Onu oluşturan bilim adamlarına göre, bu yeni teknoloji “yapay zekadan daha büyük”.
Bizden herhangi bir enerji girişi olmadan çalışmaya devam edecek makinenin bilimsel fantezisine oldukça yaklaştık. Sadece 21. yüzyılın en önemli buluşu olmakla kalmayacak, aynı zamanda ikinci bir sanayi devrimi getirecek. Böylece bize her yıl milyarlarca doları sadece enerji şebekesinden kurtaracak.
Ünlü süper iletkenlerden bahsediyoruz.
Süper iletkenler, ısıya kaybettiğimiz enerjiyi azaltmaya yardımcı olan maddelerdir. Telefondan bilgisayara, uçaktan elektrik şebekesine kadar her yerde bu sorunu görüyoruz. Ürettiğimiz gücün büyük bir kısmı iletim sürecinde kaybolarak şebekenin ve elektrikli cihazlarımızın verimliliğini düşürür. Ancak süper iletkenlerin bu sorunu yok. Bu malzemelerin özel özelliklerinden dolayı, enerji kaybetmeden elektriği taşıyabilirler. Bu da verimlilikte büyük bir artış ve daha güçlü elektronikler sağlar. Bilim insanları, süper iletken halkanın içindeki elektrik akımını, akıma bir ek enerji eklemeden korumayı başardılar. Bu akımlar teorik olarak sonsuza kadar veya en azından yüz binlerce yıl boyunca enerjilerini ısıya veya sürtünmeye kaybetmeden akabilir.
Daha hızlı ulaşım, daha taşınabilir tıbbi cihazlar, daha verimli elektromıknatıslar, daha güvenli ve daha verimli bir enerji şebekesi. Dünya için yeni bir dönem.
“Oda sıcaklığında, oda basıncında bir süper iletken bulursanız, hayalini bile kurmaya başlamadığımız tamamen yeni bir dizi teknolojiye sahip olursunuz.” Eva Zurek, hesaplamalı kimyager.
Her güzel şeyin elbette ödememiz gereken bir bedeli vardır.
Süper iletken maddeler her zaman ya yoğun basınçlara ya da neredeyse mutlak sıfıra, mümkün olan en düşük sıcaklığa (-459,67° F veya -273,15° C) ulaşan aşırı düşük sıcaklıklara ihtiyaç duymuştur. Bu düşük sıcaklık, malzemeleri süper iletken hale getirmenin anahtarıdır. Böylesine soğuk bir durumda, atomların hareketi neredeyse sıfıra indirgenir. Bu, elektronların artık atomlarla çarpışarak enerji kaybına neden olmayacağı anlamına gelir. Direnç yok. Bu maddeleri soğutmak için bilim adamları sıvı helyum kullanırlar.
Alternatif, muazzam bir baskı kullanmaktır. Daha yüksek sıcaklıklarda (-94° F veya -70° C) süper iletken malzemeler üretmeyi başaran çalışmalar, tümü yaklaşık 155 gigapaskal (GPa) basınç gerektiriyordu. Referans olarak, Dünya’nın merkezindeki basınç 350 GPa’dır, yani deniz seviyesindeki atmosferik basıncın 3,5 milyon katıdır. Okyanusun en derin yeri olan Mariana Çukuru’ndaki basınç 0,1 GPa’dır. Bu, süper iletken malzemelerin gezegenin çekirdeğinde bulunan basıncın yarısını gerektirdiği anlamına gelir.
O halde hayal, hem oda sıcaklığında hem de oda basıncında bir süper iletken üretmektir. Ve bu – neredeyse – bilim adamlarının şimdi yaptıklarını iddia ettikleri şey. Süper iletken malzeme tam olarak oda basıncında çalışmazken, sadece 1 GPa’da çalışıyor, bu önceki ölçümlere göre muazzam bir gelişme.
Açıklandığında bilim camiasında bir kargaşaya neden oldu.
Ama aynı zamanda bilim adamları arasında derin bir bölünme yarattı. Bazıları iddiayı tamamen reddederken, bazıları da şiddetle destekledi. Bulguların doğru olduğunu varsayan fizikçi James Hamlin, bunu “dünyayı sarsan, çığır açan, çok heyecan verici bir keşif” olarak tanımladı.
