'da 4.0 - Performans'da 3.5 - Kullanım'da 6.0 puan (toplamda 13.5 puan) almış.


Albert Einstein'ın özel görelilik ilkesine göre, hiçbir cisim vakum ortamında ışık hızında veya ışık hızından daha hızlı olarak hareket edebilecek kütleye sahip olamaz. Bilim-kurgu filmlerinde, uzay gemileri genellikle birkaç günde yıldızlar arasında yolculuk ettikleri gösterilir. Yıldızlar arasındaki yolculuğun böylesine hızlı olması ışık hızından daha büyük hızlarda yolculuk yapılmasını gerektirir. Ancak özel görelilik ilkesine göre bu mümkün değildir. Dışarıdan bakan bir gözlemci tarafından görüldüğü gibi, hareketli bir cismin kütlesi hızının artmasıyla artar. Matematiksel denklemlerle tanımlanan bu kütle artışına göre, kütle cisim ışık hızına vardığında sonsuz büyüklüğe sahip olur ama matematiksel olarak. Newton'ın ikinci hareket yasası bir cismi ivmelendirmek için uygulanan kuvvetin onun kütlesi ile orantılı olduğunu söyler. Böylece sonsuz büyüklükteki bir kütleyi ivmelendirmek için sonsuz bir kuvvet gerekir. Dolayısıyla bir cismi ışık hızında hareket ettirmek için sonsuz bir dış kuvvet gerekli olacaktır. Sonsuz büyüklükte bir kuvvet gerçekleşebilir bir durum olmayacağı için, kütleye sahip hiçbir cisim ışık hızına ulaşamaz. Işık parçacıkları fotonlar kütleleri sıfır olduğu için ışık hızında hareket edebilirler. Lorentz daralması hareketli bir cismin hareketinin yönünde dışarıdan bir gözlemci tarafından daha kısa görüneceğini öngörür. Matematiksel olarak bir dış gözlemci ışık hızında hareket eden bir cismi sıfır uzunluğa sahipmiş gibi görür. Özel görelilikte hareketli bir cisim içim zaman daha yavaş akar dışarıdan bir gözlemciye göre. Zaman genişlemesinin matematiksel ifadesinde bir dış gözlemci ışık hızında hareket eden bir cisim için zamanın durduğunu görecektir. Görelilik teorisi hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı olmasına izin vermez. Eğer bir cismin ışıktan daha hızlı gitmesi mümkün olursa, dış bir gözlemciye göre o cisim zamanda geriye gitmiş gibi olurdu. burada v hareket eden cismin hızı ve c ışığın hızıdır. Işık hızında hareket eden bir cisim için v bölü c 1 olur. Karekök içindeki bu nicelik de kökü sıfır yapar. Matematiksel olarak bir şeyi sıfıra bölmek olanaklı bir durum değildir. cismin hızı v'ye c ışık hızına yaklaştıkça, karekökün içi sıfıra yaklaşır ve gama da sonsuza gider. Bu şekilde matematiksel olarak v=c olduğunda gama'nın sonsuza eşit olduğunu söyleriz. Hareketli bir cismin kütlesini bulmak için, o cismin durgun kütlesi ile gama çarpılır. Bu nedenle ışık hızında hareket eden bir cismin kütlesi sonsuz olur. Lorentz daralması da durgun durumdaki cismin uzunluğunun gamaya bölünmesini gerektirir. Bu nedenle ışık hızında hareket eden bir cisim dış bir gözlemciye göre sıfır uzunluğa sahipmiş gibi görünür. Dış bir gözlemci tarafından gözlenen zaman aralığını bulmak için bir zaman aralığı gama ile çarpılır. v=c olduğunda, dış gözlemci tarafından görülen zaman aralıkları sıfır olur. Bu nedenle dış gözlemciye göre zaman duruyormuş gibi görünür.


