Tanım: 1 metrenin milyarda birine nanometre denir. Nanometre boyutundaki ölçeklerde karbon atomlarından oluşan yapılar mevcuttur. Bu yazıda bu C yapılar ele alınacaktır. Karbon nanoyapılar genellikle tüpler, toplar, halkalar ve çubuklar olarak ana gruplara ayrılan kafesimsi yapılardır. Bu malzemelerin uygulama alanları geniş yelpazede yer almaktadır. Karbon atomlarının oluşturduğu yapılar bağ yapan karbon atomu sayısı 'na göre çeşitlilik göstermektedir. Çeşitli büyüklüklerde karbon nanotopak üretimi de mümkündür. Karbon atomlarının kovalent bağ yaparak küremsi şekiller oluşturabileceği ilk defa 1966 yılında D.E.H. Jones tarafından ileri sürülmüştür. 1984 yılında R.E. Smalley ve ekibi grafit kristalini laser ile eritip buharlaştırdıktan sonra C atomlarının farklı yapılarda topak kristaller oluşturduklarını fark ettiler. Molekül büyüklükleri yoğunlukla C20 C130 olan bu kristaller küremsi halde bulunmaktaydı. 1985 yılında R.F. Curl, H.W. Kroto ve R.E. Smalley'den oluşan ekip karbon nanotopları ayırdılar. Elde edilen verilere göre kütlenin %75'ini C60, %23'ünü C70 oluşturmaktaydı. Bu çalışmalardan dolayı ekibe 1996 Nobel Kimya Ödülü verildi. Burada ayrıştırılan karbon nanotoplar içinde en sağlamını C60 grubu oluşturmaktadır. C60 yapısında karbon atomları birbirine sp2 yapısı ile bağlanırlar. C60'da karbon atomları kararlı yapıda altıgen ve beşgen şekiller oluşturarak bir araya gelmişlerdir. Karbon nanotopları en küçük kararlı boyutta C20 yapısındadır. En büyük kararlı nanotop yapısı bilinmemekte ve C1000 dahi oluşabilmektedir. En çok üretilen karbon nanotop yapısı ise C60'tır. Bu yapı 12 tane beşgen ve 20 tane altıgen yüzden oluşur (12 yüzlü simetri). 20 C atomundan daha az C bulunduran yapılar ise (örn.: C8 kübik yapı) farklı geometrik şekillerde bulunabilmektedir. Karbon nanotopları saf olabileceği gibi geometrik yapıyı bozmayacak şekilde katkılanabilir. Katkılama, topların içine farklı atomların yerleştrilerek yapılabileceği gibi karbon yerine farklı element konularak da yapılabilir. Katkılama ile nanotopların elektriksel, mekanik ve optik özellikleri değiştirilebilir. Bir araya gelmiş karbon atomlarının tüp yapısında bulunabileceği 1991 yılında Iijima tarafından fark edilmiştir. Grafitten ''ark-discharge'' buharlaştırma yöntemi ile elde edilen tüpler grafitin tek tabakalı yapısının kendi etrafında bükülmesiyle oluşan yapılardır. Tek tabakalı yapının kıvrılma çapına göre tüp çapı değişmektedir. Yine kıvrılma yönüne göre değişik elektriksel ve mekanik özellikler elde edilmektedir. Tüpler zikzak yapıda yahut düzgün olabilirler. Birbiri ardına tek tabakaların kıvrılmasıyla iç içe geçmiş tüpler elde edilebilir. Bunlara çok duvarlı karbon nanotüp denir. Tabakanın düzgün ve simetrik kıvrılması ile koltuk modeli karbon nanotüp oluşur ve bu yapı metalik özellik gösterir. Tabakanın zikzak kıvrılmasıyla zikzak model oluşur ve bu model yarı iletken özellik gösterir. Düzgün karbon nanotüp yapılarda C atomları karbon nanotoplarda olduğu gibi sp2 bağı yaparlar. Farklı karbon nanotüplerin birbirine eklenmesiyle karbon nanokonik yapılar oluşturulabilir. Birleşme yerlerinde farklı geometrinin oluşması bir karbon nanotüp hem metalik hem yarıiletken olabilir. Karbon nanotüplerde sp2 bağları oldukça sağlamdır. 1-2 nanometrelik karbon nanotüpten oluşan bir demeti koparmak için yaklaşık 36 GPa'lık bir çekme gerilmesi gerekir. Bu kadar küçük boyutlarda üstün sağlamlık ve elektriksel özellikler göstermesi karbon nanotüplerin kullanım alanlarını her geçen gün arttırılmaktadır. Karbon nanotüpler ark yöntemi, CVD, Laser yöntemi gibi yöntemlerle üretilirler. Karbon nanotüplerde iç içe geçmiş çok duvarlı yapılar mevcuttur. Bu iç içe geçmiş duvarların birbirine uzaklığı genelde iki C atomu arası mesafeden çok daha uzundur. Bu mesafenin kısalması ve iki C atomu bağ uzunluğundan daha kısa olması durumunda bu duvarlardaki C atomları birbiri ile sp3 bağı ile bağlanırlar. Burada bağlanma iç içe geçmiş farklı nanotüplerin duvarları arasındadır. sp3 ile bağlanmış karbon nanotüp duvarlarından oluşan yapılara karbon nanoçubuk denir. Karbon nanoçubuklar, karbon nanotüplere kıyasla çok daha esnektirler. Karbon nanoçubuklar tüp modellerden oluşabileceği gibi yan yana dizilmiş benzen halkalarından ve elmas yapılardan da oluşabilir. Karbon nanotüplerin silindirik halde kıvrılarak iki ucun birleşmesiyle toroid yapılar oluşabilir. Fakat bu oluşum şu anki aşamada kuramsal izahlarla var olabilmektedir. Aynı şekilde karbon nanotüplerin kıvrılarak helezon yapılar oluşturması da muhtemeldir. - D. Koruga, S. Hameroff, J. Withers, and M. Sundareshan, Fullerene C60, North-Holland,1993. - C.P. Poole, F.J. Owens, Carbon nanostructures: Introduction to nanotechnology, J. Wiley & Sons, NJ Hoboken, 2003. - P.M. Ajayan and T.W. Ebbesen, Rep. Prog. Phys. 60, 1025 (1997) - G. Cao, Nanostructures and nanomaterials: synthesis, properties and applications, Imperial Cellege Press, London, 2004. - G. Fishbine, The investor's guide to nanotechnology and micromachines, J. Wiley & Sons, New York, 2002.


Süperakışkanlık denklemleri bir sığırcık sürüsünün yayılma hareketinin nasıl olduğunu tanımlayabilir. Sığırcıklar kuantum madde ile ortak hiçbir şeye sahip değilmiş gibi görünürler. Fakat süperakışkan helyumun bazı kuantum dinamiklerini açıklayan denklemler bir sığırcık kuşu sürüsünün keskin bir hareket yaptığında ne olduğunu tanımlayabilir. Yüzlerce hatta binlerce sığırcığın birlikte sürü olarak akın ediyor ve sanki gökyüzünde tek bir organizma gibi hareket ediyor gibi görünüyorlar. Roma'da Sapienza Üniversitesi'nden fizikçi Andrea Cavagna bu hareketin Bir anlık kararla yön değiştirmenin sürünün bir anlık zayıflığı olduğunu söylüyor. Fizikçi bu sığırcıkların yön değiştirdikleri sırada sığırcık sürüsünün yeterince sıkı-kaynaştırıcı bir şekilde uçmadıkları için şahin gibi avcılar tarafından yakalanabileceğini açıklıyor. Sığırcık sürüleri bir saniyeden daha kısa sürede ani dönüşler yapıyorlar. Matematik denklemleri bu dönüşlerin süperakışkan helyumun kuantum davranışını tanımlamak için kullanılan denklemlerle benzer olduğunu ortaya koyuyor.


Oyuncular, grafik ve CAD tasarımcıları ve hatta teknoloji yazarları Ocak ayında gerçekleşen CES organizasyonunda gösterilen LG'nin 34-inç UltraGeniş UM95 ekranından tartışmasız bir şekilde etkilenmişlerdi. Şimdi Güney Kore'li tüketici elektroniği devi daha iyisini yaptığını ve bu yeni ürününü 2014 Uluslararası Tüketici Fuarı'nda görücüye çıkaracağını duyurdu. Bu yeni ekran 21:9 oranıyla curved QHD Ekranı ile UC97. Bir süredir, LG ve Samsung araasındaki curved TV alanında üstünlük sağlamak için rekabet ederken, şimdi bunun bilgisayar dünyasına da sıçradığı söylenebilir. Samsung Ocak ayında V27 curved LED 1080p ekranı ile CES İnovasyon ödülünü almıştı. Şimdi de LG 34-inç'li curved IPS 3440x1440 piksel ekranı ile Samsung'un önüne geçmiş durumda. Bu yeni UltraGeniş ekran Maxx Audio ile 7 W steroe hoparlör sisemi, çoklu ekran ve hızlı verim gibi özelliklere sahip. LG oyuncular için pürüzsüz, titreşimsiz ekran için 144 Hz yenileme hızı ile 24-inç'lik GM77 ekranını da 2014 Uluslararası Tüketici Fuarı'na götürmeye hazırlanıyor. Oyun modu ile hareket bulanıklığını azaltan bu yeni ekran oyuncular için bir ekran üzerindeki bir kısayola basarak üç optimize edilmiş ayar arasında geçiş yapmayı da sağlıyor. Henüz fiyatlandırma konusunda LG'den bir açıklama yapılmış da değil.


Tarihin ilk atom bombasını yapan insanların öyküsü Manhattan dizisi ile tekrar gündeme taşınıyor. Amerika Birleşik Devletleri'nde 27 Temmuz 2014'te WGN America isimli yayıncı tarafından ilk bölümü yayınlanan Manhattan dizisi şimdilik 13 bölümden oluşuyor gibi görünüyor. Tarihsel öneme sahip bir konuyu işleseler de tarihsel karakterlere rağmen dizide tarihsel akışın sağlanmayacağı açıklandı. Manhattan adını alan dizi, bu ismi İkinci Dünya Savaşı sırasında Birleşik Krallık ve Kanada'nın desteğiyle Amerika Birleşik Devletleri'nin öncülüğünde üretilen ilk atom bombalarının araştırılma ve geliştirilme projesine verilen Manhattan Projesi isminden ileri geliyor. Bu Manhattan Projesi fizikçi J. Robert Oppenheimer ve General Leslie Groves'ın yönetiminde 1942-1946 yılları arasında gerçekleştirilmişti. 130 binden fazla insanın katıldığı ve zamanında 2 milyar dolar -ki bu rakam günümüz için 26 milyar dolara tekabül ediyor- harcamanın yapıldığı bir proje olmuştur. Manhattan dizisi ise bu proje kapsamında çalışan fizikçiler arasındaki atom bombası tasarımına dair olan yarışı ve bu devasa büyüklükteki projeye katılanlar ve ailelerinin yaşamını konu alıyor. Ayrıca projenin giderek amacını kavrayan fizikçilerin ve diğer personelin ruhsal durumları da işleniyor. İlk bölümden de gördüğüm kadarıyla dizi giderek fizikçilerin ailelerinin yaşamlarına eğilecek gibi görünüyor. Bu da bu diziyi bilimsel bir yanı ya da tarihi bir çerçevede beklentinin yersiz olduğuna işaret. Yine de insanlık tarihini değiştiren bu projeyi konu edinen Manhattan yapımını okuyucularımızla paylaşmak istedim.


Türkiye'de artık meteor yani göktaşı tespiti için gökyüzü taramaları yapılmaya başlandı. Türkiye'nin ilk meteor takip sistemi olan Türkiye Göktaşı Ağı projesi İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü'nden Doç. Dr. Ozan Ünsalan'ın yürütücülüğünde faaliyetine başlamıştır. Türkiye Göktaşı Ağı projesi ile meteorların hızlarını ve yörüngelerini saptayabilmek için yurt dışında birçok ülkede de mevcut olan sistemlerin Türkiye'de ilk defa kurulması ve böylece yeryüzüne düşen meteoritlerin düştükleri yerlerin hassas bir biçimde belirlenmesi ile bunların analizlerinin yapılması amaçlanmaktadır. Ayrıca oluşturulan sistemin Uluslararası Astronomi Birliği tarafından da resmen tanınmasını sağlamak bu projenin bir diğer hedefi. Proje kapsamında kurulacak sistemlerle yerleri belirlenecek olan meteoritlerin yapısal, fiziksel, mineralojik, jeolojik ve kimyasal analizleri ise, Infrared Spektroskopik ve Raman Spektroskopik analizler, SEM-EDX analizleri ve Görünür Mikroskopi yöntemleri ile belirlenecek ve böylece meteoritler sınıflandırılacaktır. Proje sayesinde astronomi alanında uluslararası işbirliklerin artması beklenirken Al Jazeera haber sitesine açıklamada bulunan proje yürütücüsü Doçent Doktor Ozan Ünsalan, 'büyük bir çarpışma tehdidine karşı Dünya'nın henüz hazırlıklı olmadığını' belirtti.


Kullanılmış araba aküleri yanlış bir şekilde çöpe atıldığında kurşun kirliliği oluşturabilir. MIT'den bir araştırma grubu bu kurşunun tamamen çöp olarak atılmasını engelleyebileceğine ve emisyonu olmayan enerji üretiminde kullanılabileceğini düşünüyor. Yeni yayınlanan araştırmada, bilim insanları araç akülerinden geri dönüştürülmüş kurşunun hiç kullanılmamış bir kurşun gibi güneş hücreleri üretmek amacıyla organokurşun halojenür perovskit filmi yapımında kullanılabileceğini gösterdiler. Bu perovskit filmi güneş enerjisinde silisyum ile yarışmakta olan bir bileşiktir. Öyle ki daha etkin maliyetli olduğu öne sürülüyor. Araştırmacıların bu eski araç akülerindeki kurşunu kullanma fikri, MIT News'de belirttiklerine göre, batarya teknolojisinin hızla değişmekte olmasından ileri geliyor. Yeni ve daha verimli batarya teknolojileri geliştiriliyor. Örneğin, lityum-iyon bataryaları pazarda önemli bir yer edindi. Batarya teknolojisi geliştikçe 200 milyonun üzerinde kurşun-asit bataryası Amerika Birleşik Devletleri'nde çöpe atılmayı bekliyor olacak ve bu bir çok çevre sorununa neden olacaktır. İşte eski akülerden kurşunların geri dönüştürülmesi ve bunun yenilenebilir bir enerji kaynağı olan güneş enerjisinde kullanılması MIT'li araştırmacıları bu çalışmaya yönelten şey olmuş. Sadece eski bir araç aküsündeki kurşundan elde edilen perovskit malzemesi 30 ev için kullanılacak güneş pillerine yeter malzemeyi sağlayabiliyor. Perovskit güneş enerjisi panelleri silisyum temelli güneş pillerine kıyasla yapımında daha az enerji gerektirmekte ve kurşunlu filmler diğer malzemelerden elde edilebilir. Makale Energy and Environmental Science dergisinde yayınlandı.


