Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB), Oxford ve Bristol Üniversiteleri ile Rutherford Appleton Laboratuarından araştırmacıların oluşturduğu bir grup, ilk defa katı haldeki maddelerde nano ölçekte bir simetri keşfetti.
Parçacıklar, atomik düzeyde makro düzeyde olduğu gibi davranmazlar. Heisenberg Belirsizlik İlkesi olarak adlandırılan bir etkinin sonucu olarak yeni özellikler ortaya çıkmaktadır. Nano ölçekte olan bu kuantum etkilerini araştırmak için, araştırma grubu kobalt niyobat adı verilen manyetik malzeme üzerinde çalıştı. Bu malzeme birbirine tek sıra ile bağlı manyetik atomlardan oluşmaktadır. Diğer bir deyişle, tek bir atom kalınlığında olan bir manyetik zincir gibidir ve katı maddelerde, demir mıknatıslanmayı (ferromanyetizma) çalışmak için ideal bir malzemedir.
Bu malzemeden yapılan burgu şeklindeki bir yapıya, doğru açıdan manyetik alan uygulandığında, manyetik zincirin kuantum dönümü adı verilen yeni bir duruma geçtiği gözlenmiş. Araştırma grubu, sistemi ayarlayıp yapay olarak daha fazla kuantum belirsizliği eklediklerinde, atom zincirinin nano ölçekte bir gitar teli gibi davrandığını fark etmişler. Araştırma ekibinin lideri olan Prof. Alan Tennant, sistemin kuantum belirsizliği adı verilen duruma ulaştığını ve sistemi kuantum dönümüne çevirmek için ayarladıklarını söylüyor.
Araştırmanın fikir babası olan ve uluslararası olan projenin başlangıcından itibaren yürütücülüğünü yapan Oxford Üniversitesi’nden Dr. Radu Coldea, sistemdeki gerilimin burgular arasındaki etkileşimden kaynaklandığını ve bu gerilimin, burguların manyetik titreşimlerine neden olduğunu belirtiyor. Titreşimlerin frekans oranları 1,618 ve bu oran sanattan mimariye kadar birçok yerde karşımıza çıkan altın oranın ta kendisi. Dr. Coldea bu oranın tesadüf olmadığını ve kuantum sisteminde gizlenmiş olan bir simetriyi keşfettiklerini belirtiyor. Araştırma ekibi, bu sonuçlara ulaşmak için nötron saçıcı adı verilen özel bir araç kullanmış. Bu araç, bir sistemin atomik düzeydeki gerçek titreşimlerinin ölçülmesine olanak sağlamaktadır.
Kobalt niyobatta keşfedilen bu titreşim durumlarının nano bilimde ve son olarak geleceğin teknolojisinde uygulama alanı bulacağına kesin gözüyle bakılıyor. Kuantum belirsizliğinde düzensizlik yerine böyle mükemmel bir uyumun keşfedilmesi, atomik düzeyde şaşırtıcı bir uyumun olduğunu gözler önüne seriyor.
KAYNAKLAR
1) R. Coldea, D. A. Tennant, E. M. Wheeler, E. Wawrzynska, D. Prabhakaran, M. Telling, K. Habicht, P. Smeibidl, K. Kiefer; Quantum Criticality in an Ising Chain: Experimental Evidence for Emergent E8 Symmetry, Science, Jan. 8, 2010.
2) Helmholtz Association of German Research Centres (2010, January 7), Golden ratio discovered in quantum world: Hidden symmetry observed for the first time in solid state matter, ScienceDaily, http://www.sciencedaily.com /releases/2010/01/100107143909.htm
