Güçlü nükleer kuvvetin bir arada tuttuğu proton ve nötron atom altı parçacıkları bir atomun çekirdeğini oluştururlar. İki yukarı ve bir aşağı kuarktan meydana gelen protonun içindeki basınç dağılımı fizikçiler tarafından elektron hızlandırıcısı kullanılarak belirlendi. Şimdiye kadar ilk kez yapılan bu deney ABD'deki Jefferson Laboratuvarı'nda gerçekleştirildi ve bu deneyin sonucunda protonun merkezindeki kuarkların üzerinde hissettikleri aşırı itici basıncın kenarlardaki güçlü çekici kuvvetler tarafından dengelendiği gösterildi. Böylelikle bu araştırma modern parçacık fiziğinin en önemli gizemlerinden biri olan proton ve hadronlar içinde kuarkların nasıl hapsolduğu sorusu üzerine daha fazla ışık tutmaktadır. Bir kuarkın bir protondan çıkarılıp koparılması imkansızdır. Bunun en büyük sebebi güçlü nükleer kuvvettir. Öte yandan, protonun içinde gluon adı verilen atom altı parçacıklar da vardır ve bunlar kuarkları bir arada tutan kuvvet taşıyıcılarıdır. Protonun kuarklar ve gluonlarla bezeli böyle bir iç yapıya sahip olması protonu evrenin en kararlı yapı taşlarından biri yapmaktadır. Ancak, bilim insanları bu en kararlı parçacıklardan biri olan protonu daha detaylı inceleyebilmek için bir kapı aralamıştır. Bu kapının daha önce derin sanal Compton saçılması adı verilen bir yöntemle aralanabileceği öne sürülmüştü ve böylece protonun iç kuark yapısını ortaya çıkarmak mümkündü. 1996 yılında Maryland Üniversitesi'nden Xiangdong Ji tarafından önerilen bu yöntem bir protondan kuarkı çıkarmak yerine yüksek enerjili elektronlar ile kuarkları vurmayı ön plana çıkarmıştı. Çünkü elektronlarla proton içindeki kuarkların saçılması sonrası yüksek enerjili fotonlar bir kuark-antikuark çiftinin oluşması ile yayılabilir. Eğer saçılan elektron ve proton ile bu yayılan fotonlar tümüyle algılanabilirse, bu protonun içindeki basıncı ortaya çıkarabilirdi. Jefferson Laboratuvarı'nda yapılan tam olarak da bu oldu, bununla ilgili deneyi gerçekleştiren fizikçilerden Volker Burkert'in açıklaması şöyle, Bugünki deneye kadar Jefferson Laboratuvarı'nda ve Almanya'daki bazı fizikçiler bağımsız olarak bu deneyleri gerçekleştirmişti. Elde edilen bulguların ışığında, Burkert ve çalışma arkadaşları tarafından gerçekleştirilen bu yeni araştırmada ilk defa bir protonun iç basıncı haritalanmış oldu. Araştırmacılar protonun iç yapısını incelemek için bir kriyojenik sıvı hidrojen ve 6 GeV enerjiye sahip spin-polarize elektron demeti arasındaki derin sanal Compton saçılmasını ölçtüler. Buna göre, bir protonun merkezindeki itici basıncı yaklaşık 1035 Pa civarında olduğu bulundu ve bu ise bir nötron yıldızının merkezindeki basınçtan neredeyse 10 kat daha fazla. Görünüşe göre, protonun merkezinden 0,6 femtometre uzaklıkta kuvvetler giderek güçlü çekici olurken bu 0.8 femtometrede yani protonun yarıçapında bir pike ulaşıyor. Araştırmacılar bunun proton içindeki basınç anlayışımız üzerine önemli bir ilerleme sağlamıştır. Araştırmacılar ayrıca laboratuvarlarındaki hızlandırıcının 6 GeV'tan 12 GeV'a kadar yükseltildiğinde hata paylarının da azalmasının mümkün olacağını tahmin ediyorlar. Çünkü bu yüksek enerji protondaki kuark hapsolmasının sırlarını açığa çıkarmaya yeterli. Görünen o ki araştırmacılar derin sanal Compton saçılımını nötronlarda da incelemeyi amaçlıyorlar.


