What is the coldest thing in the world? - Lina Marieth Hoyos

Çeviri: Gülsüm Kuzulu Gözden geçirme: Eren Gokce

The coldest materials in the world aren’t in Antarctica.

Dünyadaki en soğuk maddeler Antarktika'da değil.

They’re not at the top of Mount Everest

Everest Dağı'nın tepesinde

or buried in a glacier.

ya da bir buz dağında gömülü de değil.

They’re in physics labs:

Onlar fizik laboratuvarlarında:

clouds of gases held just fractions of a degree above absolute zero.

Litrelerce gaz mutlak sıfırın sadece birkaç derece üstünde tutuluyor.

That’s 395 million times colder than your refrigerator,

Bu buzdolabınızdan 395 milyon kat,

100 million times colder than liquid nitrogen,

sıvı nitrojenden 100 milyon kat

and 4 million times colder than outer space.

ve uzay boşluğundan 4 milyon kat daha soğuk.

Temperatures this low give scientists a window into the inner workings of matter,

Bu denli soğuk dereceler bilim insanlarına maddenin

and allow engineers to build incredibly sensitive instruments

iç yapısına bir göz atma şansı ve mühendislere de gezegende

that tell us more about everything

tam olarak bulunduğumuz yerden uzay derinliklerinde neler olduğuna kadar

from our exact position on the planet

to what’s happening in the farthest reaches of the universe.

her şey hakkında bilgi veren hassas aletler yapma olanağı sunuyor.

How do we create such extreme temperatures?

Peki bu kadar düşük sıcaklıklara nasıl ulaşıyoruz?

In short, by slowing down moving particles.

Kısaca, hareketli parçacıkları yavaşlatarak.

When we’re talking about temperature, what we’re really talking about is motion.

Sıcaklık hakkında konuştuğumuzda aslında hareket hakkında konuşuyoruz.

The atoms that make up solids,

Katı, sıvı

ve gazları oluşturan

liquids,

atomlar hareket hâlindedir.

and gases

are moving all the time.

When atoms are moving more rapidly, we perceive that matter as hot.

Atomlar hızlandığında maddeyi sıcak olarak algılarız.

When they’re moving more slowly, we perceive it as cold.

Yavaş hareket ettiklerinde ise soğuk olarak algılarız.

Günlük hayatta sıcak bir maddeyi ya da gazı soğutmak için

To make a hot object or gas cold in everyday life,

we place it in a colder environment, like a refrigerator.

onu soğuk bir ortama koyarız; mesela bir buzdolabına.

Some of the atomic motion in the hot object is transferred to the surroundings,

Böylece sıcak objedeki atomik hareketin bir kısmı çevreye dağılır

and it cools down.

ve sıcak olan madde soğur.

But there’s a limit to this:

Ama bunun bir sınırı var:

even outer space is too warm to create ultra-low temperatures.

Dış uzay bile maddeleri çok soğutmak için fazla sıcak.

So instead, scientists figured out a way to slow the atoms down directly –

Bu yüzden bilim insanları atomları doğrudan

yavaşlatmak için bir yöntem geliştirdi: Lazer ışını.

with a laser beam.

Under most circumstances,

Genelde lazer ışının

the energy in a laser beam heats things up.

enerjisi nesneleri ısıtır.

But used in a very precise way,

Fakat özel bir şekilde kullanılarak ışının momentumu

the beam’s momentum can stall moving atoms, cooling them down.

hareketli atomları yavaşlatıp soğutur.

That’s what happens in a device called a magneto-optical trap.

''Manyetik-optik tuzak''ın içinde olanlar bundan ibaret.

Atoms are injected into a vacuum chamber,

Atomlar bir vakum odasına yerleştirilir

and a magnetic field draws them towards the center.

ve bir manyetik alan onları merkeze doğru çeker.

A laser beam aimed at the middle of the chamber

Odanın merkezine tam doğru frekansa

ayarlanmış bir lazer ışını tutulur ve merkeze

is tuned to just the right frequency

that an atom moving towards it will absorb a photon of the laser beam and slow down.

yaklaşan bir atom lazer ışınının bir fotonunu yakalayıp yavaşlar.

The slow down effect comes from the transfer of momentum

Bu yavaşlama etkisi atom ve foton arasındaki

momentum alışverişinden kaynaklanır.

between the atom and the photon.

