Kar Kristalleri ve Matematiği

0

Kepler, Descartes ve Hooke‘un yaklaşık 400 yıl önce yağtığı ilk çalışmalardan veri kar kristalleri, karmaşık ve simetrik yapılarıyla insanı şaşırtıyor. Her nekadar kar kristalleri örnekleri doğadan kolaylıkla toplanıp incelenebilse dekar kristallerinin oluşum sürecinin hala tam olarak anlaşıldığı söylenemez.

Atmosferdeki doğal oluşum süreçlerini takip etmek neredeyse imkansız olduğu için geçtiğimiz yüzyılda kar kristallerinin yapısını anlamaya çalışan araştırmacılar, laboratuvar ortamında yapılan deneylere ve kurumsal modellere yöneldiler. İlk olarak Ukiçiro Nakaya, tavşan tüylerinin ucunuda yapay kar kristalleri büyütmeye başladı. Daha sonra bulut tünellerinin kullanıldığı ya da tavşan tüylerinin yerini buzdan iğnelerin aldığı başka yöntemler de geliştirildi. Ancak gösterilen tüm çabalara rağmen, kar kristallerinin laboratuvar ortamında üretmen bugün hala zor.

Kar kristalleri üzerine yapılan kurumsal araştırmalar ve matematiksel modelllemelerse gün geçtikçe gelişiyor. Kullanılan modeller daha detaylı hale geldikçe uygulamaları da doğal olarak zorlaşıyor. Ancak sadece birkaç parametre içeren hayli basit modellerle bile karmaşık kar kristalleri elde edilebiliyor ve yapılarını belirleyen etkenler hakkında fikir edilinebiliyor.

Kristallerin Yapısı

Sıradan kar kristalleri altılı simitriye sahiptir; simetri merkezinde geçen, simetri düzlemine dik bir eksen etrafında 360/6=60 derece çevrildikleri zaman görünüşleri değişmez. Atmosferde, şekilsiz bir yapıya sahip toz zerreciklerinin etrafında büyümeye başlayan kar kristalleri, önce yavaş yavaş altılı simetriye sahip düzenli çekirdek halini alır. Daha sonra boyutları mikron ( metrenin milyonda biri) ölçeğinde bir dik altıgen prizma oluşur. Kar kristalleri, milimetre ölçeğindeki nihai büyüklüklerine ulaşana kadar altılı simetri korunur.

Ancak çeşitli etkenlere bağlı olarak gelişim sırasında kristaller başkalaşır ve birbirinden çok farklı karmaşık yapılar ortaya çıkar.

Sınıflandırma

Kar kiristallerinin mikroyapılarıyla ilgili veritabanı büyüdükçe araştırmacılar kristalleri yapılarına göre sınıflandırmaya başladı. İlk sınıflandırmalardan biri olan Magono-Lee sınıflandırmasında kar kristalleri 80 türe ayrılıyordu. Libbrecht’in yaptığı daha basit bir sınıflandırmadaysa 35 tür var. Düzlemsel yapıya sahip ( bir boyutu diğer iki boyutuna göre çok daha küçük olduğu için iki boyutluymuş gibi görünen) kar kristalleri Magono-Lee sınıflandırmasındaki 13 türü Libbrecht’in sınıflandırmasındaki 6 türü içine alır. Magono-Lee sınıflandırmasındaki bu 13 türün bazıları Libbrecht’in sınıflandırmasındaki türlerin hibritleridir.

Canlıları sınıflandırmak için ortaya konan gayretle karşılaştırıldığında, kar kristallerini sınıflandırmak için gösterilen çabaların çok daha keyfi olduğu söylenebilir. Çünkü farklı türlere sahip özellikleri bir arada taşıyan ara türlerdeki kristallerin sayısı çoktur. Örneğin eğrelti otuna benzetilen türlerle dendritlere (sinir hücresinden çıkan uzantılar) benzetilen türler arasındaki ayrım pek de belirgin değildir.

Kaynak: Popular Science

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


Bu web sitesi deneyiminizi geliştirmek için çerezleri kullanır. Bununla iyi olduğunuzu varsayacağız, ancak isterseniz vazgeçebilirsiniz. Kabul etmek Mesajları Oku

G-B0ZQSMMP2T