X-ışınları temel olarak görünür ışık ışınları ile aynıdırlar. Işığın kendisi bir elektromanyetik dalgadır ve fizikte, elektromanyetik dalgalar dalgaboylarına, aslında sahip oldukları enerjilerine göre farklı türlere ayrılırlar. X-ışınları da bir tür elektromanyetik dalga olarak ışıktır ama bizim gözle göremeyeceğimiz türdedir. X-ışınları ile görünür ışık arasındaki fark fotonların enerji seviyelerinden ileri gelir. Elektromanyetik dalgalarda enerji seviyelerindeki farklılığı dalgaboyu üzerinden belirtiriz. Bir elektromanyetik dalganın dalgaboyu dalganın iki tepe noktası arasındaki uzaklıktır. Dalgaboyu dalganın frekansı ile ters orantılıdır, dalgaboyu uzadıkça yani iki tepe noktası arasındaki uzaklık arttıkça frekans azalmaktadır. Bir elektromanyetik dalganın frekansı ise o dalganın enerjisini verir . Frekans ile Planck sabitinin çarpımına göre hesaplanan enerji frekans arttıkça artar. Dolayısıyla uzun dalgaboylu elektromanyetik dalgaların enerjisi düşük iken, daha kısa dalgaboylu elektromanyetik dalgaların enerjisi daha yüksektir. Gözümüz görünür ışığın belirli dalgaboylarına duyarlı olduğu için yüksek enerjili X-ışınları, düşük enerjili mikrodalga ya da radyo dalgaları gibi elektromanyetik dalgaların diğer türlerini göremeyiz. Görünür ışığın fotonları da, X-ışınlarının fotonları da atomlardaki elektronların hareketi ile üretilirler. Ancak, elektronlar bir atomun çekirdeği etrafındaki farklı enerji seviyelerini veya orbitallerini işgal ederler. Bir elektron -bir şekilde- daha düşük enerjili bir seviyeye geçiş yaptığında, bir miktar enerji yaymak zorundadır. Bu yayılan enerji ise foton formundadır. İşte foton olarak yayılan enerjinin seviyesi elektronun hangi atomik enerji seviyeleri arasında geçiş yaptığına bağlıdır. Yani bir atomun en dış yörüngesinden geçiş yapan ile en iç yörüngesinden geçiş yapan elektronun yayacağı fotonun enerjisi tamamen farklıdır. Dolayısıyla o elektromanyetik dalganın dalgaboyu da frekansı da farklıdır. Bu farklılıklar elektromanyetik spektrum adı verilen ışığın dalgaboyunun 1 pikomete ile 100 kilometre arasında değiştiği tüm elektromanyetik ışımayı içeren bir ölçek diyagramını verir. Bir atom ile bir fotonun çarpışmasına ne dersiniz? Fotonlar belirli bir enerjiye sahiptirler ve bir çarpışma sırasında enerjilerini aktarabilirler. Böyle bir durumda, atom fotonun enerjisini soğurabilir ve soğurulan enerjiyle bir elektron daha yüksek enerjili seviyeye geçiş yapabilir. Ancak, bir elektron aldığı enerji ile atom içinde kafasına göre hareket edemez. Fotondan gelen enerji yeterli değilse, akbili yetersiz bakiye veren bir yolcu gibi durakta yani mevcut enerji seviyesinde beklemek zorundadır. Yani, fotonun enerji seviyesi iki atomik enerji seviyesi arasındaki enerji farkı kadar olmak zorundadır. Yoksa foton elektronların enerji seviyeleri arasındaki geçişini sağlayamaz. Eğer yeterli bir enerjiye sahip foton bir atoma gönderilmişse, bu fotondan aldığı enerjiyle bir elektron daha yüksek enerjili bir seviyeye geçiş yapar. Ancak, her yolcu gibi evine dönmek isteyeceğinden, bir süre sonra elektron kendi orjinal enerji seviyesine geri döner ve geri dönerken de bir foton formunda enerji salar. Bu salınan enerjinin büyüklüğüne göre yayılan fotonun dalgaboyu dolayısıyla elektromanyetik dalga türü kendini belli eder. Mesela, radyo dalgaları uzun