Gurgen Askaryan

Gurgen Askaryan (Ermenice: Գուրգեն Ասկարյան; Rusça: Гурген Аскарьян or Гурген Аскарян) (14 Aralık 1928 – 2 Mart 1997) kendinden odaklanan ışığı keşfedişi, ışık madde etkileşimlerini ele alan yol gösterici çalışmaları ve yüksek enerji parçacıklarının yoğun maddeler ile etkileşimleri üzerine inceleme ve araştırmalarıyla öne çıkan Sovyet - Ermeni fizikçidir. (Bakınız Askaryan efekti)

Biyografi

Gurgen Askaryan 1928’de Moskova, Rusya’da Ermeni bir aileye doğdu. Annesi de babası da doktordu; babası pratisyen ve annesi Astgik Askaryan dişçiydi. Gurgen 18 yaşında Moskova Devlet Üniversitesi, fizik bölümüne girdi. Burada atomik çekirdek üzerine yoğunlaştığı ilk araştırma projesine başladı. 1952’de mezun oldu ve Moskova’daki Kimyasal Fizik Enstitüsü’nün lisan üstü programına kabul edildi. 1953'te Lebedev Fizik Enstitüsüne transfer oldu, PHD’si ile 1957’de mezun oldu. 200’den fazla makale yazan Askaryan yüksek enerji fiziği (Bak Askaryan efekti and ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna)), akustik ve optik alanlarına önemli katkılarda bulundu. Kendinden odaklanan ışığı bulmasıyla Sovyetler Birliği zamanındaki en önemli ödülü kazandı. Gurgen 1992’de bilim doktoru unvanını aldıktan kısa bir süre sonra kız kardeşi Gohar’ın da kötüleşmesinin yanı sıra sağlık sorunları ortaya çıkmaya başladı. Kardeşiyle aynı gün, 2 Mart 1997’de Moskova’daki dairelerinde benzer kalp hastalıklarından öldüler.

Bilimsel kariyer ve başarıları

Geçmiş Nobel Ödülü

G. Askaryan eğitimin üçüncü yılı sırasında hızlı, yüklü parçacıkların gözlemi için yeni bir metot önerdi. Önerisi şöyleydi; aşırı ısıtılmış şeffaf bir sıvı olduğunu düşünün. Çok az miktarda enerji kaynaması için yeterli. Hızlı, yüklü bir parçacık bu sıvının içinden delip geçsin. Bu parçacık enerjisini, yolu üzerindeki atomların iyonlaşmasına harcar. Bu enerji kaybı, izlediği yol boyunca kaynatmaya yetecek miktarda ısıya dönüşür. Böylece parçacığın izlediği yol kabarcıklar sayesinde gözlemlenebilir olur.

G. Askaryan bu öneriyi bazı öğretmenleri ve öğrenci arkadaşları ile tartıştı. Kimse karşı çıkmadı ama kimse destek de olmadı. G. Askaryan o zamanlar henüz bilimsel araştırma metot ve formları konusunda tecrübesizdi. Bu önerisini yayımlamadı bile. Birkaç yıl sonra, 1952’de aynı fikir Amerikalı fizikçi Donald Arthur Glaser tarafından bağımsız olarak sunuldu. Bu fikri bugün kabarcık odası olarak bildiğimiz cihazı kurarak uygulamaya geçirdi. Bu cihaz sonradan yüksek enerji fiziğinde o kadar yararlı oldu ki D. A. Glaser Nobel Ödülü aldı. Bu olayla birlikte Askaryan Nobel Ödülü’ne bu kadar yakın olup elinden kaçırdığı için sarsılmıştı. Bu olay aynı zamanda kendine daha fazla güvenmesini de sağladı.