A total of six beams, in a perpendicular arrangement,

Birbirine dik yerleştirilmiş altı ışın

her yönden gelen atomun bu olaydan etkilenmesini sağlar.

ensure that atoms traveling in all directions will be intercepted.

At the center, where the beams intersect,

Merkezde, ışınların kesiştiği yerde, atomlar

the atoms move sluggishly, as if trapped in a thick liquid —

yoğun bir sıvıda takılmış gibi ağır ağır hareket eder—

an effect the researchers who invented it described as “optical molasses.”

bu etkiyi keşfeden insanlarının deyimiyle ''optik melas''.

A magneto-optical trap like this

Böyle bir manyetik-optik tuzak, atomları

can cool atoms down to just a few microkelvins —

birkaç mikrokelvine kadar soğutabilir,

about -273 degrees Celsius.

yaklaşık -273 Santigrat derece.

This technique was developed in the 1980s,

Bu yöntem 1980'lerde geliştirilmiş

and the scientists who'd contributed to it

ve bu yöntemin keşfedilmesini sağlayan bilim insanları

won the Nobel Prize in Physics in 1997 for the discovery.

1997'de Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülmüştür.

Since then, laser cooling has been improved to reach even lower temperatures.

O zamandan beri lazer soğutma işlemi

daha düşük sıcaklıklara inebilecek kadar gelişmiştir.

But why would you want to cool atoms down that much?

Peki neden atomları bu kadar soğutmak isteyesiniz?

First of all, cold atoms can make very good detectors.

Öncelikle soğuk atomlar iyi birer dedektördür.

With so little energy,

Küçük enerjileriyle, değişen çevre

they’re incredibly sensitive to fluctuations in the environment.

koşullarına fazlasıyla duyarlıdırlar.

So they’re used in devices that find underground oil and mineral deposits,

Bu yüzden yeraltı petrol ve mineral kaynaklarını arayan makinelerde

and they also make highly accurate atomic clocks,

ve GPS uydularında bulunan

like the ones used in global positioning satellites.

yüksek doğruluk oranına sahip atomik saatlerde kullanılırlar.

Secondly, cold atoms hold enormous potential

Ayrıca soğuk atomlar fiziğin sınırlarını

derinlemesine araştırmak için yüksek bir potansiyele sahip.

for probing the frontiers of physics.

Their extreme sensitivity makes them candidates

Aşırı hassas olduklarından gelecekte yer çekimsel dalgaları algılayan

to be used to detect gravitational waves in future space-based detectors.

uzay dedektörlerinde kullanılabilirler.

They’re also useful for the study of atomic and subatomic phenomena,

Ayrıca çok küçük atomik enerji değişimlerini ölçmeyi gerektiren

which requires measuring incredibly tiny fluctuations in the energy of atoms.

atom ve atom-altı parçacık bilimi çalışmalarında da kullanılırlar.

Those are drowned out at normal temperatures,

Atomlar yüzlerce m/sn hızla ilerlediklerinde

when atoms speed around at hundreds of meters per second.

bunlar normal sıcaklıklarda bastırılır.

Laser cooling can slow atoms to just a few centimeters per second—

Lazer soğutma ile atomlar sadece birkaç cm/sn hızına kadar yavaşlatılabilir—

enough for the motion caused by atomic quantum effects to become obvious.

kuantum etkilerinin sebep olduğu hareket gözle görülür hâle gelir.

Ultracold atoms have already allowed scientists to study phenomena

Aşırı soğuk atomlar şimdiden Bose-Einstein yoğunlaşması gibi

like Bose-Einstein condensation,

olguları araştırmayı kolaylaştırdı.

in which atoms are cooled almost to absolute zero

Bu deneyde atomlar neredeyse mutlak sıfıra kadar soğutulur

and become a rare new state of matter.

ve maddenin nadir, yeni bir hâlini oluşturur.

So as researchers continue in their quest to understand the laws of physics

Sonuç olarak bilim insanları hâlâ fizik yasalarını anlama

and unravel the mysteries of the universe,

ve evrenin sırlarını açığa çıkarma çabaları devam ederken

they’ll do so with the help of the very coldest atoms in it.

içlerindeki bu "buz gibi soğuk" atomlardan yardım alıyorlar.