zamandır gündelik hayatımızda kullanılmaktadır. Bunun sebebi yukarıdaki açıklamada yatıyor. Oldukça düşük enerjili olan bu radyo dalgalarının enerjisi, çoğu büyük atomdaki enerji seviyeleri arasındaki enerji farkından daha düşüktür. Dolayısıyla bu atomlardaki elektronları yerinden kıpırdatacak kadar güçlü değildir. Vücudumuzu oluşturan atomlara her radyo dalgası çarptığında, vücudumuzdaki atomlar yetersiz bakiye uyarısı veriyor diyebiliriz. Ancak, X-ışınları için bunu söyleyemeyiz. Çünkü X-ışınları fotonları çok fazla enerjiye sahiptirler, ve evet, radyo dalgaları gibi vücudumuzdan gelip geçerler ama bu geçişleri hiç de sessiz olmaz. Öyle ki, bir atoma X-ışını fotonu çarptığında fotonun enerjisinin bir kısmı bir elektronu atomdan koparabilir ve kalanı da o elektronu uzağa uçurabilir. Elbette atomun büyüklüğünün de bir önemi var. Daha büyük bir atom bu şekilde bir X-ışını fotonunun enerjisini soğurabilir. Çünkü bu tür atomlarda atomik enerji seviyeleri arasındaki fark daha büyük olabilir. Vücudumuzdaki yumuşak dokular daha küçük atomlardan oluştuğu için X-ışını fotonlarını soğurmazlar. Kemiklerimizi oluşturan kalsiyum atomları daha büyük olduğu için X-ışınlarının soğurulmasında daha iyidirler. Bu ise hastanelerdeki röntgen cihazlarının çalışma prensibini biraz olsun açıklar. Atomlardaki elektron geçişlerine bağlı olarak yayılan elektromanyetik dalganın dalgaboyu 3 nanometre ile 0,03 nanometre arasında ise bu fotonlardan oluşan elektromanyetik dalga X-ışınları olarak adlandırılır. Ancak, bunun sınırları keskin değildir. Kısa dalga boyu ucunu gama ışınlarına, uzun dalgaboyu ucu da morötesi ışıkla karıştırmak mümkündür. Sahip oldukları dalgaboyu sayesinde X-ışınları çok sayıda uygulama alanına sahiptir. En önemli ve bilinen kullanım alanı tıptadır. Vücudumuzun iskelet yapısının görüntülenmesinin yanı sıra çeşitli hastalıkların tanısında ve bazı kanserlerin tedavisinde X-ışınları kullanılmaktadır. X-ışınları sadece vücudumuzun içini görmüyor, aynı zamanda malzemelerin iç yapısını anlamak için kristalografide kullanılmaktadır. Astronomideki kullanımının yanı sıra endüstride X-ışını tarayıcıları ağır metal ekipmanlardaki dakika kusurlarını tespit etmede sıklıkla kullanılmaktadır. Havalanlarında ve alışveriş merkezlerinde güvenliğin sağlanması için kullanıldığı halihazırda bilinmektedir. 1895 yılında X-ışınları Alman fizikçi Wilhelm Conrad Röntgen tarafından bir gaz deşarj tüpünde elektron demetleri ile deney yaptığı sırada keşfedilmişti. Röntgen yüksek voltajlı bir katod ışını tüpü yakınındaki kristallerin -tüpün siyah bir kartonla kaplı olmasına rağmen- bir floresan parlama sergilediğini fark etti. Enerjinin bir kısmı tüpte üretilmekteydi ve katod tüpü etrafındaki kartondan sızarak kristallerin parlamasına neden oluyordu. Röntgen o zaman bu bilinmeyen enerjiyi X-ışıması olarak adlandırmıştı. Yapılan deneyler gösterdi ki bu ışıma yumuşak dokulara nüfuz edebilir ama kemik tarafından soğurulabilir. Böylece fotografik plakalar üzerinde gölge görüntüler oluşturmak mümkün olabilirdi. Bu keşiften dolayı Röntgen 1901 yılındaki ilk Nobel Fizik Ödülü'nü almaya hak kazanmıştı. Yazının girişinde bir foton ile atomun çarpıştırılmasıyla yapılan ışımadan söz etmiştik. X-ışınlarının oluşmasında, hareketli bir elektronun enerjisinden yararlanılır. Bu hareketli elektronun enerjisinin