asd

ODTÜ FİZİK TOPLULUĞU BÜLTENİ

Mayıs 98

İçindekiler:

Önsöz	Başlarken
Bilimde Son Gelişmeler	Işık Madde Haline Geçirildi 23 Katrilyonluk Uzay Üssü
Sır Çözüldü	Atom Hüzme Makinası
Bilimde Bir Türk	Biruni

Başlarken Büyük bir özveriyle çıkan bu sayıda sizlere en son bilimsel gelişmeleri sıcağı sıcağına sunmaya çalıştık. Yapacağımız faaliyetleri son bölümde bulabilirsiniz, ayrıca uzun zamandır merakla beklediginiz fizik bölümündeki "Atom Hüzme Makinesi" ile ilgili açıklamayı bu sayıda yapıyoruz. Bu yazıyı hazırlamamızda bizden yardım ve ilgilerini esirgemeyen değerli hocalarımız Ramazan Aydın ve Tuncay İncesu’ya da teşekkürü bir borç biliriz Bu sayıda değişiklik yapıp ünlü bir Türk bilgini olan Biruni’nin hayatı ve eserlerine yer verdik. Gelecek sayıda daha iyi bir bülten çıkması için her zaman eleştirilerinizi bekliyoruz.

Bilimde Son Gelişmeler

IŞIK MADDE HALİNE GEÇİRİLDİ Enerji ile maddenin birbirine dönüşmesi E=mc2 eşitliğine göre olmaktadır (E:Enerji, m:kütle, c:ışık hızı). Einstein'ın bulduğu bu formül bu yüzyılın başından beri bilinmektedir. Maddenin ışık enerjisi haline geçişinin bazı örnekleri yıldızların parlaması, termonükleer bombaların patlaması gibi bazı olaylardır. Amerikalı fizikçilerden oluşan bir ekip dünyada İLK defa bu olayın tersini, yani ışığın vakum içinde maddeye dönüşmesini kanıtladı. Bu buluş Stanford Doğrusal Parçacık Hızlandırıcısı'nda yapıldı.
Kuramsal fizikçi Breit ve Wheeler daha 1934'de iki foton çarpışınca bir elektronla bir pozitron doğabileceğini ileri sürmüştü. Fakat, bu olayın gerçekleşebilmesi için bu iki fotonun enerjilerinin çok yüksek olması gerekir; örneğin sıradan lazer ışınlarının fotonları maddeye çevrilemez. Bu bakımdan çok yüksek enerjili (46.6 GeV) bir elektron demetiyle çok odaklaşmış bir lazer ışını çarpıştırıldı. Elektronla çarpıştıktan sonra bazı lazer fotonları gittikleri yönün tam tersine gitmeye başladılar ve bu sırada son derece büyük bir enerji kazandılar. Bu yüksek enerjili fotonlar, başlangıçtaki lazer fotonlarıyla çarpıştıklarında bir elektron pozitron çifti oluşturdular.

Physics Today , Şubat 98

Bilim ve Teknik , Aralık 97

23 KATRİLYONLUK UZAY ÜSSÜ Uzayda uluslararası istasyon kurulmasına yönelik belge, 14 ülke ve ilgili uzay ajnsları tarafından Washington’da imzalandı. Uluslararası Uzay Üssü’nün (ISS) montaj çalışmaları, önümüzdeki yaz başlayıp 2003 yılında bitirilecek ve tahmini 2013 yılına kadar hizmet verecek. 2003 yılına kadar sürecek montaj için, Amerikan Uzay Mekiği’nin, Rus Proton ve Soyuz füzelerininen az 45 uçuş ypması gerekecek. Projenin tahmini bedeli 100 milyar doları (yaklasık 23 katrilyon TL) buluyor. İstasyon yer yüzünden çıplak gözle görülebilecek bir yükseklikte yörüngeye oturtulacak ve montajdan sonra 6-7 kişilik araştırmacı grupları, 5 aya kadar
varabilecek sürelerde dönüşümlü olarak istayona gidecekler.