Kozmik ışınlar ve ses dalgaları

G. Askaryan yüksek enerji parçacıklarının yoğun maddeler (sıvı veya katı) içinde izlediği yolu çevreleyen etkileri keşfetti ve detaylı inceledi. Hadron-elektron-foton yağmurlarının ve hatta hızlı tekil parçacıkların ses titreşimleri üretebildiğini gösterdi. İyonlaşma kayıplarının çabucak ısıya dönüştüğünü ve izlenen yolun çevresindeki küçük alanın hızlı bir termal genleşme geçirdiğini, sonuç olarak ses dalgalarını oluştuğu gösterdi. Bu sonuçlar kozmik ışınların incelemesinde çığır açtı. Önceden, incelemeler kozmik ışınların detektörler ile doğrudan etkileşimini temel alıyordu. Askaryan’ın sonuçları yağmurların ve tekil parçacıklarının vakadan belli bir uzaklığa yerleştirilen ses algılayıcıları kullanılarak incelenmesini mümkün kıldı.

Birkaç yıl önce enerji yüklü parçacıkların ve yağmurların denizdeki ses detektörleriyle kayda alınması küresel gözlemlemenin önemli bir parçası olarak planlanmıştı.

Kozmik ışınlar ve elektromanyetik dalgalar

G. Askaryan aynı zamanda kozmik ışın yağmurlarının elektromanyetik radyasyon yaydıklarını gösterdi. Askaryan’dan önce, elektron-foton yağmurlarının, elektron ve pozitronlar çift olarak oluştuğu için elektromanyetik radyasyon yaymadığına dair yaygın inanışlar vardı. Askaryan’ın analizleri elektron-foton yağmurlarında fazladan negatif yük (fazladan elektron) olduğu sonucunu doğurdu. Bu fazla elektronlar ışıetki veya elektron ve pozitron yağmurları (iyonizasyon) tarafından atomlardan ayrılırlar. Aynı zamanda yok etme işleminden dolayı pozitron sayısı azalır. Dolayısıyla elektron yağmurlarıyla fazladan elektrondan kaynaklanan elektik akımı oluşur. Bu değişken akım elektromanyetik radyasyonun kaynağıdır. Bu nedenle, her yağmur elektromanyetik radyasyonun kaynağıdır. Bu çalışmalar kozmik ışın yağmurlarının uzaktan kaydedilmesi için yeni perspektifler açmıştır.

Yoğun lazer ışınları ve radyasyon akustiği

G. Askaryan sonradan madde içinden geçen yoğun lazer ışınlarının da ses dalgası yaydığını gösterdi. Bu etki maddenin yıkımında da kullanılabilir Bu sonuçlar ve incelemeler ile yeni bir fizik dalı oluşmuştu, radyasyon akustiği ve kurucusu da Askaryan’dı.

Lazer ışınlarının maddeler ile etkileşimi

Lazerlerin bulunmasından sonra, G. Askaryan lazer ışınları ile çeşitli maddeler arasındaki etkileşimleri incelemeye başladı. O zamanlar lazerlerle çalışan fizikçiler ince metal parçalarını (genellikle jilet) lazer ışınları ile kırıyorlardı. Bu bir çeşit oyun gibiydi. G. Askaryan da bu oyuna katılmaya karar verdi. Lazer ışınları tarafından yapılan deliklerinin iki tür olduklarını fark etti. Orta güçte lazerler kullandığı zaman deliğin kenarları sanki eritilmiş gibi düzgün oluyordu. Öte yandan güçlü lazer tarafından yapılan deliğin sanki erimemiş de kırılmış gibi pürüzlü kenarları vardı. Askaryan başta bu parçanın kırılıp çıkmasına neden olanın ışık basıncı olduğunu düşündü, ama basit hesaplar bu varsayımın yanlış olduğunu gösterdi.