Şu anda yoğun bir inceleme altındaki araştırmacılar, Rochester Üniversitesi’nde makine mühendisliği ve fizik profesörü yardımcısı Ranga Dias tarafından yönetiliyor. Ekip, süper iletken malzemelerini oluşturmak için lutesyum bazlı bir süperhidrit kullandı. Hidritler, hidrojen ve daha ağır atomların (genellikle kükürt veya diğer metallerin) bir kombinasyonudur. Hidrojen, süperiletkenlik için anahtardır. Numunelerin özelliklerini değiştirmek için karbon, nitrojen ve diğer atomik malzemeler de eklenir. Bu kombinasyon gereklidir. Çünkü metalik formundaki hidrojen, muazzam basınç altında süper iletken özellikler sergiler. Ancak bilim adamları, hidrojeni birkaç başka elementle birleştirerek, yeni atomların hidrojenin daha makul basınçlarda süper iletken bir metal haline gelmesini sağlayacağını keşfettiler.
Dias’ın numunesi, günlerce 392°F(200°C) sıcaklığa maruz kalacak olan bir lutesyum, hidrojen ve nitrojen karışımıydı. Numune daha sonra 2 GPa civarında basınçlara sahip bir elmas örs hücresi kullanılarak sıkıştırılacaktır. Numunenin süper iletken özellikleri, basınç düşerken rutin olarak test edildi. Ekip, bu inanılmaz özelliklerin sadece 1 GPa’da ve ortam oda sıcaklığında bile bozulmadan kaldığını buldu.
Numuneler, azaltılmış direnç ve Meissner etkisi dahil olmak üzere bir süper iletkenin tüm bilimsel gereksinimlerini karşılayabildi. Bu etki, süperiletkenlerin önemli bir özelliğidir. Maddenin bir manyetik alanı dışarı atma yeteneği ile ilgilidir. Bu, bilimcilerin oda sıcaklığında, oda basıncına yakın süper iletkenler oluştururken görmeyi umacakları türden bir veridir.
Sadece bir problem var. Bilim camiasında böylesine ateşli bir bölünme yaratan sorun şu: ekibin geçmişi.
Ekip üyelerinin çoğu, Dias tarafından Nature bilimsel dergisinde yayınlanan önceki bir makalenin verilerle ilgili tartışmalar nedeniyle geri çekilmesiyle bilimsel suistimalle suçlandı . Makale, bir karbonlu kükürt hidritin (CSH) 57°F(14°C) ve 267GPa’da nasıl süper iletken hale geldiğini kaydetti. Ancak manyetik alanlarla ilgili prosedür daha sonra Dias ve ortak yazar Ashkan Salamat tarafından yayınlanan ve manyetik girişimle başa çıkmak için farklı ve alışılmadık bir yöntemi detaylandırdıkları ham verilerle çelişiyordu.
Normalde, bir hidritin manyetik duyarlılık ölçümü, numune bir elmas örs hücresindeyken alınır.
Bu da genellikle arka plan gürültüsü içerdiği anlamına gelir. Bilim adamları, son bir manyetik duyarlılık okuması vermek için arka planın bağımsız bir ölçümünü alır. Ardından bunu ham verilerden çıkarır. Bununla birlikte, Dias ve Salamat, manyetik girişimi yeni ve alışılmışın dışında bir şekilde ortadan kaldırarak bazı fizikçilerin verilerin manipüle edildiğine inanmalarına yol açtı. Dias, manipüle edilmediğini, sadece yanlış anlaşıldığını söyledi.
Fizikçiler daha sonra, numunelerin elektrik direnciyle ilgili bazı verilerin de manipüle edilmiş gibi göründüğünü, ancak başka bir kısmının açıklanmadığını fark etmeye başladılar. Dias’ın makalesindeki verilerin gözlemlenmek yerine uydurulduğu iddiaları vardı. Dias’ın iş yeri olan Rochester Üniversitesi, konuyla ilgili iki soruşturma yürüttü. Günün sonunda Dias’ın yanında yer aldı. Bağımsız laboratuvarlar da Dias’ın bu makaleden elde ettiği sonuçları yeniden oluşturamadı, ancak bu kısmen, bu tür laboratuvar testlerinin tam olarak yeniden üretilmesinin zaman alabilmesinden kaynaklanıyor olabilir.