Özel filtreler olmadan Güneş'e bakamayız ve çıplak gözle Güneş'in belirli dalgaboylarını algılayamayız. Güneş ile ilgilenen fizikçiler tarafından atmosferin soğurmadan önceki bu görünmez ışığın gözlemlenmesi uzayaraçlarına bağlıdır. Farklı uzayaraçları ile bu görünmeyen ışık dalgaboyları gözlenebilir. Örneğin SDO dört teleskoba sahiptir ve ultraviyole spektrumda Güneş'i görüntüler. Teleskop içine ultraviyole ışık demetleri geçtikçe, özel kaplanmış bir ayna ultraviyole ışığın zayıf yansımasını filtreler ve yükseltir. Gelen fotonlar sonra pikseller olarak kaydedilir ve elektriksel sinyallere dönüştürülür. Bu cep telefonlarımızın görünür ışığı nasıl gördüğüyle benzerdir. İşte bu uzayaraçları ile bilim insanları Güneş'in nasıl değiştiğini ve bu değişimlerin Dünya'daki yaşamı nasıl etkileyeceğini anlamaya çalışıyorlar. Ultraviyole ışık güneş yanıkları olarak görülen kansere yol açabilir, cildimize moleküler radyasyon hasarına neden olur. Aşırı ultraviyole radyasyon ve güneş fırtınaları uzayaracı navigasyonu ve haberleşmeyi bozma potansiyeline sahiptir. Bunu jeomanyetik fırtınalar isimli yazımızda ele almıştık. Sonuç olarak araştırmacılar, bu çok zararlı olabilen enerjisi yüksek fotonların üretildiği olaylar zincirini daha iyi anlamak için Güneş'in yaydığı spektrumdaki diğer dalgaboylarını da incelemek zorundalar. Güneş'ten gelen ultraviyole ışık elektrik kesintilerine, cep telefonu arızalarına neden olabilen jeomanyetik fırtınaların kökenini bize gösterebilir.


Nötron atom altı bir hadron parçacığıdır. Nötronlar net bir elektrik yüküne sahip değildirler ve kütlesi protondan biraz daha fazladır. Hidrojen dışında her atomun çekirdeğinde en azından bir nötron vardır. Atom çekirdeğini oluşturan proton ve nötronlar genellikle nükleonlar olarak isimlendirilirler. Nötronun keşfi 1920 yılında Rutherford çekirdeklerde böyle yüksüz taneciklerin bulunduğunu düşünüyordu.Fakat, 10 yıllık bir süre zarfı içinde fizikçilerin nötron adı verilen bu parçacıkları bulma çabaları boşa çıkmıştı.Bilim dünyasını etkileyici sonuçlar 1930-1932 yılları arasında Almanya'da Walter Bothe ile Hans Backer'in ve Fransa'da ise Joliot Cura çiftinin berilyum üzerinde yaptıkları deneylerle ortaya çıktı. Berilyum, alfa tanecikleriyle bombardıman edilince bilinmeyen bir ışın yayınlandı. Bu ışın önceleri gama ışını sanılmıştı ama bu duruma, İngiltere'den James Chadwick'den cevap geldi. James Chadwick ışınların kütlesinin aşağı yukarı protonunkine eşit fakat yükü olmayan parçacıklardan yani nötronun oluştuğunu kanıtladı. Proton ile birlikte nötronlar, nükleer kuvvet ile birlikte atomik çekirdeği oluştururlar. Sembolü 'dir. Nötron ve protonun toplamı bize kütle numarasını verir. Ayrıca nötronlar yüksüz parçacıklardır sadece Hidrojen dışında bütün atomların çekirdeklerinde bulunan parçacıktır. Nötron, Standart Model'e göre baryon sınıfındandır ve iki aşağı kuark ve bir yukarı kuarktan oluştuğu kabul edilir. Serbest bir nötron yaklaşık 10.3 dakikalık bir yarılanma ömrüne sahiptir ama çekirdeğin içinde ise kararlı bir haldedir. Nötronun bozunması Feynmann diyagramında gösterildiği gibi zayıf bir etkileşim gerektirir. Bu durum evrenin ilk modeli için önemlidir. Nötron protondan yaklaşık olarak %0.2 oranında daha büyük olduğu için, aralarında 1.29 MeV enerji farkı vardır. Bir protonun bir nötrona dönüşmesi mümkündür,ancak bu dönüşüm için gerekli enerji 1.29 MeV sağlanmak zorundadır. 1920 yılında, Ernest Rutherford nötronun olası varlığını düşünmüştü. Özellikle de, Rutherford bir atomun atom sayısı ve atomik kütlesi arasında bulunan eşitsizliğin atom çekirdeği içinde nötr yüklü bir parçacığın varlığı ile açıklanabileceğini göz önünde bulunduruyordu. Sonunda nötronun bir proton etrafında dönen bir elektronun oluşturduğu nötr bir çifti olacağını düşündü. 1920'ler boyunca fizikçiler proton ve elektronlardan oluşan atomik çekirdek modelini genel olarak kabul etmişlerdi. Elbette ki yanlış bir modeldi, ama bilinmiyordu. O zamanlar olması gerekenden daha fazla pozitif yükün atom çekirdeğinde olduğu düşünülüyordu ve var olan modellerde bu aşırı yükü nötralize etmek için çekirdek elektronları denilen bazı önermeler mevcuttu. Buna göre, örneğin Azot-14 çekirdeği 14 proton ve 7 elektrondan oluşmalıydı. Yeni kuantum mekaniği elektronun herhangi bir makul enerji ile çekirdek gibi çok küçük bir bölgede bir parçacık olarak bulunamayacağına işaret etmiştir. 1930 yılında Viktor Ambartsumian ve Dmitri Ivanenko çağdaşlarının tam tersine çekirdeğin elektronlar ve protonlardan oluşamayacağını buldular. Bu araştırmacılar protonların yanı sıra bazı nötr parçacıkların olması gerektiğini kanıtladılar. 1932 yılında, James Chadwick Cambridge Üniversitesi'nde bir seri deney gerçekleştirmiştir. Deneylerin sonucunda o sıralarda çekirdek üzerine incelenen bilinmeyen bir radyasyonun yaklaşık protonun kütlesinde olan yüksüz parçacıklarla uyumlu olabileceğini öne sürmüş ve bunun doğruluğunu onaylamıştır. Bu yüksüz parçacıklar nötronlar olarak adlandırılmıştır. Chadwick'in bu keşfi sonrası, bilim dünyası hızlıca atomik çekirdeğin nötron ve protonlardan oluştuğunu kabul etmiştir. - http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron#Discovery - http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/proton.html


Osiloskop nedir? Osiloskop ile ne yapılabilir? Bu kısa yazımızda bu temel sorulara cevap vermeye çalışacağız. Osiloskop temelde bir grafik görüntüleyen aygıttır ve görüntülediği grafik bir elektrik sinyalinin tasviridir. Çoğu uygulamalarda bu grafik elektrik sinyallerinin zamanla nasıl değiştiğini gösterir: dikey Y ekseni voltajı ve yatay X ekseni de zamanı temsil eder. Ekranın parlaklığı veya yoğunluğu bazen Z ekseni olarak adlandırılır. Şekil1'de bu ifadenin temsilini görebilirsiniz. İşte Şekil1'deki bu basit grafik bir sinyal hakkında bize birçok şeyi söyleyebilir. İşte bunlardan birkaçı, - Bir sinyalin zaman ve voltaj değerleri belirlenebilir. - Salınan bir sinyalin frekansı hesaplanabilir. - Sinyal tarafından temsil edilen bir devrenin hareketli parçaları görülebilir. - Sinyali bozan bir arızalı bileşenin olup olmadığı kontrol edilebilir. - Bir sinyalin doğru akım ya da alternatif akım olup olmadığı anlaşılabilir. - Bir sinyalin ne kadar gürültülü ve gürültünün zamanla değişip değişmediği de anlaşılabilir. Bir osiloskop küçük bir televizyona benzer. Ancak bir televizyondan daha fazla kontrol fonksiyonu var. Bir osiloskopun ön panelinde Dikey, Yatay ve Tetikleme bölümlerine ayrılmış kontrol bölmeleri vardır. Burada ekran kontrolü ve giriş bağlantıları yapılır. Bir osiloskop üzerindeki ön panel bölümleri Şekil 2 ve Şekil 3'e benzer şekilde olabilir. Osiloskoplar televizyon tamiri yapan teknisyenlerden fizikçilere kadar herkes tarafından kullanılabilir. Bu aygıtlar herhangi bir elektronik ekipmanın tamir edilmesi veya tasarlanmasında vazgeçilmez bir araçtır. Bir osiloskopun yararlılığı elektronik dünya ile sınırlı değildir. Uygun güç çeviricileri ile, bir osiloskop her türlü olguyu ölçebilir. Bir güç çevirici ses, mekaniksel stres, basınç, ışık veya ısı gibi fiziksel uyarıcılara tepki olarak bir elektriksel sinyal oluşturan bir aygıttır. Örneğin, mikrofon bir güç çeviricisidir. Bir otomotiv mühendisi motor titreşimlerini ölçmek için bir osiloskop kullanır. Bir tıp araştırmacısı da beyin dalgalarını ölçmek için bir osiloskop kullanır. Olasılıklar sonsuzdur.


Harvard robotikçileri ilk olarak 2011 yılında Kilobot adını verdikleri robotları tanıtmışlardı. O zaman 25 tane idi sayıları. 2013 yılında tekrar göz önüne çıktıklarında sayıları 100'dü. Şimdi ise onlardan bin tane var. Kilobotlar ismi bilgisayar bilimindeki kilo tanımlamasından ileri geliyor. Kilobyte gibi. Harvard'ın Self-Organizing Systems Araştırma Grubu'ndan araştırmacılar Profesör Radhika Nagpal, Alejandro Cornejo ve Michael Rubenstein Science dergisinde bin tane robottan oluşan robot sürüsü hakkında bir makaleleri yayınlandı. Her bir Kilobot küçüktür, maliyetleri düşüktür (14 dolar). Birbirleri ile iletişim kurmak için kızılötesi alıcı ve vericilere sahiptirler. Aslında, sürü robotiği üzerine çalışmalar yapan araştırmacılar bilgisayar simülasyonları üzerinden bu işlerini yapıyorlar. Robotları yaptıklarında ise, onların sürüleri genelde beş robottan oluşur. Belki de on. Çok nadir durumlarda ise bu sayı yüze çıkabiliyor. Ancak bir bin tane Kilobot demek, evet işte bu bir sürüdür. Bu kadar çok sayıda robotun olması bireysel olan herhangi bir robotun önemini sıfıra yaklaştırır. Bu da ilk etapta bir sürü oluşturmanın büyük bir parçasıdır: robotlar işi batırabilir, bozulabilir ama bunlardan binlercesi olduğunda bu önemli değildir. Çünkü onlarda kolektif davranış üstündür. Bu Kilobot sürüsünün organize edilmesi ve onların kendilerini kontrol etmeleri biraz doğadan esinlenilmiş gibi görünüyor. Daha çok balık sürüsünden. Birbirlerine yakın kalmak en basit ve temel kural.


Astrophysical Journal dergisinde yayınlanan iki yeni makalede, bilim insanları NASA'nın Cassini uzayaracından gelen verileri kullanarak Satürn'un buzlu uydusu Enceladus üzerindeki püsküren 101 ayrı gayzeri tespit ettiler. Gayzerlerin varlığı sıvı suyun uydunun yeraltı denizinde yüzeyine doğru hareket edebildiğini düşündürmektedir. Yaklaşık yedi yıllık bir süre içerisinde Cassini'nin kameraları bu küçük uydunun güney kutup arazilerini izliyordu. Bu araziler eşsiz bir jeolojik havzaya sahipti. Kaplan çizgisi adı verilen kırıklar ve küçük buz parçacıkları ile su buharının püskürdüğü gayzerler burada bulunuyordu. İlk olarak 10 yıl önce fark edilmişti. Cassini'nin bu elde ettiği verilerin ışığında 101 gayzerin olduğu bir harita ortaya çıktı. Her bir püskürme kaplan çizgisi kırıklarının birinden kaynaklanıyor ve bu keşif birbirinden ayrı gayzerlerin küçük sıcak noktalarla tutarlı olduğunu gösteriyor. Bu bağlantılar da gayzerlerin kökeni hakkında fikir veriyor.


Fotovoltaik hücreler alternatif enerji kaynaklarının en gelecek vaad edenlerinden biridir. Mekaniksel olarak bu hücreler çok basittirler ve temiz-emisyonsuzdur. Ne yazık ki verimleri düşüktür. Bunun nedenlerinden biri de bu hücrelerin aşırı ısınmasıdır. Ancak bu problem için yeni bir çözüm var. Stanford Üniversitesi Elektrik Mühendisliği'nden Prof. Shanhui Fan'ın araştırma grubu ince bir cam tabakası geliştirerek kendini soğutan güneş pilleri yaptılar. Son yıllardaki ilerlemelere rağmen güneş pilleri verimlilik problemlerini aşamadı. Güneş ışığından sadece az bir miktarı elektriğe dönüştüren güneş pillerinde günümüz güneş pili pazarında verimlilik %20 civarındadır. Aşırı ısınma ise güneş pili panellerinin 55 santigrat derece ve üzeri sıcaklıklarda rutin olarak çalışmasıyla sürekli bir sorundur. Isınma tüm problemlerin kaynağı olarak gösterilebilir. Araştırmacılara göre her bir derece sıcaklık artışı verimlilikte %0.5'lik bir düşüşe neden olmaktadır. Bu durumda elbette ki, soğutma bariz bir seçenektir. Ancak nasıl? Soğutma suyu pompaları ya da havalandırma gibi aktif sistemler çok etkili değildir ve güneş pili panelinin çalışmasını da engelleyebilirler. Shanhui Fan tarafından geliştirilen bir çözüm sıradan güneş pillerinden ısıyı uzaklaştırmak amaçlı tasarlanan ulta ince bir silika cam katmanının kullanıldığı bir sistemdir. Burada silika cam sayesinde ışığın dalgaboylarından kızılötesine denk gelen dalgaboyları soğurulmaz ve bu soğurulmayan ışık atmosfere geri gönderilir. Böylece görünür ışığa saydam olan silika camdan sadece görünür ışık geçer. Kızılötesi ışık geçirilmediği için ısınma daha az olur. Böylece güneş pilinde verim artar.


Satürn'ün en büyük uydusu Titan Dünya'daki çoğu denizden çok daha tuzlu olan ölü bir okyanusa sahip. Kalın atmosferi ve sıvı bulunan yüzeyi ile Titan Dünya'dan uzaklarda yaşam arayan bilim insanları için ilgi çekicidir. Roma'daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü'nden Giuseppe Mitri liderliğindeki bir araştırma grubu on yıldan fazla bir süredir NASA'nın Cassini uzay aracı tarafından alınan kütleçekimi ve yükselti ölçümlerini inceliyorlardı. Bilim insanları Titan'ın en dış buz kabuğunun kalınlığının 100 kilometreden daha az kalın olduğunu ve donma sürecinin devam ederek giderek kalınlaştığını hesapladılar. Ayrıca araştırmacılar bu katmanın altındaki suyun Dünya'nın en tuzlu üçüncü gölü olan Lut Gölü kadar yoğun olduğunu da hesapladılar. Bu durumda Titan'da bulunan su muhtemelen yüksek oranlarda sülfür, potasyum, sodyum ve diğer tuzları içeriyor.