Rakamlarla Uluslararası Uzay Üssü:

Ağırlık : 470 ton Yörünge : 90 dakikada 1 tur

Hız : 21600 km/s Yerden yükseklik: 335 - 460 km

Uzunluk: 108 metre Yaşama alanı : 1200 m3

Genişlik: 74 metre

H.Birol Bilgili

Sır Çözüldü… ATOM HÜZME MAKİNASI

Fizik bölümüne her girişimizde çoğumuzun ilgisini çeken atom hüzme (demetleme) makinasının (Atomic Beam Magnetic Resonance Spectrometer) yapımına 1964 yılında başlandı. Bölüm başkanı Prof. Adnan Şaplakoğlu başkanlığında Tuncay İncesu, Erol Aygün, Ateş Tezer ve sonradan katılan Atilla Özmen’den oluşan atom hüzme grubu makinanın yapımını tamamen fizik bölümünde gerçekleştirdiler. Atom hüzme makinasının yapımına California Üniversitesi Berkeley Fizik Bölümü ve Brookhaven National Lab. bilimsel ,Ford Foundation mali destekte bulundu ve makina 1975 yılına kadar kullanıldı.
Atom hüzme makinası 2 homojen olmayan manyetik alan içerir.Kutuplayıcı (A alanı) belli bir dizilişteki molekülleri ayırır ve çözümleyici (B alanı) tekrar düzenlenmiş molekülleri test eder. Bir dizilişten diğerine geçiş A ve B alanlarının arasındaki 3. bir alanda (C alanı) gerçekleşir.C alanı homojen olmalıdır. Merkez bölge iki bölümden oluşur. Radyo frekanslı bir kaynaktan bu bölgelere akım geçirilir.A alanında seçilen atomlar hızlanıp B alanında tekrar bir araya gelirler. Bu sayede dedektör asıl ışınların yayılımlarını kaydedebilir. Makinenin içindeki basınç çok düşüktür. Bu sayede moleküllerin çoğu makinayı boydan boya çarpışmaya uğramadan geçerler ve ölçümler atomların serbest haldeki ölçümlerini verir.

İŞLEVİ :
Atom hüzme makinası atomsal ve nükleer sabitleri ölçmek için kullanılan en kullanışlı araçlardan biridir.Ölçümleri a³ (=1.10 ^-7) lük değerleri ayırt edebilecek duyarlılıktadır. Atom hüzme makinasının ölçümleri özellikle magnetik alan içindeki atomların kuantum elektrodinamiği tezini doğrular. Atom hüzme makinasının teknik özellikleri ve ilk sonuçları TÜBİTAK’ ın beşinci bilim konferansında sergilenmiştir (28 Ekim - 1 Eylül , 1975, İzmir). Atom hüzme makinasıyla yapılan deneyler magnetik alandaki Zeeman etkisinin ve elektriksel alandaki Stark etkisinin hesaplamalarına dayanır.

TEORİ :
Atomlar ve parçacıklar elektiriksel ve manyetik multipole momentlere sahiptir. Elektiriksel multipole momentler küresel simetrinin yük dağılımındaki sapmalardan oluşur. Manyetik multipole momentler ise elektrik yüklerinin atomlar arasındaki veya çekirdekdeki momentlerden oluşur. Elektiriksel ve manyetik multipole momentler birbirlerini etkilerler. Bu etkileşimler ikiye ayrılır, elektiriksel multipole etkileşimler ve magnetık multipole etkileşimler. Bu etkileşimlerle ilgili daha geniş bilgi Ramsey’in "Molecular Beams" isimli kitabında bulunabilir.

GÜNÜMÜZDEKİ KULLANIMI :
1970’li yıllardan sonra dye lazerlerin geliştirilmesine paralel olarak , tek atom üzerinde yapılan spektroskopik çalışmalar hız kazanmış ve hassas (1-10 kHz) deneysel sonuçlar elde edilmiştir. Ender bulunan bazı izotopların yarı kararlı sevilerinde çalışma yapmak için Orta Doğu Teknik Ünüversitesi Fizik Bölümü Lazer ve Atomik Demet Labaratuvarında atomların lazer uygulamalı resonans-floresans teknigi ile manyetik resonanslarının tespiti için bir spektrometre tasarımı ve yapımı gerçekleştirilmiştir. LIRF spectrometresi atom hüzme makinasına oranla daha az yer kaplamakta , daha az elektirik kullanmakta ve daha hassas sonuçlar vermektedir.

