Manyetik demir telin küçük bir parçası -tıpkı büyük bir demir çubuk gibidir.. Malzeme özelliklerine gelindiğinde, genellikle boyutunun bir önemi yoktur. Şaşırtıcı bir biçimde, Avusturya ve Hindistan’daki araştırmacılar çok küçük kristallerle çalıştıkları zaman bazı malzemelerin sıra dışı davranış gösterdiklerini keşfettiler. Bu özel tasarlanmış elektronik ve manyetik özellikli yeni malzemelere öncülük etmektedir. Malzeme özellikleri elektronik iletkenlik, manyetik özellikler ya da erime noktası gibi nesnenin boyutuna ve şekline bağlı değildir. “Hindistan’da, buna rağmen, son zamanlarda yapılan bir deney bu özel manganez oksitlerin boyutları küçük parçalara indirgendiğinde, tamamen farklı özellikler sergileyebileceğini gösterdi” şeklinde açıklıyor Karsten Held.
S.N. Bose National Centre Kolkata (India) ve Viyana Teknoloji Üniversitesi’nden bilim adamlarından oluşan bir ekip bu olguyu incelediler- ve bilgisayar simülasyonlarında açıklanabilecek yeni bir etki olabilir. Büyük kristallerden küçük kristallere olan geçiş, elektron değişiminin dağılımı ve bu yüzden enerjileri ile kristalin elektriksel ve manyetik özelliklerinin değişmesi ile olur. “Kuantum karmaşıklığının olgusu burada büyük rol oynar” diyen Professor Karsten Held şöyle devam etti, “Elektronları klasik parçacıklar gibi düşünemiyoruz, birbirinden ayrılmış yollar üzerinde bağımsız olarak hareket ederler. Elektronlar yalnızca toplu olarak ifade edilebilirler. Onların boyutlarını değiştirdiğinizde, manganite kristallerin özellikleri ile uyuşabilir. Büyük kristaller yalıtkandırlar, ve onlar manyetik değillerdir. Minik kristal parçaları öte yandan metalik ferromagnetlere dönüşebilir.”
Faz geçişleri, malzeme özellikleri değişiminde önemlidir ve teknolojik uygulamalarda büyük rol oynar. “Hard diskten bir veri okuma başlığı ile okunduğu zaman, geçiş bir iletken ve bir iletken olmayan durum arasında kullanılır.” şeklinde Karsten Held açıklama yaptı. Benzer etkiler manganite kristallerde gözlenebilir. Kristalleri granül boyutunda değiştirerek, bilim adamları kritik sıcaklığı ve manyetik alan kuvvetini etkileyebilirler ve burada faz geçişi gerçekleşir. Böylece teknolojik uygulamalar için heyecan verici yeni olanaklar açılır.
Manganite kristaller Avusturyalı ve Hindistanlı araştırmacılardan oluşan bir araştırma takımı tarafından yalnızca metrenin 5 milyarda biri ölçeğinde çalışılıyor. Fakat onlar yüzlerce ya da milyonlarca atomlardan oluşmaktadır. Onların bilgisayar üzerindeki davranışını simüle etmek (benzetmek), günümüzde büyük bir meydan okumadır. “Kuantum mekaniği denklemlerinin çok güçlü bilgisayar kümeleri ile çözülmesi için uğraşıyoruz” dedi doktora öğrencisi Angelo Valli ve şöyle devam etti, “Neyse ki, Viyana Teknoloji Üniversitesi’ndeki VSC Bilgisayar kümesi bize olağanüstü işlem gücü sağlar”.
Hazırlayan: Duygu Tunçman | Kuark Bilim Topluluğu Fizik Çalışma Grubu
Kaynak: http://www.physorg.com/news/2011-11-big-success-tiny-crystals.html
*Bu haber, Kuark Bilim Topluluğu Fizik Çalışma Grubu faaliyetleri kapsamında hazırlanmıştır.