Tuz uzun yıllardır eti korumak için kullanılmıştır ama şimdi Cornell Üniversitesi'nden araştırmacılar lityum temelli pillerin anot elektroduna belirli bir miktar tuz eklemenin hücre bozulması ile ilgili problemleri çözerek kullanım ömürlerini artırdığını buldular. Bu ilerleme diğer metal temelli kimya yapılarına da uyarlanabilir. Örneğin daha hafif ve daha enerji yoğunluğu olan lityum-kükürt hücreler için bu durum geçerli olabilir. Araştırmacılara göre en az üç yıl içinde bunun ticari uygulamalarını görebileceğiz. Metal temelli bir batarya yapılırken, anot malzemesinin mümkün olduğunca eşit oranda tortulaşması çok önemlidir. Batarya birkaç şarj ve deşarj etme döngüsünden sonra ömrünü tüketmeye başlar. Çünkü kusurların en ufağı bile dendritler olarak bilinen zararlı mikroskopik kristallerin oluşmasına sebebiyet verecektir. Bu dendritler bataryanın aşırı ısınmasına neden olan elektrodun yüzeyi üzerinde bir iç kısa devre üretebilir. Ve eğer ısınma giderek kontrol dışına çıkarsa, bu tehlikeli ısı kaçaklarına yol açabilir. Ayrıca, eğer ısı kristalin kendisini eritirse, bu artık bölgeleri veya elektriksel olarak bağlantısı kesilmiş metal bölgeleri oluşturur. Bunun sonucunda zamanla hücre kapasitesinde yavaş ama istikrarlı bir azalma oluşur. Çoğu araştırmacı için dendritik büyütme lityum-iyon bataryaların da olduğu bir çok metal temelli batarya için büyük bir sorun olmaktadır. Buna yönelik çalışmalar yapılsa da bu sorunu ortadan kaldıracak bir çözüm bulunamadı. Şimdi, Cornell Üniversitesi'nde Prof. Lynden Archer liderliğindeki bir araştırma grubu bu zararlı kristallerin büyümesini engelleyebilen yeni bir yaklaşıma sahipler. Bu tortulaşma sürecinin kimyasal kararlılığı incelendikten sonra, bilim insanları elektrolite halojenür tuzları eklemeye karar verdiler. Beklendiği gibi, bu lityum bataryanın anotu üzerine bir nanoyapılı kaplama oluşturdu. İşte oluşan bu kaplama dendritlerin oluşumunu engellemede çok etkili oldu. Araştırmacılar göre, bu gelişme bataryanın döngü ömründe çok önemli bir artış sağladı. Bunu sayı ile ifade etmek gerekirse, dendritik büyümenin olduğu lityum piller 65 saatlik şarj olma/deşarj olma döngüsüne sahip iken tuz eklenen lityum pillerde bu 1800 saate çıkıyor.


Bu araştırma periyodik hareket ilkel karakterizasyonu, hareket fizibilite değerlendirmesi, çarpışma olmadan hareket yörüngeleri ve algoritmalar ile yazılım araçlarının geliştirilmesi çeşitli konuları içeren bir Müzikle Hareket projesi içerisinde gerçekleştirildi. Bu konular içerisindeki geliştirilen algoritmalar ve yazılım araçları bu quadrocopter dediğimiz uçan robotların kareografilerinin hazırlanmasına olanak sağlıyor. Müzikle Hareket projesi sırasında uçan robotlar otonom bir şekilde akrobasi manevraları ve yörünge takip kontrollerini gerçekleştiriyorlar.


Başlangıç malzemesi olarak atık kenevir liflerinin kullanılmasıyla Alberta Üniversitesi'nden araştırmacılar süperkapasitörler için yüksek performanslı bir elektrot malzemesi geliştirmiş oldular. Kenevir liflerinden yapılan süperkapasitörlerin maliyeti yaygın olarak kullanılan grafenden bin kat daha düşüktür. Bu gelişme süperkapasitörlerin daha ucuz ve daha zorlu çevre koşulları altında çalışmasına olanak tanıyabilir. Kenevir hakkında kötü üne rağmen, gerçekten dikkate değer bir bitkidir. Çok soğuk ve kuru ortamlarda çok az bakım gerektiren ve ucuz yetişen bir bitkidir. Genellikle inşaat malzemesinden giyime, biyoplastiğe ve hatta biyoyakıt üretimine kadar birçok alanda kullanılır. Prof. David Mitlin önderliğindeki araştırma grubu bir atık ürün olan kenevirin iç kabuk liflerinden süperkapasitör elektrotları yapabildiler. Aygıtın performansı da kayda değer bir şekilde standart grafen temelli süperkapasitörlerden daha iyi. Hatta yeni malzeme grafene göre binde bir maliyetle elde ediliyor. Yüksek verimli kapasitörler yapmak için, elektrodun yüzey alanı mümkün olduğunca fazla olmalıdır. Böylece elektriksel yüklü iyonlar malzemeye kolayca erişebilir ve yük iletimi etkin olabilir. Bu anlamda, grafen malzemesi bir atom kalınlıklı karbon atom düzlemlerinden oluşmaktadır ve bu durum onun çok düz olmasına neden olur. Sonuç olarak grafenden yapılan elektrodun yüzey alanı azalır ve bu aygıtın performansını zamanla etkiler. Kenevirden elde edilen nanodüzlemler biraz buruşturulmuş ve delikli bir yapıysa sahiptir. Delikli olması iyonlar tarafından erişilen yüzey alanını artırır. Süperkapasitörler için gerekli olan yüksek elektriksel iletkenliğe sahip bu 10-30 nanometre kalınlığında nanodüzlemler grafen malzemesinden daha gelecek vaad edici bulunuyor.


Venüs'ten elde edilen bu ilk gökkuşağı görüntüsü. Bu gökkuşağı bir tür ışık halkasıdır ve ışığın bulut damlacıkları boyunca geçmesi ile oluşur. Işık halkaları ışığın geldiği yönün aynı doğrultusundaki küresel bulut parçacıklarından sektiğinde oluşur. Bu sekme bizim veya bir uzay aracının ışık halkasının merkezi ve Güneş arasında doğrudan görebileceğimiz bir ışık halkası oluşturur. Tam olarak ne olduğu Avrupa Uzay Ajansı ESA'nın Venus Express aracı tarafından aşağıdaki görüntüde olduğu gibi elde edildi ve Icarus dergisinde yayınlandı. Max Planck Enstitüsü'nden Wojciech Markiewicz daha önce yerküre ortamı dışında bir yerde tam bir ışık halkasının hiç görülmediğini New Scientist dergisine yaptığı açıklamada belirtiyor.


Kristal yapı, 3 boyutlu uzayda düzenli atom dizilimine sahip malzemelerde görülen yapıdır. Katıların kristal yapısı, yapıda bulunan atom gruplarının veya moleküllerin katıya özgü olacak şekilde geometrik düzende bir araya gelmesiyle oluşur. İlk kez Max van Lave tarafından kristal yapı ve yapı içerisindeki atomların dizilişleri X- ışını kırınımı desenleri kullanılarak incelenmiştir. Malzemelerin atomik düzen yapılarını görüntülemek, yüksek çözünürlükteki elektron mikroskopuyla da mümkündür. Fakat farklı yapıları belirtmek ve birim kristal yapı özelliklerini tayin etmek için kırınım kullanmak gerekir. Kullanılan kırınım tekniklerinden en çok kullanılanı X- ışını kırınımıdır. - X- ışınlarının dalga boyları, yoğunlaştırılmış malzemedeki atomik mesafeler ölçüsündedir. ( 0,5-2,5 A ) - X- ışını saçılım teknikleri, yıkıcı değildir ve incelenen numunede hasara yol açmaz. Kristal ve moleküllerdeki atomlar arası mesafe 0,15-0,4 nm civarıdır. Bu mesafe 3 keV ve 8 keV arası foton enerjisine sahip X- ışınlarının elektromagnetik spektrum dalga boyuna karşılık gelir. İnce filmlerde, elektron saçılması X- ışınları kırınımından daha çok kullanılır. Fakat kafes parametrelerinin kesin ölçülmesi gerekilen yerlerde X- ışınları kırınımı daha uygun bir tekniktir. Bu iki yöntemin farklarından biri X- ışınları saçılımının elektron saçılımından çok daha zayıf olması ve X- ışınlarının çok daha derine nüfuz edebilmesidir. X- ışınları çok daha büyük olduğundan kolayca kafes parametre tayinini sağlar. : Kırılma açısı olarak ifade edilir. Günümüzde kırınım, kristal yapıların hemen hemen hepsi bilindiğinden, kristalin mükemmelliği ve doğrultusu hakkında bilgi almak için yapılır. Ayrıca yeni modeller geliştirmeye yönelik çalışmalarda ve ya endüstriyel değere sahip polimerler, biyomoleküller gibi yapıların ve örgü sabitlerinin belirlenmesi çalışmaları önemli bir yere sahiptir. Kristal yapı tayini denince a, b, c, , , kristal parametreleri, kafes sabitleri ve kristal yapıda bulunan atom sayısı gibi özellikler anlaşılır. Bunların dışında atomların bağ uzunlukları, düzlem ve yönlemler de tayin edilebilir. - Aynı fazda ve gelen elektromanyetik dalganın dalga boyu ile aynı dalga boyuna sahip koherent x- ışınları. - Aynı fazda olmayan ve dalga boyu da aynı olmayan inkoherent x- ışınları. Bir kırınım için saçan ve saçılan x ışınlarının dalga boyları eşit ve sabit bir faz farkına sahip olmalıdır. Saçılan bir x- ışını atomun elektron yoğunluğunun çok olduğu kısmıyla etkileşir. Saçılan X-ışınının enerjisi 10-50 keV'tur. - Gündüz, Erol. (1989). ''Modern Fiziğe Giriş.'' Ege Üniversitesi Fen Fakültesi, İzmir. - Cullity B.D. (1996). X Işınlarının Difraksiyonu, , İTÜ Yayınları, İstanbul. - Aygün, E., Zengin, M. (1998). ''Atom ve Molekül Fiziği.'' Ankara Üniversitesi, Ankara. - Şahin, Y. (1999). ''Çekirdek Fiziğinin Esasları''. Atatürk Üniversitesi Yayınları, Erzurum


Tanım: Dışarıdan enerji verilmesi, katkılama v.b. etkilerle iletken durumuna geçen yapılara yarıiletken denir. Temelde iki tip yarıiletken mevcuttur. Bunlardan iletim bandındaki elektron yoğunluğu valans bandındaki hol yoğunluğuna eşit olana saf yarı iletken, iletim bandındaki elektron yoğunluğu valans bandındaki hol yoğunluğuna eşit olmayana katkılı yarıiletken denir. Bu tip yarıiletkenlerde elektron dışarıdan yeterli enerjiyi aldığında bağ yapısından koparak üst boş iletim bandına geçer. İletim bandına geçen elektron geride hol bırakır. Periyodik cetvelde IV-A grubunda yer alan Si ve Ge birer yarıiletkendir. Si atomu elektronları kafes içinde diğer Si atomu elektronları ile kovalent bağ yapar. Bu yapıya V-A grubu elementleri ilave edildiğinde safsızlıklar meydana gelir. Safsızlık oluştuğunda V-A grubu elektronlarının 4 tanesi IV-A grubu atomunun 4 elektronu ile kovalent bağ yapar ve böylece 1 elektron açıkta kalır. Açıkta kalan 1 serbest elektron kristal kafes içerisinde hareket kabiliyetine sahip olur. Kristal kafes içerisindeki serbest elektron bir enerji seviyesi meydana getirir. Bu enerji yasak band aralığında iletkenlik bandının hemen altındadır. Serbest elektronun uyarılarak iletkenlik bandına geçebilmesi için cüzi bir enerjiye gereksinim duyulur. Eğer gerekli enerji kristal kafese verilirse yarıiletken kristal iletken hale dönüşür/aslında elektriksel olarak iletime geçer. Oda sıcaklığı dahi çoğu n-tipi yarıiletken kristali uyarmaya yeterlidir. Germanyum kristaline As ile katkılandığını varsayalım. Ge, 4 valans elektrona sahipken As, 5 valans elektrona sahiptir. As'in 4 atomu Ge'un 4 elektronu ile kovalent bağ yapar. As'in 5. elektronu bağ yapmayarak serbest hale geçer. Burada As verici atomdur ve Ge-As kristali n-tipi yarıiletkendir. Donör atomlarının enerji seviyesi, donör seviyesi olarak bilinir. Donör seviyesi, yasak aralığında yer alır ve iletim bandının altındadır. Yeterli enerji ile iletim bandının elektron yoğunluğu, valans bandı hol yoğunluğundan daha fazla olur. Bu sebeple iletkenliğin çok büyük bir kısmı elektronlar ile sağlanmış olur. Si ve Ge gibi IV-A grubu yarı iletkenlerine III-A grubu atomlarının eklenmesiyle olur. IV-A grubu atom kristaline III-A grubu katkılandığında katkı atomlarının 3 elektronu kristalde 3 elektron ile bağ yapar ve katkı atomlarında 1 elektron boşluğu kalır. Bu boşluk, elektron geçişi sayesinde kristal kafes içinde hareket eder. Boşlukları band aralığı içinde enerji meydana getirir ve bu ek enerji seviyesi değerlilik bandının hemen üstündedir. Boşluğun, 1 elektronun safsızlık sayesinde ısısal uyarılması sonucu olduğu düşünülebilir. Böyle bir geçiş ile sadece değerlilik bandı içinde bir boşluk oluşur. Serbest elektron safsızlık seviyesi ve ya iletken seviyesinde oluşmaz. Bu tür safsızlıklar alıcı olarak adlandırılır. Band aralığında meydana gelen ek seviye de alıcı enerjisi olarak tanımlanır. Burada boşluk sayısı elektron sayısından fazla olduğu için p- tipi yarıiletken oluşmuş olur. Si kristalinin III. Grup elementlerinden Ga ile katkılandığını düşünelim. Si, 4 valans elektrona Ga, 3 valans elektrona sahiptir. Kristal içinde In atomunun 3 elektronu Si ile bağ yapar. Oluşması gereken 4. bağda boşluk meydana gelir. Bu boşluk bir başka bağdan 1 elektron ile doldurulur ve hol bu elektronun yerine geçer. Böylece hol kristal kafes içinde hareket eder. Ga atomunun yapıya girmesiyle Si atomundan bir elektron alınmıştır. Bu sebeple Ga atomu elektron alan olarak tanımlanır. Akseptörün bulunduğu enerji seviyesine de akseptör seviyesi denir. Genel olarak p- tipi yarı iletkenlerde iletim çoğunlukla holler ile yapılır. Katkılı yarıiletkenlerde Fermi seviyesi katkı atomlarının yoğunluğuna ve cinsine göre değişir. EF = NDonör NAkseptör olarak tanımlanır. n- tipi yarı iletkenlerde ND NA değeri 0'dan büyük olduğu için Fermi seviyesi iletim bandına kayar. p- tipi yarı iletkenlerde ND NA değeri 0'dan küçük olduğu için Fermi seviyesi valans bandına kayar. - Dinek, T., 2006. CdO yarı iletken bileşiğinin spray pyrolysis yöntemi ile elde edilmesi, Yüksek Lisans Tezi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir. - Şener, D., 2006. Sol-Gel yöntemi ile hazırlanan metal oksit ince filmlerin elektriksel, yapısal ve optiksel özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara. - Aydın, C., 2010. Metal oksit katkılı yarı iletken malzemelerin üretilmesi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ


Malzemeler elektriksel iletim özelliklerine göre üç grupta sınıflandırılırlar: İletkenler, yalıtkanlar ve yarıiletkenler. Malzemelerin elektriksel iletim özellikleri enerji-band yapıları farklılığına göre değişim gösterir. Valans bandı tamamen dolu ve iletim bandı tamamen boş maddelere yalıtkan denir. Yalıtkan malzemelerde yasak band aralığı geniştir ve elektrik iletimi söz konusu değildir. Valans bandı ve iletim bandı üst üste olup arada yasak band aralığının bulunmadığı malzemelere iletken denir. Yarıiletkenlerde de yasak band aralığı mevcuttur. Fakat dışarıdan bir uyarılma ile valans bandı elektronları yasak bandı aşarak iletim bandına geçebilir. Elektronların iletim bandına geçişinden sonra malzeme, iletken olarak davranır. İletim bandına geçen elektronların geride elektron boşluğu bırakması da iletime yardımcı olmaktadır. Yarıiletken malzemelerin en büyük özelliği sıcaklık arttıkça elektriksel özdirencin azalmasıdır. Bu durum, iletkenlerde tam tersine işler. Ayrıca yarıiletkenler T= 0 K değerinde herhangi bir serbest yük taşıyıcısı olmayan yalıtkandırlar. Fakat bir malzemenin yarıiletken olarak nitelendirilebilmesi için elektriksel özdirencin verilen aralıkta olması yeterli değildir. Dışarıdan verilen enerji ile elektronların yasak band aralığını geçebilmesi için yasak band aralığı da belli değerlerde olmalıdır. Yarıiletkenlerin katıhal teknolojilerinde kullanılabilmesi için elektronların iletim bandına geçmesi için verilen enerji, yarıiletkenin sıvılaşması için gereken enerjiden az olmalıdır. En çok kullanılan yarıiletkenlerin yasak band aralığı en çok 2 eV civarındadır. Ancak 2 eV'dan büyük band aralığına sahip yarıiletken malzemeler de mevcuttur. Katı malzemelerin optik özellikleri band yapıları ile doğrudan ilişkilidir. Görünür ışık fotonları 1,7-3 eV arası enerjiye sahiptir. Herhangi bir metaldeki serbest elektron, bu enerjiyi valans bandından ayrılmadan rahatça soğurabileceğinden metaller saydam değillerdir. Yine bir yalıtkanda, valans bandı elektronunun bir fotonu soğurması için fotonun enerjisinin 3-4 eV 'tan büyük olması gerekir. Bu sebeple saf yalıtkanlar aynı zamanda saydamdırlar. Kullandığımız yalıtkanların saydam görünmemelerinin sebebi düzensiz yapılarından dolayı fotonları saçmalarından ileri gelir. Bazı yarıiletkenlerde ise yasak enerji aralığı ile foton enerjisi hemen hemen aynı olduğundan, yarıiletkenler genellikle saydam değillerdir. Fakat daha düşük frekanslardaki ışınlar altında saydamdırlar. En çok bilinen ve teknolojik olarak kullanılan yarıiletkenler IV. Grupta Si ve Ge'dur. Bu atomların son yörüngelerinde 4 valans elektronu bulunur. Her ikisi de elmas kübik yapıya sahiptir ve oda sıcaklığında yasak band enerjileri Si: 1,1 e V ve Ge: 0,7 e V'tur. Tüm bu farklılıklar ve özellikler band teorisi ile açıklanmaktadır. Kuantum mekaniğine göre bir atom, kesikli enerji düzeylerine sahiptir. İki atom bir araya geldiğinde her bir enerji düzeyi daha yüksek ve daha düşük enerji seviyelerine ayrılarak orbitalleri oluştururlar. Bir kristaldeki atom sayısı arttıkça etkileşim miktarı da artar ve enerji düzeyleriyle beraber band yapısı da ortaya çıkar. Eğer en yüksek işgal edilmiş durum ile en düşük işgal edilmiş durum arasında büyük bir enerji farkı varsa band aralığı ortaya çıkar. Bu bandların çekirdeğe çok yakın ve tamamına yakın dolu olanına valans bandı denir. Bantların her biri farklı kuantum durumları ile ilgilidir. Yarı iletken ve yalıtkanlarda, iletkenlerden farklı olarak valans bandının tamamına yakını doludur. Yarıiletkenler ile yalıtkanlar ve iletkenler arası temel farklardan biri band aralıklarıdır. Yarıiletkenlerde, iletkenliğin oluşması için iletim bandına geçen elektronlar valans bandında işgal edilmemiş elektron boşluğu bırakırlar. Başka elektronlar bu holleri doldurunca hol hareket etmiş olur. Bu hareketler elektronlar ile karşılıklı olduğu için holler, pozitif yüklü parçacıklar gibi davranırlar. Serbest elektronlar ile holler arasında bir dağılım söz konusudur. Elektronların enerji dağılımı, hangi enerji durumlarının dolu hangilerinin boş olduğunu tanımlar ve bu dağılım Fermi-Dirac istatistiği ile belirlenir. Dağılım; elektronların sıcaklık ve Fermi enerjisi veya Fermi seviyesi ile karakterize edilir. Mutlak 0'ın altındaki şartlarda Fermi enerjisi elektronların işgal ettiği en üst enerji düzeyi olarak tanımlanabilir. Daha yüksek sıcaklıklarda Fermi enerjisi durumun işgal edilme olasılığının 0,5'e düştüğünü enerji olarak tanımlayabilir. - Kırmızıgül, F., 2008. CdO İnce filmlerin püskürtme yöntemi ile hazırlanması, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana. - Akyüz, İ., 2005. CdO filmlerinin bazı fiziksel özellikleri üzerina Al katkılama ve tavlama işlemlerinin etkileri, Doktora Tezi, Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir. - Bilgen, Y., 2008. Sol-gel yöntemiyle üretilen nanokristal ZnO:Ga ince filmlerinin optik ve mikroyapısal özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, GYTE, Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Gebze. - Demir, M., 2005. SnO2 filmlerinin bazı fiziksel özellikleri üzerine taban sıcaklığının etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir


3 boyutlu yazıcılar giderek yaygınlaşmaya devam ediyor. Hatta artık arabalar bile yazdırılabilir. Local Motors şirketinin Strati adlı arabası 3 Boyutlu Uluslararası Üretim Teknolojisi Fuarı 2014 sırasında fuar takipçilerinin gözü önünde 3 boyutlu bir araba yazdırma işlemini tamamladı ve bu sadece 44 saat sürdü. 3 boyutlu yazıcı ile üretilen Strati, 3D Baskı Araba Tasarım Yarışması'na katlan bir otomotiv firması olan Local Motors'un ürünüdür. 30'dan fazla ülkede 200'den fazla katılımcının olduğu yarışmada 5000 dolarlık ödülü Local Motors'un Strati'si kazanmıştı ve bu IMTS etkinliğinde insanların gözleri önünde yazdırılma onurunu kazandı. Local Motors Strati'nin 3 boyutlu yazıcı ile üretilen dünyanın ilk arabası olduğunu iddia ediyor. Her ne kadar 2010 Urbee gibi bir çok proje söz konusu olsa da Local Motors Urbee'nin sadece panelleri ve özelliklerini 3 boyutlu yazıcıdan çıkarıldığını ancak Strati'nin her bir parçasının 3 boyutlu olarak basıldığını savunuyor. Şirket ayrıca bir arabanın ana bölümünün ilk kez doğurdan dijital imalat kullanılarak tek parça olarak 3 boyutlu yazıcıdan basıldığını iddia ediyor. Batarya, motor, kablo ve süspansiyon gibi mekaniksel bileşenler Local Motors ekibi tarafından yüklenmiş ve tedarik edilmiş.


Akıllı arabalarla her yıl meydana gelen milyonlarca kaza ve on binlerce ölümün önüne geçilebilir. Araba kazalarından kaçınmak ise akıllı arabaların getirdiği tek yarar değildir. 28 Ağustos 2014'te Amerika Akıllı Taşıma Derneği tarafından basına duyrulan bir rapora göre birbiri ile haberleşebilen akıllı araçlar 10 yılın üzerinde 420 milyon varil petrolün harcanmasının önüne geçebilir. Hatta bununla kalmayıp atmosfere yaklaşık 70 milyon ton karbondioksitin salınmasını da engelleyebilir. Trafik altyapısına ilave iyileştirmeler ilave bir 117 milyon varil petrolün tüketilmesinin de önüne geçebilir. Bu iyileştirmelere sürücülere durmayacakları şekilde trafik işaretlerinin düzenlenmesi ve trafik sıkışıklığının olduğu bölgeler hakkında sürücülere anlık bilgi vererek trafik sıkışıklığından kaçınmalarını sağlamak örnek verilebilir. Bu raporun projeksiyonları sadece temenniye dayalı değil. Washington DC'deki Smithsonian Enstitüsü filosundaki 1500 aracı GPS izleme aygıtları ve internet bağlantıları ile donattı. Böylece bu enstitü daha iyi rotalar bulmak için bu teknolojiyi kullanarak araç filosunun yakıt tüketiminin yarıdan fazla azaltabilmenin mümkün olduğunu buldu. Konuyla ilgili detayları IEEE Spectrum'daki haberde veya raporda bulabilirsiniz.


Aliye Üster Vakfı 2014-2015 yılında yüksek lisans ve doktora bursu imkanı sunmaktadır. Başvurular 1-30 Eylül 2014 tarihleri arasındadır. Burs desteği tezli yüksek lisans programları için azami 24 ay; yüksek lisans derecesiyle başvurulan doktora programları için azami 48 aydır. Burslar sadece derslerin alındığı sürelerde verilir. Burs süresi yılda 12 aydır. Başvurular Ege Üniversitesi Mezunlar Derneği'ne yapılacaktır. a) Yüksek Lisans için: Lisans bitirme genel not ortalamasının 4 üzerinden en az 3 (100'lük sistemde not veren üniversitelerde en az 75 olması), b) Doktora için: Lisans veya yüksek lisans bitirme genel not ortalamasının 4 üzerinden en az 3 veya 100 üzerinden en az 75 olması, Yaş sınırı: Yüksek Lisans için 25, doktora için 30 yaşı aşmamış olmak, Akademik Personel ve Lisansüstü Eğitimi Giriş Sınavı eşit ağırlıklı puanı en az 80.00 olmak, Araştırma Görevlileri aday olamaz. Yüksek Lisansta tezli program şartı aranır. Daha önce herhangi bir alanda yüksek lisans veya doktora yapmamış olmak şarttır. Burs verilecekler, istenen belgeleri eksiksiz ve usulüne uygun olarak süresi içinde ulaştıran adaylar arasından, yaptıkları başvurularındaki beyanları ile belgeleri karşılaştırılarak Vakıf ve Derneğin uygun gördüğü esaslar dahilinde belirlenecektir. Bursiyer programın kural ve ilkelerine uymak, başvuru safhasından itibaren gerçek dışı ve yanıltıcı bilgi vermemek, kayıtlı olduğu akademik programı enstitüsünün izin vereceği uzatma da dahil olmak üzere öngörülen sürede bitirmek ve enstitüsünün öğrenci işleri birimince düzenlenmiş mezuniyet tarihini gün/ay/yıl olarak belirten diplomasının veya geçici mezuniyet belgesinin onaylı nüshası ile tez jürisi tutanağını, EÜMD'e ulaştırmakla yükümlüdür. Bursiyer, ders alma dönemi sona erene kadar, enstitüsünün öğrenci işleri birimince Ekim ve Mart aylarında düzenlenmiş öğrenci belgesini adı geçen ayların ilk üç haftası içinde EÜMD'e ulaştırmak zorundadır. Dernek öğrenci listesini Vakfa ulaştırır ve resmi onay yazısı ardından burslar başlatılır. Bursun onaylanması Vakıf tarafından yukarıda belirtilen süre boyunca kesilmeksizin verileceği yönünde bir taahhüt değildir. Vakıf gerek gördüğünde hiçbir neden göstermeksizin1 ay önceden yazılı bildirimde bulunarak istediği sayıda bursu sonlandırabilir. Bu sonlandırma nedeniyle Dernek veya Bursiyer hiçbir hak iddia edemez. Başvurular Ege Üniversitesi Mezunlar Derneği'ne yapılacaktır.


Alümina ( Al2O3 ) alüminyum metalinin oksitlenmiş halidir. Doğal alümina feldispat, kil ve silikalarda bulunur. Boksit, diaspor, kriyolit, suliminat, kyait, nefelit, v.b. minerallerde de az miktarda bulunmaktadır. Bilimsel keşfi 20. yüzyıldadır. 1907 yılında ticari kullanımına bir patent ile başlanmıştır. Geniş çapta yayılması ise 1920-1930 yıllarını bulmuştur. İlk olarak buji ve laboratuvar malzemelerinde kullanılmıştır. Günümüzde ise bu alanlar oldukça yaygındır. Özellikle yüksek sıcaklık fırınlarında, kesici takımlarda, yatak malzemelerinde, tekstil endüstrisinde, elektronik endüstrisinde, zırh yapımında, implant ve protezlerde kullanılmaktadır. Ergime sıcaklığı 1200 C civarı olan alüminyum oksit, düşük sıcaklıklarda mekanik ve kimyasal bozunmaya karşı en dayanıklı refrakterlerden birisidir. İyi kalsine edilmiş bir alümina malzeme hem mineral asitlerde hem de bazlarda çözünmez. 1700-1800 C gibi yüksek sıcaklıklarda Flor dışında tüm gazlara karşı dirençlidir. Oksitleyici ve redükleyici atmosferlerde 1900 C 'ye kadar kullanılabilir. Alümina, düşük sıcaklıklarda birden fazla kristal yapıda bulunabilir. Bu formlar 750-1200 C aralığında atmosfere bağlı olarak -Alümina'ya dönüşür. Bu dönüşüm tersinir değildir. Alümina'dan porozite ve yoğun ürünler yapılır. Poroz ürünler genellikle ergimiş Alümina'dan yapılır ve 1900 C'ye kadar fırın astarlarında kullanılır. Yoğun alümina, ergimiş alüminadan daha saftır. Ergimiş alümina %99,8 Al2O3 bulundurur. Bu oran arttıkça sıcak mukavemet, elektrik direnci ve aşınma direnci artar. Alümina malzemeler slip dökümle, ekstrüzyonla, enjeksiyon kalıbı ile, soğuk ve sıcak presle şekillendirirler. Şekillendirmede polivinil, alkol, reçine, mum, lateks gibi bağlayıcılar kullanılır. Alümina, asit ve baz ilavesi ile defloküle su süspansiyonda slip dökümle üretilebilir. Çok ince toz ve saf alümina ise ancak sol-gel ile üretilebilir. Alümina sinterlenmesi konusunda yoğun araştırmalar 1960'lı yıllarda başlamıştır. Sinterleme mekanizmaları, bağlayıcı çeşitleri, sinterleme kinetiği ve temodinamiği, katkı maddeleri araştırılan başlıca konulardır. Araştırmaların sonucu alüminanın sinterleme mekanizmasının üç aşamada gerçekleştiğini göstermiştir. İlk aşamada sadece boyut değişimi olmakta ve sıcaklık ve basıncın etkisiyle malzemede %10 kadar bir hacim artışı sağlanmaktadır. Burada taşınım mekanizmasının latis difüzyonu ve itici gücün yüzey tansiyonu olduğu görülmüştür. Sinterlemenin ara kademesinde tane büyümesi başlamaktadır. Üç tanenin kenarları boyunca oluşan silindirik halkalar birbiri ile bağlanmakta ve boşluk %5'lere gerilemektedir. Son aşamada silindirik porlar küresel boşluklara dönüşerek dört tanenin birleştiği köşelerde birbiri ile bağlantısız porları oluşturmaktadır. Sinterlemenin ikinci ve üçüncü aşamasında boşluk miktarı, zamanın algoritması ile lineer olarak azalmaktadır. Alümina'nın sinterleme kinetiği üzerine yapılan araştırmalar, porozite ve tane boyutunun, sıcaklığa olan bağımlılığının Arhenius denklemi ile ifade edilebileceğini göstermiştir. Burada, hem densifikasyon hem de tane büyümesi için eşit aktivasyon enerjisi gereklidir. Bunun sonucunda, tane boyutu ile porozite arasında sıcaklık ve zamana bağlı olmayan ampirik bir ilişki ortaya çıkmaktadır. - Süreksiz tane büyümesi elemine edildiğinde alüminayı teorik yoğunluğa çok yakın yoğunluklarda üretmek mümkündür. - Alümina'nın sinterlemsi sırasında sinterleme kinetiğini latis difüzyonu kontrol etmektedir. - Alüminyum iyonunun yavaş Oksijen iyonunun ise tane sınırlarında hızlı hareket ettiği gözlemlenmiştir. Çok sayıda katkı maddesi araştırılmış olup bunlardan MgO ve NiO 'in faysa sağladığı diğer oksitlerin beklenen etkiyi yapmadığı kanaatine ulaşılmıştır. Yapılan araştırmalar ile Alümina'nın sinterleme sıcaklığı 1100 C 'ye kadar düşürülmüştür. - M. K. Dongare, A. P. B. Sinha, J. Mater. Sci., ( 1984 ) - P. Kundu, D. Pal, S. Sen, J. Of Materials Sci, ( 1988 ) - G. C. Kuczynski, A. E. Miller, G. A. Sargent ''Sintering and Heterogeneous Catalysis '' Plenum Press ( 1984 ) - E. Dörre, H. Hübner, B. Ilschner, N.J. Grant, ''Alumina Processing, Properties, and Applications '' Springer-verlag ( 1984 ) - J. E. Hove, W. C. Riley, ''Ceramics for Advanced Technologies '' John Wiley & Sons, Inc., ( 1965 ) - J. B. Holt, H. D. Kingman, G. M. Bianchini, Materials Sci. and Eng., ( 1985 )