Bu sorun sonradan G. A. Askaryan ve E. M. Moroz tarafından çözülmüştür. Açıklamaları şu şekildedir; Güçlü bir lazerin ışını metalik yüzeyi o kadar yoğun ısıtıyor ki ısı metalin diğer katmanlarına ulaşana kadar yüzey katmanı buhara dönüşüyor. Buhar yüzeyden çıkıyor. Böylece yüzeyde o noktaya etki eden bir kuvvet doğuyor. Bu kuvvet sayısal olarak birim zamanda çıkan buharın momentumuna eşit. Bu yüzeydeki buharın tepkisi ve güçlü lazer durumunda bu tepki o kadar güçlü ki bu nokta içerisindeki metal kopuyor. Buharın tepkisi ışığın basıncından çok daha büyük oranda basınç uyguluyor. Günümüzde yüzey buharlaşması lazer kontrollü termonükleer tepkime problemlerinde nükleer yakıtların sıkıştırılmasında kullanılıyor.

Dalgaların kendinden odaklanması

Muhtemelen Askaryan’ın en muhteşem keşiflerinden biri de ışığın kendinden odaklanmasıdır. Üçüncü derece doğrusal olmayan polarizasyonlu maddelerde, kırıcılık dizini, n₀ doğrusal kırıcılık indeksi, n₂ optik doğrusalsızlığın gücünü belirten optik sabit ve I ışının Gauss yoğunluk profili olmak üzere; n = n₀ + n₂I şeklinde gösterilir. Kendinden odaklanma fenomeni üniform olmayan çapraz yoğunluk dağılımına sahip bir ışık ışınının (Gauss profili gibi) n₂ değerinin pozitif olduğu bir materyalden geçmesi ile gerçekleşir. Eğer güçlü bir ışın böyle bir doğrusalsızlığa sahip, aynı zamanda Kerr doğrusalsızlığı da denen, bir maddenin içinden geçerse, maddenin ışın içindeki kırıcılık indeksi ışın dışındaki kırıcılık indeksinden büyüktür. Eğer elektirk alan yeterince güçlüyse ışın, ışının ıraksaklığını azaltan veya tamamen yok eden bir dielektrik dalga rehberi yaratır. Askaryan bu efekti kendinden odaklanan olarak adlandırmıştır. Kendinden odaklanmanın keşfi doğrusal olmayan elektrodinamik ve optik alanlarında çığ açmıştır.

Askaryan efekti

1962’de Askaryan tarafından teorik olarak öngörülen Askaryan efekti, Cherenkov efektine benzer bir fenomeni anlatır. Tuz, buz veya ayın yüzeyi gibi yoğun radyo transparan bir medyum içinde ışık hızından hızlı giden bir parçacık anizotop yük içeren ikincil yüklü parçacık yağmuru oluşturur ve dolayısıyla elektromanyetik spektrumun radyo ve mikrodalga kısmına denk gelen koni şeklinde koherent radyasyon yayarlar. Bu fenomen ultra yüksek enerjili nötrinoların keşfinde kullanılan büyük maddelerde esastır.

Diğer

Askaryan regolit olarak bilinen Ay’ın yüzeyinin en dış birkaç metresinin parçacık yağmurlarında fazladan yük mikrodalgaları algılamaya yetecek miktarda transparan bir medium olduğunu ilk gösterendi. Regolitin radyo tranparansı Apollo görevi ile onaylanmıştır.

Askaryan (M. L. Levin ile) ivmelenme sırasında elektron demetinin dengesini koruyabilen ikincil yüksek frekanslı eld kombinasyonu bulmuştur.

Seçilmiş işleri

Source: ISI Web of Knowledge 27 Ağustos 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

