Geliştirilen 4 boyutlu metamalzeme kuantum hesaplamada çığır açabilir

Dünya üzerindeki tüm insanların deneyimlediği gibi bizler, etrafımızı üç boyutlu (3D) olarak deneyimleyen canlılarız. Günlük yaşamımızı X, Y ve Z eksenleri üzerinde veya daha açık bir ifadeyle yukarı-aşağı, sağa-sola, ileri-geri şeklinde deneyimliyoruz. Ancak son yıllarda Missouri Üniversitesi‘ndeki bilim insanları mevcut fiziksel gerçekliğimizin bir uzantısı olarak “dördüncü boyutu” (4D) ya da sentetik boyutu araştırıyorlar.

4 boyutlu metamalzeme geliştirildi

Missouri Üniversitesi bilim insanları, 4D sentetik boyut yöntemine dayanan yeni bir metamalzeme formu geliştirdiler. Resmi açıklamaya göre bilim insanları, katı bir malzemenin yüzeyindeki enerji dalgalarını kontrol etme yeteneği de dahil olmak üzere 4D yeteneklerine sahip yeni bir sentetik metamalzemeyi başarıyla oluşturdu. Mekanik yüzey dalgaları olarak adlandırılan bu dalgalar, titreşimlerin katı malzemelerin yüzeyi boyunca nasıl hareket ettiğinin temelini oluşturuyor.

Çalışmanın eş yazarı Guoliang Huang, resmi bir açıklamada “Geleneksel malzemeler X, Y ve Z eksenli yalnızca üç boyutla sınırlıdır. Ancak şimdi sentetik boyutta veya 4D’de malzemeler inşa ediyoruz, bu da enerji dalgası yolunu, bir malzemenin bir köşesinden diğerine giderken tam olarak istediğimiz yere gitmesi için manipüle etmemize olanak tanıyor” dedi.

4D malzeme nerelerde kullanılacak?

Ekibin keşfi, bu aşamada, diğer bilim insanlarının gerektiğinde alıp uyarlayabileceği bir yapı taşı olsa da, malzeme aynı zamanda inşaat mühendisliği, mikro-elektromekanik sistemler (MEMS) ve ulusal savunma kullanımlarıyla ilgili daha büyük uygulamalar için ölçeklendirilme potansiyeline de sahip.

Bu yeni metamalzeme, topoloji olarak bilinen bir matematik alanı kullanılarak geliştirildi. Bu dal, şekilleri ve bunların uzaydaki düzenini incelemekle ilgileniyor. Bu çığır açıcı keşif ise topolojik pompalama adı verilen bir teknikle mümkün oldu. Topolojik pompalama, daha yüksek boyutlu kuantum-mekanik etkilerin geliştirilmesine olanak sağlayarak bir gün kuantum mekaniğinde ve kuantum hesaplamada önemli ilerlemelere yol açabilir.

Malzeme ayrıca depreme dayanıklı yapılar için teknik çözümler geliştirmek üzere de kullanılabilir. Huang, yaptığı açıklamada “Bir depremden kaynaklanan enerjinin yüzde 90’ı dünyanın yüzeyi boyunca yayılıyor. Bu nedenle, yastık benzeri bir yapının bu malzemeyle kaplanması ve binanın altına yerleştirilmesi, potansiyel olarak yapının deprem sırasında çökmesini önlemeye yardımcı olabilir” diyor.

Kaynak: Donanimhaber