tümü veya bir kısmı fotona dönüşerek X-ışınları elde edilir. Bunun en bilinen yolu, bir metal hedefin üzerine elektronların göderilmesiyle X-ışınları üretilmesidir. Isınan bir filamandan koparılan elektronlar yüksek bir voltajın yardımıyla metal hedefe doğru hızlandırılırlar. Yeterince yüksek kinetik enerjiye sahip elektronlar hedefi vurduğunda, metal hedefteki atomların en iç yörüngesi yani en düşük enerji seviyesindeki (n=1) bir elektronu yerinden eder. Bir üst veya daha yukarıdaki enerji seviyesinden bir elektron hızlı bir şekilde bu enerji seviyesine geçer ve bu sırada foton olarak enerji salar. Bu yüksek enerjili foton bir X-ışını fotonun kendisidir. Bu tür üretilen X-ışını fotonlarına karakteristik X-ışınları adı verilir. Herhangi bir çarpışma olmadan da foton üretmek mümkün. Yüksek hızlı serbest elektronlar bir atomun çekirdeği civarında hareket ederken, elektron yavaşlar ve atomu geçtikçe yön değiştirir. Bu frenleme hareketi elektronun bir X-ışını fotonu kadar yüksek enerji yaymasına neden olur. Bu frenleme ışıması olarak bilinir. X-ışınları ayrıca bir sinkrotron tarafından da üretilebilir. Sinkrotronlar dairesel bir yol üzerinde manyetik alan kullanarak parçacıkları yüksek hızlara ulaştırmaya yarayan hızlandırıcılardır. Bu hızlandırıcılarda, yüksek hızlı elektronlar bir manyetik alan sayesinde dairesel bir yolda hareket etmeye zorlandıklarında, açısal ivmelenme parçacıkların foton yaymasına yol açar. Eğer yeterli enerji ile bu yapılırsa, elektronlar X-ışınları yayabilir. Sinkrotron yoluyla ışıma elde edilmesinin ilgi çekici bir yanı yayılan ışığın kutuplu olmasıdır. Böyle bir ışımada, fotonların elektrik ve manyetik alanları tümüyle aynı yönde salınım yapar. X-ışınları doktorların bir tanı koymasında, belki de gerekli tedaviyi öngörebilmesinde hastanın vücudu üzerindeki herhangi bir cerrahi müdahelede bulunmadan vücudun içini görmesini sağlamaktadır. Dolayısıyla X-ışınları kırılmış bir kemiğe ameliyat yolu ile bakmaktan daha kolay ve güvenli bir yol sağlıyor. Ancak, yazının ilk kısımlarında değindiğim gibi X-ışınları çok yüksek enerjilere sahip fotonlar içeriyor ve bu nedenle bizim ve canlılar için zararlı olma riski vardır. X-ışınlarının ilk kullanıldığı dönemlerde doktorlar ve hastalar X-ışınlarına uzun süre maruz kaldıkları için mide bulantısı, saç kaybı, ishal gibi belirtiler gösteren ve merkezi sinir sistemini etkileyen radyasyon hastalığı baş göstermişti. X-ışının bir atoma çarparak elektron sökmesi aslında bir iyon oluşturuyor. Yani elektriksel olarak yüklü bir atom. Serbest kalan elektronlar diğer atomlarla çarpışarak daha fazla iyon oluşumuna da yol açabilir. Böyle bir yük DNA zincirlerini kırabilir, hücre içinde doğal olmayan kimyasal reaksiyonlara yol açabilir. DNA ipliği bozulmuş bir hücre ya ölecektir ya da DNA bir mutasyon geliştirecektir. Çok sayıda hücrenin ölmesi çeşitli hastalıklarla sonuçlanabilirken DNA'nın mutasyona uğraması kanserin oluşması ve yayılmasına olanak tanıyabilir. Bu risklerden dolayı X-ışınları günümüzde doktorlar tarafından gerektiğinde kullanılıyor. Yine de, X-ışını ile röntgen çekilmesi ameliyata göre daha güvenli bir seçenek gibi görünüyor, uzun süreli bir şekilde X-ışınlarına maruz kalmadıkça. Günümüzde X-ışınları tıp, güvenlik ve bilimsel araştırmalarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.