1. Askaryan GA, 'O GENERATSII RADIOVOLN MILLIMETROVOGO DIAPAZONA PRI PROKHOZHDENII ELEKTRONNOGO SGUSTKA CHEREZ TORMOZYASHCHUYU SREDU', ZHURNAL EKSPERIMENTALNOI I TEORETICHESKOI FIZIKI 27 (6): 761-761 1954
2. Askaryan GA, 'ACCELERATION OF CHARGED PARTICLES IN RUNNING OR STANDING ELECTROMAGNETIC WAVES', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 9 (2): 430-430 1959
3. Askaryan GA, 'RADIATION OF VOLUME AND SURFACE COMPRESSION WAVES DURING IMPINGEMENT OF A NONRELATIVISTIC ELECTRON STREAM AT THE SURFACE OF A DENSE MEDIUM', SOVIET PHYSICS-TECHNICAL PHYSICS 4 (2): 234-235 1959
4. Askaryan GA, 'ELECTROMAGNETIC RADIATION FROM ELECTRON DIFFUSION', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 12 (1): 151-152 1961
5. Askaryan GA, 'DIAMAGNETIC PERTURBATIONS IN MEDIA CAUSED BY IONIZING RADIATION', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 14 (1): 135-137 1962
6. Askaryan GA,'INTERACTION BETWEEN LASER RADIATION AND OSCILLATING SURFACES', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 15 (6): 1161-1162 1962
7. Askaryan GA,'EXCESS NEGATIVE CHARGE OF AN ELECTRON-PHOTON SHOWER AND ITS COHERENT RADIO EMISSION', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 14 (2): 441-443 1962
8. Askaryan GA,'CERENKOV RADIATION AND TRANSITION RADIATION FROM ELECTROMAGNETIC WAVES', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 15 (5): 943-946 1962
9. Askaryan GA, IOVNOVICH ML, LEVIN ML, et al.,'TRANSPORT AND CONTAINMENT OF MOVING PLASMA CONCENTRATIONS (HIGH FREQUENCY AND MAGNETIC PLASMA WAVE-GUIDES)', NUCLEAR FUSION : 797-800 Suppl. 2 1962
10. Askaryan GA,'PROJECTION OF PLASMOIDS THROUGH MAGNETIC FIELDS (MAGNETODYNAMIC TRAPS)', SOVIET PHYSICS-TECHNICAL PHYSICS 7 (6): 492& 1962
11. Askaryan GA, PROKHOROV AM, CHANTURIYA GF, et al.,'THE EFFECTS OF A LASER BEAM IN A LIQUID', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 17 (6): 1463-1465 1963
12. Askaryan GA,'DIRECTED COHERENT RADIATION DUE TO BREAKDOWN NEAR THE TRACK OF AN IONIZING PARTICLE', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 17 (4): 901-902 1963
13. Askaryan GA,'EXCITATION AND DISSOCIATION OF MOLECULES IN AN INTENSE LIGHT FIELD', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 19 (1): 273-274 1964
14. Askaryan GA,'EMISSION OF RADIO WAVES UPON MODULATION OF AN INTENSE BEAM OF LIGHT IN A MEDIUM', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 18 (2): 441-443 1964
15. Askaryan GA,'COHERENT RADIO EMISSION FROM COSMIC SHOWERS IN AIR AND IN DENSE MEDIA', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 21 (3): 658& 1965
16. Askaryan GA, GOLTS EY, RABINOVI.MS, 'USE OF ARTIFICIAL METEORS FOR LASER PUMPING', JETP LETTERS-USSR 4 (11): 305& 1966
17. Askaryan GA, 'OPTOCALORIC EFFECT (AMPLIFICATION OF ATOMIC INTERACTION AND COOLING OF MEDIUM) IN A LASER BEAM', JETP LETTERS-USSR 3 (4): 105& 1966
