Katalog

FİZİK BİLİM KÜLTÜR Bir nötronun ortalama ömür süresi: 10.25 dakfka. Nötroniarın omru olçuluyor •• •• Yaradılış sırrımn çözümüne doğru Madde ve canlılığın özüne inebilmek için yapılan çalışmalar hangi aşamada? VehbiBelgil Ivren nasıl oluştu? Madde nedir? Canlılık nedlr?" linsanoğlunun, çözmek için zaman zaman ele aldığı, fakat tam bir sonuca ulaştıramadığı üç soru... Evrenin nasıl oluştuğu konusu bunların içinde en çözülmez görüneni. 15 milyar yıl önce geçen bir olayı anlayabilmek için önce uzay denilen sonsuz, sınırsız boşluğun ne olduğunu anlamamız gerekiyor. Zihin, belirli bir yerde, belirli bir zamanda geçen şeyleri anlayabiliyor. Yani zihin, filozofların "zaman ve mekân" dedikleri ortamda gözlenen şeyleri kavrayabiliyor. Uzayın bir trilyon ışıkyılı ötesinde büyük bir duvar oldugu soylense, hemen "ötesinde ne varmış?" sorusu aklımıza geliyor ve bu böyle uzayıp gidiyor. Zaman için de durum aynı. Evrenin ezelden beri varolduğunu ve var olmadığını ileri süren kuram da bizi doyurmuyor. Hep bir başlangıç noktası arıyoruz zaman içinde. Maddenin ne olduğu konusu filozofları ilk ilgilendiren bir sorun şeklinde ortaya çıkmış. Her filozof başka türlü yanıtlamış soruyu. Kimisi su, kimisi hava, kimisi ateş, kimisi de belirsiz bir madde olabileceğinı ileri sürmüş. Sonra, maddenin daha fazla bölünemeyecek en küçük zerresi denen atom fikri ortaya atılmış. Fakat bu da doyurucu olmamış. Çünkü atomun da proton, elektron ve nötrondan oluştuğu anlaşılmış. Ama iş orada da bitmemiş. Onların da ne oldukları anlaşılmaya çalışılmış. Bu sefer yüzlerce zerreye gelinmiş. Ve iş, Einstein'ın ünlü formülüne gelmiş, dayanmış. Formül, bilindiği gibi maddenin esasının "enerji" olduğunu söylüyor. Canlılığın ne olduğu da henüz tam çözülememiş. Bu konuda oldukça yol alındı. Gen mühendislıği (genetic engineering) bunun örneği. Canlı özelliklerinin nasıl belirdiği artık biliniyor. Bunu yapan genler, canlıdan canlıy^ aktarılarak doğada bulunmayan canlı yaratılıyor. Oaha ötesine gidilmeyecek mi? Gidilecek ve ilk canlı yaratılacak. Birçok madde kimya yolu ile yapılıyor. Flkret, "Haluk'un Amentüsü"nde, "Bir gün yapacak fen şu siyah toprağı altın / Her şey olacak kudret'i irfanla inandım" demişti 1911 'de yayımladığı Haluk'un Defteri'nde yer alan bu dize 1919'da Yeni Zelandalı Rutherford tarafından gerçekleştirildi. Bilgin, bu tarihte, azotu oksijene çevirdi. İnsanın "yarattığı" ilk madde idi bu: Tabii doğayı örnek alarak. Böylece, simyacıların yüz tom çekirdeğinde bulunan stabil parçacıklarolarak nötronlar, maddenin en önemli yapı taşlarından. Ancak serbest parçacıklar olarak karakteristik bir yarım değer zamanında parçalanıp, bir proton, bir elektron ve bir antinötrinoya dönüşüyorlar. Fizikçiler, serbest nötronların ömür süresinin, "büyük patlamadan"sonraortayaçıkanelemanların oluşumunu etkilediklerini tahmin ediyorlar. Bu nedenle yaklaşık 40 yıldan bu yana tüm dünyadan araştırmacılar bu karakteristik büyüklüğü belirlemeye çalışıyorlar. Şimdi Grenoble'daki "LaueLangevln" Enstitüsü'nden (ILL) bilim adamları, ultra soğuk nötronları bir şişeye kapatarak gerçekleştirdikferi yeni tarzda bir deneyle, bunları yeniden belirlediler. A E denecek haklı olarak. Hızlandırıcılar, veya başka bir adla çarpıştırıcılar, atomları ışık hızına yakın bir hızla birbirleri ile çarpıştırıp 400 güneş sıcakhğı kadar bir sıcaklık elde ediyorlar. Evreni oluşturan BigBang'in (Büyük Patlama'nın) sıcakhğını meydana getiriyor bu çarpışma. Böylece evrenin oluştuğu sıradaki koşullar yapay olarak çok kısa bir süre için (saniyenin tirilyon kere trilyonda biri kadar bir süre için) gözlerimiz önünde meydana geliyor. Peki, evrenin oluşma koşullarını yapay olarak yaratmak bize ne sağlar denecek. Şunu sağlayacak: Evrenin oluştuğu ilk saniyelerde, madenlerin, gazların hiçbiri yoktu. Doğanın dört kuvveti olan "çekim, bozunum, elektromanyetizma ve protonları" birbirine bağlayan yeğin bağ yoktu. Galaksilerin hiçbirisi yoktu.' Bütün bunlar, büyük patlamanın ilk saniye ve dakikalarından sonra meydana geldi. Böylece, şimdiki evrenden tamamıyla farklı bir evren mevcuttu o sıralar. Bugün, bütün bilim adamlarının en büyük çabası "doğanın dört kuvvetf'nin aynı şey olduğunu kanıtlamak. Bu dört kuvvet, geçen yüzyılın sonlarına kadar üç tane sayıhyordu: Elektrik kuvveti, manyetik kuvvet ve kütleçekimi kuvveti. önce bunlardan ilk ikisinin aynı şey olduğu anlasıldı (bir kumaşın astarı ile yüzü gibi) ve ikisi bir tek sözcükle "elektromanyetik kuvvet" sözcüğüyle anlatılar oldu. 19. yüzyılın sonuna değin keşfedilen radyoaktiflikle sırasıyla zayıf kuvvetbozunum kuvveti ve yeğin kuvvetlerin varlığı anlaşıldı. Sonra elektromanyetik kuvvet ile bozunum kuvvetinin (zayıf kuvvetin) de aynı şey olduğu kanıtlandı (Abdusselam ve arkadaşlarınca). Böylece dört kuvvet üçe indi. Şimdi, bir adım daha ileri gidilerek yerçekiminin ve protonları bir arada tutan yeğin kuvvetin de öbürleri ile aynı şey oldukları kanıtlanmak isteniyor. Bunu ilk başaracak bilim adamı veya adamları dünya bilimine çok büyük bir katkıda bulunacağı gibi kendisine ve ulusuna büyük şeref kazandıracak. Bu arada maddeyi oluşturan başka zerreciklerin varlığı da anlaşılacak. Kısaca, bir taşla birçok kuş vurulmuş olacak. Uzay teleskopu ise evrenin şu andaki durumu hakkında bilgi toplayacak. Ancak bunu yapmak çok güç. Çünkü biz, bugün göğe baktığımız zaman evrenin kendini değil, 15 milyar yıllık tarihini görüyoruz. Ama gene de durum hakkında bilgi sahibi olmak lazım. Durum bir fıkrayı akla getiriyor. Üsküdar'da bir tepeye tırmanan kanncaya sormuşlar: "Nereye böyle?", "Kâbeye." "Kâbe o kadar uzak ki gitmeye, ne ömrün ne gücün yeter, vazgeç bu sevdadan." Yanıt şu olmuş: "Gidemesem de yolunda bulunuyorum ya..." Yolunda bulunmasanız hiçbir sonuç alamaz, hiçbir şeyi anlayamazsınız. Biz de gelecek yazımızı "doğanın dört