Boaz Almog "levitates" a superconductor

Boaz Almog bir süperiletkeni "uçuruyor"

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Çeviri: Osman SAYGINER Gözden geçirme: Diba Szamosi

The phenomenon you saw here for a brief moment

Burada kısaca gördüğünüz bu doğa olayına

is called quantum levitation and quantum locking.

kuantum kaldırması ve kuantum kilitlenmesi adı verilir.

And the object that was levitating here

Ve burada havaya kalkan nesneye

is called a superconductor.

süperiletken denir.

Superconductivity is a quantum state of matter,

Süperiletkenlik maddenin kuantum halidir

and it occurs only below a certain critical temperature.

ve bu ancak kritik sıcaklıklar altında gerçekleşir.

Now, it's quite an old phenomenon;

Bu oldukça eski bir fenomen;

it was discovered 100 years ago.

100 yıl önce keşfedildi.

However, only recently,

Ancak, son zamanlardaki

due to several technological advancements,

teknolojik gelişmeler sayesinde

we are now able to demonstrate to you

size gösterebiliyoruz:

quantum levitation and quantum locking.

kuantum yükselmesi ve kuantum kilitlenmesi.

So, a superconductor is defined by two properties.

Süperiletkenler iki özellik üzerine tanımlanırlar.

The first is zero electrical resistance,

Birincisi sıfır elektrik direnci

and the second is the expulsion of a magnetic field from the interior of the superconductor.

ve ikincisi ise manyetik alanın süper iletkenin içinden atılması.

That sounds complicated, right?

Oldukça karmaşık geliyor değil mi?

But what is electrical resistance?

Peki elektriksel direnç ne demek?

So, electricity is the flow of electrons inside a material.

Elektrik, elektronların malzeme içerisinde akışıdır.

And these electrons, while flowing,

Ve bu elektronlar akarken,

they collide with the atoms, and in these collisions

birbirleriyle çarpışırlar ve bu çarpışmalarla

they lose a certain amount of energy.

bir miktar enerjilerini kaybederler.

And they dissipate this energy in the form of heat, and you know that effect.

Ve dağılan bu enerji ısı formuna dönüşür ve bu etkiyi siz de biliyorsunuz.

However, inside a superconductor there are no collisions,

Ancak, süperiletkenlerin içinde çarpışma yoktur

so there is no energy dissipation.

bu yüzden enerji kaybı da yoktur.

It's quite remarkable. Think about it.

Bu oldukça olağanüstü. Bir düşünün.

In classical physics, there is always some friction, some energy loss.

Klasik fizikte her zaman sürtünme ve enerji kayıpları vardır.

But not here, because it is a quantum effect.

Ancak burada yok, çünkü bu kuantum etkisi.

But that's not all, because superconductors don't like magnetic fields.

Fakat hepsi bu değil, çünkü süperiletkenler manyetik alanı da sevmezler.

So a superconductor will try to expel magnetic field from the inside,

Bu yüzden süperiletkenler manyetik alanı da içlerinden atacaklardır

and it has the means to do that by circulating currents.

ve bu akım dolaşması anlamına gelir.

Now, the combination of both effects --

Bu iki etkinin de birleşimi --

the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance --

manyetik alanın yok edilmesi ve sıfır elektriksel direnç --

is exactly a superconductor.

tam olarak bir süperiletkeni oluşturur.

But the picture isn't always perfect, as we all know,

Ancak hepimizin de bildiği gibi, hiçbir şey mükemmel değildir

and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor.

ve bazen süperiletkenin içerisinde manyetik alan kalır.

Now, under proper conditions, which we have here,

Ve uygun şartlar altında, burada da olduğu gibi,

these strands of magnetic field can be trapped inside the superconductor.

bu manyetik alan çizgileri süperiletkenin içerisinde kıstırılabilir.

And these strands of magnetic field inside the superconductor,

Ve bu süperiletken içerisinde kalan manyetik alan çizgileri,

they come in discrete quantities.

farklı miktarlara gelirler.

Why? Because it is a quantum phenomenon. It's quantum physics.

Neden? Çünkü bu bir kuantum olayı. Bu kuantum fiziği.

And it turns out that they behave like quantum particles.

Ve daha sonra kuantum parçacıkları hareket ettikleri ortaya çıkar.

In this movie here, you can see how they flow one by one discretely.

Bu videoda, tek tek nasıl birleştiklerini görebilirsiniz.

This is strands of magnetic field. These are not particles,

Bu manyetik alan akımı. Bunlar parçacık değiller,

but they behave like particles.

ancak parçacık özelliği gösterirler.