The Guardian 2016'nın Ocak ayında Profesör Michelle Simmons'ı ve çalışmalarını anlattığı yazının başlığını bu şekilde atmıştı, Dünyanın İlk Kuantum Bilgisayarı Yapma Yarışına Liderlik Eden Kadınla Tanışın. Profesör Michelle Simons uluslararası alanda tanınan bir kuantum fiziği araştırmacısıdır ve Avustralya'da New South Wales Üniversitesi'nde kurulu Kuantum Bilgisayar ve Haberleşme Teknolojisi Mükemmeliyet Merkezi adında bir araştırma merkezinin yöneticisidir. Ucuz ve standart silisyum teknolojisini kullanarak dünyanın ilk kuantum bilgisayarını inşa etmeyi amaçlayan Simmons ve çalışma arkadaşları UNSW'nin verdiği bilgiye göre katıhalde kubitlerin tam konumunu görebilen dünyadaki tek araştırma grubunu oluşturuyorlar. Profesör Michelle Simmons'ın başarılarına dikkat çekmek amacıyla KBT Bilim Sitesi'ndeki bu yazımızda aldığı ödüller ve son çalışmaları hakkında mevcut kaynaklardan derlediğim bilgileri vermek istiyorum. Yöneticisi olduğu araştırma merkezinde Avustralya'daki 6 üniversiteden 200'den fazla bilim insanı çalışmaktadır. Bu merkezdeki bilim insanları ve mühendisler 2022 yılında silisyum temelli dünyanın ilk kuantum bilgisayarını inşa etmenin ilk adımı olarak görülen 10-kubitten oluşan bir entegre devre üretmeyi hedefliyorlar. Kuantum bilgisayarı neden önemli? Bugünün bilgisayarlarının belki de binlerce hatta milyonlarca yıl sürede işleyebileceği veriyi kuantum bilgisayarları saatler içinde işleme kapasitesine sahip olabilir. Bu yüksek kapasite iklim değişikliği gibi küresel zorlukların üstesinden gelmemizde büyük katkılar sağlayabilir ya da kanser gibi karmaşık hastalıkların daha iyi anlaşılmasında. 2018 Ocak ayında Yılın Avustralyalısı ödülünü alan Simmons kuantum bilgisayarlarının önemine şu sözleri ile işaret ediyor, Kuantum bilgisayarların şaşırtıcı potansiyelini ve dünyamızı nasıl değiştireceklerini açıkladığı bir söyleşisini aşağıdaki videodan izleyebilirsiniz, Ancak bu fikir üzerine yayınlanan Dr. Bruce Kane'in teorik makalesi tek atom aygıtların nasıl inşa edilebileceği üzerineydi. Bu makale görünen o ki tüm ilgisini kuantum bilgisayarlar üzerine çekmişti ve okuduktan sonra, bunu yapabilirim düşüncesine sahip olduğunu söylüyor. 1999 yılında Simmons UNSW'nin bu bahsedilen makaleye göre taslağı çizilen bileşenleri oluşturmaya çalışan bir araştırma grubunda yer almak için başvurdu. Sonrasında ise o günden bu güne Dr. Kane'in makalesinde belirtilen kuantum bilgisayarı vizyonunu hayata geçirmek için çalışıyor. Silisyum konusunda son beş yıldır liderlik ettiklerini belirten Simmons 2010'dan bu yana yayınladığımız sonuçlar ile biz tek atomlarda bilgiyi nasıl kodlayabileceğimizi, silisyumda sistemleri nasıl inşa edebileceğimizi ve silisyumda bu sistemleri nasıl kontrol edebileceğimizi gösteriyoruz dedi. Simmons 2005 yılında Avustralya Bilimler Akademisi Pawsey Madalyası'nı, 2012'de Yılın Bilim İnsanı ödülünü ve 2015'te fizikte çığır açıcı araştırmalarından dolayı Thomas Ranken Lyle Madalyası'nı kazandı. Yine 2015'te Bilimde Liderlik Eureka Ödülü ile ödüllendirildi. Ayrıca 2016 yılında Amerikalı fizikçi Richard Feynman onuruna verilen prestijli Nanoteknolojide Foresight Enstitüsü Feynman Ödülü'nün sahibi oldu. 2015'in Ekim ayında çalışma arkadaşlarıyla birlikte ilk defa silisyum kubitler arasındaki hesaplamaların gösterdiği silisyum temelli kuantum bilgisayarlarının yapımının önünde olan bir engeli ortadan kaldırmayı başardılar. Böylece, kubitlerin birbirleri ile konuşmasını sağlayan ilk araştırma grubu oldular. 