Bilim ve Teknik Dergisi 519. Sayı - Şubat

Pardus 2011 - Kurulan DVD Derginizle Birlikte... n tescilli markasıdır. 2011 Bu DVD TÜBİTAK BİLG TBeilkivmenik Pardus markası ve logotipi TÜBİTAK'ı “Kurulan DVD” EM tarafından çoğaltılmış ve dağıtılmıştır. Para ile satılamaz. TBeilkivmenik arı ile dağıtılmaktadır. Bu DVD'deki yazılımlar GNU GPL Genel Kamu Lisansı ve çeşitli özgür yazılım lisansl Aylık Popüler Bilim Dergisi Şubat 2011 Yıl 44 Sayı 519 4 TL Bilim ve Teknik Şubat 2011 Yıl 44 Sayı 519 Zor öğreniyorum ama zekiyim! Bende Disleksi Var... Bende ivsakr..e. lsid Schrödinger’in En Büyük Kedisi Yüzyılın Salgını Devam Ediyor; HIV/AIDS’in Dünü, Bugünü veYarını Büyük Patlama’nın Çınlaması Yeni Nesil Lityum-İyon Pil Teknolojileri 19 9 771300 338001

Ödül Evren TöngürTBeilkivmenik Aylık Popüler Bilim Dergisi Yıl 44 Sayı 519 Şubat 2011 “Benim mânevi mirasım ilim ve akıldır” Mustafa Kemal Atatürk Anadoluda’ki büyük kedilerin son temsilcisinden adını alan Pardus, Linux tabanlı bir işletim sistemi. TÜBİTAK BİLGEM bünyesinde gerçekleştirilen yerli işletim sistemi Pardus, 2005’teki ilk sürümünden bugüne geçirdiği birçok yenilik ve iyileştirmeden sonra 2011 sürümünü duyurdu. 2009 yılında dünya çapında yapılan bir ankette en iyi beş Linux tabanlı işletim sisteminden biri seçilen Pardus’un 2011 sürümünün kurulum DVD’si derginizle birlikte. Pardus’un ilk sürümünden beri tanıtımına ve yayılmasına katkıda bulunan Bilim ve Teknik dergisi bu önemli girişimi desteklemeyi sürdürecek. Pardus 2011 DVD’sine yüklenen uygulamalar arasında Bilim ve Teknik okuyucularına özel bilim uygulamaları da yer alıyor. Pardus 2011’i tanıtan yazımız aracılığıyla sizleri bilgisayarınızla daha da dost kılacak bu yeni işletim sistemiyle tanışmaya davet ediyoruz. Dergimiz yazarlarından Bilge Demirköz, birkaç aydır CERN’deki Büyük Patlama deneyiyle ilgili çalışmalarının yoğunluğu nedeniye hazırlayamadığı yazısını bu sayıya yetiştirdi.“Büyük Patlama’nın Çınlaması”başlıklı yazısında“Evrenin ötesinde ne var? Büyük Patlama’dan önce ne vardı? Karanlık madde ne, karanlık enerji ne?”sorularına cevap arayan Demirköz, kozmik mikrodalga arkaplan ışımasıyla ilgili ölçümlerinden dolayı 2006 yılında Nobel Ödülü’ne layık görülen Prof. Dr. George Smoot ile yaptığı söyleşiyle de yazısını zenginleştirmiş. Arkadaşımız Zeynep Ünalan“Schrödinger’in En Büyük Kedisi”başılıklı yazısında, 2010 yılının en büyük buluşu ilan edilen ve yılın en önemli on çalışmasında biri sayılan, Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara’dan Andrew Cleland, John Martinis ve çalışma arkadaşlarının trilyonlarca atomdan oluşmuş bir sistemde kuantum yasalarının işleyişine şahit oldukları çalışmayı konu ediyor. “Sıradan