Ceyda KİRAZÖZEN Scientific American 1965

Bilimde Bir Türk BİRUNİ

11. yüzyıla damgasını vurmuş büyük Türk bilgini olan Biruni Batı Harezm’in başkenti Kas' da 973 yılında doğmuş ve 1051 yılında Gazne' de ölmüştür. Biruni' nin eserlerindeki yüksek fen bilgileri kendisinden 800 yıl sonra gelen fen bilginlerinin yol göstericisi olmuştur.
Çok yönlü bir bilgin olan Biruni' nin fizik, astronomi, matematik, tıp, eczacılık, jeodezi ve diğer sosyal bilimlerde
180' i aşkın yapıtı olup bunların çoğu batı dillerine çevrilmiştir. Ancak bunlardan 27 tanesi günümüze kadar gelebilmiştir. Biruni, yapıtlarıyla çağının çok ötesinde bir gökbilimci ve matematikçi olduğunu kanıtlamıştır. Bu iki bilim dalındaki bulgularını (sinüs teoreminin düzlem üzerinde kanıtlanması, sinüs ve tanjant cetvellerinin hazırlanması. 3. dereceden denklemlerin çözümü) kitaplarında bir araya toplamıştır. Güneşin ve gezegenlerinin eğimlerinin bulmuş ve Asar-ül Bakiyye adlı eserinde dünya ekseninin eğikliğini 23º 27’ bularak gerçek değerine (23º 26,7’) çok yakın bir sayı bulmuştur. Dünyanın çapını da ilk olarak Biruni gerçeğe çok yakın bir değer olan R=6324,66 km olarak bulmuştur. (Cosa=R/R+h bağıntısını kullanarak bulduğu yukarıdaki değerle ilgili geniş bilgi İnkra adlı eserinde bulunabilir).

Diğer bir eserinde jeodeziyle ilgili temel bilgiler verdiği için bu bilimin kurucusu sayılmaktadır. Ayrıca, madenlerin yoğunluklarını az bir hata ile bulmuştur.(Fe=7.82 ;gerçek değer Fe=7.86).
Yerçekimi kanununun İngiliz bilimadamı Newton tarafından keşfedilmiştir. Ancak, bu olay için, ilk defa fikir ortaya atıp incelemelerde bulunan Biruni’dir. Biruni; Dünya dönüyorsa ağaçlar, taşlar vb. yerlerinden neden fırlamıyor? diye soranlara; "Bu dünyanın dönmesi olayını çürütmez. Çünkü herşey dünyanın merkezine düşüyor. Bu da gösterir ki, merkezde bir çekicilik vardır ve bu yerçekimi, yeryüzündeki nesnelerin dışarı fırlamasına mani olmaktadır" demektedir. Bu konuyu bilim tarihçisi Carl L. Boyer, A History of Mathematics adlı kitabında belirtmektedir. Biruni' nin eserlerini bilimin objektive yaklaşımıyla inceleyen bilim adamlarının ve bilim tarihçilerinin görüşü Biruni' nin bilim dünyasına yol gösterecek, metodu ve kavrayış özelliklerinden gereği gibi yararlanılması yönündedir. Amerika'lı bilim tarihçisi George Sarton 11. asra Biruni asrı demektedir. Biruni, salt kuramsal felsefeye ve gizemciliğe karşı çıkmıştır.

Çağdaş KAMBUR Al-Biruni Commemorative Volume 1979, Librairie Larousse Vol.4, G.Sarton History of Science

Planlarımız Bu sene sonu için DOMİNO SHOW - III’ü hazırlıyoruz. Taş sayımız 3000’e çıkarıldı.Yeni projeler için toplantılarımız devam ediyor..Zevkli dakikalar geçirmek isteyenler toplantılarımıza katılabilir. Eğer yeni fikirleriniz veya projeleriniz varsa lütfen bize iletiniz, sizinle çalışmaktan mutlu olacagız.

Fizik Topluluğu Bülten Grubu

H.Birol Bilgili

Ceyda Kirazözen

Çağdaş Kambur