Plazma maddenin dördüncü hali olan plazmadır. Plazmaların endüstriyel olarak çok geniş alanda kullanılmaları söz konusudur. Bunlardan biri de tıp alanıdır. Plazmaların tıbbi olarak doğrudan ve dolaylı olarak kullanılmaları mümkündür. Dolaylı kullanılmaları tıbbı malzemelerin sterilizasyonu, biyouyumlu implantların üretimi şeklinde, doğrudan uygulamaları ise yara iyileştirme, kanserli hücre araştırmaları, diş tedavisi gibi hücre ve doku üzerinedir.

Ayrıntılı bilgi ve mevcut projemiz hakkında bilgi için aligulec@isparta.edu.tr adresinden iletişime geçilebilir.

plasma notlari 1

Langmuir Probe

Günümüzdeki bilgisayar teknolojisinde, gün geçtikçe daha hızlı ve daha etkin
hesaplamaya yönelik önemli adımlar gözlenmektedir. Bilgisayarlar, başlangıçta
mekanik bir yapıya sahip iken zaman içerisinde elektronikte toplu (entegre) devreler,
bilgisayarların yeni yapı taşlarını oluşturdular ve önceki bilgisayar teknolojisinde
kullanılan rölelerin, vakum tüplerinin ve transistörlerin yerini aldılar. Yani,
bilgisayar devrelerindeki eleman sayısı arttıkça, kullanılan elektronik elemanların
boyutları küçülmüştür. Bugün için bilgisayarların toplu işlemcilerinde, 42 milyon
adet transistör bulunmaktadır. Bu sayı, her yıl ikiye katlanarak artmaktadır.
Gelecekte mikroelektronik elemanların birkaç atomdan oluşan modelleri karşımıza
çıkabilecektir.

Alışılmış (klasik) bilgisayarların işlem gücünün artmasına karşın,
çözemeyeceğimiz bazı problemler bulunmaktadır. Daha etkin ve hızlı hesaplama için
kuantum kuramlarının geçerli olduğu algoritmalara (akış çizelgelerine) göre çalışan
yeni kuantum bilgisayarları için yorucu ama heyecan verici çalışmalar yapılmaktadır.
Kuantum kuramlarından yararlanarak algoritmalar oluşturma kavramı, 1980’li
yıllarda başlamıştır. Paul Benioff, kuantum bilgisayarı için bir mantık geçidi
tasarladı. 1982’de kuantum fiziksel bir sistemin bilgisayar benzetişiminin, klasik
bilgisayarlarda klasik olasılık yöntemler kullanılarak etkili bir biçimde
yapılamayacağı, ancak kuantum bilgisayarlarıyla bunun mümkün olacağı, Feynman
tarafından önerildi. 1994 yılında ise Peter Shor, kuantum bilgisayarları için bir
algoritma geliştirdi. Böylece, yüzlerce haneden oluşan sayıları çok kısa sürede
çarpanlara ayırmak için algoritma araştırmaları arttı ve bir ya da birkaç mantık
geçidinden oluşan kuantum bilgisayarları ortaya çıkmaya başladı.

Bilgisayarlarda saklanabilecek en küçük veri parçası “binary digit” in kısaltılmışı
olan “bit” dir. Bir bit, sıfır “”’0′ ve bir ‘“1’” olmak üzere iki değer alabilir. Klasik bilgisayarlarda bilgi bir “bit’ler sicimi” gibi kodlanır.Kuantum dünyasına baktığımız zaman, Werner Heisenberg’in ortaya koyduğu “belirsizlik ilkesi” ile karşılaşırız. Bu ilkeye göre; bir parçacığındurumu,hiçbir zaman kesin bir değerle belirlenemez. Konumundaki belirsizlik ile,hızındaki belirsizliğin çarpımı her zaman sıfırdan farklı olmak zorundadır. Parçacığın hızını belirlemek için yapılan gözlem, parçacığın konumunu değiştirir. Örneğin bir protonun çevresinde dolaşan elektronun belli bir anda nerede bulunduğunu belirlemek mümkün değildir.

