24 Kasım 2018 Cumartesi

Türkiye'yi Tartan 1 Kilogram




Tüm dünya geçen hafta "kilogramın tanımının değişeceği" haberini aldı. Aslında aynı gün amper, kelvin ve molün de tanımları değişti ama gündelik hayatımızda sık sık kullandığımız kilogram daha çok ilgi çekti. Kilogram, Paris'te saklanan platin ve iridyum elementlerinden oluşan 1 kg'lık bir cisim baz alınarak tanımlanıyor. Dünyadaki tüm kilogramlar bu cisme göre ayarlanıyor. Kütlesinin değişmemesi için özel olarak korunan bu cisim "Büyük K" olarak isimlendiriliyor. Standart sağlamak için çok sayıda kopyası üretilen "Büyük K" ve kopyalarında zamanla kütle değişimi meydana geldiği görüldü. Bu nedenle kilogramın değişmez bir tanıma, "Planck sabiti"ne bağlanmasına karar verildi. Bu konuda Türkiye'deki ilgili kurum ise UME. "Büyük K"nın 54 numaralı kopyası da UME'de bulunuyor. "Kilogramın tanımı"nın değişmesinin ne anlama geldiğini ve UME'nin faaliyetlerini UME Müdürü Çetintaş ile konuştuk.

50 mikrogram kayıp

1899 yılında Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu tarafından kilogramın tanımlanabilmesi için referans kütle üretildiğini belirten Çetintaş, orijinal kütle ve kopyaları arasında karşılaştırma ölçümleri yapıldığını söyledi. Çetintaş, 40 yılda bir yapıldığı söylenen bu karşılaştırmaların aslında beş ya da 10 yılda bir yapılabildiğini kaydederek ölçümlere göre yaklaşık 100 senede 50 mikrogramlık kayıp olduğunu belirtti. Bu yüzden Çetintaş'ın ifadesiyle "Kişiye, konuma, zamana bağlı kalmaksızın her şartta aynı sonucu veren" yeni bir tanım arayışı başladı. Bu noktada "Planck sabiti" devreye girdi.

Planck sabiti

Planck sabiti, yayılan bir elektromanyetik dalganın enerjisi ile frekansı arasında bir ilişki olduğunu gösteren bir oran. İngiliz bilim adamı Kibble, Einstein'ın teorisi ile Planck sabitini birleştirerek "Kibble dengesi" adı verilen elektromekanik bir ölçüm yöntemi geliştiriyor. Bunun üzerine kütlenin yeni tanımının Planck sabiti üzerinden yapılmasına karar veriliyor.
Çetintaş süreci şöyle anlattı: "Teoride her şey yolundaydı. Ama bunun için bir deney düzeneği gerekiyor. Eşit kollu bir terazi düşünün. Bunun bir koluna 1 kg'lık kütleyi koyalım. Dengelemek için diğer kolda elektromanyetik bir kuvvet uygulayalım. Bu deney düzeneğinde doğru sonuç alınırsa artık Planck sabiti üzerinden kilogramı tanımlamak mümkün olacaktı. 15-20 senedir çalışmalar devam ediyordu. Karar aslında dört yıl önce kabul edilecekti ama yeterli bilimsel sonuçlara ulaşılmadığından bu seneye ertelendi."

20 Mayıs'ı bekleyin

Türkiye'den de bir temsilcinin bulunduğu uluslararası toplantı sonucunda yapılan oylamayla 16 Kasım'da yeni tanım kabul edildi. Ancak bazı haberlerde yazılanın aksine tanım henüz değişmedi. Yeni tanım, dünya metroloji günü olan 20 Mayıs 2019'da kullanılmaya başlanacak.

Şüpheyle bakıldı ama başardılar

UME, kilogramın yeni tanımıyla ilgili önemli çalışmalar yürütüyor. Bilim insanları Türkiye'nin, yeni tanıma göre ölçüm gerçekleştiren deney düzeneğini üretebilecek birkaç ülkeden biri olması için çalışmalarını sürdürüyor. Çetintaş'ın verdiği bilgilere göre Türkiye'de üretilen düzenek, dünyadaki düzeneklerden farklı bir çalışma prensibine sahip. Bu nedenle önce şüpheyle karşılanmış. Fakat deneylerin ilk fazı başarıyla sonuçlandı. Çetintaş "Şimdi hedefimiz elde ettiğimiz sonucu geliştirerek ikinci fazı tamamlamak" diyor.

