Bir gün sadece ses kullanarak cisimleri havaya kaldırabileceğinizi söylesek, hayal kurduğumuzu mu söylerdiniz? İşler zannettiğiniz gibi olmayabilir. #sesdalgaları #çığıraçanbuluşlar @uzakevrenler #popülerbilim
Ses aslında negatif kütleye sahip ve her saniye etrafınızda algılamakta olduğunuz her bir küçük ses dalgası, bahçeden gelen çocuk sesleri, mutfaktaki düdüklü tencereden gelen ıslık çok çok yavaşta olsa yukarıda ve uzağa doğru sürükleniyor.
Bu anlattığımız 23 Temmuz tarihinde baskı öncesi dergilerden arXiv’e sunulan bir makaleden çıkan sonuç. Ve açıkçası böyle bir sonuç araştırmacıların çok uzun bir süredir ses dalgaları hakkında sahip oldukları görüşleri yıkıp geçecek gibi görünüyor. Bildiğiniz gibi ses dalgaları kütlesi olmayan dalgalar olarak cisimlerin içinden geçip giderler ve bunu yaparken yollarındaki molekülleri itelerler. Moleküllere sağladıkları ileri ve yukarı doğru hareketi aynı güçte ters bir hareketle aşağı doğru hareket ettirerek dengelerler. Bu pek çok bilindik şartlar altında sesin nasıl davrandığını anlatan klasik açıklamamız. Ancak yeni makaleye göre bu aslında doğru değil.
Bir fonon (phonon) -sesi çok çok küçük ölçeklerde tanımlamamıza yarayabilecek olan en küçük parçacık benzeri titreşim birimi- çok az da olsa negatif bir kütleye sahiptir. Negatif kütle maddenin her gün gördüğümüz sıradan cisimlerin tam tersi bir kütleye sahip olunabileceğine ilişkin bir hipotezdir. Bir başka ifade ile eğer negatif kütleniz olsaydı ağırlığınız 70 kg. ‘değil -70 kg. olacaktı. Kulağa ne kadar çılgınca gelse de Columbia Üniversitesi Fizik bölümü doktora öğrencilerinden Rafael Krichevsky’ye göre fononların bilinen negatif kütlesi ses dalgalarının çok çok hafif de olsa yukarı doğru hareket etmelerini sebep oluyor.
Fononları atomlar veya moleküller gibi maddeyi oluşturan parçacıklar gibi düşünmememiz gerektiğini söyleyen Krichevsky, kendisi gibi Columbia Üniversitesi Fizik Bölümünde doktora öğrencisi olan Angelo Esposito ve Columbia Üniversitesi’nda fizikçi doçentlerden Alberto Nicolis’le birlikte çığır açan bu makaleyi yazan üç kişiden birisi.
Ses havanın içinde hareket ederken etrafındaki hava moleküllerini titreştirir. Ama Krichevsky’nin anlattığına göre titreşim ses dalgalarının geçişi sırasında kımıldayan moleküllerin hareketlerini tam olarak açıklayamıyor.
Bilim insanları uzun bir süredir ses dalgalarının kütlesiz olduğunu düşünüyorlardı. Yukarıdaki resimde bir sesten hızlı jetten alınan görüntüde bunu doğruluyor gibiydi. Ancak yeni bir araştırma işlerin hiç de zannettiğimiz gibi olmadığını gösteriyor. Kaynak: Shutterstock
Bunun yerine nasıl ki ışık dalgalarını foton adını verdiğimiz ışık parçacıkları ile açıklayabiliyorsak, fononları da akışkan moleküleri arasından geçen ses dalgalarının bu moleküllerle karmaşık etkileşimlerini açıklamada kullanabiliriz. Aslında orta fiziksel bir parçacık yok ama araştırmacılar parçacık fiziğine ilişkin matematiği kullanarak bu gizemi tanımlayabileceklerini fark ettiler.
Araştırmacılar konuya bu şekilde yaklaşınca gördüler ki fononların çok çok az da olsa negatif bir kütlesi var -geleneksel bakışta kütlesiz olduklarını hatırlatalım-. Bu sebeple her fani cisime yaptığı gibi yerçekimi onları çekmeye çalıştığında garip bir şey oluyor ve çekime zıt bir yöne doğru hareket ediyorlar.
“Bir yer çekimi alanındaki fononlar beklediğiniz yani bir tuğlanın hareket etmesini bekleyeceğiniz yönün tam tersine doğru çok yavaş bir hareketlenme yaşıyorlar.” diye açıklıyor Krichevsky.
Bunu anlamak için bir düşünce deneyi yapalım. Yer çekiminin cisimleri aşağı doğru çektiği bir ortamda yer alan normal bir akışkan hayal edelim. Akışkan parçacıkları -örneğin su molekülleri- altlarındaki parçacıkları sahip oldukları kütle sebebiye aşağı doğru bastıracak ve aşağı doğru sıvının az da olsa daha yoğun olmasına sebep olacaklardır. Fizikçiler ses dalgalarının daha yoğun olan cisimlerin içinde daha hızlı hareket ettiklerini zaten biliyorlar. Bu durumda bir fotonun hemen üstündeki ses hızı daha altında yer alan daha yoğun parçacıkların olduğu bölgeye göre hafifçe daha yavaş olacaktır. Bu da fononun yukarı doğru itilmesine sebep oluyor.
Krichevsky’ye göre bu süreç daha geniş öl ekli ses dalgalarında da gözlemlenebiliyor. Buna ağzınızdan çıkan her bir ses de dahil. Ama bu etki hissedemeyeceğiniz kadar zayıf bir etki. Ama yeterince uzun bir mesafe kat ettikten sonra sarf ettiğiniz “merhaba” sesi gökyüzünde yukarı doğru bükülecektir.
Makalenin yazarları henüz akran incelemesinden geçmeyen makalelerinde bu etkinin mevcut teknolojilerimizi kullanarak ölçemeyeceğimiz kadar zayıf bir etki olduğunu söylüyorlar.
Ama yakın bir gelecekte, aşırı hassas saatler kullanarak fotonun izlediği yolda ortaya çıkan bu türden çok hafif sapmaları ölçebilecek hale gelebiliriz. New Scientist konuyla ilgili olarak yayınladığı makalesinde bu tür bir deney için en ideal adayın Heavy-Metal müzik dalgaları olacağını belirtmiş.
Her şey bir kenara eğer araştırmacıların iddiaları bir gün doğrulanabilirse bunun çok somut sonuçları olduğunu görebileceğiz. Makalenin yazarları olası sonuçlara örnek olarak nötron yıldızlarının aşırı yoğun çekirdeğinde, ses dalgalarının neredeyse ışık hızı kadar hızlı hareket ettiği bölgede, yerçekimine ters hareket eden ses dalgalarının bütün bir yıldızın davranışlarını etkileyebilecek kadar büyük bir etki doğurabileceğini söylüyorlar.
Şimdilik bütün bu iddialar etrafımızdaki sesin bizi sarıp sarmaladığı şu anda dahi tamamen teorik ama açıkçası heyecan verici önermeler. Kim bilir belki bir gün sadece bağırarak cisimleri kaldırabileceğimiz bir teknoloji üretilebilir.
Sesinizle cisimleri bükebilir misiniz? Bazıları bunun mümkün olduğuna inanır öteden beri. Kaynak: solotribunnews.com
Yazan : Rafi Letzter
Tercüme: Melih R. Çalıkoğlu
Kaynak : livescience.com
İlk Yayın Tarihi: 13 Ağustos 2018
