Bilim Dünyasını Sarsan Keşif: Elmasın İçinde Ses Hızından Hızlı Hareket Eden Kusurlar
Ses hızının ötesinde elmas kusurları
Malzemelerdeki kusurlar her zaman çökmeye yol açmaz. Kusurlar bir malzemenin mukavemetini de artırabilir.
Tahmin edebileceğiniz gibi, bilim insanları için hangi olgunun gerçekleştiğini bilmek önemlidir. Yeni bir çalışma, küçük çatlakların hareket hızını izleyerek aradaki farka ilişkin önemli bilgiler sağladı.
mikro kristaller
Çeşitli uluslararası enstitülerden araştırmacılar, elmastaki ses hızından daha hızlı hareket eden doğrusal kusurları (dislokasyonlar) başarıyla kaydettiler.
Stanford Üniversitesi’nden malzeme bilimci Leora Dresselhaus-Marais, “Dislokasyonların bir malzeme içinde yayılma hızını ilk kez doğrudan ölçebildik” diyor.
Dresselhaus-Marais ve meslektaşları, şok dalgalarını sentetik elmasın mikro kristallerinden geçirmek için yüksek yoğunluklu bir lazer kullandılar ve ortaya çıkan deformasyonu bir X-ışını serbest elektron lazeri ile saniyenin milyarda birine kadar izlediler.
İlk şok dalgası, atomlar orijinal konumlarına geri taşınırken içlerinden geçen elastik bir dalgadır. Bu dislokasyonlar, kristal kafes katmanlarının olması gereken yerde hizalanmadığı istifleme hatalarına neden olur.
Dislokasyonlar ve çıkıklar karşılaştıklarında birbirlerini çeker veya iterler, bu da daha fazla dislokasyona neden olur. Bu etkileşimleri ve etkileşim oranını anlamak, malzemelerin strese nasıl tepki verdiğini anlamak için çok önemlidir.
Osaka Üniversitesi’nden malzeme bilimci Kento Katagiri şöyle diyor: ‘Yapısal malzemeler yüksek kırılma oranları nedeniyle beklenenden daha feci bir şekilde arızalandığında, bu iyi bir şey değildir. Osaka Üniversitesi’nde malzeme bilimci olan Kento Katagiri, ‘Bu yıkıcı arızalar hakkında daha fazla bilgiye ihtiyacımız var’ diyor.
Katılarda ilerleyen iki tür ses dalgası vardır: malzemenin direncinden kaynaklanan yavaş enine dalgalar ve havada ilerleyen ses dalgalarına benzeyen hızlı boyuna dalgalar.
Mevcut deneyler dislokasyonların elmas boyunca enine dalgalardan daha hızlı yayıldığını gösteriyor. Bir sonraki adım, daha güçlü lazer darbeleri gerektiren boylamsal ses dalgalarının yenilip yenilemeyeceğini test etmektir.
Şimdiye kadar, sesten daha hızlı kusurlar sadece teorik olarak modellenmiştir.
Araştırmacılar yayınladıkları makalede, “Kristallerdeki dislokasyon hareketliliğinin üst sınırlarını anlamak, aşırı koşullarda malzemelerin mekanik özelliklerini doğru bir şekilde modellemek, tahmin etmek ve kontrol etmek için gereklidir” dedi.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Bilim Dünyasını Sarsan Keşif: Elmasın İçinde Ses Hızından Hızlı Hareket Eden Kusurlar