Gökyüzünde 6 Ay çapı büyüklüğünde görünen bir gök cismi, başka bir galaksi. Yaşadığımız evrenin muhteşemliğinin başka bir kanıtı her an gökyüzünde karşımızda olurdu. Bu görüntü ilk olarak Tom Buckley-Houston tarafından hazırlanıp reddit'te paylaşılmış. Değiştirilmemiş fotoğraf ise 2013 yılında Stephen Rahn tarafından yakalanmış ve Merkür, Venüs ile Ay arkaplanda bulunuyor.


1969 yılında Apollo iniş aracı ile Ay tozu üzerine iz bırakan astronotlardan sonra Ay yüzeyinin ilk kokusunu bulmuştu. Space.com'daki bir makelede, Apollo 17 astronotu olan Harrison Jack Schmitt Dünya'nın uydusunun kokusunu yanmış baruta benzediğini söylüyor. Apollo 11'den Buzz Aldrin bu kokunun kömür gibi koktuğunu veya üzerine su serpilmiş şömine küllerine benzediğini belirtiyor. Tennessee Üniversitesi'nde Gezegen Yerbilimleri Enstitüsü yöneticisi Larry Taylor Ay'ın yüzeyi üzerindeki toz, kum ve kaya katmanının oluşturduğu Ay regolitin yanık ortamdan türediğini düşünüyor: bu yanık ortamdan kastı atomlar arasındaki kırılan elektron bağlarıdır. Space.com köşe yazarı Leonard David bu düşünceyi şöyle açıklıyor. Taylor'a göre Dünya üzerine bir kaya çarptığında, etrafa saçılan mineraller tarafından bir koku oluşacaktır.Ama Ay üzerinde, bu saçılan mineraller arasında oluşan asılıp sallanma adı verilen bağlar uzun süre varlıklarını sürdürebilir ve bu yüzden Ay kaya ve toprak katmanı kabaca yüzde 43 oksijendir, bu yetersiz bağların çoğu oksijenden oluşur. Leonard David'in belirttiğine göre Taylor, astronotların kokusunu aldığı şeyin bu etrafa saçılan minerallerin oluşturduğu yetersiz bağlar olduğunu düşünüyor. Görünen o ki uzayın geri kalanı yanmış barut gibi kokuyor.


İsveç'teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacılar süperiletkenden yapılmış yapay bir atom ile iletişim kurmak için sesin kullanılabileceğini ilk defa gösterdiler. Araştırmacılar daha önce ışık ile yapılan çalışmalarda ışığın rolünü sesin alması ile kuantum fiziğinin devreye girdiği olayları böylece açığa çıkardılar. Bu araştırmanın bulguları Science ve Physical Review A hakemli dergilerinde yayınlandı. Atomlar ve ışık arasındaki etkileşme çok iyi bilinmektedir ve kuantum optik alanında yaygın olarak incelenmiştir. Ancak ses dalgaları ile aynı türden bir etkileşimi başarmak daha zorlu bir girişimdir. Chalmers Üniversitesi'nden araştırmacılar yapay bir atomla çiftlenmiş akustik ses dalgaları elde etmeyi başardılar. Bu çalışma deneysel ve teorik çalışan fizikçiler arasındaki işbirliği sayesinde gerçekleştirildi. Deneysel araştırma grubunun başındaki Per Delsing, atomları dinleyerek ve onlarla konuşarak kuantum dünyası içinde yeni bir kapı açtıklarını açıkladı. Uzun süreli amaçlarının ise kuantum fiziği yasalarını kullanarak son derece hızlı bilgisayarların geliştirilmesi olduğunu söyledi ve hatta bunun için kuantum yasalarına uyan elektrik devreleri yapmak istiyorlar. Yapay bir atom böyle bir kuantum elektrik devresinin bir örneğidir. Normal bir atom gibi, bir parçacık formunda yayılan enerji ile yüklenebilir. Bu parçacık genelde ışık parçacığı fotondur. Ancak araştırmacıların bu yeni yaptıkları deneyde fotonun yerine ses formundaki enerjinin hem yayılması hem de soğurulması tasarlandı. Ses ışıktan çok daha yavaş olduğu için, akustik atom kuantum olgu üzerinde kontrolü sağlamada tamamen yeni olanaklar açar. Sesin düşük hızı ışığa kıyasla kısa bir dalgaboyuna sahip olduğuna işarettir. Işık dalgaları ile etkileşen bir atom, ışığın dalgaboyundan her zaman daha küçüktür. Ancak, sesin dalgaboyuna kıyasla, atom daha büyük olabilir. Bu da atomun özelliklerinin daha iyi kontrol edilebileceği anlamına geliyor. Örneğin, sadece belirli akustik frekanslarla çiftlenen veya ses ile etkileşimi son derece güçlü olan bir atom tasarlanabilir. Deneyde kullanılan frekans 4.8 gigahertzdir. Bu değer de modern kablosuz ağlarda yaygın kullanılan mikrodalga frekanslarına yakındır. Böyle yüksek frekanslarda, sesin dalgaboyu bir mikroçipin yüzeyi boyunca idare edilmesini sağlayacak kadar kısadır. Aynı çip üzerinde, araştırmacılar süperiletken bir malzemeden yapılmış ve 0.01 milimetre uzunluğunda olan yapay bir atom yerleştirdi. Teorik araştırma grubunun makalesine de Physical Review A dergisinden ulaşabilirsiniz.


Harvard Üniversitesi'nden araştırmacıların geliştirdiği bu sıra dışı robot yanmıyor, buz üzerinde kaymıyor ve üzerinde kendinden kat ve kat ağır cisimler geçmesine rağmen kırılmıyor. Bu robotun temel tasarımı Harvard Üniversitesi'nde Profesör George M. Whitesides'ın laboratuvarında geliştirildi ve detayları Soft Robotics isimli dergideki bir makalede açıklandı. Pil gücü bittiğinde yaklaşık 2 saat süreyle şarj etmek yeterli. Bu robot şimdiye kadar ki en sıra dışı robotlardan biri olarak dikkati çekerken gelecek birkaç yıl içinde bozulmaz ve daha dayanıklı robotlar göreceğiz gibi görünüyor.


Bisikletler kalabalık şehirlerde en iyi ulaşım araçlarından biridir özellikle bisiklet yolları varsa. Ancak bisiklet kullanmanın bisikletinizin çalınması gibi bazı can sıkıcı sorunları da var. Bu nedenle en sık başvurulan yöntemlerden biri iyi bir kilit kullanmak. Ancak kilit kullanmak da bu ciddi sorunu çözemeyebiliyor. Özellikle New York gibi bir bisiklet hırsızlığının yaygın olduğu bir şehirde başka alternatifler arıyor insanlar. Bununla ilgili bazı tasarımcılar yeni çözümler geliştirebiliyor. Bunlardan birisi de Yerka Projesi ve bu projede amaçlanan bisikletin kendisinin aynı zamanda bir kilit gibi davranması. Yerka Projesi Şili'den üç mühendislik öğrencisinin ortak çalışmasıdır. Bu arkadaşlar kilit meselesini bisikletin ayrılmaz bir parçası yapma fikri ile hırsızların kilit kırma çabalarının önüne geçmiş oluyorlar. Üstelik bu defa kilit kırmak bisikleti kırmak anlamına geliyor. Şu an sadece bir prototip olan bu çalışmada bisikletin kendisini kilit haline getirme işlemi 20 saniye kadar sürüyor. Bunun nasıl yapıldığını aşağıdaki videodan görebilirsiniz, Ne zaman seri üretime geçileceği ya da ücreti hakkında bir bilgi verilmemiş olsa da bu bisiklet tasarımının gerçekten çalınamayan bisiklet olup olmadığını zamanla göreceğiz.


Dünya'nın manyetik alanı gezegenimizin yüzeyinde bulunduğumuz yere bağlı olarak değişir. Sibirya, Kanada ve Antarktika gibi manyetik kutuplara yakın bölgelerde, Dünya'nın manyetik alanı 60 mikroTesla yani 0.6 Gauss'u aşarken, manyetik kutuplardan uzak olan Güney Amerika ve Güney Afrika gibi bölgelerde 30 mikroTesla (0.3 Gauss) civarındadır. Kutuplara yakın manyetik alan şiddeti uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak azalırken, dış uzay gibi çok daha büyük konumlarda uzaklığın küpü ile azalır. Ekvator civarında ise manyetik alan şiddeti 31 mikroTesla civarındadır. Dünya'nın manyetik alan çizgilerinin uzaya genişlediği bölgeye manyetosfer adı verilir ve 10 Dünya yarıçapına kadar uzayan mesafelerdeki yüklü güneş rüzgarının yörüngelerinden etkilenir. Çok büyük hızlarda tüm yönlerde Güneş'ten püsküren güneş rüzgarı bow shock denilen uzaydaki bir bölgede manyetosfer ile çarpışır. Kütleçekimi gibi, manyetizma 10 Dünya yarıçapı gibi çok düşük bir uzaklıkta şiddetinin çok hızlı bir şekilde azalmasına rağmen sonsuz bir menzile sahiptir. Güneş rüzgarı ve jeomanyetik fırtınalara karşı bizi koruyan Dünya'nın manyetik alanı aynı zamanda kutup ışıklarının oluşmasında da rol oynar. Dünya'nın manyetik alanı için 30-60 mikrotesla çok büyük bir değer gibi gelmeyebilir ama manyetik alanı toplam hacime göre dikkate alırken toplam enerjisinin aşırı büyük olduğunu fark edebilirsiniz. Hatta yapay olarak üretilen herhangi bir manyetik alandan daha büyük. Daha iyi bir fikir vermek için, bilindik bir çubuk mıknatısın 10 miliTesla alan şiddetine sahip olduğunu, güçlü bir elektromıknatısın 1 Tesla, güçlü bir laboratuvar mıknatısının 10 Tesla ve bir nötron yıldızının yüzeyinin yaklaşık 100 megaTeslalık alan şiddetine sahip olduğunu bilmeliyiz. Dünya'nın manyetik alanı yerelleşmiş manyetik alanlara kıyasla çok güçlü olmayabilir ama bu manyetik alan şiddeti Dünya yüzeyi üzerindeki tüm mineralleri etkileyecek düzeydedir. Magma okyanuslardaki çatlaklardan sızdığında ve ardından soğuduğunda, Dünya'nın manyetik alanın yönelimi soğuyan kayanın yapısının nasıl şekil aldığını yansıtmaktadır. Milyonlarca yıl önce sertleşmiş magmaların analiz edilmesiyle bilim insanları Dünya'nın manyetik alanının 250 bin yılda bir yön değiştirdiğini buldular. Dünya'nın manyetik alanının kökenine ve manyetosfere ilişkin bilgilere Dünya'nın Manyetik Alanı ve Manyetosfer başlıklı yazımızdan ulaşabilirsiniz.


Albert Einstein tarafından Özel Görelilik İlkesi'nin bir sonucu olarak öngörülen zaman genişlemesi lityum iyon deneyi ile doğrulandı. Fizikçiler daha önce görülmemiş bir hassasiyetle özel göreliliğin bu anahtar öngörüsünü doğrulamış oldular. Almanya'daki bir parçacık hızlandırıcısında yapılan deneyler zamanın hareketli bir saat için durağan saate göre daha yavaş aktığını onayladılar. Bu çalışma Einstein'ın öngördüğü zaman genişlemesi olayının en kesin testidir. Bu olayın sonuçlarından biri yüksek hızlarda bir rokette yolculuk eden bir kişinin Dünya'daki insanlara göre daha yavaş yaşlanacak olmasıdır. Çok az da olsa bazı bilim insanları Einstein'ın haklı olduğunu düşünmüyorlardı. Fakat Almanya'daki Max Planck Enstitüsü'nde Kuantum Optik bölümünde çalışan Thomas Udem matematikçilerin zaman genişlemesi olayının tüm fizik teorilerine temel olduğunu tanımladıklarını söyledi. Bu yüzden de bu olayın mümkün olan en iyi hassasiyetle doğrulamanın büyük bir önem teşkil ettiği söylenebilir. Çalışma ile ilgili makale Physical Review Letters dergisinde 16 Eylül'de yayınlandı. Bu çalışma Max Planck'te yönetici olan Nobel ödüllü Theodor Hansch'ın da dahil olduğu uluslararası katılımlı bir araştırmacı grubu tarafından sürdürülen 15 yıllık bir çabanın ürünüdür. Zaman genişlemesini test etmek için, fizikçilerin kıyaslama amacıyla iki saate ihtiyacı vardır. Biri durgun diğeri de hareketli olmalı. Bunu yapmak için araştırmacılar Almanya'daki ağır iyon araştırmaların yapıldığı GSI Helmholtz Merkezi'nde çalışılan ve depolanan yüksek hızlı parçacıkların olduğu Deneysel Depolama Halkası'nı kullandılar. Bilim insanları ışığın üçte biri hızında ivmelenen lityum iyonları ile hareketli bir saat yaptılar. Sonra elektronlar değişik enerji seviyeleri arasında geçiş yaptıkça lityum içindeki bir dizi geçişlerin ölçümü yapıldı. Bu geçişlerin sıklığı yani frekansı saatteki tik tak olarak ele alındı. Hareketli olmayan lityum iyonları içindeki geçişler ise durağan saat olarak düşünüldü. Elbette ki zaman genişlemesi ilk defa doğrulanmıyor ama hızlandırıcı deneyleri çok hızlı hareket eden iyonlar sayesinde Dünya yörüngesinde yapılan deneylerden çok daha hassas bir şekilde test edilmektedir.


