Sayfa 21

3. SÜPER İLETKENLER: ESKİ BİR TEKNOLOJİ

Masanızın üzerine yerleşen inanılmaz hızlardaki mainframe bilgisayarlar, raylarının üzerinde uçan yüksek hızlı trenler ve hiçbir güç kaybı olmadan elektriği ileten uzun mesafe güç hatları: Bunlar süperiletken teknolojisinin sonucu olarak görebileceğimiz ürünlerden sadece birkaçı. Yakın zamanda elde edilen bilimsel başarılarla süperiletkenler halkın gözünde tanınmaya başladılar. Çok yeni ve değişik ürünler vaat eden süperiletkenler, modern hayat için transistörün icadı kadar önemli bir gelişme,

Eskiden Yeni Teknolojiye

Süperiletken fenomeni ilk kez 1911 yılında Heike Kamerlingh Onnes adlı Hollandalı bir fizikçi tarafından keşfedildi. Onnes civayı soğutarak (yaklaşık mutlak sıfır olarak bilinen 0 Kelvin) bu sıradan elementin elektriği hiçbir direnç olmadan taşıdığını buldu. Direnç voltajı düşürürken, gereksiz (çoğunlukla da zararlı) ısı oluşumunu arttırarak elektron akımını yavaşlatmaktadır. Bununla birlikte böyle son derece düşük derecelerde süperiletkenler pratik olarak kullanışsız haldeler, iletkeni yeteri kadar soğuk tutabilmek için, onu sıvı helyum içine koymak gerekmektedir ki, bu da çalışma şartları olarak ne en pratik ne de en ucuz olanıdır. Geçenlerde, seramik malzemeleri az bulunur alkali metallerle karıştırarak fizikçiler çok daha yüksek sıcaklıkta etkin süperiletkenler elde etmeyi başardılar. -263°C'tan inmek uzun yıllar aldı, fakat geçen yılla birlikte -254°C'den -13°C'ye yani 240 dereceden fazla bir aşama kaydedildi. Bu son gelişmelerle, araştırmacılar süperiletkenleri oda sıcaklıklarında etkin hale getirebiliyorlar. Hatta seramik malzemedeki süperiletkenliğin teorik olarak bunaltıcı bir sıcaklık olan 32°C'ye kadar çıkabileceğine dair kanıtlar bile var. Akımın hiçbir dirençle karşılaşmadan dolaşmasını sağlayarak, süperiletkenler, elektronik alanında yeni bir imkanlar evreni açmakta.

Süper Ürünler

Elektrik kaybını minimuma indirmek için güç santrallerinin hizmet verdikleri nüfusa yakın olmaları gerekiyor. Dirençsiz süperiletken transmisyon hatlarıyla güç, enerji kaybı olmaksızın büyük mesafelere yollanabilecek. Süperiletken uygulamaları hakkında en çok konuşulanlardan birisi de maglev (magnetic levitation - manyetik yükselme) treni. Süperiletken materyalin karakteristik bir özelliği yarattığı manyetik alandır. Karşılıklı zıt kutuplarla süperiletken manyetik alanlar oluşturarak trenler, raylarının 15-30 cm üzerinde diğer sürekli birbiri ardına gelen manyetik alanlar tarafından çekilerek seyahat edebilecekler. Günümüzdeki trenler tarafından yaşanan tekerlek-ray sürtünmesi olmayan maglev, Japonların övündükleri trenlerin hızlarının yaklaşık iki katı olan saatte 450-500 km'lik normal hızlara ulaşabilecek. Süperiletkenlerin en esaslı etkiyi yapmaları beklenen alan ise bilgisayarlar. Bugünün bilgisayarları bilgiyi işleyebilmek için kapılar olarak adlandırılan ufak anahtar yığınları kullanıyorlar. Bu kapılar süperiletken olduklarında, bilgisayarlar klasik silikon kapılarla yapabildiklerinin abartmasız yüzlerce katı daha hızlı çalışabilecekler. Ve tabii süperiletkenler ısı üretmediklerinden bilgisayar çok daha küçük yapılabilecek. Bundan sonra soğutuculara veya gereksiz havalandırma boşluğuna gerek duyulmadan, elektronik parçalar ısınma yapmaksızın ve bozulmadan bir araya gelebilecekler. Daha hızlı ve güçlü bilgisayarlar için hiç bitmeyen arayışta süperiletkenler bu arzulanan rüyaya yanıt olabilir. Görünüşte bir cep televizyonuna benzeyen ve Macintosh yazılımını normalin on katı bir hızda çalıştıran bir kutu veya bir Cray süperbilgisayarlarından daha güçlü bir masaüstü PC düşünün. Bilgisayarlar o kadar küçük yapılabilecekler ki, en üstün makineler bile bugünün standartlarıyla portatif olarak görülecekler. Süperiletkenler şimdiden tıbbi tarama cihazı ve dev atom parçalayıcılarla kullanılıyorlar. Ancak ılık sıcaklıklara tolerans, yüksek voltajlarda çalışabilme ve malzemenin esnekliği (yüksek sıcaklık süperiletkenlerinde kullanılan seramikler esnek olmaktan uzaklar) gibi belli engeller aşılana kadar süperiletkenler sadece fizikçileri ve fen öğrencilerini büyüleyen bir fenomen olarak kalacaktır.

4. SÜPER ÇİPLER: DAHA KÜÇÜK, DAHA HIZLI

Bugün, mikrobilgisayar çiplerini dizayn edenler 30 yıldan daha kısa bir süre önce başlayan bir teknolojinin fiziksel limitlerine varmak üzereler. Ünlü Silikon Vadisi ve Japon şirketleri bu limitlerin ilk üstesinden gelen olmak ve bir milyar transistör içeren yeni nesil mikrobilgisayar çipini geliştirmek için bir mücadele yapıyorlar. Bu yeni nesil mikrobilgisayar çipleri normal bir kişi için ne anlama gelebilir? Bu soruyu yanıtlamak için 24 Mart 1959'daki New York kolizyumuna geri gitmeliyiz.