İspanya’daki Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid’den Leni Bascones, bu yılki Dünya Kuantum Günü anısına 14 Nisan 2023’te Faye Holst’a kuantum fiziğine giden yolu, kuantum malzemeleri üzerine yaptığı çalışmaları ve kadınların bu alanın geleceği için ne kadar önemli olduğunu anlatıyor.
Leni Bascones adlı fizikçi, güçlü korelasyonlu elektron sistemleri ve sıra dışı süper iletkenlere vurgu yaparak kuantum malzemeleri üzerinde çalışıyor. Kendisi aynı zamanda Journal of Physics’in “Kuantum Malzemelerinde Kadın Perspektifleri” başlıklı sayısının konuk editörüdür: Materials dergisinin konuk editörlüğünü ve üç yıldır da Europhysics Letters dergisinin yardımcı editörlüğünü yapmaktadır. Bu dergilerin her ikisi de Physics World dergisini de çıkaran IOP Publishing tarafından yayımlanmaktadır.
Kuantum fiziği okumak için nasıl bir yol izlediniz?
Bilim insanı olmak istediğimi düşünerek büyümedim çünkü çevremdeki şeylerin nasıl işlediğini keşfetmeyi seviyorum. Aslında gençken hedefim bir moda tasarımcısı olmaktı. Üniversite için bir bölüm seçmem gerektiğinde bile tarih mi yoksa fizik mi okumak istediğimden emin değildim. Sonunda astrofiziğe duyduğum hayranlık beni fiziği seçmeye yöneltti.
Lisans eğitimimin üçüncü yılında [Universidad Autónoma de Madrid’de] kuantum mekaniği dersi alana kadar en çok ilgilendiğim konunun bu olduğunu anlamamıştım. İlgimi çekti. Başlangıçta parçacık konusunu seçtim.
Başlangıçta parçacık fiziğini seçtim ve kuantum fiziğiyle yakından ilişkili olduğu için bu alanda dersler aldım. Ancak doktoram için bir konu seçmem gerektiğinde, kuantum malzemeleri ve cihazları üzerine yoğunlaşmayı seçtim ve bugün hala bu kararımdan memnunum.
Kuantum fiziğinin en çok hangi yönü ilginizi çekiyor?
Kuantum sistemlerinin davranışları benim için büyüleyici. Hala pek çok büyüleyici olguyu tam olarak anlamış değiliz ve yeni sürprizler ortaya çıkmaya devam ediyor. Şu anda hem kuantum malzemeleri hem de elektronik mühendisliği yapabiliyoruz.
Doğrudan uygulamalar üzerinde çalışmasam da, dijital teknoloji, iklim değişikliği, tıp ve ulaşım gibi konularda gerçek dünyada yaratabileceği etkileri düşündüğümde kuantum fiziğinin potansiyelini oldukça ilgi çekici buluyorum.
Çalışmanızla hangi pratik sorunu ele almaya çalışıyorsunuz?
Güçlü elektronik korelasyonlar ve süperiletkenlik araştırmalarımın ana konuları. Mevcut araştırmam, göreceli bir bükülme ile birbiri üzerine katmanlanmış iki karbon tabakasından oluşan bükülmüş çift katmanlı grafen gibi 2D moiré heteroyapılara odaklanıyor.
Malzemelerin elektrik akımı akışına karşı doğal direncinin üstesinden gelmek için çok fazla enerji gerekir. Ancak bazı malzemelerde, tipik olarak çok düşük sıcaklıklarda, bu direnç kaybolur ve elektrik akımının herhangi bir enerji israfı olmadan akmasına izin verir. Süper iletkenliğin bir özelliği, elektronların çiftler halinde birleştikleri işbirlikçi bir duruma ulaştıklarında meydana gelen direncin ortadan kalkmasıdır. Elektronlar gibi yüklü parçacıklar birbirlerini ittikleri için bu beklenmedik bir durumdur.
Süperiletkenlik, güçlü mıknatıslar yaratmak, herhangi bir enerji kullanmadan elektrik akımlarını iletmek ve biriktirmek, motorlar, sensörler ve trenler üretmenin yanı sıra kuantum hesaplama ve tıbbi görüntüleme için de kullanılmaktadır.