İki tane fotonun dolanıklığını halihazırda hayal etmek bile zor iken, fizikçiler şimdi üç fotonun da birbiriyle kuantum dolanıklığa sahip olabileceklerini gösterdiler. Dolanıklık terimi garip bir kuantum fiziği olgusu olarak bilinmektedir ve hakkında temel olarak birbirlerinden çok uzak yerlerde olsalar bile parçacıkların bir diğerini etkileyecek şekilde dolanık/bağlı olduklarını betimlemektedir . Örneğin, eğer bir parçacık bir durumda ise diğer/diğerleri aynı durumda olabilir. Bununla birlikte, ancak ışığın parçacığı olan her bir foton aynı polarizasyona sahiptir ya yatay ya da dikey. Genellikle aynı anda sadece iki fotonun dolanık olması kolaydır. Bu yeni araştırmayı gerçekleştiren araştırma grubu dahil bir kaç araştırma laboratuvarı daha önce üç ya da daha fazla fotonun dolanık olmasını sağlamışlardı. Ancak bu yeni çalışmanın sonucunda triplet/üçüz oluşturuldu. Üçüz oluşturma meselesini önceki dolanıklıklara göre daha kararlı bir durum olarak düşünmek mümkün. İşte bu kararlılık dolanık hale gelen fotonların pratik olarak uygulamalarda kullanımına bir adım daha yaklaşıldığı anlamına geliyor. Yine de bilim insanlarının önünde kat edilmesi gereken uzun bir yol var. Dolayısıyla araştırmacılar gelecekte bu dolanık fotonların kuantum bilgisayarlarda yahut haberleşme teknolojilerinde işe yarayacağını umut ediyorlar. Bu dolanık üçüz fotonları elde etmek için Kanada, ABD ve İsveç'ten araştırmacılar tek bir fotonun hem yatay hem de dikey olarak polarize edilmesiyle işe koyuldular. Eş zamanlı olarak bu iki duruma sahip olabilmek kuantum parçacıklarının başka bir özelliğidir ve bilgisayar bilimcilerin kuantum fiziğinden yardım alma sebebidir. Eş zamanlı olarak bu iki duruma sahip olabilen parçacıklar klasik bilgisayarlardan daha fazla bilgiyi işleyebilirler. Makaleleri Nature Photonics dergisinde yayınlanan araştırma grubunun ne yaptıklarından kısaca bahsedecek olursak bir kristal boyunca bu kuantum mavi fotonunu gönderdiler ve daha az enerjiyle uyumlu polarizasyonlara sahip iki kırmızı dolanık fotona dönüştürdüler. Sonraki adım, bu kırmızı fotonlardan birini başka bir kristal boyunca göndermek oldu ve bu da iki tane daha az enerjili kızılötesi dolanık fotona dönüşmekle neticelendi. Bu kızılötesi fotonlar ise kalan kırmızı foton ile hala dolanık olarak kalmıştır ve işte sonuç: üç tane dolanık foton. Ne kadar uzakta olurlarsa olsun , birbirleri ile bir bağa sahip gibi görünen üç foton, üçüz durum. Üç dolanık foton elde edildikten sonra yapılan başka testlerle üçüz fotonların gerçekten dolanık olduğu gösterildi ancak bu işin olasılığı şimdilik çok düşük. Yani bu sürecin ilk adımı olan iki dolanık foton oluşturmak milyarda bir şansa ve ikinci adım olan dolanık üçüz foton oluşturmak milyonda bir şansa sahip. Diğer detaylara Nature Photonics'de yayınlanan makaleden ulaşabilirsiniz.


Google zaten yapay zeka deneyleri için bir kuantum hesaplama aygıtı erişimine sahipti, ama şimdi görünen o ki kendi donanımını geliştirmek istiyor. Şirket süperiletken malzemeler kullanarak kuantum işlemciler yapmak için bir projeye başladığını araştırma blogunda duyurdu. Erişimine sahip olduğu aygıt D-Wave olarak bilinen dünyanın ilk ticari kuantum bilgisayarı idi. Kuantum Yapay Zeka Laboratuvarı aracılığıyla bu aygıtı kullanabiliyordu. Yeni başlayan projeye rağmen, Google araştırmacıları NASA ve üniversitelerden bilim insanlarının dahil olduğu Kuantum Yapay Zeka Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar ile birlikte çalışmaya devam edeceklerini duyurdu. Google kuantum işlemciyi veya kuantum bilgisayarını ne yapacak? Kuantum bilgisayarlarının özellikle optimizasyon problemlerinde iyi sonuçlar verebileceği düşünülüyor. Görüntü tanılaması da bir optimizasyon problemidir. Görsel bilgiden resimlerde ne olduğunu tanılamayı da Google Görsel Arama tarafından kullanılmaktadır. Dolayısıyla Google'ın güncel ürünlerinin ilgi alanında olan pek çok problemin çözülmesinde bu kuantum bilgisayarlar kullanılabilir. Ancak kuantum bilgisayarlar henüz emekleme aşamalarında olduğu için teorik olarak klasik bilgisayarlardan kat ve kat hızlı olmalarına rağmen aynı problemleri çözmede yavaşlar. Ancak bu hep aynı sürmeyecek ve Google da bu teorik beklentinin gerçeğe dönüşmesinde rol alacak gibi görünüyor.


Avustralya'nın kırsalında, bir insansız hava aracı çiftçiler için de işe yarar gibi görünüyor. Bu robot Google X tarafından yürütülen Wing Projesi'nin bir parçasıdır. Bu proje kargo/dağıtım amaçlı insansız hava araçlarının mümkün olduğunu göstermek için tasarlanmıştır ve görünen o ki bu da gerçek oluyor. Google için sonraki aşama, günlük olarak bu işleri yapabilen bir prototipi geliştirmek olacak.


İzlanda'yı adını telaffuz etmekte zorlandığımız bir yanardağın patlaması ya da milli takımımızın geçenlerde beklenmedik bir biçimde İzlanda'ya karşı 3-0'lık bir yenilgi almasıyla hatırlayabiliriz. İzlanda hakkında bu bilgilerin yanına dikkate değer bir bilgi daha ekleyebiliriz. Çünkü İzlanda toplam enerjisinin %81'ini ve elektriğin %100'ünü sadece yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılayan tek ülke konumunda! İzlanda ülkesi elektrik üretmek ve ısınmak için hem hidroelektrik santrali (%75) hem de jeotermal (%25) kaynakları kullanmaktadır. Ulaşım ve ısınma gibi birincil enerji kullanım alanları için ve aynı zamanda ülkenin bir ada ülkesi olmasından dolayı balıkçılık için fosil yakıtlar enerji kullanımının %21'ine tekabül etmektedir. Ancak bu sayının 2013 yılı itibariyle %15 civarına düştüğünü de belirtmeliyim . İzlanda ada ülkesinin Avrasya ve Kuzey Amerika tektonik plakalarının birbirinden uzaklaştığı çok aktif bir yayılma bölgesi üzerine adanın yerleşmesinden dolayı bu ülkenin yenilenebilir enerji kaynakları oldukça çoktur. 2050 yılında İzlanda'nın enerji açısından tam bağımsız olması bekleniyor. Yani petrol ürünlerinin yerine de tamamen yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmayı hedefliyorlar. İzlanda şu an dünyanın kişi başı en büyük elektrik üreticisi ve yakıt hücreleri tarafından enerjisini alan hidrojen yakıtlı arabalara hidrojen yakıtı sağlayan istasyonlara sahip birkaç ülkeden biridir. - Yenilenebilir enerji dört ana kaynaktan elde edilir: Güneş, rüzgar, su ve jeotermal ısınma. - 2012 yılı ile 80 ülke, kullanılmak üzere 225 binin üzerinde rüzgar türbini çalıştırmak için rüzgar çiftlikleri kurdu. - 1904 yılında, İtalya'da Larderello jeotermal enerji yoluyla elektrik üreten ilk topluluk oldu.


Yakın zamana kadar sadece en gelişmiş fizik laboratuvarlarında deneylerde bir fonksiyonu olan şifreleme sistemlerini artık sıradan insanlar da kullanabilecek gibi görünüyor. Yeni bir aygıtla kırılamayan/hacklenemeyen kuantum temelli şifreleme güvenliği ilk defa herkes tarafından kullanılacak. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda geliştirilen teknoloji kullanılarak ve rastgele foton polarizasyonunun kuantum mekaniğini birleştirerek yeni aygıt rastgele sayılar üretiyor ve çok hızlı ve çok güvenli bir şekilde şifreleme anahtarları oluşturuyor. Böyle bir teknolojinin yüksek hızlı şifrelemede devrim olduğu ve yüksek veri oranlarında gerçek zamanlı şifreleme için tamamen yeni bir ticari platform olduğu bilim insanlarınca söyleniyor. Bu iddia edilen atılım fotonların değişik spin durumlarından yararlanılmasıyla mümkün olmaktadır. Kuantum dalga teorisi doğrultusunda, bir foton aynı anda bütün spin durumlarında var olabilir. Ancak eğer bir foton spin durumlarını vermeyi reddeden bir polarizasyon filtresinden geçerse, foton spinin dört mümkün durumundan sadece birinde kendini gösterebilir. Bu şekilde, rastgele filtreler fotonlara uygulanabilir ve ikili verinin sıfır ya da birleri temsil edilmiş olunur seçilen spinin durumuna bağlı olarak. Ayrıca atfedilen ikili notasyonuna da bağlıdır. Bir USB sürücüsüne veya benzer bir birime kolayca ve yeterince küçük olacak bir şekilde uygulanabilen Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nın bu aygıtının üretiminin son derece ucuz olması bekleniyor. Bu nedenle de kuantum temelli rastgele foton polarizasyon şifrelemesinin herkes için kullanılabilir olduğu öngörülüyor. Kişisel veri iletimi güvenliğinin daha ucuz, daha yaygın olması bekleniyor. Eğer bu aygıt başarılı olursa dünya çapında bir ölçekte pazara sahip olabilir. Böylece bir gün, kuantum anahtar dağıtım teknolojisi bankacılık, veri transferi, iletişim ve ticaret üzerine görülmemiş bir ölçekte gerçek şifreleme güvenliğini sağlayabilir.


Bir deneyde, İspanyol araştırmacılar insanlar arasında beyinden beyine doğrudan iletişim kurulabileceğini ilk kez gösterdiler. Barcelona'daki Starlab'ın CEO'su Giulio Ruffini'nin liderliğinde araştırmacılar Hindistan'daki bir kişinin beyninden Fransa'daki üç kişinin beyinlerine ikili kodu halinde hola ve ciao kelimelerini başarılı bir şekilde aktarabildiler. Beyindeki elektrik akımlarını izleyen elektroensefalografi gönderici beyinden gelen bilginin kaydedilmesinde kullanıldı ve değişen manyetik alan ile üretilen bir elektrik akımından uyarılan nöronlara neden olan robotize transkranial manyetik uyarım da Fransa'daki alıcı beyinlere mesajın teslim edilmesinde kullanıldı. Bu çığır açan deneyde denekler Hindistan ile Fransa arasındaki uzaklık olan yaklaşık 8000 kilometre kadar uzaktaydılar. Göndericinin söylediği ciao ve hola kelimeleri ikili kod şeklinde dönüştürülerek alıcıların ellerini oynatması ya da ayaklarını hareket etmesi şeklinde farklı hareket etmeleri ile temsil edildi. Bu ikili kodlar, ellerin hareketi ile 1 ve ayakların hareketi ile 0 olarak tanımlandı. Öyle ki bu gelişme Independent gazetesi tarafından dijital telepatiye doğru bir adım olarak duyurulsa da biz bu tür söylemler için erken olduğunu düşünüyoruz. Yıllardır araştırmacılar insan beyninden bilgisayara bilginin doğrudan dönüştürülmesi için invaziv olmayan sistemleri geliştirmeye çalışıyorlardı. Beyin-bilgisayar arayüzü denilen bu sistemler EEG, fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisi ve fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme gibi beyin aktivitesini algılama araçlarını içermektedir. Araştırmacılar ayrıca depresyon tedavisinde kullanılan TMS ve farelerin beyinlerine bağlanmada kullanılan transkranial odaklı ultrason gibi araçları beyni uyarmada kullanarak bilgisayardan beyine bilginin dönüştürülmesinin pek çok deneyini yaptılar. Starlab deneyi bu var olan teknolojilerin ikisini entegre ederek insan beyninden bilgisayara ve ardından insan beynine bir mesajın iletilmesi sağlandı. Bu deney şuna benzer bir şekilde hazırlandı: bir EEG aygıtı bir görüntü gösterdiğinde alıcının ellerini veya ayaklarını hareket etmesi istenildiğinde bunu sırasıyla 1 veya 0 olarak kodlandı. Yani alıcının elleri hareket ederse 1, ayakları hareket ederse 0 komutu. EEG verisi bilgisayara aktarıldı, ikili koda dönüştürüldü ve sonunda alıcıların sistemine gönderildi. Alıcılar, beyinlerinin sanal korteksindeki robotize TMS sisteminden elektrik pulslarını alırlar. Burada ise fosfen denen bir kavram açığa çıkar. Fosfen, gözümüz kapalı olduğunda bir elektriksel uyarımla ya da fiziksel bir şeye maruz kalındığında retinanın uyarılmasıyla beynin görme merkezine giden bir uyartı oluşur. Bu uyartının neticesinde görme hissi duyarız. Gözler açıldığında renkler, ışıklar bir anlığına oluşur. Dolayısıyla bu algı gerçekte yoktur, işte buna benzer bir şekilde alıcı gelen elektriksel pulsları böyle algılar. Bir tür ışık çakması şeklinde olur bu algılama ve deneyde alıcılar bir ışık çakmasını deneyimlediklerinde sözlü olarak bunu bildirdiler ve bu ikili kodun dönüştürüldüğü ve mesajın alındığı anlamına geliyordu. Bu süper yavaş bir şekilde gerçekleşti bir telepatik Mors kodu kadar yavaştı. Deneyin bulguları PLoS One dergisinde yayınlandı ve bu makalede ilk insan beyinden beyine arayüzü olarak tanımlandı. Starlab deneyinde çalışan Ruffini bu çalışmanın Avrupa Komisyonu tarafından invaziv olmayan beyin uyarım teknolojilerinin geliştirilmesi için dört yıllık bir işbirliği projesi olarak desteklendiğini belirtti. Gelecek deneyler beyinden beyine arayüzün gerçekten ne olduğunu tanımlamamızda yardımcı olacaktır. Ancak bu tür deneylerin sonucunda bir insansız hava aracı İHA'nın kontrolünün herhangi bir bilgisayara gerek kalmadan insan beyni yoluyla sağlanması mümkün olabilir, uzak mesafelerde olan insanlar arasındaki bu dijital telepati kadar.