18. Askaryan GA, 'SELF-FOCUSING AND FOCUSING OF ULTRASOUND AND HYPERSOUND', JETP LETTERS-USSR 4 (4): 99& 1966
19. Askaryan GA,'SELF-FOCUSING OF A LIGHT BEAM UPON EXCITATION OF ATOMS AND MOLECULES OF MEDIUM IN BEAM' JETP LETTERS-USSR 4 (10): 270& 1966
20. Askaryan GA, RABINOVI.MS, SMIRNOVA AD, et al.,'CURRENTS PRODUCED BY LIGHT PRESSURE WHEN A LASER BEAM ACTS ON MATTER' JETP LETTERS-USSR 5 (4): 93& 1967
21. Askaryan GA, 'NONLINEARITY OF MEDIA DUE TO INDUCED DEFORMATION OF MOLECULES ATOMS AND PARTICLES OF A MEDIUM', JETP LETTERS-USSR 6 (5): 157& 1967
22. Askaryan GA, 'WAVEGUIDE PROPERTIES OF A TUBULAR LIGHT BEAM', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 28 (4): 732& 1969
23. Askaryan GA, STUDENOV VB,'BANANA SELF FOCUSING OF BEAMS', JETP LETTERS-USSR 10 (3): 71& 1969
24. Askaryan GA, CHISTYI IL,'THERMAL SELF-FOCUSING IN A LIGHT BEAM WITH LOW INTENSITY NEAR AXIS', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 31 (1): 76& 1970
25. Askaryan GA, PUSTOVOI.VI,'SELF-FOCUSING AND FOCUSING OF ULTRASOUND AND HYPERSOUND IN METALS AND SEMICONDUCTORS', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 31 (2): 346& 1970
26. ARUTYUNYAN.IN, Askaryan GA, POGOSYAN VA, 'MULTIPHOTON PROCESSES IN FOCUS OF AN INTENSE LASER BEAM WITH EXPANSION OF INTERACTIVE REGION TAKEN INTO CONSIDERATION', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 31 (3): 548& 1970
27. Askaryan GA, STEPANOV VK, 'SIMULTANEOUS EXTENDED ACTION OF A HIGH-POWER LIGHT BEAM ON MATTER', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 32 (2): 198& 1971
28. Askaryan GA, 'SELF-FOCUSING OF POWERFUL SOUND DURING PRODUCTION OF BUBBLES'JETP LETTERS-USSR 13 (7): 283& 1971
29. Askaryan GA, TARASOVA NM, 'INITIAL STAGE OF OPTICAL EXPLOSION OF A MATERIAL PARTICLE IN AN INTENSE LIGHT FLUX', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 33 (2): 336& 1971
30. Askaryan GA, DIYANOV KA, MUKHAMAD.M,'NEW EXPERIMENTS ON FORMATION OF A SELF-FOCUSING FILAMENT FROM FOCUS OF BEAM ON SURFACE OF A MEDIUM', JETP LETTERS-USSR 14 (8): 308& 1971
31. Askaryan GA, RAKHMANI.TG,'SCATTERING, REFRACTION AND REFLECTION OF SOUND UNDER ACTION OF INTENSE LIGHT ON MEDIUM', SOVIET PHYSICS JETP-USSR 34 (3): 639& 1972
32. Askaryan GA, MANUKYAN SD, 'PARTICLE ACCELERATION BY A MOVING LASER FOCUS, FOCUSING FRONT OR FRONT OF AN ULTRASHORT LASER PULSE', ZHURNAL EKSPERIMENTALNOI I TEORETICHESKOI FIZIKI 62 (6): 2156-2160 1972
33. Askaryan GA, 'EFFECT OF SELF-FOCUSING',USPEKHI FIZICHESKIKH NAUK 111 (2): 249-260 1973
34. Askaryan GA, DIYANOV KA, MUKHAMAD.MA, 'SUPPRESSION OF NONLINEAR PROCESSES OF STIMULATED SCATTERING, BEAM COLLAPSE, AND BREAKDOWN OF MEDIUM DURING BEAM SCANNING - SELF-FOCUSING OF STROLLING-BEAMS', JETP LETTERS 19 (5): 172-174 1974
35. Askaryan GA, NAMIOT VA, RABINOVI.MS, 'UTILIZATION OF OVERCOMPRESSION OF A SUBSTANCE BY LIGHT-REACTIVE PRESSURE FOR PREPARATION OF MICROCRITICAL MASS OF FISSIONABLE ELEMENTS, SUPER-STRONG MAGNETIC-FIELDS AND PARTICLE ACCELERATION', USPEKHI FIZICHESKIKH NAUK 113 (4): 716-718 1974