Gökbilimciler galaksiden alternatif bir kaçış yolunu akla getiren potansiyel hiperhızlı yıldızların yeni bir sınıfını ortaya çıkardılar. Hiperhızlı yıldızlar olarak adlandırılıyor bu yeni sınıf yıldızlar, çünkü onlar gerçekten de bir galaksinin çekim etkisinden kurtulmaya yetecek kadar hızlılar. Gökbilimciler ikili bir yıldız sistemini bir karadeliğin pençesinde iken yakaladıklarından beri uzun süredir inceliyorlar. Doğru koşullar altında, yıldızlardan biri karadeliğe doğru spiraller çizerken diğeri çok büyük bir hızla dışarı doğru kendini fırlatan bir ikili yıldız sistemi bu. Geçtiğimiz on yıl içinde, gökbilimciler Samanyolu Galaksisi'nde bu şekilde oluşmuş 18 hızlı mavi yıldız daha buldular. Bütün hepsi Samanyolu'nun galaktik merkezindeki süperkütleli karadeliklerin izlenmesi sırasında bulundu. Fakat bir grup uluslararası araştırmacı kökeni galaktik merkez değilmiş görünen 20 Güneş büyüklüğünde yeni bir grup hiperhızlı yıldız keşfettiler. Keşiflerinin ardından en büyük soru kökenlerinin ne olduğuydu? Bu keşke konu olan çalışma geçtiğimiz hafta yıllık Amerikan Astronomi Derneği'nin toplantısında sunuldu. Şimdiye kadar, gökbilimciler bu yeni sınıf hiperhızlı yıldızların nasıl bu kadar hıza sahip olduklarını çözememişlerdi. Çünkü yıldızlar normal disk yıldızlarında olduğu gibi aynı bileşime sahip görünüyorlar, araştırmacılar ise Samanyolu'nun merkez şişkinliği veya onu çevreleyen halosu gibi olası yıldız doğum yerlerini öncelikle elediler. Fakat çoğu olası senaryo geriye kalıyor: küresel kümeler içindeki etkileşmeler, galaktik diskteki süpernovadan gelen püskürmeler veya gelgit kuyrukları gibi. Yıldızların ölçülen bu hıza ulaşması on yıllardır konumlarını değiştirmelerini/kaydırmalarını gerektirir. Eğer ölçümlerden birkaçı yanlış gitmişse, bu yıldzlar gerçekten olduğundan biraz daha hızlıymış gibi görünebilirler. Fakat araştırmacılar bu yeni sınıf yıldızların gerçek olduğunu düşünüyorlar.


Yüzyıllar boyunca insanlar büyük depremler öncesi garip olaylar gözlemlediklerini söylerler. Bunlardan biri de tepe ve dağ zirvelerinden yayılan ışıklardır. Bu bildirimler ilk önceleri çoğu bilim insanı tarafından görmezden geliniyordu, çünkü bu tür olaylar bilimsel olmayan teorilerle birlikte anılıyordu. Örneğin, bu ışıkları bildiren bazı kimseler bunların UFO'lar tarafından üretildiğini iddia ediyorlardı. Muhtemelen de bu sebeple depremler öncesi gizemli ışıklar meselesi fazlaca araştırılmıyordu. Fakat bu garip ışıklar ne halüsinasyon ne de bir uzaylı tarafından oluşturulmuş değil. Bu deprem ışıkları gerçek bir olaydır ama elbette ki UFO'lar tarafından oluşturulan bir şey değil. Seismological Research Letters dergisinde bir çalışması yayınlanan Quebec Doğal Kaynaklar Bakanlığı'ndan bir jeolog olan Robert Theriault gibi araştırmacılar bu deprem ışıklarını bilimsel olarak açıklamaya çalışıyorlar. Theriault ve çalışma arkadaşları 1600 yılında beri görüldüğü söylenen bu deprem ışıklarının birbirleri ile olan garip benzerliklerini buldular. Toplam 65 ışık görülmesinden 63'ünün dikey fay hatları boyunca oluştuklarını belirlediler. Araştırmacılar bu faylar boyunca birbirine karşı hareket eden kayaların oluşturduğu baskının elektrik yüklerini oluşturduğunu öne sürdüler. Yapılan araştırmaya göre, bu elektrik yükleri de yerin altından fay hatları boyunca yukarı hareket ederek