Bir Zeki Değilim: Disleksiğim”başlıklı yazısıyla Özlem İkinci birçok ünlü bilim insanı ve dehanın da yaşadığı öğrenme güçlüğü sorunlarına dikkat çekiyor. İlay Çelik’in yazısının başlığı“Mikroplar Akıllı mı Ne?”Arkadaşımız, kimi özellikleriyle karmaşık ve gelişmiş beceriler gösteren mikroorganizmaların şaşkınlık veren dünyasına mercek tutuyor. Gün geçtikçe daha güçlü, daha hafif, daha hızlı elektronik cihazlar ve araçlar geliştiriliyor. Tüm bu gelişmelere karşın mevcut pil teknolojileri artan enerji ihtiyacını istenilen ölçüde karşılamaktan şimdilik uzak. Arkadaşımız Oğuzhan Vıcıl“Yeni Nesil Lityum-İyon Pil Teknolojileri” başlıklı yazısıyla mevcut durumu ve bu alandaki araştırmaları ortaya koyuyor. Bu sayıda dergimiz yazarlarının ve diğer yazarlarımızın sabit sayfalarımız dışında yer alan birbirinden ilginç on üç yazısıyla karşınızdayız. Dergimizin Yayın Kurulu üyelerinden Prof. Dr. Atilla Güngör ve Adnan Kurt işlerinin yoğunluğu nedeniyle bu yıl görev alamıyorlar. Onlara dergimize katkılarından dolayı çok teşekkür ediyoruz. Yayın Kurulu’na katılan yeni üyelerimiz Prof. Dr. Salih Çepni ve Prof. Dr. Süleyman İrvan’a hoş geldiniz diyoruz. Saygılarımla Duran Akca Sahibi Yazı ve Araştırma Grafik Tasarım - Uygulama Mali Yönetmen TÜBİTAK Adına Başkan Alp Akoğlu Ödül Evren Töngür H. Mustafa Uçar Prof. Dr. Nüket Yetiş ([email protected]) ([email protected]) ([email protected]) Genel Yayın Yönetmeni İlay Çelik Web Abone İlişkileri Sorumlu Yazı İşleri Müdürü ([email protected]) Sadi Atılgan E. Sonnur Özcan Duran Akca Dr. Bülent Gözcelioğlu ([email protected]) ([email protected]) ([email protected]) ([email protected]) İdari Hizmetler Yayın Kurulu Dr. Özlem İkinci İmran Tok Prof. Dr. Ömer Cebeci ([email protected]) ([email protected]) Doç. Dr. Tarık Baykara Dr. Zeynep Ünalan Prof. Dr. Salih Çepni ([email protected]) Yazışma Adresi Abone İlişkileri Fiyatı 4 TL Prof. Dr. Süleyman İrvan Dr. Oğuzhan Vıcıl Bilim ve Teknik Dergisi (312) 468 53 00 Yurtdışı Fiyatı 5 Euro. Dr. Şükrü Kaya ([email protected]) Atatürk Bulvarı Faks: (312) 427 13 36 Dağıtım: TDP A.Ş. Yrd. Doç. Dr. Ahmet Onat Redaksiyon No: 221 Kavaklıdere 06100 [email protected] http://www.tdp.com.tr Prof. Dr. Muharrem Yazıcı Sevil Kıvan Çankaya - Ankara İnternet Baskı: İhlas Gazetecilik A.Ş. ([email protected]) Tel www.biltek.tubitak.gov.tr ihlasgazetecilikkurumsal.com Özlem Özbal (312) 427 06 25 e-posta Tel: (212) 454 30 00 ([email protected]) (312) 427 23 92 [email protected] Baskı Tarihi: 29.01.2011 Faks ISSN 977-1300-3380 (312) 427 66 77 Bilim ve Teknik Dergisi, Milli Eğitim Bakanlığı [Tebliğler Dergisi, 30.11.1970, sayfa 407B, karar no: 10247] tarafından lise ve dengi okullara; