İnsan Nasıl Işınlanır?

Matematik dünyası oldukça hareketli görünüyor. CERN’de süregiden yoğun deneylerden büyük beklentiler var. Maddenin tabiatını ve karanlık maddenin ne olduğunu anlayabileceğiz. Bu arada yeni uzayları keşfedebileceğiz.

 

Maddenin dalga özelliği yanılsama değil, gerçeğin kendisi olduğuna göre, öyle anlaşılıyor ki bizi sınırlayan tek şey henüz bulunamayan matematik-geometri sistemleridir. Günlük hayatla bağdaştırma veya özel laboratuvarlarda kurulan düzeneklerde uygulama meselesidir.

Geçen yüzyılın başında Öklid geometrisinden ve Newton uzayından, Einstein evrenine geçmiştik. Nasıl Newton Principia’sındakileri açıklamak için ileri düzey türev ve integral hesaplamalarını düzenli bir tabana yayıp kendine temel yaptıysa, Einstein sayesinde üç boyutlu etkileşimsiz evrenden üçten fazla ve etkileşimli bir evrene yeni bir geometri ve matematik (kesinliksiz/olasılıklı) sistemiyle tanıştık.

Peki şimdi eksikliğini hissettiğimiz, olmayan şey ne?

 

Nerelerde sınırlanıyoruz? 

Einstein’in karşısında Bohr-Heisenberg-Schrödinger üçlüsü olduğundan şanslıydı. Ölçekler bir anda ışık yılından atom altı boyuta indi. Hikaye devam ediyordu. Teorik bilimciler ne kadar ileri fizik düşünürlerse düşünsünler klasik ölçeği normo evrenden, ikinci düzleme yani makro evrene ve oradan da üçüncüsüne yani mikro evreni bir araya getirmek gerekiyordu. Bunları klasik ebeveynlikten kurtarıp tamamen farklı bir bakış açısı getirmek zorundayız ve diğer boyutları ve uzayları keşfetme ihtiyacı, onların matematiğini ve fiziğini açıklama ihtiyacı var.

Bunu kim yapabilir?

Matematik dünyası oldukça hareketli görünüyor. CERN’de süregiden yoğun deneylerden büyük beklentiler var. Maddenin tabiatını ve karanlık maddenin ne olduğunu anlayabileceğiz. Bu arada yeni uzayları keşfedebileceğiz.

Işınlama ve eşyanın nakli konusunda tıkanıklığın belki de en önemli bir sebebi uzayın ve boşluğun maddesi “Esir maddesi” konusunda henüz yeterli fiziksel bilgiye ulaşamayışımız.

Bilim adamları ilgili alanlarda araştırmalarında büyük ilerlemeler kaydediyorlar. Gelecekte gerçekleşmesi umulan en önemli şey: Her şeyin teorisi. Dörtlü kuvvetler (zayıf, çekirdek, elektromanyetik ve kütleçekim) bir araya gelip takım ruhu kazanabilecekler mi? Çekim gücünün bilinmeyen sırlarını açığa çıkarabilecek miyiz?

Bunlar başarılırsa “ışınlama” ve “eşyanın ânında bir yerden başka yere nakli” konusunun önü açılabilir. “Zamanda yolculuk” konusunun da…

 

Atom Dünyası Gerçekte Bir Metafizik Dünyadır

Elektronun tavırları ile ilgili fizikçi Gerard’t Hooft’un dediklerine bakalım:

“Ancak elektronlar için durum tamamen farklı. Onların davranışı bir sır perdesi arkasında saklanmış gibidir. Öyle görülüyor ki, elektronlar aynı anda değişik yerlerde bulunabiliyorlar. Elektronlar sanki bulut gibi, dalga gibi davranıyorlar. Bu hiç de ihmal edilecek bir şey değil. Yeterince hassas deneyler yapılırsa, tek bir elektronun, birbirlerinden oldukça uzak yörüngeler üzerinde aynı anda hareket ediyormuş gibi davrandığı gösterilebilir.”

Bu söylenilenlerle, atom dünyasının fizik ötesi bir dünya olduğu ilk bakışta dikkatimizi çekmiş olmalı. Erwin Schrödinger de aslında aynı şeyleri söylüyor. Schrödinger özetle şöyle diyor:

“Elektronlar ve diğer atom içi parçacıklarının hareket ve davranışı, klasik hareket kanunları ile, Newton fiziği ile açıklanamaz. Orada farklı bir dünya ve fizik ötesi farklı yasalar vardır. Atom altı dünyada maddeden ziyade ışın-dalga özelliği hâkimdir. Bu yüzden de madde dalgaları konusunda yeni denklemler geliştirilmelidir.”

Böylece atom altı dünyanın yeni fiziki şartları farklı, başka kanun ve prensiplerin hükmettiği, daha ziyade soyut bir dünyayı hayal etmeliyiz. Zamanın farklı, mekan ve boyutları farklı olan melekler ve cinler gibi varlıkların dünyası bize farklı gelmektedir. Keza Mirac’a çıkan Hz. Peygamberin bu yolculuğunun tabiatı ve karşılaşılan olaylar ve dünyaların bizim dünyamızdan farklı olduğu bildirilmektedir. 

Fizik dünyadan farklı dünyaları soyut gerçekleri sadece dini söylemlerden öğreniyorduk. Kuantumun açtığı kapıdan diğer dünyalara girmeye başladık ve tek bir dünyaya mahkum olmadığımız görüldü. Kuantum dünyasına bizzat maddenin temeli ve altı dediğimiz noktada giriş yapmaktayız. Kim bilir gelecekte daha hangi uzay ve âlemleri keşfedeceğiz? Elbette ki, bu ne ilk, ne son olacak.

 

Atom Altı Dünyası

Atom içi dünyanın özelliklerine dair bakış açımız değişip, atom dünyasının anahtarları bir bir elde edilmeye başlayınca bu âlemin kapıları açılmaya başladı. Atomla ilgili bir çok bilmeceyi çözebilir duruma geldik.

Atomda kat kat belirli enerji düzeyleri vardır. Başlangıçta buna bir açıklama getirilemedi. Daha sonra elektronların atom çekirdeğinin etrafındaki durumu, gitar teli tınlatıldığı zaman ortaya çıkan tonlara ve üst tonlara benzetmek mümkün oldu. Belirli dalga motifleri, enerji kaybı olmaksızın yan yana bulunmaya imkan vermektedir.

Niels Bohr’un 1912’de ortaya koyduğu bir formül vardır. Schrödinger’in denklemi aslında bu denklemin daha kapsamlı şekli gibidir.. Ya da Bohr’un formülü, onun sadece bir bölümü şeklinde değerlendirilebilir. Sonraki yıllarda atomla ilgili geliştirilen modern teoriler, kuantum mekaniği adıyla tanınmaya başladı. Bu yeni teori, sadece elektronlara değil, diğer parçacıklarla ilgili yeni problemlere de başarıyla uygulandı. Schrödinger’in dalga denklemi artık bütün atom, molekül ve katılar fiziğinin, ayrıca fizikokimyanın büyük bir bölümünün temeli haline geldi.

 

Atomlarda Işınlama

Acaba maddenin dalga yapısı, sadece en küçük parçacıklar seviyesinde mi geçerlidir? İnsan da bazı durumlarda bir dalga gibi davranabilir mi? 

“Madde dalgaları” örneğin atom çekirdeğinin etrafındaki kuvvet alanı gibi bir engelle karşılaştıkları zaman nasıl bir durum ortaya çıkıyor? Bütünüyle durdurulabiliyor mu?

Dikkate değer bir olay, bazı atom altı tanecikler önüne engel konulmasına rağmen bu engeli aşabiliyorlar. Bu madde dalgaları engelden sızabiliyor ve engelin diğer tarafında tekrar ortaya çıkabiliyorlar. Bu, bir insanın önüne konulan kalın bir duvarı engel yokmuşçasına geçmesi gibi bir durumu ifade etmektedir. Bu da taneciklerin kuantum özelliğine atfedildi. Tabi ki isim vermek işin kolay tarafı. Zor olan tarafı ise olayın gerçekte nasıl gerçekleştiğini ifade etmek. Demek ki elektronlar başka bir fizik uzayı daha yaşamakta ve soyut yanı bulunmaktadır. Buna ‘tünel olayı” denildi. Bu olaydan elektronikte yararlanıyoruz. Tünel diyotu denen bir devre elemanı buna bir örnektir.

