The phenomenon you saw here for a brief moment is called quantum levitation and quantum locking. And the object that was levitating here is called a superconductor. Superconductivity is a quantum state of matter, and it occurs only below a certain critical temperature.
Burada kısaca gördüğünüz bu doğa olayına kuantum kaldırması ve kuantum kilitlenmesi adı verilir. Ve burada havaya kalkan nesneye süperiletken denir. Süperiletkenlik maddenin kuantum halidir ve bu ancak kritik sıcaklıklar altında gerçekleşir.
Now, it's quite an old phenomenon; it was discovered 100 years ago. However, only recently, due to several technological advancements, we are now able to demonstrate to you quantum levitation and quantum locking.
Bu oldukça eski bir fenomen; 100 yıl önce keşfedildi. Ancak, son zamanlardaki teknolojik gelişmeler sayesinde size gösterebiliyoruz: kuantum yükselmesi ve kuantum kilitlenmesi.
So, a superconductor is defined by two properties. The first is zero electrical resistance, and the second is the expulsion of a magnetic field from the interior of the superconductor. That sounds complicated, right? But what is electrical resistance? So, electricity is the flow of electrons inside a material. And these electrons, while flowing, they collide with the atoms, and in these collisions they lose a certain amount of energy. And they dissipate this energy in the form of heat, and you know that effect. However, inside a superconductor there are no collisions, so there is no energy dissipation.
Süperiletkenler iki özellik üzerine tanımlanırlar. Birincisi sıfır elektrik direnci ve ikincisi ise manyetik alanın süper iletkenin içinden atılması. Oldukça karmaşık geliyor değil mi? Peki elektriksel direnç ne demek? Elektrik, elektronların malzeme içerisinde akışıdır. Ve bu elektronlar akarken, birbirleriyle çarpışırlar ve bu çarpışmalarla bir miktar enerjilerini kaybederler. Ve dağılan bu enerji ısı formuna dönüşür ve bu etkiyi siz de biliyorsunuz. Ancak, süperiletkenlerin içinde çarpışma yoktur bu yüzden enerji kaybı da yoktur.
It's quite remarkable. Think about it. In classical physics, there is always some friction, some energy loss. But not here, because it is a quantum effect. But that's not all, because superconductors don't like magnetic fields. So a superconductor will try to expel magnetic field from the inside, and it has the means to do that by circulating currents. Now, the combination of both effects -- the expulsion of magnetic fields and zero electrical resistance -- is exactly a superconductor.
Bu oldukça olağanüstü. Bir düşünün. Klasik fizikte her zaman sürtünme ve enerji kayıpları vardır. Ancak burada yok, çünkü bu kuantum etkisi. Fakat hepsi bu değil, çünkü süperiletkenler manyetik alanı da sevmezler. Bu yüzden süperiletkenler manyetik alanı da içlerinden atacaklardır ve bu akım dolaşması anlamına gelir. Bu iki etkinin de birleşimi -- manyetik alanın yok edilmesi ve sıfır elektriksel direnç -- tam olarak bir süperiletkeni oluşturur.
But the picture isn't always perfect, as we all know, and sometimes strands of magnetic field remain inside the superconductor. Now, under proper conditions, which we have here, these strands of magnetic field can be trapped inside the superconductor. And these strands of magnetic field inside the superconductor, they come in discrete quantities. Why? Because it is a quantum phenomenon. It's quantum physics. And it turns out that they behave like quantum particles.
Ancak hepimizin de bildiği gibi, hiçbir şey mükemmel değildir ve bazen süperiletkenin içerisinde manyetik alan kalır. Ve uygun şartlar altında, burada da olduğu gibi, bu manyetik alan çizgileri süperiletkenin içerisinde kıstırılabilir. Ve bu süperiletken içerisinde kalan manyetik alan çizgileri, farklı miktarlara gelirler. Neden? Çünkü bu bir kuantum olayı. Bu kuantum fiziği. Ve daha sonra kuantum parçacıkları hareket ettikleri ortaya çıkar.
In this movie here, you can see how they flow one by one discretely. This is strands of magnetic field. These are not particles, but they behave like particles. So, this is why we call this effect quantum levitation and quantum locking.