Geçtiğimiz hafta Apple yeni ürünlerini tanıttı ve bunlar arasında en çok merak edileni yeni iPhone serisi idi. Bu yazımızda Gizmag sitesinde yapılan Apple iPhone 6 Plus ve Samsung Galaxy Note 4 arasındaki kıyaslamanın bir kısmını sizlerle paylaşacağım. Daha küçük bir ekrana sahip olmasına rağmen, iPhone 6 Plus Galaxy Note 4'den yüzde 3 daha uzundur. iPhone 6 Plus iPhone 6'ya göre daha ince olmasa da Note 4'e göre yüzde 13 daha incedir. iPhone 6 Plus Note 4'den yüzde 2 daha hafiftir. iPhone 6 Plus için üç renk ve Note 4 için 4 renk seçeneği mevcut. iPhone 6 Plus 5.5 ve Note 4 5.7 ekran boyutuna sahiptir. Buna göre Note 4 size iPhone'a göre yüzde 7 daha fazla ekran kullanma olanağı tanıyor. Çözünürlükte iPhone 6 Plus 1080 piksel çözünürlüğe sahip iken Note 4 1440 piksel çözünürlük çok daha iyi. iPhone 6 Plus için IPS ekranın olduğu görürken Note 4 için Süper AMOLED kullanılmış. Süper AMOLED ekran çok daha yüksek kontrasta ve zengin renklere sahiptir. Ultra Güç Koruma Modu. Bu Samsung'un geliştirdiği en yenilikçi yazılım olabilir. Ne yazık ki böyle bir yenilikten iPhone 6 Plus için bahsedemiyoruz. Ultra Güç Koruma Modu Note 4'ünüzün boşa enerji harcamasını engelleyebilir. Basit bir şekilde sadece temel uygulamalar ve servisleri bu modda çalıştırarak 24 saatte bataryanızın ömrünü yüzde 10 uzatmanızı sağlayabilir. Note 4 ayrıca hızlı şarj edebilme özelliğine de sahip.Yarım saatte 0'dan yüzde 50'ye şarj edebilirsiniz. Bu yazıda son olarak bahsedeceğimiz şey kameralar olacak, iPhone 6 Plus 8 MP arka kamera ve 1.2 MP ön kameraya sahip iken Note 4 16 MP arka ve 3.7 MP ön kameraya sahiptir. Önümüzdeki dönem içerisinde en popüler kullanıma sahip olabilecek bu iki büyük markanın ürünleri hakkındaki diğer kıyaslamalara Gizmag sitesinden ulaşabilirsiniz.


Japonya'nın Nükleer Düzenleme Kurumu güneydeki Kyushu adası üzerine Sendai tesisinde nükleer reaktörlerin yeniden çalışmaya başlaması için geçtiğimiz Çarşamba günü onay verdi. Böylece 2011 yılının Mart ayında gerçekleşen Fukushima yıkımı sonrası ilk defa böyle bir tesis tekrar aktif olabilir. Nükleer Düzenleme Kurumu'nun yeni düzenleyici gereksinimlerini karşıladığı için Sendai nükleer tesisinin 1 ve 2 no'lu birimleri elektrik üretmeye başlayacak. Ancak bu gereksinimler dünyanın en sıkı şartları arasında yer alıyor gibi görünüyor. Kyushu Electric Power adlı firma bu nükleer santralin tekrar aktif hale geçmesi için 18 bin 600 sayfadan oluşan bir inceleme raporunun üstesinden geldi. Bu tamamen Fukushima'daki deprem ve tsunaminin ardından belirgin güvenlik iyileştirilmesinin sağlanması ile ilgili bir rapor. Nükleer Düzenleme Kurumu'nun Sendai için onay vermesine karşın, New York Times gazetesi reaktörlerin yeniden ön plana geçmesinin aylar alacağını bildirdi. Çünkü nihai onay başbakan Shinzo Abe ve yerel yönetimlerin sorumluluğunda. Japonya'nın depremler, volkanik patlamalar ve tsunamilerin yaşandığı bir ülke olarak nükleer santrallerin geleceği hala belirsiz. Halkın da nükleer enerji üzerine olan şüphesi sürmekte iken hükümetin vereceği karar Japonya'nın nükleer geleceğinde belirleyici olacak gibi görünüyor.


Geçtiğimiz Cuma günü MIT Biyomimetik Laboratuvarı'ndan Sangbae Kim bir video yayınladı. Bu videoda MIT'nin robotik çitasının koşumsuz bir şekilde koşma ve zıplama hareketlerinin yeni bir algoritma ile sağlandığı anlatılıyor. Dünya üzerindeki en hızlı canlılardan biri olan çitalar sadece birkaç saniyede saatte 100 km'nin üzerine hızlanabiliyorlar. Şimdi MIT'den araştırmacılar bu Dünya'nın en hızlı canlısının taklidini/biyomimetiğini geliştirme konusunda bir adım daha attılar. Araştırmacılar robotlarının şu an ki versiyonlarının eninde sonunda saatte 50 km hıza ulaşacağını tahmin ediyorlar. Araştırmacılardan Hae-Won Park ve Meng Yee Chuah bu ay Chicago'daki Uluslararası Zeki Robotlar ve Sistemler Konferansı'nda yeni geliştirdikleri sıçrama algoritmasının detaylarını sunacaklar.


Bir müon elektronda olduğu gibi negatif yüke ve 1/2 spine sahip bir atom altı parçacıktır. Müonlar temel parçacıklar olarak düşünülürler. Temel parçacıklar ise şimdilik daha küçük bir parçacığa bölünmediği düşünülen atom altı parçacıklardır. Bir atom proton, nötron, elektron ve diğer parçacıklardan oluşurken, temel parçacıklar herhangi bir daha küçük parçacık veya parçacıklardan oluştuğu bilinmemektedir. Bir müon ve bir elektron arasındaki ilk farklılık kütledir. Müonlar elektronlardan yaklaşık 200 kez daha fazla kütleye sahiptir. Aslında elektronların çok daha ağır versiyonlarıdır. Elektronların kütlesi 0.511 MeV/c2 iken müonların kütlesi 105.7 MeV/c2'dir. Elektron, tau ve üç nötrino gibi müon da bir lepton olarak düşünülür. Leptonlar maddenin yapıtaşları olarak düşünülen temel parçacıklar ailesinden biridir. Kuark atom altı parçacıkları bu sınıflandırmaya dahil olan başka bir temel parçacıktır: leptonlar ve kuarklar maddenin bilinen en temel yapıtaşlarıdır. Amerikalı fizikçi Carl D. Anderson 1936 yılında kozmik radyasyon üzerine çalışırken müonu keşfetti. Anderson bu müon parçacıklarının bir manyetik alan boyunca geçtiklerinde diğer bilinen atom altı parçacıklardan farklı bir açıda kavis çizdiklerini farketti ve buradan yola çıkarak bunun farklı bir kütleden kaynaklandığını belirledi. Müonun keşfi varlığının tamamen beklenmedik ve tahmin edilmedik bir biçimde olmasından dolayı bilim dünyası için büyük bir sürpriz olmuştu. Kısa bir süre sonra, farklı kütlelerdeki diğer farklı atom altı parçacıklar keşfedildi ve müon terimi diğer keşiflerden ayrı tutularak Anderson'ın keşfi olarak bilim dünyasınca kabul gördü. Müonlar sadece çok yüksek enerjili durumlarda oluşurlar. Ne normal radyoaktif bozunma ne de nükleer füzyon gibi nükleer reaktörlerde ve nükleer bombalarda oluşan olaylar müonları üretmeye yetecek kadar enerjiye sahip değildir. Müonlar radyoaktivite bozunma enerjisi ile kıyaslandığında çok büyük kütle ve enerjiye sahip oldukları için radyoaktivite bozunması ile asla üretilmezler. Onlar ancak normal maddedeki yüksek enerji etkileşmelerinde bol miktarlarda üretilirler. Örneğin, hadronlarla yapılan parçacık hızlandırıcı deneylerinde veya madde ile kozmik ışıma etkileşmelerinde doğal olarak üretilirler. Müonların çoğu uzaydan gelen uzak kozmik ışınlarından Dünya'ya ulaşır. Kozmik ışın protonları Dünya'nın atmosferinde bulunan atomların çekirdeği ile çarpıştıklarında müonlar üretilmiş olur. Bu etkileşmeler genellikle başlangıçta sık sık müonlara bozunan pi mezonlarını üretirler. Tüm temel parçacıklar zıt yüklerine karşılık gelen antiparçacıklara sahiptirler. Bu karşıt parçacıkları aynı yüke ve spine sahiptir ama yükün negatifse karşıt parçacığınki pozitiftir. Böylelikle bir müonun antiparçacığı pozitif yüklü bir antimüondur. Antimüon bazen pozitif yükünden dolayı basitçe pozitif müon olarak da adlandırılır. 1941 yılında ilk defa Rossi-Hall deneyinde, müonlar Einstein'ın Özel Görelilik İlkesi'nin öngördüğü zaman genişlemesi ve Lorentz daralmasının gözlenmesinde kullanıldılar. Müonlar kararsız bir atom altı parçacıktır ve ortalama yaşam ömrü 2.2 mikrosaniyedir. Yani saniyenin yaklaşık olarak milyonda biridir. Işık hızında hareket ettikleri düşünülürse sadece 660 metre yol alabilirler. Ancak rölativistik hızlarda, müonun yaşam ömrü çok daha uzundur . Bilinen tüm atom altı parçacıklar arasında, sadece nötron ve bazı atom çekirdekleri uzun süreli bir bozunma ömrüne sahiptir. Diğerleri çok daha hızlı bir şekilde bozunurlar. Müonun bozunması ise sadece zayıf etkileşim aracılığıyla sağlanır. Müon bozunması her zaman en az üç parçacık üretir: müon gibi aynı yüke sahip olan bir elektron ve farklı türlerde iki nötrino. Atom altı parçacıklar yazı dizimizde elektron, nötron, proton, pozitron ile taunun ardından müon atom altı parçacığını ele almış olduk. Yazı dizimiz devam ediyor olacak.


Uzayı anlamanın en hızlı yolu nedir? NASA'ya göre, müzik olarak görüntülenen yer kürelerin müziğini dinlemektir. Ses için astronomik verileri dönüştüren bir program yıllardır kolaylıkla araştırmacılar tarafından kullanılıyor. NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde çalışan Michigan Üniversitesi'nde doktora adayı Robert Alexander da uydu verilerinden elde edilmiş ses dosyalarını dinliyor. Dünya ve Güneş arasında yerleşmiş olan Rüzgar uzay aracı Güneş'in manyetik alanındaki değişimleri kaydediyor. Bu sırada tıpkı bir mikrofona bir kişinin şarkı söylemesinde olduğu gibi mikrofon basınç değişimlerini kaydetmesine benzer bir şekilde bu uzay aracı bir elektriksel sinyal oluşturan manyetik alan yoğunluğundaki değişimleri kaydetmekte. Elektriksel sinyaller makara banda depolanır. Uzay aracı üzerindeki manyetometre bir tür elektriksel sinyal oluşturan manyetik alandaki değişimleri ölçer. Alexander'ın yazdığı program bu veriyi bir ses dosyasına dönüştürür. Program bu veriyi çoğunlukla beyaz gürültüye çevirir ama bir anormallik olduğunda, Alexander bunu duyabilir ve ne olduğunu araştırmak için dikkatini bu anormalliğe verebilir. Aşağıdaki kayıt Güneş'e doğru yönelen ters bir şok dalgasının sesidir. Daha fazlasını NASA'nın sayfasından öğrenebilirsiniz.


