Auburn University ekibi, zayıf bir magnetizma etkisinin bile toz plazma içindeki nanoparçacıkların büyümesini belirgin şekilde değiştirebildiğini gösterdi. Magnetizma, elektronların hareketini yönlendirerek parçacıkların yüklenme biçimini ve sonuçta boyutlarını etkiliyor.
Uzayda ve laboratuvar deneylerinde görülebilen “toz plazma”, klasik plazmadan farklı olarak içinde çok sayıda mikroskobik toz parçacığı barındıran, ışıldayan bir karışımdır. Auburn University fizikçileri, Physical Review E dergisinde yayımlanan yeni çalışmalarında, çok zayıf bir magnetizma etkisinin bile bu sistemin davranışını kayda değer ölçüde değiştirebildiğini raporladı.
Magnetizma elektronları “kuralları koyan” tarafa geçiriyor
Araştırmaya göre manyetik alan uygulandığında elektronlar spiral (helezon) yollar izlemeye başlıyor. Bu durum plazmanın genel dengesini de etkileyerek, plazma içindeki parçacıkların elektrik yükünü nasıl kazandığını ve ne hızla büyüdüğünü değiştiriyor. Sonuç olarak aynı ortamda, manyetik alanın varlığı nanoparçacıkların büyümesini kimi koşullarda yavaşlatabiliyor, kimi koşullarda ise hızlandırabiliyor.
Ekip, bu etkiyi incelemek için argon ve asetilen gazı karışımını ateşleyerek karbon nanoparçacıkları üretti. Manyetik alan yokken parçacıkların yaklaşık iki dakika boyunca düzenli şekilde oluştuğu ve ardından plazma bölgesinden uzaklaştığı gözlendi. Manyetik alanlar devreye alındığında ise büyüme süresi belirgin biçimde kısaldı; bazı denemelerde süreç bir dakikadan kısa sürdü ve ortaya çıkan parçacıklar daha küçük kaldı.
Çalışmanın altını çizdiği nokta şu: Plazmadaki en hafif bileşenler olan elektronlar manyetik alanla “magnetize” olduğunda, sistemin geri kalanı onların yeni hareket düzenine uyum sağlıyor. Bu hassasiyet, laboratuvarda belirli özelliklerde nanoparçacık üretimi (ör. elektronik, kaplama teknolojileri ve kuantum teknolojileri için) gibi uygulamalar açısından önem taşıyabilir. Aynı zamanda bulgular, gezegen halkaları ya da Güneş atmosferi gibi ortamlarda toz ve manyetik alanların etkileşimini anlamaya da katkı sunuyor.