Başka bir ekip üyesi, Mathew Debessai, veri manipülasyonu iddiaları nedeniyle süperiletkenlik üzerine bir makaleye de sahipti. Ve Dias’ın manganez sülfit hakkındaki en son makaleleri, Dias’ı alakasız araştırmalardan verileri kopyalayıp yapıştırmakla suçlayan iddialar altında. Yani, bu son makaledeki elektrik direnci verileri, Dias’ın 2013 Ph.D. tez. Salamat, verilerin kopyalanmadığını, sadece benzer olduğunu ve veri kümeleri arasındaki karşılaştırmanın adil olmadığını söyledi.
Dias, verilerinin gerçek olduğu konusunda kararlıdır.
Ülke çapında farklı laboratuvarlarda deneyler yapmaya devam etti. Bağımsız bilim adamlarını gelip gözlem yapmaya davet etti. Nature’a sunduğu yeni makalenin bir öncekini geride bırakacağından ve başkalarının onun çalışmasıyla ilgili hâlâ sahip olabileceği şüpheleri sileceğinden emin . Dias’ın ekibinin yeni üyesi Nilesh Salke, malzemenin aslında iddia ettiği her şey olduğunu doğruluyor. Süperiletkenlik alanında bir kilometre taşı.
Dias’ın yeni makalesi, son derece titiz bir hakem değerlendirme sürecinden geçti. Ardından Nature’dan daha fazla incelemeye tabi tutuldu . Ayrıca, inanmayan bilim adamlarının güvenini artırmayı umdu. Ham verilerini yeni makalenin yanında bir güvenlik açığı ve açıklık gösterisi olarak sundu. Dias’ın geçmişi nedeniyle Nature , çalışmasını değerlendirmek için muhtemelen fazla mesai yapıyordu. Ancak makaleyi 8 Mart’ta yayınlamaya karar verdi. fizikçinin iddiaları. Ekibin çalkantılı geçmişine rağmen, verilerini yine de dikkate almamız gerektiğini söylüyorlar.
“Süper iletkenliği kanıtlamak için sağlamak istediğiniz kilit alanlar, elektrik direncinin sıfıra gitmesi, manyetik alanların dışarı atılmasının bir göstergesi olan manyetik duyarlılık ve ısı kapasitesi ölçümleridir. Bunlar üç farklı yöndür. Bu yazıda, grubumuz alt ölçümler de dahil olmak üzere üç ölçümü de yaptı.” Ranga Dias.
Bilim adamları, Dias’ın süperiletken malzemesinin örneklerini yeniden üretim için diğer laboratuvarlara göndermesini umuyordu. Dias ve Salamat; Spotify, OpenAI ve diğerlerinden 20 milyon dolarlık destek alan Unearthly Materials’ı kurdu. Lutesyum hidritleri patentlenme sürecindedir, bu nedenle numunelerin postalanması pek olası değildir. Tescilli doğası göz önüne alındığında, ekip tarafından kullanılan kesin yöntemler ve prosedürler de açıklanmayabilir. Ancak tüm bunlara rağmen hala umut var. Dias ve ekibi, malzemenin laboratuvarlarda nasıl çoğaltılacağına dair net talimatlar sağladı. Süperiletkenler alanının büyümeye ve gelişmeye devam edebilmesi için laboratuvarların yeniden üretim sürecinden geçmesini umduklarını söylüyorlar. Bazı bilim adamları onun bu teklifini kabul etti, diğerleri ise zamanlarını boşa harcamayacaklarını söylüyor.
Başka bir laboratuvar sonucu yeniden üretebilirse, bu yeni malzeme için fırsat kapılarını ardına kadar açacaktır. Yalnızca malzemenin kendisini araştırmak için değil, günlük dünyadaki uygulamalarını da araştırmak için. Bu sonuçlar karanlık bir geçmişten kaçmayı başarırsa, yeni teknolojinin mavi şafağı yaklaşıyor.