36. Askaryan GA, NAMIOT VA, 'COMPRESSION AND FOCUSING OF A NEUTRON GAS BY MOVING MODERATOR', JETP LETTERS 20 (5): 148-149 1974
37. Askaryan GA, DOLGOSHEIN BA, 'ACOUSTIC REGISTRATION OF HIGH-ENERGY NEUTRINOS', JETP LETTERS 25 (5): 213-214 1977
38. Askaryan GA, DOLGOSHEIN VA,'MICROELECTROSTRICTION IN AN IONIZED MEDIUM', JETP LETTERS 28 (10): 571-574 1978
39. Askaryan GA, RAEVSKII IM, 'EXCITATION OF HIGH-FREQUENCY OSCILLATIONS BY A LASER-PULSE', JETP LETTERS 32 (2): 104-108 1980
40. Askaryan GA, MUKHAMADZHANOV MA, 'NON-LINEAR DEFOCUSING OF A FOCUSED BEAM - A FINE BEAM FROM THE FOCUS', JETP LETTERS 33 (1): 44-48 1981
41. Askaryan GA, 'INCREASE OF LASER AND OTHER RADIATION TRANSMISSIONS THROUGH SOFT OPAQUE PHYSICAL AND BIOLOGICAL MEDIA', KVANTOVAYA ELEKTRONIKA 9 (7): 1379-1383 1982
42. Askaryan GA, MANZON BM, 'LASER DRAGON DIRECTED BY THE BEAM OF LIGHT DISCHARGE EJECTION INTO THE ATMOSPHERE', USPEKHI FIZICHESKIKH NAUK 139 (2): 370-372 1983
43. Askaryan GA, 'NEUTRINO STUDY OF THE EARTH, THE NEUTRINO GEOLOGY', USPEKHI FIZICHESKIKH NAUK 144 (3): 523-530 1984
44. Askaryan GA, 'DECAY OF A HIGH-ENERGY PION BEAM IN A MEDIUM - FORMATION OF A DECAY CHANNEL', JETP LETTERS 41 (12): 651-654 1985
45. Askaryan GA, YURKIN AV, 'NEW STUDIES IN OPTOTHERMOACOUSTICS', JETP LETTERS 43 (4): 221-225 FEB 25 1986
46. Askaryan GA, 'Cherenkov Radiation FROM OPTICAL PULSES', Physical Review Letters 57 (19): 2470-2470 NOV 10 1986
47. Askaryan GA, RAEVSKII IM, 'LASER SIMULATION OF THE LIGHT AND PLASMA ACTION ON COMETS AND PLANETS', KVANTOVAYA ELEKTRONIKA 14 (2): 229-231 FEB 1987
48. Askaryan GA, BATANOV GM, KOSSYI IA, et al., 'CONSEQUENCES OF MICROWAVE EMISSIONS IN THE STRATOSPHERE', USPEKHI FIZICHESKIKH NAUK 156 (2): 370-372 OCT 1988
49. Askaryan GA, YURKIN AV, 'NANOSECOND PHOTOGRAPHY OF FAST PROCESSES IN INVISIBLE (UV) LIGHT WITH A NITROGEN LASER AND NEW STUDY OF A TRAIN OF SHOCK-WAVES', JETP LETTERS 58 (7): 563-567 OCT 10 1993
50. Askaryan GA, Bulanov SV, Dudnikova GI, et al., 'Magnetic interaction of ultrashort high-intensity laser pulses in plasmas', PLASMA PHYSICS AND CONTROLLED FUSION 39 (5A): 137-144 Sp. Iss. SI MAY 1997

Ayrıca bakınız

• Askaryan etkisi

Kaynakça

Not: Bu makale Gurgen Askaryan’ın arkadaşı ve meslektaşı Boris Bolotovskii tarafından yazılan biyografik yazı*dan esas alınarak yazılmıştır. Bu makalenin yazarının, bu bilgilerin Wikipedia’da kullanılması için Dr. Bolotovskii’den yazılı izin vardır.

Dış bağlantılar

• Status and Outlook of Experimental Studies of Askaryan RF Radiation 18 Şubat 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
• Neutrino Astrophysics with the Askaryan Effect
• Observation of the Askaryan Effect 12 Mayıs 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.