Nötrinolar maddenin çok küçük bir parçasıdır. O kadar küçüktür ki 1956 yılına kadar keşfedilememiştir. Nötrinoların üç çeşidi vardır, parçacık fiziğinde bu üç tat olarak adlandırılır ve bunlar elektron, müon ve taudur. Çoğu insan maddenin parçacıklarının elektron, nötron ve proton gibi üç parçacık olarak tanır. 4.sınıf fen bilgisi dersinde bir atomun nelerden oluştuğu böyle öğrenilir. Ancak bunun daha fazlası vardır. Protonlar ve nötronlar parçacıklar kategorisinde fermiyonik hadronlar veya baryonlara aittir. Genellikle fermiyonlar maddenin yapıtaşlarıdır. Baryonlar kuarklardan yapılmıştır ve yaklaşık 120 baryon parçacığını oluşturan 6 tür kuark vardır. Nötrino nötr elektrik yükü ile bir leptondur. Leptonlar kuarklar veya gluonlardan değil kendi bileşenlerinden oluştukları için bu nötrinonun sadece iki yolla etkileşeceğini gösterir: kütleçekim ve zayıf kuvvet. Ancak nötrinolar genellikle çok küçük kütlelere sahiptir ve kütleçekimsel etkileri ihmal edilebilir. Nötrinonun nasıl etkileştiği nötrino astrofiziği için çok önemlidir. Diğer parçacıklar galaktik ve ekstra-galaktik uzaklıkları katettikçe, yönleri sapar, saçılırlar veya hatta madde, kütleçekimsel ve manyetik alanlar tarafından durdurulabilirler. Nötrinolar galaksinin çok uzak köşelerinden mükemmel kaynak bilgileri sınır tanımadan tüm evreni dolaşabilir. Nötrinolar aslında inanılmaz egzotik parçacıklar değildir. Her saniye vücudumuzdan 100000 milyar tanesi geçmektedir. İstatiksel olarak vücudumuz ömrümüz boyunca o kadar nötrino içinden sadece birini durduracaktır. Yani nötrinolar her zaman üretilir. Bu üretilme yollarından biri de nükleer reaktörlerdir. Parçacıklar bozunmaya uğradıklarında nötrino üretirler ve bir nükleer reaktörde saniye başına santimetrekarede 1013 nötrino akısı meydana gelir. Nötrinolar ayrıca Güneş'te de üretilirler, güneş nötrinoları adını alırlar hatta. Güneş büyük bir nükleer reaktör olduğu için bu aslına bakarsanız sürpriz de değildir. Bunların yanında nötrinolar ilkel kozmik ışınlarının atmosferde etkileşmesiyle de üretilebilirler. IceCube yani BuzKüpü projesi nedir? IceCube neredeyse kütlesiz nötrino atom altı parçacıklarının etkileşimlerini kaydeden Güney Kutbu'ndaki bir parçacık dedektörüdür. Kısaca IceCube dünyadaki en büyük nötrino teleskobudur denilebilir. Bir kilometre küplük bu dedektör nötrinoları algılamada şimdiye kadar ki yapılan çalışmalardan daha iyi çözünürlük ve geliştirilmiş hassasiyeti bilim insanlarına sunmaktadır. Yapımı 17 Aralık 2010'da birkaç yüz milyon dolarlık maliyetle tamamlandı. Bu ölçekte yapılan ilk dedektör iken, bu tür bir konsepte sahip bir teleskop daha önce su altı ve buz altı olarak uygulamaya konmuştu. IceCube daha önceki başarılı nötrino deneyleri üzerine inşa edildi ve astronomlara evrenin daha da şaşırtıcı özelliklerini keşfetmek için bir şans verebilir. IceCube işbirliği çeşitli kıtalardan 20 üniversite ve enstitüden oluşmaktadır. IceCube'e benzer birçok projede yer almış deneyimli araştırmacılardan oluşan bir grup tarafından yürütülmektedir. Süper-Kamiokande ve MACRO gibi bir önceki nesil deneyler daha geniş deney alanlarının geliştirilmesi gerektiğini ortaya koymuştu. AMANDA ve Baykal Gölü 10 bin metre karelik kutup buzu veya Sibirya gölü derinliği gibi doğal derin ortamın kullanılmasına olanak sağlıyordu. Yine Akdeniz'de Antares projesi büyük bir su altı dedektörü olarak IceCube projesini tamamlayabilecek bir fizibiliteye sahip. IceCube yüksek enerjili müonları yayan Cherenkov ışımasını algılamak için tasarlanan bir kilometre küplük optik modüller dizisinden oluşmaktadır. Bu yüksek enerjili müonlar su veya buz altında nötrinoları yan ürün olarak çıkaracak etkileşmelere sahiptir. IceCube tesisinde buza gömülü 80 seri yer alıyor ve bu 2.5 kilometrelik serilerin her biri serinin bir kilometre altında yer alan 17 metre aralıklı 60 optik modüle sahiptir. Toplamda 4800 optik modül ile IceCube'ün toplam ölçüm hacmi 1 kilometre küp olur. Bu müon parçacıklarından biri optik modülleri tarafından algılandığında, optik modüller bunu yükseltirler, zaman damgasını vurup dijitize ederler ve yüzeye gönderirler. Aynı olay tüm optik modüllerde gerçekleşir. Bilim insanları müonun gelme yolunu biliyorsa, nötrinonun da üretilme yolunu biliyorlar demektir. Böylece bir nötrino oluşum kaynak noktası belirlenir ve nötrinolar orada karşılanır. Projenin bir başka parçası da IceTop ismi verilen IceCube'ün üzerinde hegzagonal bir yapıya sahip olan bir kilometre karelik dizilerdir. Bu diziler 1015 eV-1018 eV etkin enerji aralığı ile ekstra-galaktik kaynakların başına kadar uzanan geniş bir yelpaze sağlamaktadır. 4800 Dijital Optik Modül IceCube projesindeki optik dizileri oluşturmaktadır ve bir çok bileşene sahiptir. Bu projede, optik modüller buz yüzeyinin altında 1.4 kilometreden 2.4 kilometre derinliğe kadar yayılmıştır. Bu kadar aşağı bunları yerleştirebilmek kolay değildir. Bunun için geleneksel sondaj sistemi yerine sıcak su sondaj sistemi kullanılarak neredeyse 2.5 kilometre kadar aşağı gerekli sondaj yapıldı. 2010 yılından bu yana yapılan çalışmalarda IceCube projesi nokta kaynaklardan, Gamma-ışını patlamalarından ve WIMP-proton etkileşmelerinin etkileri ile Güneş'teki nötralino yok olmasından kaynaklanan nötrino akı limitlerini tanımladılar. Uydumuz Ay'dan kaynaklanan gölgeleme etkisini gözlemlediler. Kozmik ışın protonları Ay tarafından engellenerek Ay yönündeki kozmik ışın işaretçisi müonların sayısında eksiklik oluşturmaktadır. Bu etkinin %1'in altında olacak şekilde küçük olduğunu gözlemlediler. 2013 yılında muhtemelen astrofiziksel kökene sahip yüksek enerjili bir nötrino çiftini gözlemlediler. Bu bugüne kadar keşfedilen en yüksek enerjili nötrinolardır ve enerjili peta-elektron volt enerji aralığındaydı. Bu enerji seviyesi 1 milyon GeV anlamına geliyor. Sonuç olarak IceCube projesi ile gelişmeye devam etmekte olan nötrino astronomisi nötrinoların kaynaklarını nereden geldiklerini ve galaksimizin çok uzak tamamlanmış bir resmini bulmamızı sağlayabilir. Atom altı parçacıklar yazı dizimizde elektron, nötron, proton, pozitron, tau ve müonun ardından nötrino atom altı parçacığını ele almış olduk. Yazı dizimiz devam ediyor olacak.


Pozitron aynı zamanda antielektron olarak da adlandırılır ve elektronun antimadde karşılığı veya antiparçacığı olan artı yüklü lepton grubuna ait bir parçacıktır. Elektrik yükü +1e, spini 1/2 olan pozitron atom altı parçacığı elektronla aynı kütleye sahiptir. Düşük enerjili pozitron düşük enerjili elektron ile çarpıştığı zaman, iki veya daha fazla gama ışın fotonu meydana gelir. Pozitronlar zayıf etkileşimler yoluyla pozitron yayan radyoaktif bozunma tarafından üretilebilir ya da yeterince enerjik bir foton çifti ile de bu sağlanabilir. 1928 yılında Paul Dirac elektronların hem pozitif yüke hem de negatif yüke sahip olduğunu öne süren bir makale yayınladı. Bu makalede Dirac denkleminden bahsederek, kuantum mekaniğin, özel göreliliğin ve sonra Zeeman olayını açıklamak için elektron spinin yeni bir kavramını birleştirdi. Bu makalede açıkça yeni bir parçacığın varlığı öngörülmedi ama çözümlerinde elektronların ya pozitif ya da negatif enerjiye sahip olmalarına izin veriliyordu. Bu pozitif enerjili çözüm deneysel verileri açıkladı ama Dirac matematiksel modelin olanak tanıdığı negatif enerjili çözüme şaşırmıştı. Kuantum mekaniği negatif enerjili çözüme izin vermiyordu, klasik mekanikte benzer denklemlerde sık sık olduğu gibi ikili çözüm bir elektronun pozitif ve negatif enerji durumları arasında kendiliğinden atlama olasılığını ima ediyordu. Ancak, böyle bir geçiş henüz deneysel olarak gözlenmemişti. Sonra Dirac bu sorunlar hakkında teori ve gözlem arasındaki bu çatışması çözülemeyen zorluklar olarak bahsetmişti. Dirac 1929 yılının Aralık ayında bir makale daha yazdı. Bu makalede rölavistik elektron için kaçınılmaz negatif enerji çözümünü açıklamayı denedi. Bir dış elektromanyetik alanda hareket eden negatif enerjili bir elektronun bir pozitif yük taşıdığını düşündü. Tüm uzayın dolu olan negatif enerji durumları denizi olarak kabul edilebileceği fikrini öne sürdü ve böylece pozitif enerji durumları ve negatif enerji durumları arasında elektronların atlamasına engel olacağını söyledi. Aslında bu makalede negatif enerjili elektronun tasviri yapılıyordu. Ancak bu parçacığın proton olma olasılığından söz eden Dirac'a karşı Robert Oppenheimer'dan ciddi bir karşı dönüş alındı. Feynman ve Stueckelberg zamanda geriye doğru hareket eden bir elektron olarak pozitron yorumunu ortaya attılar. Çünkü bu Dirac denkleminin negatif enerji çözümleri ile örtüşüyordu. Evet, pozitif elektrik yüklü bir elektron zamanda geriye gidebilmektedir asla zamanda ileriye gidemez. Aynı elektron gibi özelliklere sahip olmasına karşın sadece elektrik yükü farklıdır. 1929 yılında Dmitri Skobeltsyn ilk kez pozitronu gözlemledi. Wilson bulut odasını kullanırken kozmik ışınlarda gama ışınımını tespit etmeyi denerken, elektronlar gibi davranan ama uygulanan manyetik alanda zıt yönde dönen pozitron parçacığını böylelikle gözlemlenmiş oldu. Sonra çalışmalar devam etti hatta 2 Ağustos 1932 yılında Carl D. Anderson pozitronu resmen keşfetti ve 1936 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı. İşte pozitron ismini veren de Anderson oldu. Bu buluşun faydalarını günümüzde PET , CT , MRI gibi sağlık alanında insanoğluna patolojik durum ile ilgili anatomik ve morfolojik değişikliklerin görüntülenmesine olanak sağlar. Atom altı parçacıklar yazı dizimizde elektron, nötron ve protondan sonra pozitronu da ele almış olduk. Yazı dizimiz devam ediyor olacak.


Proton bir atom altı parçacıktır ve sembolü p ya da p+ olarak gösterilir. 1 elementer yüklü pozitif elektrik yüke sahip olan protonun kütlesi bir nötrondan biraz daha azdır. Protonlar ve nötronlar nükleonlar olarak adlandırılırlar. Bir atomun çekirdeğinde her zaman bir veya daha fazla proton bulunur. Çekirdekteki protonların sayısı atom sayısı olarak da adlandırılır. Her bir element bir eşsiz sayıda protona sahip olduğu için, her bir element kendine ait bir atom sayısına sahiptir. Proton ismi 1920 yılında Ernest Rutherford tarafından hidrojen çekirdeğine verilmişti, çünkü önceki yıllarda Rutherford çarpışmalarla azot çekirdeğinden çıkarılan en hafif çekirdeği, hidrojen çekirdeğini keşfetmişti. Böylece proton temel bir parçacık adayı olmuştu. Azot ve tüm diğer ağır atom çekirdeklerinin yapı taşlardan birinin proton olduğunu bulmuştu. Parçacık fiziğinin Standart Modeli'nde, proton nötron gibi bir hadrondur ve baryonlardan olan üç kuarktan oluşur. Fizik dünyasında bir uzlaşma olmadan önce, proton temel bir parçacık olarak düşünülürdü. Ancak günümüzde, bir protonun iki yukarı kuark ve bir aşağı kuarktan oluştuğu düşünülüyor. Protonlar spinleri 1/2 olan fermiyonlardır ve protonu oluşturan iki yukarı kuark ile bir aşağı kuarkı gluonlar aracılığıyla güçlü kuvvet bir arada tutar. Proton hakkındaki modern kurama göre üç değerlikli kuark, gluonlar ve geçiçi kuark çiftler denizinden oluşmaktadır. Kuarkların durgun kütleleri protonun kütlesinin sadece %1'ine katkıda bulunduğu düşünülmektedir. Proton kütlesinin geri kalanı kuarkların kinetik enerjisi kaynaklıdır ve kuarkları birbirine bağlayan gluon alanlarının enerjisine de bağlanabilir. Böylece bir temel parçacık olarak düşünmediğimiz protonun yarıçapı yaklaşık 0.84-0.87 femtometredir (1 femtometre 10-15 metredir). Serbest proton yani nükleonlara veya elektronlara bağlı olmayan proton kararlı bir parçacıktır. Serbest protonlar elektronlardan ayrılmaları için yeterince yüksek enerji veya sıcaklıklar gibi sayısız durumda doğal olarak bulunurlar. Serbest protonlar elektronlarla birlikte olmalarına olanak tanımayacak kadar yüksek sıcaklıklardaki plazmalarda var olurlar. Yüksek enerjili ve hızlı serbest protonlar kozmik ışınların %90'ını oluşturmaktadır kozmik ışınlar yıldızlararası uzaklıklarda vakumda yayılan radyasyondur. Serbest protonlar bazı nadir görülen radyoaktif bozunma türlerinde atom çekirdeğinden doğrudan yayılabilir. Ayrıca protonlar serbest nötronların radyoaktif bozunmasından kararsız olsa da elektronlar ve antinötrinolarla birlikte oluşabilir. Yeterince düşük sıcaklıklarda, serbest protonlar elektronlara bağlanacaktır. Ancak, böyle bağlı protonların karakteri değişmez ve onlar protonlar olarak kalırlar. Madde boyunca hareket eden hızlı bir proton elektronlar ve çekirdek ile etkileşerek yavaşlayacaktır, ta ki bir atomun elektron bulutu tarafından yakalana dek. Sonuçta oluşan bir proton atomu olacaktır; hidrojenin kimyasal bir bileşimi. Vakumda serbest elektronlar mevcut olduğunda, yeterince yavaş bir proton tek bir elektronu çekebilir, böylece kimyasal olarak serbest bir radikal olan nötr bir hidrojen atomu haline dönüşür. Böyle serbest hidrojen atomları yeterince düşük sıcaklıklarda çoğu diğer atom türüyle kimyasal olarak etkileşme eğilimindedir. Serbest hidrojen atomları diğerleri ile etkileştiğinde, yıldızlararası uzayda moleküler bulutların en yaygın moleküler bileşeni olan nötr hidrojen moleküllerini (H2) oluştururlar. Dünya üzerinde bu tür hidrojen molekülleri proton terapisinde kullanılan hızlandırıcılar için protonların uygun bir kaynağı olarak ve diğer hadron parçacık fiziği deneylerinde protonların hızlandırılması için kullanılmaktadır. Bu konuda akla gelen en önemli deney Büyük Hadron Çarpıştırıcısı deneyidir. İlk olarak 1815 yılında, William Prout tüm atomların adına protyles dediği hidrojen atomlarından oluştuğunu öne sürmüştü. Bu atomik ağırlıkların ilk değerlerinin basit yorumlanmasına dayanıyordu. 1886 yılında, Eugen Goldstein anot ışınları olarak da bilinen kanal ışınlarını keşfetti ve gazlardan üretilen pozitif yüklü parçacıkların varlığını göstermişti. Ancak, farklı gazlardan parçacıkların yük kütle oranı farklı değerlere sahip olduğu için, J. J. Thomson'ın negatif elektronları keşfetmesinin aksine tek bir parçacık olarak tanımlayamadı. 1911 yılında Ernest Rutherford tarafından atom çekirdeğinin keşfedilmesinin ardından Antonius van den Broek periyodik tablodaki her bir elementin yerinin kendi nükleer yüküne eşit olduğunu öne sürdü. Bu 1913 yılında Henry Moseley tarafından X-ışını spektrası kullanılmasıyla deneysel olarak onaylandı. 1917-1919 yıllarında Rutherford hidrojen çekirdeğinin diğer çekirdeklerde de var olduğunu kanıtladı. Bu deneyler protonun keşfi olarak sonuçlandı. Rutherford azot gazı üzerine alfa parçacıklarının etkisinin bir ürünü olarak üretilen bir ışıma türü şeklinde hidrojen çekirdeğinin üretilmesini gösterdi. Bu deneyler alfa parçacıklarını hava üzerine gönderildiğinde Rutherford'un dikkatini çekmesiyle başlamıştı. Deneyden sonra Rutherford hidrojenin sadece azottan gelebileceğini belirledi ve böylelikle azot hidrojen çekirdeğini içeriyor olmalıydı. Bir hidrojen çekirdeği alfa parçacığının etkisiyle süreç içinde oksijen-17 üreterek ortaya çıkmış olmalıydı. Bu ilk olarak rapor edilen nükleer reaksiyondu: 14N + 17O + p. Bu reaksiyon 1925 yılında bir bulut odasında doğrudan gözleniyor olacaktır. Atom altı parçacıklar yazı dizimizde elektron ve nötrondan sonra protonu da ele almış olduk. Yazı dizimiz devam ediyor olacak.