Kuantum anlatmaya devam: Çanakkale’de yatan bir asker ve 444 ışık yılı ötedeki molekül

16.jpg

Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) geçen hafta “Haftanın gözlemi” diye bir haber yolladı. Habere göre, bizden 444 ışık yılı uzaktaki IRS-48 adlı “genç” bir yıldızın etrafında henüz oluşum aşamasında bir gezegen saptanmış.

Hani, “Dünya bir toz bulutuydu” diye başlar ya öyküler, buradaki gezegen sahiden bir toz bulutu. Ama ESO’nun teleskopları yine de bu dev toz bulutunun içinde önemli bir keşif yapmış, oradaki bir buz kütlesinde dimetil-eter molekülü saptamış.

Dimetil-eter bulunması önemli; çünkü bu organik bir molekül.

Bakın, bizden 444 ışık yılı, yani milyar kere milyarlarca kilometre uzakta molekül saptadılar. Molekül dediğimiz şeyin büyüklüğü toplu iğne başından kat kat küçük.

Peki nasıl oluyor da, bizden bu kadar uzakta olan ve toplu iğne ucundan bile küçük olan bir şeyi görebiliyoruz?

Sorunun cevabı, 1915’te işgale geldiği Çanakkale’de hayatını kaybeden Henry Moseley adlı genç bir İngiliz subayında.

Moseley, 1913 yılında, Manchester Üniversitesi’nde fizik tarihinin en büyük isimlerinden biri olan Ernest Rutherford’un burslu araştırma asistanı olmaktansa Oxford Üniversitesi’ne geri dönüp orada kendi laboratuvarı olmasını tercih etti.

Rutherford, hepimizin lise fizik derslerinde gördüğümüz atom modelini bulup yapan adam. Yani ortada proton ve nötrondan oluşan bir çekirdek, etrafında dolaşan elektronlar…

Moseley, kendi laboratuvarında, X ışınları kullanarak çeşitli atomları incelemeye başladığında, her atomun farklı bir X ışını dalga boyu ürettiğini, daha da ötesi atomlar ve onların ürettiği X ışınları arasında matematiksel bir ilişki bulunduğunu fark etti.

Böylece yine hepimizin lise kimya dersinde gördüğümüz atomların periyodik tablosunu, atomların keyfe keder yerleştirildiği bir tablo olmaktan çıkıp bilimsel bir tabana yaslanmasını sağladı.

Onun yöntemi sayesinde her atomun X ışını dalga boyunu biliyorduk. İşte o sayede zaten 444 ışık yılı ötedeki bir minicik molekülü diğerlerinden ayırt edebildik.

Moseley, 1. Dünya Savaşı çıktığında askere gitmek istedi. Bütün bilim dünyası onu caydırmaya çalıştı ama o yine de gitti; sonra da Çanakkale’de 10 Ağustos 1915’te bir Türk keskin nişancının kurşunuyla öldü. Öldüğünde 27 yaşındaydı.

Şöyle diyebiliriz: Moseley’in buluşu olmasaydı, bizim başka pek çok şeyle birlikte bugün bir kuantum fiziğimiz de olmazdı.

Çünkü Manchester’de Moseley’den hemen önce Rutherford’un yanında doktorasını yapan genç bir Danimarkalı fizikçi vardı, Niels Bohr. Teorik olarak hidrojen atomunun modelini çıkartmıştı ama Rutherford bu çalışmayı çok da ciddiye almıyordu. Moseley’in yöntemi Bohr’un teorisine gereken deneysel doğrulamayı sağladı. Bohr bu sayede 1922’de Nobel ödülünü aldı.

Bohr’un kuramı sadece hidrojen atomunun değil bütün kuantum fiziğinin de temelini oluşturdu; çünkü Moseley’in yöntemi sayesinde hidrojen atomunda çekirdeğin etrafında dönen elektronun enerji sıçramaları (kuantum sıçramaları) hassas biçimde ölçülebildi.

Bu ölçümler sayesinde gerek Erwin Schrödinger’in geçen hafta burada yazdığım denklemi, gerekse Werner Heisenberg’in belirsizlik prensibi ortaya konabildi.

Yani, nasıl buradan 444 ışık yılı gibi bizim için muazzam bir mesafe uzakta olan ve toplu iğne başından küçük bir organik molekülü saptamamızı Çanakkale’de ülkesi adına savaşırken ölmüş Henry Moseley’e borçluysak; o molekülün fotoğrafını çekmeyi ve bu saptamayı yaptığımıza dair haberi elektronik posta yoluyla iletmemizi sağlayan yarı iletken teknolojisini de Moseley’e borçluyuz. (Dünyamızın ve her birimizin Moseley’e neleri borçlu olduğumuzu burada bir bir sıralamaya kalksam bu köşenin sınırları yetmez.)

Ünlü bilim kurgu yazarı ve bilim tarihçisi Isaac Asimov onun için şöyle yazmıştı: “Ölmeseydi daha neler başarabileceğini de hesaba kattığımızda, Moseley’in savaştaki ölümü belki de bütün insanlık için en ağır bedel ödenen ölümdür.”

Moseley’in kariyerine ve Nobel ödülüne büyük katkı verdiği Niels Bohr, hayatının 50 yılını kuantum fiziğiyle geçirdi. Öyle baskın karakterli bir isimdi ki, Erwin Schrödinger’in geçen hafta burada sözünü ettiğin denklemine dair onun yaptığı yorum, 70’li yıllara kadar yegane yorum olarak kaldı.

Oysa Bohr, yakın dostu Albert Einstein ile bu konuda yaptığı hararetli tartışmalardan da biliyordu; bu denklemin yorumlanmaya ihtiyaç duyması bile ortada bir sorun olduğuna delalet ediyordu.

Bohr 1962’de öldükten sonra onun öncülük ettiği “Kopenhag Yorumu”nu kimse onun kadar hararetle savunmadı, daha doğrusu savunan çok oldu ama diğer yorumları bastırma, farklı bakış açılarını susturmak mümkün olmadı.

Ve o farklı yorumlardan inanılmaz akıl açıcı başka başka teorik ihtimaller bir çığ gibi akmaya başladı.

Haftaya bu konuya devam edelim.

YORUMLAR (38)
YORUM YAZ
UYARI: Hakaret, küfür, rencide edici cümleler veya imalar, inançlara saldırı içeren, imla kuralları ile yazılmamış, Türkçe karakter kullanılmayan ve büyük harflerle yazılmış yorumlar onaylanmamaktadır. (!) işaretine tıklayarak yorumla ilgili şikayetinizi editöre bildirebilirsiniz.
38 Yorum