Soru & Cevap: Soru Sor, Cevap Al

Öz-İndüksiyon maddenin yapısından mı kaynaklanıyor?

Öz indüksiyon doğrudan maddenin atomik ya da kimyasal yapısından kaynaklanmaz. Bu olgu, hareket eden elektrik yüklerinin etrafındaki uzayda biriken manyetik alandan ve doğanın ani değişimlere direnmesinden doğar. Yabancı kaynaklarda okuduğunuz eylemsizlik benzetmesi ise sadece hoş bir benzetme değil, fiziksel ve matematiksel olarak son derece isabetli bir tespittir.

Evde duran ağır bir gardırobu itmeye çalıştığınızı hayal edin. İlk anda harekete geçmemek için direnir, hız kazandıktan sonra da birden durduramazsınız. Elektrik devrelerinde bobin de tıpkı bu gardırop gibi davranır. Telden akım geçmeye başladığında çevresinde bir manyetik alan kurulur. Doğa, Lenz Yasası gereğince bu manyetik akı değişimine karşı koyar ve akımın artışını frenleyen zıt bir gerilim üretir. Elektronların kütlesi son derece küçük olduğundan, buradaki eylemsizlik mekanik bir kütleden değil, manyetik alanda depolanan enerjinin kendisinden kaynaklanır.

Maddenin bu süreçte hiç mi rolü yok derseniz, elbette var. Telin sarım geometrisi ve içine koyduğunuz ortam, örneğin ferromanyetik bir demir çekirdek, manyetik alanı yoğunlaştırarak bu eylemsizlik etkisini katbekat artırır. Çok özel durumlarda, süperiletkenlerde veya nano aygıtlarda elektronların kendi kütlesinden kaynaklanan kinetik indüktans da gözlenir. Fakat günlük hayatta karşılaştığımız temel öz indüksiyon, maddenin kimyasal tepkisinden ziyade uzaya yayılan elektromanyetik alanın bizzat kendi dinamiğidir.

Tepkinin büyüklüğü ve ters akım konusuna gelirsek, ters yönde bir akım doğması için bu tepkinin ilk gerilimden büyük olması gerekmez. Hatta akımı ilk başlattığınızda öz indüksiyon akımı tersine döndürmez, sadece akımın sıfırdan tepe değerine ulaşma süresini uzatır. Asıl çarpıcı durum devreyi aniden kestiğinizde ortaya çıkar. Akım bir anda sıfıra düşmek istediğinde, çöken manyetik alan bu defa akımı sürdürebilmek için aynı yönde devasa bir gerilim üretebilir. Fişi prizden hızlıca çekerken gördüğünüz o ufak kıvılcım, manyetik alanın size "daha karpuz kesecektik, nereye gidiyorsun" deme şeklidir. Akımın değişim hızı ne kadar yüksekse, oluşan bu sıçrama gerilimi ilk besleme geriliminden kat kat daha büyük olabilir.

Kaynaklar

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. Fundamentals Of Physics. Alındığı Yer: | Arşiv Bağlantısı

0

Paylaş

Derya Korkmaz

Üye CevabıSen de Cevap Ver

J1144 karadelik olmadan önce ne kadar genişti?

Peker Göknar

J1144 tek bir dev yıldızın çökmesiyle meydana gelmiş bir gök cismi olmadığı için, karadelik olmadan önceki tekil bir boyuttan veya yıldız çapından söz edemeyiz. Yaklaşık 2,6 milyar Güneş kütlesine sahip bu süper kütleli karadelik, doğrudan tek bir ata yıldızın patlamasıyla değil, evrenin erken dönemlerindeki tohum karadeliklerin birleşmesi ve milyarlarca yıl süren muazzam bir madde birikimiyle bugünkü boyutuna ulaştı.

Yazılı kağıtlarında sık sık karşıma çıkan tatlı bir yanılgı vardır, öğrenciler süper kütleli karadeliklerin de sıradan yıldız kökenli karadelikler gibi tek bir dev yıldızın patlamasıyla oluştuğunu hayal eder. Oysa astrofizikteki ışıma basıncı ve kararlılık sınırları nedeniyle tek bir yıldız en fazla birkaç yüz Güneş kütlesine kadar büyüyebilir. Güneş'in milyarlarca katı kütleye sahip J1144 gibi kozmik canavarların geçmişinde tek parça halinde duran devasa bir ata yıldız aramak bu yüzden fiziksel olarak olanaksızdır.