2015 yılında Avustralya'da önemli bir telekom şirketi olan Telstra Simmons'un yöneticisi olduğu Kuantum Bilgisayar ve Haberleşme Teknolojisi Mükemmeliyet Merkezi'ne 5 yıllık süreçte 10 milyon ABD doları kadar bir fon sağlayacağını duyurmuştu. Profesör Simmons'un çalışmaları ile ilgili son bir çalışmaya değinmek istiyorum. Bu çalışma geçtiğimiz aylarda Nature Communications'da yayınlanan makalede detayları açıklanan iki kubit arasındaki kontrol edilebilir etkileşimlerin ilk gözlemi hakkında olacak. Bu çalışma ile Simmons'un araştırma grubu bir silisyum çipindeki farklı fosfor atomlarını hassas bir şekilde konumlandırarak ve yakınlaştırarak atom kubitleri oluşturdular. Bilgi ise tek bir fosfor elektronun kuantum spini üzerinde depolandı. Daha önce elmas sicimleri ile ilgili haberimizde belirtildiği gibi kuantum bilginin depolanma süresi gürültüye bağlı olarak değişmektedir. Çalışmaları ile bu gürültüyü azaltıcı nanofabrikasyon işlemleri sonrası Simmons'un araştırma grubu bir nanoelektrik aygıtında şimdiye kadar rapor edilen en uzun ömürlü bir elektron spin kubiti oluşturdular. Yaklaşık 30 saniye! Bu değer önceki çalışmalarda bildirilenden 16 kat daha yüksektir. Çalışmalarında iki fosfor atomunda yapılan bir kubiti ve tek bir fosfor atomundan yapılan diğer kubiti aralarında 16 nanometrelik bir uzaklık olacak şekilde bir silisyum çip üzerine yerleştirdiler. Bu ise iki komşu kubit arasındaki etkileşimleri kontrol edebilme imkanı verdi. Çünkü böylelikle bu elektronların kuantum spinleri birbirleri ile bağlantılı hale gelmiş oldu. Simmons'un eski öğrencisi Dr. Matthew Broome bu etkileşimlerin kontrol edilebilir olmasını şu sözleri ile açıklıyor, Geleneksel bir bilgisayarla binlerce yıl sürebilecek bir problemi dakikalar içinde çözecek kuantum bilgisayarların geliştirilmesi süreci beraberinde bazı ürünler ve sonuçlar getirmektedir. Prof. Simmons'un liderliğinde ve devlet, endüstri ile üniversitelerin oluşturduğu bir konsorsiyumun da desteğiyle Avustralya'nın ilk kuantum bilgisiyarı şirketi 2017 yılında kuruldu ve şirket, bu araştırma merkezindeki çalışmaların sonuçlarını ticarileştirmeye başladı. Silicon Quantum Computing olarak markalaşan şirket UNSW'daki yeni laboratuvarları kullanıyor ve 2022'de 10 kubitle çalışan bir kuantum bilgisayarı üretme hedefine adım adım ilerliyor. Bu şirtkete Avustralya hükümeti 26 milyon dolar, UNSW 25 milyon dolar, Avustralya'da bir banka 14 milyon dolar, Telstra şirketi 10 milyon dolar ve üniversitenin bulunduğu şehrin yönetimi 8,7 milyon dolar yatırımda bulundu. Bu yatırımın sonucunda Avustralya'nın mevcut ekonomisinin yaklaşık %40'ını oluşturan sanayinin kuantum bilgisayarların geliştirilmesiyle önemli ölçüde etkilenebileceği öngörülüyor. Yazılım, tasarım, makine öğrenimi, lojistik planlama, finans analizi, borsa modellemesi, yazılım ve donanım doğrulaması, iklim modellemesi, hızlı ilaç tasarımı ve testi ile erken hastalık tespiti ve önleme gibi potansiyel uygulama alanlarında bu geliştirilen kuantum bilgisayarları hem insan yaşamını hem de ekonomi dünyasını değiştirecek gibi görünüyor. Dünya üzerinde bilimde, ekonomide, eğitimde çok sayıda başarı kadından biri Prof. Michelle Simmons hakkında derleyebildiklerim bu kadar. Onun başarılarla dolu yaşamı aslında bir insana fırsat verildiğinde neler yapabildiğini ve yapabildiklerinin nelerle sonuçlanabileceğinin iyi bir göstergesi.