atmosfer ile etkileşmesi sonucu bu deprem ışıklarını oluşturabilir. Bir deprem baskısı kayalara çarptığında, deprem kimyasal bağları kırarak pozitif elektrik yükü olan deşikleri oluşturur. Bu deşikler yerin altından yüzeye fay boyunca dikey bir şekilde akabilir, bu da yerel güçlü elektrik alanları tetikler ve ışık üretilmiş olur. Böyle deşiklerin varlığı 2003 yılında araştırmacı Friedemann Freund tarafından öne sürülmüştü. Freund'a göre normal koşullar altında bu deşikler uykuda ama depremler sırasında bu pozitif yüklü parçacıklar uyanıyor, sonra kayalar ışıldamaya ve kızıllaşmaya başlıyor şeklinde makalesinde bu durumu açıklamış. Bu incelenen 65 ışık görülme olaylarından birkaçı da Nature'daki bir haberde bahsediliyor. Peruvian kıyısında 2007 yılının Ağustos ayında deniz sallanmaya başlamadan birkaç dakika kadar öncesinde bir balıkçı gökyüzünün mor rengine döndüğünü yetkililere bildirmiş. Diğer bir olay ise, 1911 yılının Kasım ayında Almanya Ebingen yakınlarında bir kadın deprem başlamadan önce yılan gibi yer boyunca hareketli ışımaların olduğunu bildirdiği şeklinde. Deprem ışıklarının incelenmesinde bir başka sebep daha var, bu da ileride deprem ışıklarının erken deprem uyarısı olarak kullanılabilme ihtimali. En azından bu ışıkları yaklaşan deprem konusunda insanları uyarabilir. Çünkü 2009 yılının Nisan ayında İtalya'da gerçekleşen bir depremden iki saat önce bir adamın sabahın erken saatlerinde evin mutfağına yansıyan beyaz ışıkları görünce, ailesini evden çıkarıyor ve daha sonra büyük bir deprem gerçekleşmiş oluyor. Bu bilgilerin kaynağı ise Nature.


Tüketici Elektroniği Fuarı CES 2014 bu yıl ABD'de Las Vegas'ta düzenleniyor ve bu fuarda teknoloji dünyasının son yenilikleri gözler önüne seriliyor. Yüksek çözünürlüklü tabletler, dönüşebilen ultrabooklar gibi ürünlerin yanı sıra sıradışı gelebilecek bir çok yeni ürünün tanıtıldığı bu ortamdan biz de bir çırpıda birkaç ürünü sizlerle paylaşmayı umuyoruz. Bu teknolojilerin neredeyse hiçbirinde ülkemiz adına bir şeyin olmaması da elbette üzücü. Dünya'nın ilk sürücüsüz servis aracı işte bu CES 2014 etkinliğinde tanıtıldı. Tamamen elektrikle çalışan bu sürücüsüz servis aracı üniversitelerde, kampüslerde, hava alanlarında, trafik yoğunluğunun düşük olduğu yerlerde kullanılabilir. Bu videoda da Audi'nin en yeni otomobil modelinde far lambalarını laserden yapılması anlatılıyor. Spot Quattro Laser Işığı olarak isimlendirilen bu teknoloji arabanın her iki yanında iki tane ikizkenar yamuk şeklinde far elamanlarını kullanır. En dış halkası ise bir matrix LED ışık demetlerinden oluşur. En iç kısmında da laser ışığını üretmek amacıyla laser diyotları kullanılır. Audi'nin söylediğine göre bu laser demetleri 500 metreye kadar ulaşabilir. Ayrıca LED farlarından parlaklığı iki hatta üç kat daha fazladır. Intel bu CES 2014'te düzenlediği basın konferansında iddialı bir hedef ortaya koydular: insan duyularına oldukça yakın duyarlılıkta bilgisayar sensörleri yapmak!Bir insan gözü kadar oldukça şaşırtıcı bir ürünü de duyurdular: RealSense 3-D kamera. Laptoplara ve tabletlere eklenerek kullanılan kamera kızıl ötesi ve renk sensörleri sayesinde görüntülerin derinliğini tarayabiliyor. Bu derinlik tarama ise geçtiğimiz yılın en önemli keşfi olan 3 boyutlu yazdırma işinde oldukça işe yarayabilir. CES 2014'ten işte görüntüler!


İki boyutlu bir karbon formu olan grafen pek çok uygulama için önemli bir malzeme olmasını sağlayan çok iyi özelliklere sahiptir. Ancak, grafenin üretilmesinde özellikle dokunmatik ekranlar gibi elektronik endüstri için üretilmesinde birçok zorlukla karşılaşılmaktadır. Singapur Ulusal Üniversitesi araştırmacılarının doğayı taklit ederek geliştirdikleri yeni bir yaklaşım ile bu değişebilir. Böcekler ve ağaç kurbağalarının yapraklara nasıl ayaklarıyla tutunduklarından esinlenerek, Singapurlu araştırmacılar bir silikon wafer üzerine grafenin büyütülmesi ve aktarım adımlarının her ikisine izin veren yeni bir yöntemle ilgili bulgularını Nature dergisinde yayınladılar. Bu teknik optoelektronik modülatörler, transistörler, biyosensörler gibi fotonik ve elektronikte uygulama alanı bulan aygıtlar için grafenin kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Singapur Ulusal Üniversitesi Kimya Bölümü başkanı Profesör Loh Kian Ping liderliğinde silikon üzerine yüksek kaliteli grafenin büyütülmesi ve aktarılmasını geliştirdikleri yöntemle tek bir adımla gerçekleştirdiler. Bu da grafenin yüksek ölçeklerde kullanılmasına dair umut verici bir adım oldu. Günümüzde yarıiletkenlerdeki gibi minimal kusurlar ile grafenin büyütülmesi ve aktarılmasını sağlayan bir teknik yoktu. Bu açıdan baktığımızda, bu çalışmanın önemin farkına varabiliriz. Singapur Grafen Araştırma Merkezi'nden Dr. Gao Libo bu yöntemde yüz yüze aktarımı adını verdikleri süreçte bir bakır katalizör tabakası ile kaplı bir silikon alttaş üzerine grafeni büyüttüklerini ifade ediyor. Büyütmeden sonra, tıpkı böcekler ve ağaç kurbağalarının yapraklara ayakları ile tutunması gibi grafen buna benzer kılcal köprülerün oluşturduğu kabarcıklar tarafından yerinde tutulurken bakır da etch ediliyor . Bu kılcal köprüler de grafenin silikon yüzeyine eklenmesine yardımcı olur ve böyle bakır katalizörünün kimyasal olarak aşındırılması sırasında grafenin ince tabakalara ayrılması önlenmiş olunur. Bu yeni teknik silikon waferlar üzerine büyük ölçekli entegre devrelerin fabrikasyonu gibi toplu işlenmiş yarıiletken üretim hatlarında da kullanılma potansiyeline sahiptir. Neden silikon üzerine grafeni aktarmak bu denli önemli? Çünkü günümüz elektronik dünyası silikon temelli ve bu elektronik endüstriye grafenin tam anlamıyla ayak uydurması için silikonla bir şekilde entegre olmalı. Bunun için de ilk önce geniş ölçek de grafen büyütmenin veya elde etmenin bir yolunun bulunması ardından da silikon temelli elektronik devrelerle entegrasyonunun sağlanması gerekiyor.


26-31 Ocak 2014 tarihleri için internet mağazalarında ürün fiyatlarıyla birlikte akıllı telefon, bilgisayar, tablet gibi teknoloji ürünlerini bu yazımızda değerlendireceğiz. Bu haftanın uygun fiyatlı teknoloji ürünlerini akıllı telefon ağırlıklı olarak belirledik. Akıllı telefonlar öncesinde 50 TL kupon indirimi ile fiyatı 1429 TL olan i5 işlemcili 15.6 inç ekrana sahip Packard Bell marka dizüstü bilgisayarını haftanın uygun fiyatlı teknoloji ürünleri arasında görüyoruz. - Intel i5 çekirdek işlemcisi ile işlemci hızı 1.6 GHZ - 4 GB DDR3-RAM toplam bellek - 15.6 inç LED ekran - 2 GB AMD Radeon HD8750M grafik kartı ve 500 GB sabit disk alanı - Düz ekran LED görüntü teknolojisi - 3D özelliği bulunmuyor - Ekranı 20-29 inç - Full HD çözünürlük - Garanti süresi ise 18-24 ay. Gittigidiyor üzerinden bu ürünün incelemesini yapabilirsiniz. - Android işletim sistemine sahip - Dokunmatik ekran ve 3G desteğine sahip - Garanti süresi 2-3 yıl - Dahili hafıza 16 GB - 19201080 çözünürlüğe sahip ve 8-10 MP kamera çözünürlüğü var. Gittigidiyor üzerinden bu ürünün incelemesini yapabilirsiniz . Bu haftanın son inceleyeceğimiz teknoloji ürünü ise Samsung Galaxy S4 mini olacak. 8 MP kamera çözünürlüğü, 1.7 GHz çift çekirdek işlemci hızı ve dahili hafıza 8 GB özelliklerinin yanı sıra 3G, Bluetooth, Wi-Fi gibi destekleri bulunuyor. Hafıza artırma kapasitesi ise 64 GB'a kadar. 107 gr ağırlığında olan bu akıllı telefonun internet fiyatı ise 929 TL. Kliksa üzerinden ürün ayrıntılarını inceleyebilirsiniz. Ürünlerin özellikleri ve garanti koşullarının ayrıntılarını yukarıda verdiğim bağlantılardan öğrenebilirsiniz. Ürünlerle ve ürünleri satanlarla herhangi bir ilgimizin olmadığını haftanın teknoloji ürünlerini uygun fiyat açısından değerlendirdiğimizi ve ürünleri satın aldığınızda herhangi bir sorumluluk kabul etmeyeceğimizi de hatırlatmak isterim.


18-25 Ocak 2014 tarihleri için internet mağazalarında ürün fiyatlarıyla birlikte akıllı telefon, bilgisayar, tablet gibi teknoloji ürünlerini bu yazımızda değerlendireceğiz. İnternette belirli birkaç bilinen teknoloji mağazası arasında en ucuz Samsung Galaxy S4 fiyatı 1415 TL olarak Gittigidiyor'da gördüm. Eğer bir S4 almayı planlıyorsanız bu fiyatı 23 Ocak 2014 tarihine kadar değerlendirmenizi öneririm. Ürün bilgilerine şu sayfa içerisinde ulaşabilirsiniz. - Düz ekran, Full HD çözünürlük - LED teknolojisine sahip - 3 boyutlu özelliğe sahip - Ekran boyutu 42-49 inç - Uygun fiyat Bu hafta değerlendirilebilecek bir diğer ürün de Asus MeMO tablet ürünü. Gittigidiyor'da 299 TL'ye bu ürünü 26 Ocak 2014'e kadar bulabilirsiniz. Karne zamanı geliyor, küçüklere bir gamepad düşünüyorsanız JXD S7800B gamepad ürününü 400 TL'ye 23 Ocak 2014'e kadar edinebilirsiniz ama stokta 6 tane görülüyor. Şu bağlantıya tıkladığınız takdirde sayfanın alt kısmında ürünü bulabilirsiniz. Bu hafta LED TV'lerde indirimler söz konusu. İşte içlerinden biri LG 3 boyutlu smart LED TV, 1899 TL fiyatıyla full-HD LG kalitesine sahip olabilirsiniz. Ürün bilgilerine gitmek için, tıklayabilirsiniz. Dizüstü bilgisayarlarda bu hafta ilgi çeken ürün Samsung'un Intel i3 işlemcili ürünü FIRSAT50TLA1 indirim kuponu ile 1149 TL'lik fiyatı 20 Ocak 2014'e kadar geçerli. Ürün hakkında daha fazla bilgi almak için şu bağlantıya tıklayabilirsiniz. Eğer indirimli olarak satın almak istiyorsanız az önceki kupon bilgilerini yazmanız gerekiyor. Ürünlerin özellikleri ve garanti koşullarının ayrıntılarını yukarıda verdiğim bağlantılardan öğrenebilirsiniz. Ürünlerle ve ürünleri satanlarla herhangi bir ilgimizin olmadığını haftanın teknoloji ürünlerini uygun fiyat açısından değerlendirdiğimizi ve ürünleri satın aldığınızda herhangi bir sorumluluk kabul etmeyeceğimizi de hatırlatmak isterim.


Bu minyatür uçan makine bir arıdan daha çok bir denizanası gibi hareket ediyor. New York Üniversitesi'nden Lief Ristroph ve Stephen Childress bir kuş ya da arı değil de denizanası gibi hareket eden bir minyatür uçan makine yaptılar. Bu denizanasının dört kanadının yukarı ve aşağı kanat çırpmasının yerine, bu mikro ornithopterin kanatları bir yüzme hareketinde olduğu gibi kulaç açıp kapanıyor, yani kanatları açılıp kapanıyor daha da yükselmek için. Uçan makineler genelde arı veya sinek kuşları gibi hayvanların uçuş özelliklerinin taklit edilmesi ile uyarlanıyordu. Tabi böyle durumlarda kuyruk ya da yelkenler gibi aerodinamik gidericiler veya kanat hızı ve hareketi için sürekli bir kontrol sistemi doğadaki bu canlılarda bulunmuyor. Uçan bir şeyin hareketi bu eklentiler olmaksızın kararlılığını korumaya izin verebiliyor. Bu habere konu olan uçan makine geçtiğimiz sonbaharda duyuruldu ve bu makinenin tasarımı ve matematiği Royal Society dergisinde bu hafta incelendi. Bir denizanası minyatür uçan makinesi sadece 10 santimetre uzunluğundadır, her bir kanatı 8 santimetre uzunluğunda olmak üzere. Bir batarya yerine enerji sağlayan harici bir güç kaynağı kullanılır. Bu makinenin ağırlığı 2.1 gramdır ki, motoru bunun 1.1 gramını oluşturur. Farklı uçuş yolları boyunca kararlı kalmayı başarmak için, araştırmacılar dört kanatı arasında değişik çırpma düzenleri ile kanat düzenini farklı voltajlarda denediler. Bu uçan minyatür makine bir prototiptir, araştırmacılar bunun mikro bir hava aracına doğru ilk adım olduğunu vurguluyorlar. Gelecekte, küçük ölçek kanatlı hava araçları trafik ve hava kalitesini izlemek amaçlı gözetleme ve keşif görevleri gibi değişik uygulamalarda kullanılabilir.


Yaşayan en ünlü bilim insanı olan Stephen Hawking bu hafta içerisinde karadelikler hakkındaki fikrini değiştirdi. Ancak bu ilk fikir değiştirmesi değildi. Bu yazıda vereceğimiz zaman çizelgesi -diğer adıyla zaman tüneli- bu gizemli kozmik cisimlere olan anlayışımızdaki değişimleri bize göstermektedir. Ki bu değişimlerin birçoğundan da Hawking sorumlu olmuştur. Bu yüzden adına Hawking Zaman Tüneli diyoruz. Karadelikler genel görelilikten ortaya çıkmıştır: Genel göreliliğe göre hiçbir şey hatta ışık bile olay ufkundan kaçamaz. Albert Einstein'ın genel görelilik ilkesi ile tamamlanan karadelik kavramı, tekillikleri olan sıfır hacimli oldukları kabul edilen ve içinde zamanın yavaş aktığı hatta akmadığı tahmin edilen kozmik bir cisim halini almıştır. Hawking karadeliklerin kuantum mekaniği sayesinde radyasyon yaydığı/ışıma yaptığını gösterdi. Hawking'e göre böylelikle kuantum mekaniğine göre tüm karadeliklerin ışıması yapması gerekiyordu. Bu karadeliklerin yakın çevresindeki ışık dahil tüm madde ve enerjiyi yuttuğu düşüncesinin çok da doğru olmadığını gösterdi. Stephen Hawking karadeliklerden bilginin kaçabildiğini kabul etti. Kaçan bilgi ateş duvarının resmen alev almasına neden olur çünkü ateş duvarı söz konusu olduğunda o sonsuz tekillikte bir şeylerin olay ufkundan kaçmaması gerekiyordu. Bu durumda ateş duvarı genel görelilik ile uyuşmaz oldu. Yeni bir paradoks daha gün yüzüne çıkmıştı.


Son birkaç haftadır Herkül kar fırtınası ile aşırı soğukların Amerika Birleşik Devletleri'ni, Kanada'yı etkilemesi nadir olarak görülen ve bilinen bir doğa olayı olan cryoseism etkisini ortaya çıkardı. Buz depremleri olarak adlandırılan bu doğa olayı özellikle Kanada'da 24 Aralık 2013 tarihinden beri sık bir şekilde meydana gelmektedir. Özellikle Toronto'da meydana gelen patlamalar nedeniyle o bölgede yaşayan insanların korkulu anlar yaşadığı bildiriliyor. Sıcaklıkların ani bir şekilde düşmesiyle yeraltındaki suyun donmasıyla toprak veya kayalar genleşerek çevrelerine stres denilen bir çeşit baskı oluşturmakta ve bu baskının sonucunda bazı patlamalar meydana gelmekte. Bu yazımızda buz depremlerini kısaca ele alacağız. Cryoseism bir buz depremi veya don depremi olarak da bilinir ve su veya buz ile doymuş toprak ya da kayanın donması ile meydana gelen ani çatlamalar sonucu meydana gelebilir. Su yer altına aktıkça, eninde sonunda donmaya başlar ve daha soğuk sıcaklıklar altında genişler, bu genişlemede suyun donduğu kısımların çevresinde stresler oluşturur. Bu stres sonunda bir patlamayla sonuçlanır ve ortam rahatlar. İşte bu sırada da buz depremi dediğimiz cryoseism oluşur. Başka bir buz depremi türü de ani buzul hareketleri sonucunda oluşan bir tektonik olmayan sismik olaya denir. Bu ani buzul hareketleri eriyen yüzey buzundan kaynaklı bir buzul altını kaplayan su havuzundan dolayı oluşabilir. Bu sıvının hidrolik basıncı buzulların aniden konumunu kaydırabilecek bir etkiye sahip olabilir, tıpkı bir yağlayıcı gibi davranarak. Bu tür buz depremleri çok kısa veya en fazla birkaç dakika kadar sürebilir.


Bilindiği üzere su canlılık için önemli bir madde olup canlı ağırlığının genelde %70-95 arasını oluşturmaktadır. Öyle ki, uzak yıldızların çevresinde dönen gezegenleri inceleyen astronomların ilk aradığı madde sudur. Çünkü su canlı varlığını mümkün kılar. Su molekülünde yer alan iki hidrojen atomu oksijene tekli kovalent bağlarla bağlanır. Oksijen atomu hidrojenden daha elektronegatif olduğu için, polar bağlardaki elektronlar çoğunlukla oksijen atomunun yakınında bulunurlar. Bu paylaşılan elektron çiftinin geometrisi moleküle V şeklinde bir yapı kazandırır. Su molekülü polar bir moleküldür. Yani, oksijenin tepesindeki paylaşılamayan iki elektron çifti V'nin tepesindeki bölgeye kısmi negatif yük, oksijenin elektron çekme eğilimi ise, iki hidrojen çekirdeğine kısmi pozitif yük kazandırır. Bunun anlamı, molekülün zıt uçlarında zıt yükler bulunmasıdır. Bir su molekülündeki oksijen atomunun kısmi negatif yük bölgesi ile diğer su molekülünün hidrojen atomunun kısmi pozitif yük bölgesi arasındaki elektrostatik çekime hidrojen bağı denilmektedir. Teorik olarak bir su molekülü dört komşu su molekülüyle hidrojen bağı kurarak düzgün dörtyüzlü bir yapı oluşturur. Şimdi gelelim buzun suda nasıl yüzdüğüne. Maddelerin katı halleri sıvı hallerinin hacimlerinden daha küçük, yoğunluğu daha büyüktür. Oysa bakıyoruz ki su, bu kurala isyankar