Gökbilimdeki güncel uzlaşıya göre bu yapılar iki ana tohum mekanizmasından biriyle başlar. Ya ilk nesil dev yıldızların çökmesiyle oluşan yüzlerce Güneş kütlelik küçük karadelikler zamanla birleşti, ya da erken evrendeki devasa gaz bulutları yıldız evresini tamamen atlayıp doğrudan çökerek on binlerce Güneş kütlesinde tohumlar meydana getirdi. J1144 bu tohumlardan biri olarak yola çıkıp, saniyede yaklaşık bir Dünya kütlesinde gaz yutarak bugünkü akıl almaz büyüklüğüne ulaştı.

Eğer merak edilen şey bu nesnenin şu anki fiziksel büyüklüğü ise, 2,6 milyar Güneş kütlesine karşılık gelen olay ufku yarıçapı yaklaşık 7,8 milyar kilometredir. Bu da kabaca 52 astronomik birime denk gelir, yani J1144 karadeliğinin olay ufku Güneş ile Plüton arasındaki mesafeyi bile rahatlıkla içine alabilecek bir genişliğe sahiptir.

Kaynaklar

Christopher A. Onken et al.. Discovery Of The Most Rapidly Growing Black Hole Of The Last 9 Gyr. Alındığı Yer: | Arşiv Bağlantısı

0

Paylaş

Ramiro Cruz

ÜyeAstronomi & Kozmoloji

Evrende beyaz cücelerin bir sonraki evresi diye geçen Siyah Cüceleri tamamen zamanın yetersizliğinden dolayı mı keşfedemedik?

Teoride mümkün olarak gözüken bu gök cisimlerini belki insanlık tarihi hatta evrenimizin ömrü bile görmeye yetmeyecek, ama ona rağmen var olabileceğini biliyoruz. Burada bir çelişki yok mu yani beyaz cüceler gerçekten içerisinde sıkışan sıcaklığı bu kadar yavaş mı itiyor? Beyaz cüce ne kadar sürede siyah cüceye dönüşebilir?

0

Paylaş

Elif Demir

Üye CevabıSen de Cevap Ver

Neden kendi kokumuzu almayız?

Almina Cevahir

Kendi kokumuzu alamamamızın temel sebebi, koku sistemimizin sürekli maruz kaldığı uyaranları arka plan gürültüsü sayıp hızla filtrelemesidir. Koku adaptasyonu veya duyusal yorgunluk olarak adlandırılan bu süreçte sinir sistemi, değişmeyen kimyasal sinyallere tepki vermeyi keser.

Olayın temeli doğrudan hücre düzeyindeki desensitizasyon mekanizmasında yatar. Burnumuzdaki koku reseptör nöronları belirli uçucu moleküllerle bağlandığında hücre içinde bir sinyal yolağı tetiklenir ve kalsiyum kanalları açılır. Fakat aynı koku molekülü reseptöre aralıksız bağlanmaya devam ettiğinde, hücre içinde biriken kalsiyum kalmodulin üzerinden geri bildirim vererek sinyal zincirini baskılar. Reseptörler fosforillenip duyarsızlaşır ve hücre, aynı veriyi sonsuza kadar beyne taşıyacak kadar metabolik enerjisini çöpe atamayacağı için adeta reseptörün fişini çeker.

İş sadece periferik reseptörlerde de bitmez. Koku soğancığındaki inhibitör ara nöronlar ve koku korteksi de bu sabit uyarımı yukarı taşımayı reddeder. Evrimsel açıdan bu durum tam bir hayatta kalma filtresidir. Beyin aralıksız kendi teninin veya terinin kimyasal bileşimini analiz etmekle meşgul olsaydı, ortamdaki dumanı, yırtıcı bir hayvanı ya da çürümüş bir besini fark edemezdi. Sistem kaynaklarını korur, statik sinyalleri sessize alır ve yalnızca çevredeki yeni veya değişen kokuları ön plana çıkarır. Kendi kokunuzun yoğunluğunda ani bir sıçrama olmadıkça reseptörler sıfırlanmaz ve burnunuz bu kokuyu yok saymaya devam eder.

Kaynaklar

Frank Zufall, Trese Leinders-Zufall. The Cellular And Molecular Basis Of Odor Adaptation. Alındığı Yer: | Arşiv Bağlantısı
Pamela Dalton. Psychophysical And Behavioral Characteristics Of Olfactory Adaptation. Alındığı Yer: | Arşiv Bağlantısı

0

Paylaş

Murat Tarhan

Üye CevabıSen de Cevap Ver

Işık fotonlarının birbirleriyle etkileşimi nasıl olur?

yağız bozan

evrimagaci.org/isik-hizi-...