Süperiletkenlik, elektronlar ve atomik kafes arasındaki etkileşimlerin bir sonucu olarak belirli bir tür süperiletkende gelişir. Her ne kadar “geleneksel olmayan süper iletkenler” olarak adlandırılan birçok malzeme genellikle daha yüksek sıcaklıklarda süper iletkenlik gösterse de, bu açıklama hepsi için geçerli değildir. Bu malzemelerde süperiletkenliğin ortaya çıkması beklenmedik bir durumdur, çünkü elektron çiftleri arasındaki çekim aslında yüklü parçacıklar arasındaki itmeden kaynaklanıyor olabilir.
Geleneksel olmayan süperiletkenliğin ilkelerini ve işleyişini tam olarak anlamak ve yeni yüksek sıcaklık süperiletken malzemeleri tahmin etmek veya tasarlamak çok eğlenceli olurdu. Fizikçiler 40 yıldır bu önemli ve büyüleyici kuantum bulmacasını çözmeye çalışıyorlar. Yakın zamanda geliştirilen moiré heteroyapıları gibi yeni, yüksek oranda programlanabilir 2D süperiletken cihazlar sayesinde bu fenomene bir açıklama bulmaya yaklaşılıyor gibi görünüyor.
Siz ve diğer kadın kuantum fizikçileri bu alana hangi özel becerilerle katkıda bulunabilirsiniz?
Kadınların sahip olduğu zekayı, sezgiyi ve azmi kaybedemeyiz. Kuantum fiziğinin temel anlayış ve uygulamalarında ilerlemek için daha fazla kadına ihtiyaç var.
Şu anda çok sayıda yetenekli kadını kuantum alanındaki kariyerlerinden uzaklaştırıyoruz. Çoğu zaman meslektaşlarının kasıtsız eylemlerinin bir sonucu olarak bilimsel ilerleme kaydetmekte daha fazla zorluk çekiyorlar. Kuantum fiziği, önyargılar ve destek eksikliği nedeniyle kadınlar arasında da daha az popüler. Ancak daha kabul edici ve işbirlikçi bir araştırma ortamını teşvik ederek, kadınlar kuantum fiziğinin ilerlemesine katkıda bulunmak için ideal bir konuma sahiptir. Gürültüyü artıran ve kuantum problemlerini çözme yeteneğimizi yavaşlatan bilimsel prosedürler, çok fazla rekabet ve egonun sonucudur.
Sizce kuantum fiziğinin geleceği ne olacak?
Pek çok fırsatın olduğu bir çağdayız. Artık kuantum fiziğini kullanarak geliştirebileceğimiz teknolojilerin farkındayız ve bu teknolojiler gelişmeye devam edecek. Önümüzdeki yıllarda, uygulamalar yaratmak araştırmanın çok önemli bir bileşeni olacak, ancak temel bilimin değerini küçümsersek her şey ters gidecektir. Tarih, en devrimci buluşların uygulama aramaktan ziyade temel bilim keşiflerinden geldiğini göstermektedir.
Şu anda içinde bulunduğumuz kuantum balonunun patlamak üzere olduğuna inanıyor musunuz?
Eskiden nasıl nanoteknoloji hakkında çok konuşuyorsak, şimdi de kuantum hakkında çok konuşuyoruz. Pek çok yeni kullanım ve anlayış ortaya çıkacaktır. Bu kullanımlar ve gelişmeler şu anda aklımızda olan şeyler olmasa da, kuantum mekaniğine dair kavrayışımız gelişecektir. Sonuç olarak balon patlamayacak, ancak kaynaklarımızı ve çabalarımızı az sayıda seçenek üzerinde yoğunlaştırmamalıyız. Örneğin, bazı fon kuruluşları yardımlarını az sayıda son derece özel kuantum teknolojilerine odaklarken, bu teknolojileri destekleyen kuantum malzemelerini ihmal etmektedir. Ya da kuruluşlar projeleri yalnızca belirli uygulamalarla bağlantılı olmaları halinde desteklemektedir. Kuantum malzemelerinin şu anda bir devrim geçirmekte olduğu göz önüne alındığında, bu bir hatadır.
Kaynak: physicsworld
