Elektrodinamik Laboratuvarı

-A +A

Elektrodinamik Laboratuvarı, Kibble Balans Laboratuvarı ve Plazma Metroloji Laboratuvarı olmak üzere iki alt laboratuardan oluşmaktadır. Laboratuvarlarda yürütülen çalışmalar aşağıda özetlenmiştir.

 

KİBBLE BALANS LABORATUVARI

Kibble Balans Laboratuvarı “Ulusal Kilogram Prototipi”ni oluşturmak, uluslarararsı metroloji sistemine uluslararası karşılaştırmalar yoluyla entegre etmek ve birincil seviye kütle kalibrasyon hizmetleri vererek kütle ölçüm birliğini sağlamak amacıyla kurulmuştur.

20 Mayıs 2019 tarihinden itibaren, Uluslararası Birimler Sistemi (SI) temel birimlerinden kilogramın yeni tanımının yürürlükte olması bekleniyor. Birimin yeniden tanımlanmasıyla birlikte, kilogramın tanımında ve gerçekleştirilmesinde mevcut olan, fiziksel nesneye bağımlılık ortadan kalkacak ve kilogram kuantum fiziğin temel sabiti olan Planck sabiti (h) ile ilişkilendirilecek. Kütle skalasının uzun vadeli kararlılığını garanti altına alan bu yeni tanım ile birlikte, kilogram zamandan, konumdan ve kişiden bağımsız olarak gerçekleştirilebilecek.

Günümüzde, Kütle ve İlgili Büyüklükler Danışma Kurulu (CCM) tarafından resmi olarak kabul gören, kilogram biriminin yeni tanımının en yüksek doğruluk ve en düşük belirsizliklerle gerçekleştirilmesi için geliştirilmiş iki bağımsız birincil yöntem bulunmaktadır:

  • Kibble (Watt) Balans Deneyi
  • X-Işını Kristal Yoğunluğu (XRCD) Deneyi

Mekanik ve elektriksel gücün dengelenmesi prensibine dayanan Kibble balans deney düzenekleri farklı geometriler ve deneysel protokollerle tasarlanabilir. Kibble Balans Laboratuvarı, 2014 yılının ikinci yarısında başlatılan Kibble Balans projesi kapsamında kurulan Salınımlı Mıknatıs Kibble Balans Deney düzeneği ile dünya çapında yürütülen çalışmalara katkı vermektedir. Salınımlı mıknatıs deney düzeneği ile bilimsel metroloji alanında ileri gelen enstitülere alternatif bir yol izlenerek tamamen yeni bir ölçüm konsepti oluşturuldu ve Kibble balans deneylerinin Türkiye markası geliştirildi.

Projenin başarıyla tamamlanan birinci fazı sonunda 3 x 10-7 bağıl belirsizlikle ölçümler yapıldı. Çalışmalara yakın zamanda başlanmış olmasına rağmen, görece daha uzun yıllar bu alanda çalışan enstitülerin belirsizlik seviyelerine kısa zaman içerisinde ulaşıldı.

Çalışmalarına yoğun bir şekilde devam edilen “Ulusal Kilogram Prototip”in oluşturulacağı ikinci fazda ise 2 x 10-8 bağıl belirsizlik seviyesine ulaşılması hedefleniyor. Bu hedefe ulaşılması durumunda, kütle izlenebilirliği kapsamında ülkenin dışarıya bağımlılığı olmayacağı gibi,  TÜBİTAK UME birincil yönteme sahip olmayan enstitülere uluslararası kütle kalibrasyon hizmeti verilebilecek ve hatta gelişmekte olan enstitülere teknoloji transferi de sağlayabilecek konuma gelecek.

 

PLAZMA METROLOJİ LABORATUVARI

Kurulum aşamasında olan laboratuvarın amacı, ilk aşamada metrolojide yeni alan olan plazma metrolojisinin altyapısını kurmak ve daha sonra plazma konulu teknolojilerin gelişimine katkı sağlamaktadır.  

Maddenin dördüncü hali olarak tanımlanan plazma neredeyse eşit sayıda negatif yüklü elektron ve pozitif yüklü iyonlardan oluşur. Plazma oldukça karmaşık yapısı sebebiyle tanılanması gereken birçok fiziksel süreci içerisinde barındırır. Kontrollü plazma geliştirilmesi metrolojiye ve gelecek buluşlara yeni boyutlar katabilir.

Plazma teknolojileri, günümüzde en son teknolojilerin kullanıldığı endüstriye zemin oluşturmaktadır. Modern teknolojilerin ve yeni cihazların icadı için de plazma anahtar rol oynayacaktır.  Esnek nano-elektronik, mikro-elektronik ve elektromekanik cihazların üretimi, biyo-yakıt sentezi için yenilikçi kimyasal uygulamalar, mikro pillerin gerçekleştirilmesi,  cerrahi uygulamalar ve eczacılık için doğrudan plazma kullananımı yeni nesil plazma uygulamalarından bazıları. Ayrıca, plazmanın sıra dışı özellikleri, metrolojinin değişik alanlarında yeni ölçüm yöntemleri ve ölçüm aletlerinin geliştirilmesine zemin sağlayabilir.

İlaveten, gelecekte iklim değişikliğiyle mücadele etmek için büyük bir atılım olarak, yeşil, güvenli, sürdürülebilir enerji kaynağı olarak füzyon kullanılması planlanıyor. Plazmanın karmaşık doğasının daha iyi anlaşılması ve kimyasal, fiziksel ve elektriksel özelliklerinin karakterizasyonu, kontrollü füzyon reaksiyonu yönünde önemli ilerlemeler sağlayabilir.