Mutlak Sıcaklık ve Süper İletkenler

4500_1Sıcaklık; bir maddenin sıcaklığını ya da soğukluğunu belirtmek için kullandığımız bir terimdir. Isı dediğimizde sadece sıfır derecenin üstündeki sıcaklıklardan bahsetmiş oluruz fakat sıcaklık terimi eksili kavramlar içinde geçerlidir. Peki Dünyamızda ölçülmüş en düşük sıcaklık kaç derecedir? En düşük sıcaklık Güney Kutbunda Antartika’da Vostok üssünde ölçülmüştür ve -89,6 derecedir. Ölçülen en yüksek sıcaklık ise; 13 Eylül 1922’de Libya’da ölçülmüştür ve 58 derecedir. Peki evrendeki en düşük ısı nedir?

Mutlak Sıfır ya da Mutlak Sıcaklık
Herkes duymuştur. Yıldızlardaki muazzam ısıları. Bazı gezegenlerde yüzlerce derece, yıldızların yüzeylerinde binler ya da on binlerce derecelik ısıları. Hatta yıldızların çekirdeklerinde on milyonları geçen ısılar olduğu bilinmektedir. Peki hiç eksi bin derece duydunuz mu? Ya da eksi bir milyon, bu kadar ileri gitmemize gerek yok hiç kimse eksi 300 derece diye bir sıcaklık dahi duymamıştır. Peki neden?

Her maddenin donma noktası vardır. Öyle ki gazlar dahi belli sıcaklıklarda donar. Mutlak sıfır olarak kabul edilen ısı 0 (sıfır) Kelvin yani -273 derecedir. Bu sıcaklıkta artık maddelerin atomik boyutlarda hareketleri durur, iç enerjileri nerdeyse sıfır olur. Herkesçe bilinen bir fizik kuralı vardır, yoktan var, vardan da yok edilemez. Enerji hiçbir zaman sıfır olmaz, bu enerjiye sıfır enerjisi deniliyor. Maddenin bu halinde iletkenliği de sonsuza yaklaşır. Şöyle ki, maddenin atomik hareketleri çok yavaşlar neredeyse durur, direnci sıfır sayılacak kadar düşüktür. Direnç olmayınca maddenin iletkenliği sonsuz olur. Yani bir devre içinde böyle bir madde kullanırsanız vereceğiniz elektrik sonsuza kadar azalmadan akmaya devam eder.

Süper İletkenler

4500_2 Süper iletkenler oda şartlarında yapılmamış olsa da yapılacağı zaman insanlığa çok büyük fayda sağlayacağı kesin. Her maddenin atomik boyutta hareketinin durduğu bir sıcaklığı vardır. Örneğin Helyum 4,2 Kelvin de, sıvı hale geçer. Diğer maddelerin de bunun gibi kritik donma noktaları vardır. Bu sıcaklıkta maddeler neredeyse sıfır dirence sahiptir ( gerçekte sıfır direnç diye bir şey yoktur, sıfıra yakın olduğu için sıfır kabul edilir ). Bu durumda maddelerin iletkenlikleri sonsuz kabul edilir. Bu konuda bilim adamları yıllardır araştırmalar yapmaktadır ve maddeleri oda sıcaklığında süper iletken yapmanın yollarını aramaktadırlar.

Süper iletkenler, oda şartlarında yapılabilirse eğer hayatımızın hemen her alanında kullanabiliriz. Örneğin, bağımlı enerji kaynaklarına ihtiyacımız olmayacaktır (petrol, doğal gaz gibi). Direnç olmadığından enerjiden yapılacak tasarruf çok fazla olacaktır. Öyle ki bir kere vereceğimiz elektrik yıllarca azalmadan dolaşımını sürdürecektir. Düşük sıcaklıklarda yapılmış olsa da henüz oda şartlarında süper iletkenlik söz konusu değil. Bilim geliştikçe bu tür projelerde mümkün olacaktır.

Kaynakça:
http://tr.wikipedia.org/wiki/Mutlak_s%C4%B1f%C4%B1r
http://tr.wikipedia.org/wiki/S%C3%BCperiletken

Yazar: Hasan Can Bozkurt