Net ve doğrudan bir cevapla başlayalım. Boşlukta ilerleyen iki fotonun birbirini kovalamacada yakalaması mümkün değildir çünkü her iki foton da evrenin mutlak hız limiti olan ışık hızıyla hareket eder. İki aracın hız sabitleyicisini tam aynı değere alıp otobanda peş peşe gitmesi gibi düşünebilirsiniz, arkadaki selektör yaksa bile öndekine asla yetişemez. Üstelik fotonlar kütlesiz ve elektrik yükü taşımayan sakin yolculardır. Normal koşullarda birbirlerinin içinden adeta hayalet gibi geçip giderler, çarpışıp kaza yapmazlar.

Lene Hau ve ekibinin meşhur deneyinde ışığın durdurulması ise boşlukta değil, aşırı soğutulmuş sodyum atomlarından oluşan özel bir ortamda, yani bir Bose Einstein yoğunlaşmasında gerçekleşti. Burada olan şey aslında fotonun aniden el frenini çekmesi değildir. Işık dalgasının taşıdığı kuantum bilgisi atom bulutunun içine aktarılır. Yani ışık, atomik bir uyarılmaya dönüştürülüp geçici olarak depolanır ve kontrol lazeri tekrar açıldığında kaldığı yerden yoluna devam eder. Böyle bir ortamda ışığın grup hızı saatte birkaç kilometreye kadar düşürülebildiği için arkadan gelen farklı bir sinyalin öndekine yetişmesi teknik olarak kurgulanabilir, fakat bu durum fotonların birbirine toslayıp kaynaşması anlamına gelmez.

Dalgalardaki sönümleme ve güçlendirme meselesine gelirsek, fotonlar dalga parçacık ikiliği gereği kesinlikle girişim yaparlar. İki ışık dalgası üst üste bindiğinde dalga tepeleri ve çukurları birbirini güçlendirebilir veya tamamen sıfırlayabilir. Ancak burada çok kritik bir detay vardır. Sönümleyici girişim gerçekleştiğinde fotonlar birbirini yok etmez. Tıpkı aynı evde iki kardeşin televizyon kumandası için zıt yönlere asılıp kumandayı hareketsiz bırakması ama kumandanın yok olmaması gibi bir durumdur. Kuantum mekaniğinde yıkıcı girişim, fotonun o karanlık noktada bulunma olasılığını sıfıra indirir. Enerji yok olmaz, yapıcı girişimin olduğu aydınlık bölgelere yeniden paylaştırılır.

Peki fotonlar birbirini hiç mi hissetmez derseniz, standart kuantum elektrodinamiğinde fotonların doğrudan çarpışması ancak olağanüstü yüksek enerjilerde ve sanal parçacık çiftleri üzerinden çok küçük bir ihtimalle gerçekleşir. Fenerleri birbirine tuttuğunuzda ışık huzmelerinin birbirini görmezden gelip dümdüz geçmesi bundandır. Fakat son yıllarda laboratuvarlarda Rydberg atomları gibi aşırı doğrusal olmayan optik ortamlar kullanılarak iki fotonun birbiriyle etkileşime girmesi, hatta "fotonik molekül" adı verilen yapılar oluşturması sağlandı. Kısacası fotonların birbirini yakalaması veya el ele tutuşması için boş uzay değil, arabuluculuk yapacak çok özel bir atomik ortam gerekir.

Kaynaklar

Lene Vestergaard Hau, S. E. Harris, Zachary Dutton, Cyrus H. Behroozi. Light Speed Reduction To 17 Metres Per Second In An Ultracold Atomic Gas. Alındığı Yer: | Arşiv Bağlantısı
Ofer Firstenberg, Thibault Peyronel, Qi Yu Liang, Alexey V. Gorshkov, Mikhail D. Lukin, Vladan Vuletic. Attractive Photons In A Quantum Nonlinear Medium. Alındığı Yer: | Arşiv Bağlantısı

0

Paylaş

Konfüçyüs Sk

ÜyeGenel ve Kategorisiz

Kara delikteki tekilliğe ulaşan kişinin göreceği şey ne olurdu?

Kişinin ölmediği varsayılacak yani yapısal bütünlüğü bozulmuyor ve her fonksiyonu olması gerektiği gibi çalışıyor.

0

Paylaş