So, this is why we call this effect quantum levitation and quantum locking.

Bu yüzden bunu biz kuantum kaldırması ve kuantum kilitlenmesi olarak adlandırıyoruz.

But what happens to the superconductor when we put it inside a magnetic field?

Peki manyetin alan içerisine koyduğumuzda süperiletkene ne olur?

Well, first there are strands of magnetic field left inside,

Pekala, öncelikle burada manyetik alan akımları içeride kalır,

but now the superconductor doesn't like them moving around,

ancak süperiletken onların içeride hareket etmesinden hoşlanmazlar,

because their movements dissipate energy,

çünkü onların hareketi enerji kaybına neden olur,

which breaks the superconductivity state.

bu süperiletkenlik durumunu bozar.

So what it actually does, it locks these strands,

Peki aslında ne olur, manyetik alan çizgilerini kilitler,

which are called fluxons, and it locks these fluxons in place.

bunlar flukson olarak adlandırılırlar, ve bu çizgiler kilitlenir.

And by doing that, what it actually does is locking itself in place.

Ve bunu yaparak, aslında kendisini kilitlemiş olur.

Why? Because any movement of the superconductor will change their place,

Neden? Çünkü süperiletkenin herhangi bir hareketi, fluksonların yerini ve

will change their configuration.

biçimlerini değiştirecektir.

So we get quantum locking. And let me show you how this works.

İşte bu kuantum kilitlenmesidir. Size nasıl çalıştığını göstereyim.

I have here a superconductor, which I wrapped up so it'd stay cold long enough.

Bu süperiletkeni, yeterince uzun süre soğuk kalması için sarmıştım.

And when I place it on top of a regular magnet,

Ve onu sıradan bir mıknatısın üzerine koyduğum zaman,

it just stays locked in midair.

sadece havada asılı kalır.

(Applause)

(Alkışlar)

Now, this is not just levitation. It's not just repulsion.

Şimdi, bu sadece havada kalma değil. Bu sadece mıknatısların birbirini itmesi değil.

I can rearrange the fluxons, and it will be locked in this new configuration.

Fluksonları yeniden düzenleyebilirim ve böylece yeni konumunda kilitlenmiş olacak.

Like this, or move it slightly to the right or to the left.

Aynen böyle, ya da biraz sağa ya da sola hareket ettirelim.

So, this is quantum locking -- actually locking -- three-dimensional locking of the superconductor.

İşte bu kuantum kilitlenmesi -- aslında kilitlenme -- süperiletkenin üç boyutlu olarak kilitlenmesi.

Of course, I can turn it upside down,

Tabi ki, bunu baş aşağı da çevirebilirim

and it will remain locked.

ve kilitlenmeyi sürdürecektir.

Now, now that we understand that this so-called levitation is actually locking,

Şimdi, anlıyoruz ki havada kalması aslında kilitlenmedir.

Yeah, we understand that.

Evet, anladık bunu.

You won't be surprised to hear that if I take this circular magnet,

Manyetik alanı her tarafında eşit olan bu dairesel mıknatısı aldığımda

in which the magnetic field is the same all around,

süperiletkenimizin mıknatısın ekseninde

the superconductor will be able to freely rotate around the axis of the magnet.

serbestçe hareket edebilmesine şaşırmayacaksınızdır.

Why? Because as long as it rotates, the locking is maintained.

Neden? Çünkü bu döndükçe kilitlenme hali de devam edecek.

You see? I can adjust and I can rotate the superconductor.

Görüyor musunuz? Hizalayabilirim ve süperiletkeni de döndürebilirim.

We have frictionless motion. It is still levitating, but can move freely all around.

Sürtünmesiz bir hareketimiz var. Hala havada kalıyor, ancak serbestçe etrafta hareket de edebiliyor .

So, we have quantum locking and we can levitate it on top of this magnet.

Evet, kuantum kilitlenmemiz var ve onu mıknatısın üstünde tutabiliriz.

But how many fluxons, how many magnetic strands are there in a single disk like this?

Peki tek bir diskte ne kadar manyetik alan çizgisi, ne kadar flukson var?

Well, we can calculate it, and it turns out, quite a lot.

Aslında bunu hesaplayabiliriz, ve oldukça fazla miktarda bulunduğunu öğreniriz.

One hundred billion strands of magnetic field inside this three-inch disk.

Üç inçlik bir disk içerisinde yüz milyar manyetik alan çizgisi var.