4 milyon sertifika

Çalışmanın yaklaşık iki yıl içinde tamamlanmasının ardından ABD, Kanada, Çin, Fransa ve İsviçre ile birlikte Türkiye de bu düzeneğe sahip olacak. Böylece kilogramla ilgili sertifika, ölçümleme gibi işlemler dışarıya bağlolunmaksızın yapılabilecek. Başka ülkeler de bu hizmeti Türkiye'de alabilecek.
Çetintaş Türkiye'de bu ölçüm yapılamazsa ölçümlerlerle ilgili alınan yıllık 4 milyon sertifikanın yaklaşık 1.7 milyonunun yurt dışına bağımlı hale geleceğini belirtiyor.

Yerin 12 metre altında

Türkiye'yi "tartan" 54 numaralı 1 kilogram, UME'nin yerin 12 metre altında bulunan laboratuvarlarında korunuyor. Koruyucu bir metalin içinde duran 39 mm çapında ve 39 mm yüksekliğindeki cismin üzerinde 3 cam fanus var. Ağırlık, bu fanuslara kilitlendikten sonra bir kasaya konuluyor. Bu cisim baz alınarak UME'de üretilen farklı ağırlıklar var. UME'ye firmalar ya da laboratuvarlardan gönderilen ağırlıklar, UME'nin ağırlıkları üzerinden kontrol ediliyor. Çalışmalar en ufak kütleleri bile ölçebilen cihazlarda, insan etkisinden arındırılmış şekilde yapılıyor. Planck sabitinin 20 Mayıs 2019'da resmen kullanılmaya başlanmasının ardından 54 numaralı kopya "müzelik" olacak.
Bilim insanları, hassas ölçümlerin titreşimden etkilenmemesi için çalışmalarını yerin altındaki laboratuvarlarda yürütüyor. Bu laboratuvarlar, topraklama konusunda da iyi izole edilmiş durumda. Ortamdaki sıcaklık ve nem de sabit. Çetintaş "İyi sonuç alabilmek için laboratuvar şartlarının çok iyi olması lazım. En ufak bir elektrik dalgası, yarım derecelik bir sıcaklık bile sonucu etkiler" diyor.

Her alanda daha hassas ölçüm

Çetintaş'a göre yeni tanımın kritik noktası daha hassas ölçümler yapılabilecek olması. "İlaç sanayiinde, biyomedikalde, nanogramlar seviyesindeki ölçümlerde daha hassas ölçüm yapma kabiliyetine sahip olabileceğiz" diyen Çetintaş, bunun da yaşam kalitesine katkı sağlayacağını belirtiyor. Kilogramın yeni tanımıyla birlikte askeri alanlardaki stratejik ürünlerin daha doğru ve hassas üretilmelerinin önü açılacak. Ama tüm bunların da ötesinde metrolojinin temel prensibinin "ölçümün her daim her şartta aynı sonucu vermesi" olduğunu belirten Çetintaş, kilograma referans olan kütlelerdeki öngörülemeyen değişimden kurtulmanın önemini vurguluyor.

Stratejik bir kurum

UME, Türk Silahlı Kuvvetleri'ne (TSK) de hizmet veriyor. Aslında Türkiye'deki ilk metroloji faaliyetleri de 1961'de Silahlı Kuvvetler laboratuvarlarında başlamış. Çetintaş, TSK'nın elindeki test ve ölçüm cihazlarının hemen hemen tamamının kalibrasyon işlemlerinin UME'de yapıldığını belirtiyor. Çetintaş'ın verdiği bilgilere göre daha önce bu işlemlerin çoğu ABD'de yapılmak zorundaydı. Bu ise güvenlik sorunu yaratıyor. Çetintaş, test ya da ölçüm için yurt dışına askerî bir ürünü göndermenin, ürünü henüz kullanmadan başkasıyla paylaşmak anlamına geldiğini belirtiyor. Bu nedenle UME'nin bazı çalışmaları yüksek gizlilik altında yürütülüyor. UME, güvenlik alanında stratejik bir görev yürütüyor.


Hiç yorum yok:

Yorum Gönderme