Günlük yaşamda kullanılan cam bilim insanları için göründüğü kadar da berrak bir madde değil. Bilim insanlarının ele aldığı cam, bardakların veya pencerelerin camından biraz daha karmaşık, zira bu bilim insanlarının camı hem katı halde hem de sıvı halde varolabiliyor. Hangi fiziksel şartlarda hal değiştireceğinin belli olmaması nedeniyle, cam evrenin ilk zamanlarındaki nebulaya benzetiliyor.

Fizikçiler, sıvıdan katıya geçişin belli şartlarda ve bir kez gerçekleştiğini varsayıyor. Ancak, Physical Review Letters dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, bu geçiş aslında tek seferlik değil, sürekli olarak gerçekleşebiliyor. Bu iddia, bilim insanlarına biraz garip gelebilir, zira sıvıdan katıya geçiş eğer sürekli olarak gidip gelirse, buna dayanan bütün hesaplamaların da değişmesi gerekebilir.

Cam maddeleri doğaları gereği tanımlamak güç. Cam tam anlamıyla bir sıvı değil; soğuk derecelerde molekülleri yavaş hareket ettiği için katı madde özellikleri kazanıyorlar. Camın muğlak özellikleri, en iyi eski tip el yapımı camlarda gözlemlenebilir. El yapımı Bu tip camların alt kısımları üst kısımlarına göre daha kalın olur, çünkü yıllar içinde molekülleri yerçekimiyle yavaş yavaş aşağıya doğru kayar.

NE ZAMAN HAL DEĞİŞTİRECEĞİNİ KESTİRMEK GÜÇ

Fizikçiler camın bu kendine özgü maddenin halleri arasındaki geçişlerini açıklayabilmek için çeşitli teoriler geliştiriyor. Bazılarına göre, camın halden hale geçişi soğuyan moleküllerin hareketli vaziyetten katı hali oluşturan durgun vaziyete geçmesinin koşullarını tam olarak kestirmek güç.

Princeton Üniversitesi’nden Salvatore Torquato, bilgisalar simülasyonlarında camın maddenin halleri arasındaki geçişlerini inceledi. Bu simülasyonlarda bilim ekibi camın hangi koşullarda sıvıdan katıya, katıdan sıvıya geçiş yaptığının belirlenemeyeceği sonucuna vardı. Torquato bunu şöyle açıklıyor: “Deneydeki cam madde katıdan sıvıya, sıvıdan katıya sürekli bir geçiş halinde, geçiş fazları sonsuz sayıda olabilir. İşte bu nedenle cam maddenin hal değiştirmesi üzerine kesin bir yargıya varmak olanaksız.”

CAM, EVRENİN İLK HALİNE BENZİYOR

Bu sonuç, fizikte mevcut maddenin halleri kuramı ve termodinamik hesaplamaları bir anda zorlaştırabiliyor. Torquato, cam maddenin hal değiştirmesi üzerine yapılacak çalışmaların temel fizik kuramlarıyla ilgili değerli önermeler çıkaracağını vurguluyor.

Cam maddenin hal değiştirmesinden, özellikle astronomide evrenin oluşumu çalışmalarında yararlanılacak. Evrenin ilk dönemlerinde cam madde benzeri şekilsiz ve sıvı ile katı arasında muğlak bir hali olduğu varsayılıyor. Torquato ayrıca, cam maddenin hal değiştirmesiye ilgili bilgilerin gelecekte sıvı ve katı hal özelliklerine aynı anda bulunduran polimerlerin üretiminde kullanılacağını dile getiriyor.



Kaynak: NTV