Parıldayan radyum saatinden ve bu parıltıyı doğuran alfa bozunumu olayını ele alalım. Nasıl elektron dalgaları varsa, “koskoca” alfa parçacıkları da (iki nötron ve iki protondan ibaret–helyum çekirdeğidir) “dalgaya” dönüşebilir. Alfa parçacıkları atomun kuvvet alanı gibi bir engelle çevrelendikleri zaman aradan sıyrılabiliyorlar. Önüne kurşun levhalar bile konulsa alfa tanecikleri bu levhadan sızabilmekte, bu engeli aşabilmektedir.

Alfa parçacıklarının engeli aşmaları ‘tünel’ olayı ile açıklanmaktadır. “Tünel etkisi”nin çok daha şaşırtıcı bir örneği, süper iletkenlik olayında yaşanır. Elektronlardan oluşan elektrik akımı, normal olarak, örneğin bir bakır tel gibi iletkenlerden düz bir şekilde akış göstermez. Elektronların, metalin kristal yapısının arasında hareketi hesap edemeyeceğimiz bir tarzda cereyan eder. Bu seyahatinde, çoğu kere engellerle karşılaşır ve haliyle yollarını değiştirmek zorunda kalırlar. İşte elektrik direnci dediğimiz olay bu engellemelerden doğar. Şimdi olayın şaşırtıcı tarafına geliyoruz:

Bazı maddeleri, mutlak sıfır derecesine kadar soğuttuğumuz zaman, birdenbire bütün dirençleri ortadan kalkar. İşte süper iletkenlik olayı bütün dirençlerini yitirmiş sistemlerde ortaya çıkar. Halka biçimindeki bir süper iletkende, elektrik akımı fiilen enerjisini kaybetmeksizin sonsuza kadar devam edebilmektedir.

 

Bu olayın ardında ne var?

Her türlü parçacık bir elektrik alanı ile kuşatılmış bulunuyor. Bu alan, parçacığın yer aldığı kristal yapının biçiminde bir miktar değişikliğe yol açıyor. Bu da, öteki parçacıkların hareketini etkiliyor. Kristalin içindeki atomlar arasında zayıf karşılıklı bir etkileşim söz konusudur. Çok düşük sıcaklık derecelerinde ise, bu etkileşim elektron çiftlerinin oluşmasına yol açar. Şimdi biz bu elektronları halka biçimindeki bir cisme elektron çifti olarak aktardığımızı düşünelim. Bunların halkadan geçen kuantum dalgaları, aynı düzeyde kalan bir enerji durumuna erişecektir. Artık normal direnç olayı ile bu durumun değişmesi söz konusu değildir. Bu elektronlar, artık tıpkı bir atom çekirdeğinin etrafında dolanan ya da salınan elektronlar gibi hareket eder. Onun için, süper iletkenlere dev boyutlu, makroskopik atomlar olarak bakabiliriz.

Cambridge Üniversitesi’nde Brian Josephson adlı bir öğrenci, tünel etkisi ile süper iletkenliğin ilişkisini gösteren sonuçlara ulaştı. Josephson şunu ortaya koymuştu: Bir süper iletkendeki elektron çiftleri, ince bir yalıtkan maddede ‘tünel’ açabilirler. Bu sonuçlar aslında elektron çiftlerinin dalga özelliği gösterdiğini ortaya koymaktadır.. Dalgaların manyetik alanın değişik bölgelerinden geçmesi, fazdan çıkması ve girişim yoluyla dalgaların kuvvetlenip ve zayıflatılmasından ileri gelmektedir.

Süper iletkenlik laboratuardan çıkarak çoktan uygulama alanına geçmiştir. Elektronların dalga özelliğinden de teknikte yararlanılmaktadır. Bunun bir örneği, elektron mikroskobudur. Bu mikroskopta, ışık dalgaları yerine elektron dalgaları kullanılıyor. Elektron dalgaları çok daha kısadır ve bu yüzden bir resmi çok daha ince ayrıntısıyla gösterebilmektedir.

Hepsinden daha önemlisi tabi ki insanın da bir dalga özelliği gösterip göstermeyeceğidir. “Madde dalgaları” ile birçok mesele hâlâ çözüm beklemektedir. Atomlar arasında bile girişim olayları gözlenebildiğine göre atomlardan teşekkül eden cisimlerin de ilişkili madde dalgaları olur mu? Bir cisim aynı zamanda bir dalga nasıl olabilir? Kuantum dalgaları nedir? Uzun yıllardır bunca çalışmalara rağmen hâlâ anlaşılmış değildir bu konular.