Kırmızı kan hücreleri ve trombositlerde gizlenmiş küçük robotlar kandaki bakteriyel enfeksiyonları temizleyebilir. California San Diego Üniversitesi'nden araştırmacı Joseph Wang'ın laboratuvarında geliştirilen bir buluşa ait bulgular Science Robotics dergisinde 30 Mayı 2018'de yayınlandı. Bu çalışmaya göre, araştırmacıların geliştirdiği robotik sistem yaşamı tehdit edebilen enfeksiyonların tedavisinde kullanılan geniş spektrumlu antibiyotiklere göre bir alternatif sağlayabileceğini düşünüyorlar. Günümüze kadar ufak, küçük robotlar insan vücudunun derinliklerinde ilaç taşıma ve biyopsi alma gibi birçok görevi başarıyla yerine getirmede kullanılıyordu. Ancak, kandaki bakteri enfeksiyonlarının tedavi edilmesinde robotların rol sahibi olması robotik araştırmalarının biyolojik sistemlerde kullanımına yeni bir örnek. Biyolojik bir kaplama ile altın nanotellerden yapılan bu ufak robotlar ultrason ile yönlendirilerek bakterilere eklenebiliyor ve bakteri tarafından üretilen toksinleri etkisiz hale getirebiliyor. Elbette bu sistem laboratuvarda bir tüp kan içinde denendi. Araştırmacılar bunun daha ileriye götürerek bir fare süreci yeniden test etmek istiyorlar. Araştırmacıların geliştirdiği bu robotlar aslında bir önceki robotlar gibi vücut içinde ilaç dağıtma işinde de kullanılabilir. Ancak, bu kez odaklanılan konu bakteri enfeksiyonları ile mücadele. Bir bakteri enfeksiyonu ile mücadele iki şekilde olabilir: bakterinin kendisi ve bakteri tarafından üretilen toksinlere karşı. Toksinler kırmızı kan hücrelerinde delikler açar ve bakterileri kandaki trombositlere yapışmasının önü açılır. Her iki durum da nihai olarak insanlarda ciddi enfeksiyonlara yol açacaktır. Bu iki durumla mücadele edebilmek için nanotelleri patojenler yani hastalığa neden olan organizmaların aradığı şeye dönüştürmek gerekir. Onların aradığı şeyler de trombositler ve kırmızı kan hücreleridir. İşte kanın bu iki bileşeninden elde edilen hücresel zarlardan yapılan bir kaplama ile araştırmacılar nanotellerden yapılan nanorobotları gizlediler ve böylece nanorobotlar sanki bir biyolojik işlevi varmış ve bu kan hücreleri gibi davranıyormuş izlenimi verildi. Bakteriler kan içinde gizlenmiş bu robotlarla karşılaştıklarında, kan hücreleri sanarak onlara bağlanırken kendilerini bir nanotelin üzerinde tuzağın içinde bulmuş olurlar. Bu sırada bakterilerin ürettiği toksinler nanotelleri kırmızı kan hücresi sanarak etkileşmeye başlarlar ve sonuçta etkisiz hale gelirler. Bu biyolojik kaplamanın başka bir yararı ise vücudun savunma sisteminin bu yabancıları bir işgalci olarak görmeyecek olması. Buna ilaveten, ultrason dalgalarını kullanarak nanotellerin hareketi kontrol edilebilir. Böylelikle, nanoteller ile bakteriler arasındaki çarpışmalar artırılarak etkisiz hale getirme işlemi hızlandırılabilir. Araştırmacılar bu nanorobotları MRSA olarak bilinen metisiline dirençli Staphylococcus aureus bakteri ve enfeksiyonu üzerinde denedi. Ultrason ile kontrol edilen nanorobotların etki ettiği numunelerde robotların bakterilere bağlanmasında serbest bırakılan nanorobotlara göre 3,5 kat artış olduğu görüldü. Ayrıca ultrason ile robotların kontrol edilmesiyle zarar gören kırmızı kan hücrelerinin sayısı 2,4 kat daha az oldu. Bu gelişmelere rağmen henüz bu nanorobotların antibiyotiklerin yerini alması için erken.