kuweti"ne, sonrakini uzay teleskopuna, daha sonrakini de çarpıştırıcılara ayırarak "yolunda" bulunmaya çalışacağız. Çok hızlı Nötronlann ömür sürelerinin kesin olarak ölçülmesipekkolaydeğil. Parçacıklar normal olarak büyük bir hıza sahip ve diğer eleman parçacıklanndan farklı olarak, ancak birkaç dakikâ sonra parçalanıyorlar. Eski deneylerde, nötron ışınıboyuncaparçalanmasonucuortayaçıkanürünlerkanıtlanarak, ömür sürelerisaptanıyordu. Ancak bu tür deneyler büyük hataları beraberinde getiriyordu. Saniyede birkaç metre hıza sahip soğuk nötronlarla yapılan deneylerden, daha kesin sonuçlar elde etmek mümküri. Madde nedir? yıllar boyunca yapamadıkları şey yapılmıştı. Doğanın üç sırrını çözme işinin "zaman zaman ele alındığını" belirtmiştik ilk cümlemizde. O "zaman"' yine geldi. Son bir yıl içindeki çalışmalar bunu gösterdi. Neydi bu çalışmalar? Önce, 1989 ağustosunda, isviçre'nin Fransa sınırına yakın bir yerinde 110 metre derinde CERN Laboratuvarı'na bağlı "Büyük Elektron Pozitron Çarpıştırıcı" (LEP) denen dev kuruluşun açılış töreni yapıldı. Gazeteler, "Dev çaaçılış töreni yapıldı. Gazeteler, "Dev çarpıştıncılar evrenin sırlannı çözüyor" olayı. Bunu, ilk uzay teleskopunun, geçen ay, dünyadan 600 kilometre yukarıya fıflatılması izledi. Amerikalıların fırlattığı bu teleskop üzerine daha 1983'ten başlamıştı çalışmalar. Bunların arkasından, Amerikalıların Texas'ta yapmakta oldukları "Üatün İletkenll Üstün Çarpıstıncı" (Superconducting Supercollider) devreye glrecek 2.000 yılında. Bunlann dısında, llllnols (ilinoy) eyaletlnde Fermi Laboratuvarı'na ait Tevatron denen hızlandırıcı ile yine CERN'deki SPS (Super Proton Synchrotion) ve nihayet yine Amerika'nın California eyaletindeki SLA, Stanford Doğrusal Hızlandırıcı geliyor. "Yukarıda belırttiğimiz üç doğa sırrımn çözülmesi ile bu hızlandırıcılarla uzay teleskopu Hubbte arasında ne ilişki var?" Yeni girişimler Camdan şişe ILL'den araştırmacılar deneyleriiçin, nötronları depolamak amacıyla, ince bir sıvı yağla contaladıkları bir canjıdan şişe kullandılar. Bu, sıvı parçacıklar:için neredeyse aşılması mümkün olmayan bir duvar oluşturdu. İdeal koşullarda nptronların sayısı yalnızca parçalanma sonucu azalacaktı. Ancak nötron şişesi tümüyle sızıntısız değildi. Kaç parçacığın sızmayıjbaşardığını, şişenin geometrisini (hacminin yüzeye oranı) değiştirerek saptamak mümkün. Bu yolla, parçalanma sonucu yok olan nötronların oranı ve böylece ömür süreleri hesaplanabiliyor. Nötronların her birl yaklaşık bir gün boyuncagözlendi. Biryıl süren araştırmanın sonunda, ortalama ömür süresi 10,25 dakikaolaraksaptandı. Dahaöncekiölçümlerde 10,3 dakikalık bir değer taspit edilmişti. Daha kısa bir ömür süresi ise bu yılki Nobel ödülü sahibi Wolfgang Paul ile birlikte çalışan Bonnlu fizikçiler tarafından belirlenmişti. Bir nötron depolama çemberi ile gerçekleştirdikleri deney sonucu 10,10 dakika Canlılık nedir? Sonuç JJMdiölühdi)