Bu videoda, tek tek nasıl birleştiklerini görebilirsiniz. Bu manyetik alan akımı. Bunlar parçacık değiller, ancak parçacık özelliği gösterirler. Bu yüzden bunu biz kuantum kaldırması ve kuantum kilitlenmesi olarak adlandırıyoruz.
But what happens to the superconductor when we put it inside a magnetic field? Well, first there are strands of magnetic field left inside, but now the superconductor doesn't like them moving around, because their movements dissipate energy, which breaks the superconductivity state. So what it actually does, it locks these strands, which are called fluxons, and it locks these fluxons in place. And by doing that, what it actually does is locking itself in place. Why? Because any movement of the superconductor will change their place, will change their configuration.
Peki manyetin alan içerisine koyduğumuzda süperiletkene ne olur? Pekala, öncelikle burada manyetik alan akımları içeride kalır, ancak süperiletken onların içeride hareket etmesinden hoşlanmazlar, çünkü onların hareketi enerji kaybına neden olur, bu süperiletkenlik durumunu bozar. Peki aslında ne olur, manyetik alan çizgilerini kilitler, bunlar flukson olarak adlandırılırlar, ve bu çizgiler kilitlenir. Ve bunu yaparak, aslında kendisini kilitlemiş olur. Neden? Çünkü süperiletkenin herhangi bir hareketi, fluksonların yerini ve biçimlerini değiştirecektir.
So we get quantum locking. And let me show you how this works. I have here a superconductor, which I wrapped up so it'd stay cold long enough. And when I place it on top of a regular magnet, it just stays locked in midair.
İşte bu kuantum kilitlenmesidir. Size nasıl çalıştığını göstereyim. Bu süperiletkeni, yeterince uzun süre soğuk kalması için sarmıştım. Ve onu sıradan bir mıknatısın üzerine koyduğum zaman, sadece havada asılı kalır.
(Applause)
(Alkışlar)
Now, this is not just levitation. It's not just repulsion. I can rearrange the fluxons, and it will be locked in this new configuration. Like this, or move it slightly to the right or to the left. So, this is quantum locking -- actually locking -- three-dimensional locking of the superconductor. Of course, I can turn it upside down, and it will remain locked.
Şimdi, bu sadece havada kalma değil. Bu sadece mıknatısların birbirini itmesi değil. Fluksonları yeniden düzenleyebilirim ve böylece yeni konumunda kilitlenmiş olacak. Aynen böyle, ya da biraz sağa ya da sola hareket ettirelim. İşte bu kuantum kilitlenmesi -- aslında kilitlenme -- süperiletkenin üç boyutlu olarak kilitlenmesi. Tabi ki, bunu baş aşağı da çevirebilirim ve kilitlenmeyi sürdürecektir.
Now, now that we understand that this so-called levitation is actually locking, Yeah, we understand that. You won't be surprised to hear that if I take this circular magnet, in which the magnetic field is the same all around, the superconductor will be able to freely rotate around the axis of the magnet. Why? Because as long as it rotates, the locking is maintained. You see? I can adjust and I can rotate the superconductor. We have frictionless motion. It is still levitating, but can move freely all around.
Şimdi, anlıyoruz ki havada kalması aslında kilitlenmedir. Evet, anladık bunu. Manyetik alanı her tarafında eşit olan bu dairesel mıknatısı aldığımda süperiletkenimizin mıknatısın ekseninde serbestçe hareket edebilmesine şaşırmayacaksınızdır. Neden? Çünkü bu döndükçe kilitlenme hali de devam edecek. Görüyor musunuz? Hizalayabilirim ve süperiletkeni de döndürebilirim. Sürtünmesiz bir hareketimiz var. Hala havada kalıyor, ancak serbestçe etrafta hareket de edebiliyor .
So, we have quantum locking and we can levitate it on top of this magnet. But how many fluxons, how many magnetic strands are there in a single disk like this? Well, we can calculate it, and it turns out, quite a lot. One hundred billion strands of magnetic field inside this three-inch disk.
Evet, kuantum kilitlenmemiz var ve onu mıknatısın üstünde tutabiliriz. Peki tek bir diskte ne kadar manyetik alan çizgisi, ne kadar flukson var? Aslında bunu hesaplayabiliriz, ve oldukça fazla miktarda bulunduğunu öğreniriz. Üç inçlik bir disk içerisinde yüz milyar manyetik alan çizgisi var.