İlk defa, bilim insanları tek bir proton ve tek bir elektron arasındaki zayıf nükleer kuvvetin şiddetini ölçmeyi başardılar. Fizikte dört temel kuvvet vardır: Kütleçekim kuvveti, elektromanyetik kuvvet, güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet. Ve bu kuvvetler temel atom altı parçacıkların birbirleri ile etkileşimlerinden ileri gelirler. Bunlardan biri olan zayıf nükleer kuvvetin erimi de şiddeti de oldukça az ve zayıftır. Öyle ki, zayıf nükleer kuvvetin şiddeti güçlü nükleer kuvvete göre milyarda bir oranında daha zayıftır. Zayıf nükleer kuvvet temel parçacıklar üzerindeki etkisinin yanı sıra yıldızların nükleer füzyon yaparak ışık ve ısı yaymasında rolü olan bir temel kuvvettir. Nature dergisinde yayınlanan bir makalede, ABD'deki Jefferson Laboratuvarı'ndan bilim insanları ve Q-Weak İşbirliği içerisinde yer alan uluslararası bir araştırmacı grubu protonun doğal ve önemli bir özelliğini yani zayıf yükünü ilk defa hassas bir şekilde ölçmeyi başardılar. Protonun bu özelliği onun dört temel kuvvetten biri olan zayıf nükleer kuvvet ile nasıl güçlü bir şekilde etkileştiğini belirlemektedir. Araştırmacılar bu zayıf yükün değerinin 0,0719 olduğunu ölçtüler. Fakat bu değeri ölçmelerinden ziyade bunu nasıl yaptıkları bu çalışmayı daha önemli kılmakta. Protonun son derece zayıf kuvvetini ölçebilmek için araştırmacıların bunu fark edebilecekleri bir deneye ihtiyaçları vardır. Qweak adını verdikleri bu deney hızlandırılmış elektronlarla protonları vurulmasını içeriyordu. Bu elektronlar da spin olarak adlandırılan bir özelliğe sahiptir. Bu özellik elektronları hareket ettikleri yöne göre veya ona karşı hizalayabilir. Elektromanyetik kuvvet için bu hizalanmanın nasıl olduğu önemli değildir, ancak zayıf nükleer kuvvet elektronun nasıl hareket ettiğine bağlı olarak biraz farklı olacaktır. Bu farkın ölçülmesiyle protonun zayıf yükü hesaplandı. Parite simetrisi olarak adlandırılan ihlal etme zayıf kuvvet üzerine yapılan bu deneyin temelini oluşturmaktadır. İki yönden birinde spine sahip elektronları protonların üzerine hızlandırılarak gönderilmesi spinlerinin helisitesi veya yönüne bağlı olarak protonların hassas bir şekilde sekmelerine neden olur. Deneyin sonuçlarında, bu sekme veya oluşan fark Standart Model'e göre beklenebilecek düzeyde olduğu için keşfin kendisi çok önemli sonuçlara yol açmıyor. Zaten, deneydeki ölçümlerde beklenenden farklı bir sapma olsaydı bu temel parçacıklar arasında olan ve henüz bilinmeyen bir kuvvetin işaretini verirdi. Bu sonuçlar zayıf karışma açısını ölçmek için başka bir şans sundu. Yeterince yüksek enerjilerde, zayıf nükleer kuvvet ve elektromanyetizma bir elektrozayıf kuvvete birleştiği için bu zayıf karışma açısı bu iki kuvvet ayrılmaya başladıktan sonrasıyla ilgili önemli bir sayıdır. Qweak deneyi bunun için en hassas ölçümleri sağlamıştır.


Türkiye'nin en büyük astronomi platformu Kozmik Anafor'un gerçekleştirdiği, yine ülkemizin büyük en bilim platformları olan Bilimfili, Açık Bilim ve Evrim Ağacı'nın desteği, ülkemizin en eğlenceli bilim platformu BNGL'nin, Kuark Bilim Topluluğu, Hypatia Bilim, Feza Gezginleri ve Gelecek Bilimde'nin katkıları; Meade Teleskopları Türkiye Distribütörü Astromed'in, Celestron Teleskopları Türkiye Distribütörü Eyüboğlu'nun teleskop ve gözlem katkısı sağladığı Olimpos Gökyüzü ve Bilim Festivali 2019'un etkinlik takvimi belli oldu. 13:00 21:00 Çeşitli bilimsel atölyeler, teleskopla Güneş gözlemleri, bilimsel içerikli yarışmalar, müzik dinletileri. (Prof. Dr. A. Talat Saygaç ve Prof. Dr. M. Emin Özel'in Gökyüzünü Tanıyalım kitabının imza ve söyleşisi de gerçekleştirilecektir. Kitabı http://esatis.tubitak.gov.tr/books/17737 üzerinden temin edebilirsiniz). 21:00 05:00 Teleskoplu gece gökyüzü gözlemleri, DSLR ile uygulamalı astrofotoğraf çekim eğitimleri. 21:00 05:00 Teleskoplu gece gökyüzü gözlemleri, DSLR ile uygulamalı astrofotoğraf çekim eğitimleri. 21:00 05:00 Teleskoplu gece gökyüzü gözlemleri, DSLR ile uygulamalı astrofotoğraf çekim eğitimleri. Detaylar, güncel ve önemli duyurulardan haberdar olmak için festivalin katılımcı grubuna üye olun.