Hidrojen, atom sayısı 1 olan, periyodik tablonun başlangıç ve atom fiziğinin gelişimini sağlayan ana elementi. Dünyada gaz halinde bulunuyor. O zaman başlıkta neden metal hidrojen yazıyor derseniz, birlikte devam edelim…
Askeri Uygulamalar Departmanına bağlı, Fransız Alternatif Enerji & Atom Enerji Komisyonunda ve Senkrotron (Elektron hızlandırıcı) Soleil Araştırma Birimine bağlı çalışan üç Fransız bilim adamı bir makale yayımladı. (Bu araştırma birimlerini uzun uzun yazmamın sebebi, okuyucuların aklına bizim ülkemizde, bu birimlere denk gelen birimler nelerdir ve ne tür çalışmalar yapıyordur sorusunun akıllara gelebilecek olması)
Makaledeki çalışmaya gelecek olursak; Hidrojen atomunu elmas bir toroid ile yüksek basınç altında sıkıştırarak, “Hidrojeni oda sıcaklığında metal formda tutmayı” yani katı hale getirmeyi başardılar. Yeni çalışma bilim çevrelerinde hayranlık uyandırdı ve çalışmanın nobel’e aday gösterilmesi gerektiği düşünülüyor.
Aslında yaklaşık 20 sene önce yapılan bir çalışmada, kuantum sınırlaması nedeniyle, band gap enerjisinin yükselmesiyle (elektronların kinetik enerjisinin artması), yalıtkanların metale (iletkene) dönüştüğü gözlendi. Örneğin bunun için moleküler oksijen’e uygulanması gereken basınç 100 Gpa olarak kaydedildi[1].
Dolayısıyla bir yalıtkanı metale dönüştürmek için bilinen yöntem, yüksek basınç uygulamak. Bu basıncı uygulanırken de elmas kullanılıyor. Hyrdojen’e de atomlarının fazını değiştirebilmek için 80 senedir elmasla yüksek basınç uyguladılar ama başarılı olamadılar.
Fransız bilim adamları ise, farklı olarak, deneylerinde iki yeni unsura yer verdi.
Birincisi, toroid şeklinde elmas (simit şeklinde elmas) kullandılar. İkincisi; örneklemelerini ölçmelerini sağlayacak, yeni bir kızılötesi spektrometre dizayn ettiler. Böylece hidrojen atomunu 600 Gpa’ya kadar sıkıştırmayı başardılar. 425Gpa basınç altında ise, metal hidrojenin birinci faz dönüşümünü yaptığını gözlemlediler[1]. (Daha önceki çalışmalar 400Gpa’ın üzerine çıkamadı.)
425Gpa (giga pascal) ne kadar basınca denk geliyor derseniz? 42.500km derinlikteki su basıncına eşit bir basınçtan bahsediyoruz. Dünyanın merkezine uzaklığımız ise sadece 6000km. Yani bizim gezegenimizin merkezinde bile bu basınç oluşmuyor! Ama uzayda var… Güneşimiz gibi yıldızların merkezinde, ya da Jüpiter gibi büyük gezegenlerin merkezlerinde büyüklükleri nedeniyle bu basınç doğal olarak oluşuyor. Dolayısıyla Hidrojenin katı/metal halinin, uzaydaki bu devlerin merkezinde oluştuğu tahmin ediliyor. Şimdi bu çalışmanın sentetik olarak bir laboratuvarda yapılmış olmasının, neden bu kadar büyük bir başarı olarak ses getirdiği anlaşılabilir.
Peki metal hidrojeni ürettik diyelim, bununla ne yapılabilir diye soruyorsanız?
Sorunun cevabı, yazının en can alıcı noktasını oluşturuyor. Sentetik malzeme olarak, metalik hidrojenin sayısız uygulamasından bahsediliyor. Her şeyden önce, metal hidrojenin oda sıcaklığında süper iletkenlik özelliğine sahip olduğu düşünülüyor. Daha etkileyici olanı ise, bir kez metale dönüştüğünde, normal basınç altında bile katı halini muhafaza ediyor olması!!! Bu özelliklerle metal hidrojen, elektronik alanında devrime neden olacak anlamına geliyor. CERN gibi yüksek enerji araştırmalarında yepyeni adımlar atılması sağlanabilecekken, astrofizik alanında, dev gezegenlere veya yıldızlara gitmeden iç yapılarıyla ilgili çalışmalara ışık tutabilecek[2]. Bütün periyodik tablo ve dolayısıyla şuanda öğretilen fizik, kimya, malzeme bilimi değişecek.
Ulaşım alanında ise, süper iletkenlik, çığır açacak değişiklikler demek! Fosil yakıtlara eskisi kadar ihtiyacımız kalmayacak. Sadece başlangıç ve ilk hız için küçük miktarda bir enerji yeterli olacaktır. Petrol rezervleri değerini kaybedecek ve coğrafyada değerli topraklar eski önemini yitirecektir. Diğer taraftan süper iletkenlik deyince aklıma anti-gravity (yer çekimine karşı koymak) geliyor ki, bu tüm dünya teknolojisini yeniden yapılandıracak, insanlık için yeni bir çağın başlangıcı olacaktır! UFO gibi yerçekimine karşı koyacak, havada asılı kalacak cisimlerden tutunda, sürtünme için yenmemiz gereken her tür problemi ortadan kaldıracak çözüm kapımızda demek.
Artık geç kaldım çok trafik vardı, ya da benim param onun benzinine yetmez cümleleri yerini nelere bırakır kim bilir… Fakirlik ve zenginlik kavramları yeni kostümleriyle sahneye çıkabilir. Erkekler kalabalık sohbetlerde, antika ufo koleksiyonlarından dem vurabilirler. Belli ki, gelecek nesil için sözlük farklı olacak. Ama bir gerçek hiç değişmiyor. Uzaklarda aranan buluşlar ve çözümler, bilakis elimizin altındakilerin en ufak parçalarında, atom yada atom altı parçalarında gizli. Cem Yılmaz’ın, mutluluğu bulmak için gittiği uzak doğu yolculuğunda, sorusuna gurunun verdiği cevap gibi; Mutluluk? İçimizde! KDV si? İçimizde içimizde!
Esen kalın,
Referanslar:
[1] https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1906/1906.05634.pdf
[2] https://www.universetoday.com/142654/french-scientists-claim-to-have-created-metallic-hydrogen/
[3] https://futurism.com/the-byte/scientists-created-metallic-hydrogen