Ortaöğretimden itibaren öğrendiğimiz kurallardan ilki enerjinin tek yönde iletilemeyeceği yani zaman –tersinme simetrisine sahip olduğudur. Fizik yasalarında da geçerli bir kural olan zaman – tersinme etkisi zamanın tersine çevrilmesi durumunda fiziksel etkinin de tersine döneceğini söylemektedir.
Enerjinin Tek Yönde İletimi Mümkün Müdür?
Bir enerji örneği olarak ses basınç değişimi olup canlıların işitme organları tarafından algılanabilen titreşimlerdir. Fiziki olarak sesin tanımlanmasında katı, sıvı ya da gaz ortamda meydana gelen düzensizlik tanımlaması yapılmaktadır. Moleküllerin titreşmesi ile oluşan bu enerji ancak maddesel bir ortamda yayılabilmektedir.
Burada ele alacağımız konu sesin tek yönde iletiminin mümkün olup olmadığıdır. Yayılımı için maddesel bir ortama ihtiyaç duyan ses boşlukta ilerleyemediği için dalgalar halinde yayılım göstermektedir.
Ses Tek Yönde Nasıl İletilir?
Newton’un hareket yasalarında yer alan prensiplerden birisi olan “ her etkiye karşı eşit ve zıt bir tepki vardır “ prensibi aynı zaman da ses için de geçerlidir. Yukarıda da belirttiğimiz gibi zaman – tersinme simetrisi içerisinde zamanın yönü tersine çevrilir ise fiziksel etkinin de tersine dönmesi gerekir.
A noktasından çıkan ve B – C noktalarına ilerleyen ses sabit olarak bir yöne iletilse de iki yönde ki alıcı tarafından da algılanacaktır. Daha açık bir örnek ile ikili diyaloglarda karşınızda ki kişi tarafından söylenen söz sizin tarafınızdan nasıl algılanıyor ise aynı şekil de karşıda ki kişi de sizin sözlerinizi algılayacaktır. Fakat ortam koşulları üzerine yapılan oynamalar ile ses iletimin de yer alan zaman – tersinme eğrisi kırılarak tek bir yönde enerji iletimi sağlanabilmektedir.
Yapılan bir araştırma da geliştirilen cihaz yardımıyla yukarı da belirttiğimiz “imkansız” durum gerçekleştirilmiştir. Rezonant halka boşluğu içeren cihaz üzerinde ses, halkaya üç farklı noktadan giriş yapıyor fakat tek bir noktaya iletilebiliyor. Araştırmacılar, cihaz içerisine yerleştirdikleri bilgisayar fanları ile halka içerisinde bir hava akımı oluşturmuş ve hassas hız ayarlaması ile sesi yalnızca bir noktaya iletmeyi başarmış.
Texas Üniversitesi’nde yapılan bir çalışmanın ürünü olan bu cihaz sesin yalnızca bir ya da istenilen yönde iletilmesini sağlamaktadır. Gelecekte radyo dalgaları ve ışık için de geliştirilmesi düşünülen cihazın Fizik kurallarına yeni bir kavram ekleyeceğini söyleyebiliriz.
Kaynaklar
(1) http://www.utexas.edu/news/2014/01/30/nonreciprocal-acoustic-circulator/