But that's not the amazing part yet, because there is something I haven't told you yet. And, yeah, the amazing part is that this superconductor that you see here is only half a micron thick. It's extremely thin. And this extremely thin layer is able to levitate more than 70,000 times its own weight. It's a remarkable effect. It's very strong.
Ancak heyecan verici kısım bu değil, henüz size bahsetmediğim şeyler var. Ve evet, heyecan veren kısım şu ki, burda görmüş olduğunuz süperiletken yalnızca yarım mikron kalınlığında. Bu fazlasıyla ince. Ve bu oldukça ince tabaka kendi ağırlığından 70,000 kat daha fazla ağırlığı kaldırabilir. Bu çok dikkat çekici bir etki. Oldukça güçlü.
Now, I can extend this circular magnet, and make whatever track I want. For example, I can make a large circular rail here. And when I place the superconducting disk on top of this rail, it moves freely.
Şimdi, bu dairesel mıknatısları genişletebilirim ve ona istediğim yolu çizebilirim. Mesela, geniş-dairesel bir tren yolu yapabilirim. Ve süperiletken diski rayların üstüne koyduğum zaman, serbestçe hareket eder.
(Applause)
(Alkışlar)
And again, that's not all. I can adjust its position like this, and rotate, and it freely moves in this new position. And I can even try a new thing; let's try it for the first time. I can take this disk and put it here, and while it stays here -- don't move -- I will try to rotate the track, and hopefully, if I did it correctly, it stays suspended.
Ve yine, hepsi bu değil. Pozisyonunu bu şekilde ayarlayabilirim, tekrar döndürelim ve yeni pozisyonda da serbestçe hareket edebilir. Hatta yeni birşey deneyebiliriz; hadi ilk defa burada deneyelim. Diski alabilirim ve buraya koyabilirim ve burada kaldığı sürece -- kıpırdama -- Rayları döndürmeyi deneyeceğim ve umuyorum ki, eğer doğruca yaptıysam, askıda kalacak.
(Applause)
(Alkışlar)
You see, it's quantum locking, not levitation. Now, while I'll let it circulate for a little more, let me tell you a little bit about superconductors. Now -- (Laughter) -- So we now know that we are able to transfer enormous amount of currents inside superconductors, so we can use them to produce strong magnetic fields, such as needed in MRI machines, particle accelerators and so on. But we can also store energy using superconductors, because we have no dissipation.
Görüyorsunuz, kuantum kilitlenmesi, havada kalma değil. Şimdi, birazcık onu dolaştırırken, hadi, size biraz daha süperiletkenlerden bahsedeyim. Şimdi -- (Gülüşmeler) -- Şunu biliyoruz ki süperiletkenlerin içerisinden muazzam miktarda akım geçirebiliriz ve bunu güçlü miktarda manyetik alan üretmek için kullanabiliriz, MRI makinelerinde, parçacık hızlandırıcılarda ihtiyacımız olduğu gibi ve benzer yerlerde de. Hatta süperiletkenleri kullanarak enerji depolayabiliriz, çünkü hiçbir enerji kaybımız yok.
And we could also produce power cables, to transfer enormous amounts of current between power stations. Imagine you could back up a single power station with a single superconducting cable. But what is the future of quantum levitation and quantum locking? Well, let me answer this simple question by giving you an example. Imagine you would have a disk similar to the one I have here in my hand, three-inch diameter, with a single difference. The superconducting layer, instead of being half a micron thin, being two millimeters thin, quite thin. This two-millimeter-thin superconducting layer could hold 1,000 kilograms, a small car, in my hand. Amazing. Thank you.
Ve kablolar üreterek güç santralleri arasında muazzam ölçüde enerji aktarabiliriz. Bir düşünün tek bir kablo ile bir santralden yedekleme yapabilirsiniz. Peki kuantum yükselmesinin ve kuantum kilitlenmesinin geleceğinde ne var? Pekala, bu basit soruya bir örnekle cevap vereyim. Hayal edin, benim elimdeki gibi bir diskiniz olabilir, üç inç çapında, tek bir farkla. Süperiletken yüzey yarım mikron kalınlık yerine, iki milimetre kalınlığında, oldukça ince. Bu iki milimetre kalınlığında süperiletken yüzey 1.000 kilogram taşıyabilir, küçük bir araba, elimde. Hayret verici. Teşekkür ederim.
(Applause)
(Alkışlar)