Bu sorunun cevabı, “universetoday.com”da 14 Mart 2016’da yayımlanan bir yazıda verildi…!
Hidrojen ve Helyum evrende en fazla miktarda mevcut olan gazlar… Sebebi basit: sentezlenmeleri, diğer (daha ağır) atomlara kıyasla, en az enerji gerektirdiğinden, Büyük Patlama’dan (Big Bang) sonra ilk sentezlenen atomlar-moleküller-gazlar olduklarından…Şüphesiz, evrenin başlangıç maddesi Hidrojen… en hafif madde olduğu için…! Bilim insanları bu gerçeği yıllar önce anladı…
Kısaca, görünen / gözlenebilen evrenin büyük bir kısmı bu iki hafif gazdan (elementten) oluşuyor… Bolluk sıralamasında ikinci gelen Helyum’un evrendeki toplam maddenin elementel kütlesinin %24’ü kadar olduğu biliniyor…
Bilim insanları, Helyumun balonları uçurmasının ve soluyanın sesini tizleştirmesinin yanında, insan varlığını mümkün kılan önemli bir madde olduğunu da hatırlatıyor…
Helyum, yıldızları oluşturan maddenin önemli bir bileşeni olduğunun yanında, “gaz devi” gezegenlerin atmosferinin de önemli bir parçası… Bunun önemli bir sebebi çekirdek birleşim enerjisinin (nuclear binding energy) yüksek olması… Diğer bir sebebi ise, hem çekirdek füzyonu, hem de radyoaktif bozunma süreçlerinde üretiliyor olması…
Yine de, bilim insanları, Helyum’un varlığını 19. Yüzyılda keşfedebildi…!
Helyumun varlığı hususunda ilk delili, 1868’de elde eden kişi Fransız astronom Jules Janssen… Janssen, bir Güneş tutulması anında, Güneşin kromosferinden (chromosphere) yayımlanan, 587.49 nanometrelik parlak sarı ışığın Sodyum olduğunu düşündü…
Aynı yılın 20 Ekim günü, İngiliz astronom Norman Lockyer Güneş ışığı spektrumunda, daha önce varlığı bilinmeyen bir maddeye ait sarı çizgiyi belirledi… Lockyer ve İngiliz kimyacı Edward Frankland, bu yeni maddeye, Güneşin Yunancası “Helios”tan hareketle, “Helios” adını verdi…
İkinci en basit (ve hafif) atom olan Helyumun çekirdeğinde ikişer adet proton ve nötron, yörüngede iki elektron mevcut…
Helyumun en yaygın formu olan Helyum-4’ün Büyük Patlama çekirdek sentezi sürecinin ilk 10 saniyesiyle 20 dakikası arasındaki zaman diliminde üretildiği düşünülüyor… Büyük Patlamada ilk üretilen madde, Hidrojenin en hafif izotobu olan ve çekirdeğinde sadece bir proton mevcut olan “Hidrojen-1”…
Büyük Patlamanın küçük miktarlardaki Hidrojen, Helyum ve Lityum izotoplarıyla birlikte, Helyum-4’ün çoğunluğunu ürettiği düşünülüyor… Bilim insanları, daha ağır elementlerin yıldız çekirdek sentezi (stellar nucleosynthesis) süreçlerinde, daha sonra üretildiği sonucuna vardı…
Halen, yıldızların merkezindeki yüksek sıcaklık ve basıncın sayesinde, aynı süreç içinde, çok fazla miktarda Helyum Hidrojen atomlarının birleşmesiyle oluşmakta…
Helyum-4 atomunun çekirdeği alfa parçacığı ile eşdeğer.. İki proton ve iki nötrondan oluşan çekirdek alfa bozunması (bir maddenin enerji salarak başka bir maddeye dönüşmesi) sürecinde ortaya çıkmakta… Helyumun “inert” (nötr) olması kararlı ve elektron bulutunun düşük enerji durumunda olmasından, tüm elektronlarının da “1s” orbitali işgal etmesinden, açısal momentumunun mevcut olmaması ile birbirinin “intrinsic spin”ini elimine etmesinden…
Helyumun, bir süre, sadece Güneşte mevcut olduğu düşünüldü…! Ancak, 1882’de, İtalyan fizikçi Luigi Palmieri, yanardağ Vezüy’ün ( Mount Vesivius) lavlarını analiz ederken, Helyumun varlığını da belirledi… 1985’te, İskoç kimyacı Norman Lockyer, Argon’u araştırırken, “cleveite” numunesi içinde Helyumun varlığını, William Crookes ve Norman Lockyer’den destek alarak belirledi…
Kimyacı Per Teodor ve Abraham Langlet (İsveç) Helyumu, birbirinden bağımsız olarak, “cleveite”den izole ederek, atom ağırlığını doğru şekilde belirlediler…
Takibeden yıllarda Helyumun birçok ilginç özelliği belirlendi… 1907’de, Ernest Rutherford ve Thomas Ryods “alfa parçacığının” gerçekte Helyum çekirdeği olduğunu gösterdi…1908’de, Helyum, ilk defa olarak, Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes tarafından, bu gaz bir Kelvin derecenin altına kadar soğutularak, sıvılaştırıldı… 1926’da, öğrencisi Willem Hendrik Keesom, 25 atmosfer basınç uygulayarak, Helyumu katılaştırmayı başardı…!
Helyum süperakışkanlık özelliği belirlenen ilk elementlerden biridir…1938’de, Rus fizikçi Pyotr Leonidovich Kapitsa Helyum-4’ün mutlak sıfır noktasına yakın sıcaklıklarda (soğuklarda), vizkozitesinin, hemen hemen sıfırlandığını belirledi… Helyumda gözlenen bu özellik, 1972’de, Amerikalı fizikçiler Douglas D. Osheroff, David M. Lee, ve Robert C. Richardson tarafından, Helyum-3 için de belirlendi…
Helyumun “yanmaz” ve hafif olma özellikleri onun uzay araçları dahil bir çok hava aracında kullanılmasını mümkün kılmakta…
Sıvı Helyum, çok düşük sıcaklığı sebebiyle, MRI Sken (Scan) cihazlarında ve spektrometrelerdeki süperiletken mıknatısların soğutulmasında yaygın şekilde kullanılmakta… CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısının 1.9 Kelvin sıcaklıkta tutulabilmesi için de sıvı Helyum kullanılmakta…
Bunlar, Helyumun kullanım alanlarıdan sadece birkaçı…!
0 yorum:
Yorum Gönder