tavırlar takınmış durumda. Katı suda su molekülleri hareketsiz ve her biri 4 su molekülüyle hidrojen bağı yapar bu da buzun yapısında hekzagonal yapılar oluşturur. Oda sıcaklığında ise (25 C) her su molekülü birkaç komşu su molekülüyle hidrojen bağı yapar. Sıvı haldeki su molekülleri sürekli hareket içinde olduklarından bu bağlar kırılıp yeniden yapılmaktadır. Böylece eriyen buzda bazı hidrojen bağlarının kırılmasıyla su molekülleri daha sık bir düzen oluşturarak yoğunluğun artmasına ve bozulan hekzagonal yapılardan dolayı da hacmin azalmasına neden olur. Yani buzun hacmi suyun hacminden büyük ve buzun yoğunluğu suyun yoğunluğundan küçüktür. Yazımı okuduğunuz için teşekkür ederim umarım faydalı olmuştur. - http://biltek.tubitak.gov.tr/merak_ettikleriniz/index.php?kategori_id=6&soru_id=4066 - http://tr.wikipedia.org/wiki/Molek%C3%BCl - Neil A. Campbell, Biyoloji, Çev: A. Demirsoy, Palme Yayıncılık - Petrucci-Herring-Madura-Bissonnette, Genel Kimya1, Palme Yayıncılık


Kuark Bilim Topluluğu'nun bilim içerikli haberleri ve makaleleri yayınladığı KBT Bilim Sitesi artık yeni yüzüyle yayınına devam ediyor. Uzun süredir kullandığımız tasarım özellikle cep telefonundan veya tabletten web sitemizi takip eden okuyucularımız için kullanışsız olmaya başlamıştı. Bu durumdan dolayı yaklaşık 2 aydır tasarım araştırması yapıyorduk. Kullandığımız sisteme özgü profesyonel tasarımlar arasından bugün itibariyle yeni yüzümüz olan tasarımı seçtik. Bu tasarımı seçmemizdeki en büyük etken siz okuyucularımızın bilgisayarlarda, laptoplarda, tabletlerde ve cep telefonlarında sorunsuz bir şekilde haber ve yazılarımızı bu tasarım ile daha kolay inceleyebileceğinizi düşünmemiz oldu. Aynı zamanda görsel olarak da etkili olan bu tasarım ile web sitemiz daha hızlı ve işlevsel olduğunu düşünüyoruz. Yazı içerisinde iken ana menümüz artık sayfanın üst kısmında sürekli oluşabilir olacak. Böylece farklı kategorilerdeki yazılarımıza ulaşabilmiş olacaksınız. Yazı ve haberlerin sağ tarafında rastgele olarak seçilen yazılar, arşivimizde ilginizi çeken çalışmalarımızdan sizi haberdar edebilir. Yazılarımızı artık çok daha rahat bir şekilde sosyal medyada paylaşabilirsiniz. Üstelik bu bizim için de önemli. Çünkü bilim içerikli yazılarımızın çok daha fazla kişiye ulaşmasını istiyoruz ve bu nedenle yayınladığımız yazılardan ilginizi çekenleri sosyal medyada paylaşmanızı kolaylıkla gerçekleştirmenizi sağlayacak bir eklentimiz var. Yazıların genelde sol bölümünde sürekli görünecek bir sosyal paylaşım aracımız var. Google+, Facebook, Twitter ve linkedin gibi sosyal medya sayfalarının logolarını görebilirsiniz. Tasarımda renklerle ilgili bazı değişiklik planlarımız var, bunun yanında tasarımda bazı kısımlar hala Türkçeleşmiş değil. Bunlar gibi eksikliklerimizi tamamlayarak daha kullanışlı bir arayüz oluşturmayı hedefliyoruz. Yeni tasarımla ilgili düşüncelerinizi de bizimle paylaşabilirsiniz. Görüşlerinizi yorum olarak veya sosyal medya üzerindeki sayfalarımızdan bekliyoruz.