Erwin Shrödinger, parçacıkların konumunun tek bir değer yerine tüm değişkenlerin
olası durumlarını kapsayan bir dalga fonksiyonu ile açıklanabileceğini kanıtladı.
Kuantum mekaniğinin birinci postülasõna göre, bir fiziksel sistemin belirli bir t
anındaki durumu, Ψ (r ,t) dalga fonksiyonu ile belirlenir. Schrödinger denkleminin
çözümleri, dalgaların üst üste binme (süperpozisyon) özelliğine sahip olurlar. ψ1 ve
ψ2 lineer ve homojen bir diferansiyel denklemin çözümleri ise,  ψ1 +ψ2 çizgisel
birleşimi de, aynı denklemin çözümüdür.

Kuantum hesaplamada kullanılan temel bilgi değerleri, genel anlamda iki duruma
sahip kuantum sisteminin bu durumlarının toplamı biçiminde ifade edilir. Bir proton
ve bir elektrondan oluşan kuantum sisteminin, “taban durum” ve “uyarılmış durum”
gibi iki farklı durumu mantıksal açıdan ‘0’ ve ‘1’ olarak etiketlenip kullanılabilir. Bu
noktada böyle bir sistemin bilgisini taşıyan “kuantum bit” yani “kübit” kavramı
karşımıza çıkar.

Plazma deyince aklımıza ilk olarak hafif sarı renkli, içinde su, kan proteinleri, tuzlar gibi bileşenler bulunan kanın sıvı kısmı ya da plazma televizyonlar gelir. Kanın sıvı kısmına verilen plazma adı, maddenin dördüncü haline esin kaynağı olmuştur ancak burada sözü edilen biyolojik anlamdaki plazma değildir. Plazma televizyonlar ise burada sözü edilen plazmanın, endüstriyel uygulamalarından biridir.

Plazma niçin maddenin dördüncü hali olarak tanımlanır? Maddenin sırasıyla katıdan, sıvı ve gaz haline geçişi için enerji gereklidir. Gaz halindeki maddeye enerji verilirse ‘iyonize olmuş gaz’ olan plazma elde edilir. Yani başka bir hal elde edilir. Plazma; elektronlar, iyonlar, nötr parçacıklar, fotonlar ve uyarılmış parçacıklar içerir. Elektriksel olarak nötr bir gazdan plazmayı ayıran en önemli özellik, plazmayı oluşturan parçacıkların kollektif hareketidir.

Plazmanın ilk bilimsel çalışmaları Humphry Davy tarafından başlamış, 1830’larda Micheal Faraday ve diğer araştırmacılar tarafından doğru akım (dc) elektriksel deşarj tüpünde yapılan deneylerle devam etmiştir. William Crookes tarafından 1874’de maddenin dördüncü hali olarak tanımlanmıştır. ‘Plazma’ terimi kandaki plazma teriminden esinlenilerek ilk olarak 1928’de Irving Langmuir tarafından kullanılmıştır. Tüm yıldızlar plazmadan oluşur ve yıldızlar arası uzay plazmayla doludur yani evrenin % 99’u plazma halindedir. Güneş sisteminin merkezindeki yıldız olan Güneş bir plazma ortamıdır.

Plazmalar nötral gaz sıcaklığına göre termal olanlar ve termal olmayanlar olarak sınıflandırılabilirler  Termal plazmalar için ‘dengede’ ya da ‘sıcak’, termal olmayanlar için de ‘dengede olmayan’ ya da ‘soğuk’ terimleri kullanılır. Termal plazmalarda, plazma içindeki parçacıkların (elektronların, iyonların, nötr parçacıkların) sıcaklıkları aynıdır yani termal olarak dengededirler. Bu tür plazmalara örnek olarak yıldızlardaki plazmalar ve füzyon verilebilir. Bu tür plazmaları oluşturmak için 4000 K – 20 000 K aralığında yüksek sıcaklıklar gerekir. Dengede olmayan plazmalarda iyonlar ve nötr parçacıklar gibi kütlece ağır parçacıkların sıcaklıkları oda sıcaklığına yakındır ancak elektronlar birkaç bin Kelvin sıcaklığındadırlar. Laboratuvar ortamında gazlarda elektriksel deşarj yoluyla üretilen plazmalar, gazın basıncı, elektrik alanın uygulama süresi ve elektrotlar arası mesafe gibi parametrelere bağlı olarak termal ya da termal olmayan olabilirler. Teknolojik uygulamalarda özellikle dengede olmayan plazmalarla ilgilenilir.