Dünya üzerindeki tüm insanların deneyimlediği üzere bizler, etrafımızı üç boyutlu (3D) olarak deneyimleyen canlılarız. Günlük ömrümüzü X, Y ve Z eksenleri üzerinde yahut daha açık bir tabirle yukarı-aşağı, sağa-sola, ileri-geri halinde deneyimliyoruz. Fakat son yıllarda Missouri Üniversitesi‘ndeki bilim insanları mevcut fizikî gerçekliğimizin bir uzantısı olarak “dördüncü boyutu” (4D) ya da sentetik boyutu araştırıyorlar. 4 boyutlu metamalzeme geliştirildi
Missouri Üniversitesi bilim insanları, 4D sentetik boyut tekniğine dayanan yeni bir metamalzeme formu geliştirdiler. Resmi açıklamaya nazaran bilim insanları, katı bir materyalin yüzeyindeki güç dalgalarını denetim etme yeteneği de dahil olmak üzere 4D yeteneklerine sahip yeni bir sentetik metamalzemeyi muvaffakiyetle oluşturdu. Mekanik yüzey dalgaları olarak isimlendirilen bu dalgalar, titreşimlerin katı gereçlerin yüzeyi boyunca nasıl hareket ettiğinin temelini oluşturuyor.
Çalışmanın eş muharriri Guoliang Huang, resmi bir açıklamada “Geleneksel materyaller X, Y ve Z eksenli sadece üç boyutla sonludur. Lakin artık sentetik boyutta yahut 4D’de materyaller inşa ediyoruz, bu da güç dalgası yolunu, bir gerecin bir köşesinden başkasına giderken tam olarak istediğimiz yere gitmesi için manipüle etmemize imkan tanıyor” dedi.
4D materyal nerelerde kullanılacak?
Takımın keşfi, bu evrede, öteki bilim insanlarının gerektiğinde alıp uyarlayabileceği bir yapı taşı olsa da, gereç tıpkı zamanda inşaat mühendisliği, mikro-elektromekanik sistemler (MEMS) ve ulusal savunma kullanımlarıyla ilgili daha büyük uygulamalar için ölçeklendirilme potansiyeline de sahip. Bu yeni metamalzeme, topoloji olarak bilinen bir matematik alanı kullanılarak geliştirildi. Bu kol, halleri ve bunların uzaydaki sistemini incelemekle ilgileniyor. Bu çığır açıcı keşif ise topolojik pompalama ismi verilen bir teknikle mümkün oldu. Topolojik pompalama, daha yüksek boyutlu kuantum-mekanik tesirlerin geliştirilmesine imkan sağlayarak bir gün kuantum mekaniğinde ve kuantum hesaplamada önemli ilerlemelere yol açabilir.
Malzeme ayrıca sarsıntıya sağlam yapılar için teknik tahliller geliştirmek üzere de kullanılabilir. Huang, yaptığı açıklamada “Bir sarsıntıdan kaynaklanan gücün yüzde 90’ı dünyanın yüzeyi boyunca yayılıyor. Bu nedenle, yastık gibisi bir yapının bu materyalle kaplanması ve binanın altına yerleştirilmesi, potansiyel olarak yapının zelzele sırasında çökmesini önlemeye yardımcı olabilir” diyor.