 

İnsan Nasıl Işınlanır?

Mikro dünyada, maddenin madde içinden geçtiğine örnekler vardır. Yukarıda örneğini verdiğimiz gibi iki nötron ve iki protondan meydana gelen alfa parçacığı (helyum çekirdeği) mikro ölçekte kocaman bir parça olduğu halde, kütlesiz bir foton gibi enerjik ışın halinde önündeki perdeyi aşarak dışarı çıkar.

Alfa parçacığının önüne, maddi bir varlık olarak geçemeyeceği güçlü engeller konulmuş, fakat o bütün bu engelleri, dalga özelliği sayesinde aşmıştır. Helyum çekirdeğinin, kütle ve hacmini kaybedip, kendi normal cisim yapısını kaybetmeden böyle bir transferi gerçekleştirmesi mümkün değildir. Bu parçacık, fizik dünyasının dışına çıkıyor ve bir “tünel” aracılığı ile yol bulup öbür tarafa geçiyor. Bu olay bilimde “tünel tesiri” tabiriyle ifade edilir. Tünel tesirinin kullanıldığı bir örnek, bir devre elemanı olarak kullanılan “tünel diyotu”dur.

Öte yandan mutlak soğuk derecede (-273oC) elektriği iletmeyen bir cismin iletken; iletken cisimlerin de süper iletken olması, yine tünel tesiri ile açıklanır. Bazı maddeler, onları mutlak soğuk derecesine kadar soğuttuğumuz zaman birden bire bütün dirençlerini kaybeder ve süper iletken olurlar. Halka biçimindeki bir süper iletkende, elektrik akımı fiilen enerjisini kaybetmeden sonsuza kadar akabilir. Mutlak soğuk derecedeki elektronlar, parçacık yani madde vasfını kaybeder. Elektron, bu şekilde dalga halini almakta elektriği iletmeyen cisimlerin içinden bile tünel tesiriyle yol bularak geçebilmektedir. Cismin başka bir cisim içinden geçebilmesinde “dalga özelliği rol oynamaktadır.”

Mikro âlemde olanların makro seviyede büyük sistemlerde de olması beklenir. Çünkü büyük sistemler, atom denilen mikro sistemlerin planlı ve düzenli bir bütünüdür.

Bir insan, herhangi bir hayvan, bir gemi, kısacası madde olarak mevcut her şey, madem ki bir “madde dalgasına” sahiptir; o halde bu eşya, gerekli şartlar hazırlandığında mesafeleri ışık ötesi hızlarda kat edebilecektir. Atomdaki yörüngesinde seyreden bir elektrona, dışarıdan bir ışın (foton) göndererek, onu atomik ölçekte büyük bir mesafe sayılan başka bir yörüngeye sıçratabilmemiz gibi, aşırı manyetik alan veya elektrik alanlarda, yahut yoğun çekim gibi soyut-madde ötesi kuvvetlerin aşırılaştığı ortamlarda, bir cismi ötelere nakletmemiz mümkün olabilir.

Varlıklar esas itibariyle elektronların bir örgüsü olduğuna göre (çünkü çekirdek kütlenin temsilcisi olmakla birlikte atom boşluğunu elektronlar doldurmaktadır) elektronların ışın (beta ışını) haline geleceği şartlarda, ilgili cisim tamamen “dalga-ışın” yapısına bürünebilir uzay-zamanda yolculuk yapabilir.

Örneğin elektronların tanecik vasfını kaybedip ışın-dalga halini alacağı bir ortam manyetik alanların yoğun olduğu ortamlar olabilir. Çekim gücünün aşırı olduğu karadeliklerde cisimler görünmez olmakta ve fizik evren yerini fizik ötesine bırakmaktadır. Maddenin belli şartlarda soyut bir yapıya bürünmesi, abdal denilen evliyanın bir türünde—ruhsal güçleri maddi bedeni üzerine etkin kişilerde—mümkün oluyorsa, çekim gücüne kardeş kuvvetlerde, örneğin manyetik kuvvetlerin aşırı bulunduğu ortamlarda, eşya bir bütün halinde dalga tabiatına dönüştürülebilir. Bu yönde devam eden denemeler umut vermektedir.