Anlık Bildirim

Dünyanın en güçlü türbülans deneyi, 80 yıllık paradoksu ortadan kaldırdı

Sovyet matematikçi Andrey Kolmogorov’un 1941’de ortaya koyduğu enerji dağılımı teorisi ile Taylor-Couette sistemlerinin davranışları arasındaki çelişki, dünyanın en güçlü türbülans deneyi ile çözüldü.

Dünyanın en güçlü türbülans deneyi, 80 yıllık paradoksu ortadan kaldırdı Tam Boyutta Gör
Akışkanlar dinamiği, modern fiziğin en karmaşık ve en az çözülebilmiş alanlarından biri olmaya devam ediyor. Özellikle türbülans, yani bir akışkanın düzensiz, kaotik hareketleri, onlarca yıldır fizikçilerin üzerinde düşündüğü, ancak tam olarak tanımlayamadığı bir olgu. Bu alanda Sovyet matematikçi Andrey Kolmogorov’un 1941’de ortaya koyduğu enerji dağılımı teorisi, bugüne dek akışkanlar mekaniğinin temel taşlarından biri olarak kabul ediliyordu. Ancak bu teori, belirli koşullar altında geçerli görünmüyordu; özellikle dönen silindirler arasındaki akışlarda, yani Taylor-Couette sistemlerinde beklenen sonuçlar bir türlü elde edilemiyordu. Tam 80 yıldır çözülemeyen bu çelişki, nihayet Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (OIST) araştırmacıları tarafından ortadan kaldırıldı.

Bu hafta Science Advances dergisinde yayımlanan çalışma, Kolmogorov’un türbülans teorisinin aslında Taylor-Couette akışlarında da geçerli olduğunu kanıtladı. Böylece akışkanlar dinamiğinde onlarca yıldır süren en büyük belirsizliklerden birine son verilmiş oldu. 

Okinawa ekibi, 80 yıldır açıklanamayan bu çelişkiyi çözebilmek için Kolmogorov’un daha genel teorik çerçevesine başvurdu; yalnızca eylemsizlik aralığına değil, aynı zamanda enerjinin en küçük ölçeklerde nasıl dağıldığına da odaklandılar. Araştırmacılar, akışın viskozitesine ve en küçük hareket ölçeklerine göre yeniden ölçeklendirme yaptıklarında, gizli bir evrensellik ortaya çıktı. Yani Taylor-Couette sistemleri de tıpkı atmosferik rüzgârlar veya okyanus akıntıları gibi, Kolmogorov’un 1941’de tanımladığı evrensel enerji dağılımına uyum gösteriyordu.

Bu Çalışma, Benzersiz Bir Deney Düzeneği Sayesinde Mümkün Oldu

Dünyanın en güçlü türbülans deneyi, 80 yıllık paradoksu bitirdi Tam Boyutta Gör
Bu önemli keşif, dokuz yıl süren mühendislik çalışmasının ardından geliştirilen, dünyada eşi benzeri olmayan bir deney sistemi sayesinde mümkün oldu. OIST Taylor-Couette (OIST-TC) olarak adlandırılan düzenek, birbirinden bağımsız olarak binlerce devir/dakika hızla dönebilen iki eş merkezli silindirden oluşuyor. Saniyede milyonlarca ölçüm yapabilen sensörlerle donatılan bu sistem, sıcaklık dengesini mikroskobik hassasiyetle koruyabiliyor. Araştırma ekibi, bu sayede bir milyon Reynolds sayısına kadar ulaşan türbülanslı akışları gözlemlemeyi başardı; Bu, bugüne dek laboratuvar koşullarında erişilmiş en yüksek değerlerden biri.

Profesör Pinaki Chakraborty, konuyla ilgili yaptığı açıklamada “Bu problem, akışkanlar mekaniğinde adeta bir yara gibiydi. Artık bu çelişkiyi ortadan kaldırarak hem Kolmogorov teorisini doğruladık, hem de OIST-TC sistemiyle türbülans araştırmalarında yeni bir dönemi başlattık.” ifadelerini kullandı.

Bu keşif, yalnızca teorik bir çelişkinin çözümüyle sınırlı değil. Artık Taylor-Couette sistemleri, kapalı sistemlerde türbülansın kontrollü biçimde incelenebileceği güçlü bir deneysel platform olarak kullanılabilecek. Bu sayede bilim insanları, akışkanlara farklı katkı maddeleri (polimerler, kabarcıklar, tortular vb.) ekleyerek enerji aktarım süreçlerini ayrıntılı biçimde analiz edebilecek. Elde edilen veriler, hava tahmini modellerinden motor tasarımlarına, hatta yıldız oluşum süreçlerine kadar pek çok alanda daha doğru hesaplamalar yapılmasına katkı sağlayabilir.

Kaynakça https://phys.org/news/2025-08-elegant-theory-chaos.html https://www.perplexity.ai/discover/tech/oist-proves-kolmogorov-turbule-LNSpTl_oRKGSo7ZHgrCwHw Bu haberi ve diğer DH içeriklerini, gelişmiş mobil uygulamamızı kullanarak görüntüleyin: DH App Gallery Uygulamasını İndir DH Android Uygulamasını İndir DH iOS Uygulamasını İndir
Sorgu:

Editörün Seçtiği Sıcak Fırsatlar

Sıcak Fırsatlar Forumunda Tıklananlar

Tavsiyelerimiz

Yeni Haber
şimdi
Geri Bildirim