But that's not the amazing part yet, because there is something I haven't told you yet.

Ancak heyecan verici kısım bu değil, henüz size bahsetmediğim şeyler var.

And, yeah, the amazing part is that this superconductor that you see here

Ve evet, heyecan veren kısım şu ki, burda görmüş olduğunuz süperiletken

is only half a micron thick. It's extremely thin.

yalnızca yarım mikron kalınlığında. Bu fazlasıyla ince.

And this extremely thin layer is able to levitate more than 70,000 times its own weight.

Ve bu oldukça ince tabaka kendi ağırlığından 70,000 kat daha fazla ağırlığı kaldırabilir.

It's a remarkable effect. It's very strong.

Bu çok dikkat çekici bir etki. Oldukça güçlü.

Now, I can extend this circular magnet,

Şimdi, bu dairesel mıknatısları genişletebilirim

and make whatever track I want.

ve ona istediğim yolu çizebilirim.

For example, I can make a large circular rail here.

Mesela, geniş-dairesel bir tren yolu yapabilirim.

And when I place the superconducting disk on top of this rail,

Ve süperiletken diski rayların üstüne koyduğum zaman,

it moves freely.

serbestçe hareket eder.

(Applause)

(Alkışlar)

And again, that's not all. I can adjust its position like this, and rotate,

Ve yine, hepsi bu değil. Pozisyonunu bu şekilde ayarlayabilirim, tekrar döndürelim

and it freely moves in this new position.

ve yeni pozisyonda da serbestçe hareket edebilir.

And I can even try a new thing; let's try it for the first time.

Hatta yeni birşey deneyebiliriz; hadi ilk defa burada deneyelim.

I can take this disk and put it here,

Diski alabilirim ve buraya koyabilirim

and while it stays here -- don't move --

ve burada kaldığı sürece -- kıpırdama --

I will try to rotate the track,

Rayları döndürmeyi deneyeceğim

and hopefully, if I did it correctly,

ve umuyorum ki, eğer doğruca yaptıysam,

it stays suspended.

askıda kalacak.

(Applause)

(Alkışlar)

You see, it's quantum locking, not levitation.

Görüyorsunuz, kuantum kilitlenmesi, havada kalma değil.

Now, while I'll let it circulate for a little more,

Şimdi, birazcık onu dolaştırırken,

let me tell you a little bit about superconductors.

hadi, size biraz daha süperiletkenlerden bahsedeyim.

Now -- (Laughter) --

Şimdi -- (Gülüşmeler) --

So we now know that we are able to transfer enormous amount of currents inside superconductors,

Şunu biliyoruz ki süperiletkenlerin içerisinden muazzam miktarda akım geçirebiliriz

so we can use them to produce strong magnetic fields,

ve bunu güçlü miktarda manyetik alan üretmek için kullanabiliriz,

such as needed in MRI machines, particle accelerators and so on.

MRI makinelerinde, parçacık hızlandırıcılarda ihtiyacımız olduğu gibi ve benzer yerlerde de.

But we can also store energy using superconductors,

Hatta süperiletkenleri kullanarak enerji depolayabiliriz,

because we have no dissipation.

çünkü hiçbir enerji kaybımız yok.

And we could also produce power cables, to transfer enormous amounts of current between power stations.

Ve kablolar üreterek güç santralleri arasında muazzam ölçüde enerji aktarabiliriz.

Imagine you could back up a single power station with a single superconducting cable.

Bir düşünün tek bir kablo ile bir santralden yedekleme yapabilirsiniz.

But what is the future of quantum levitation and quantum locking?

Peki kuantum yükselmesinin ve kuantum kilitlenmesinin geleceğinde ne var?

Well, let me answer this simple question by giving you an example.

Pekala, bu basit soruya bir örnekle cevap vereyim.

Imagine you would have a disk similar to the one I have here in my hand,

Hayal edin, benim elimdeki gibi bir diskiniz olabilir,

three-inch diameter, with a single difference.

üç inç çapında, tek bir farkla.

The superconducting layer, instead of being half a micron thin,

Süperiletken yüzey yarım mikron kalınlık yerine,

being two millimeters thin, quite thin.

iki milimetre kalınlığında, oldukça ince.

This two-millimeter-thin superconducting layer could hold 1,000 kilograms, a small car, in my hand.

Bu iki milimetre kalınlığında süperiletken yüzey 1.000 kilogram taşıyabilir, küçük bir araba, elimde.

Amazing. Thank you.

Hayret verici. Teşekkür ederim.

(Applause)

(Alkışlar)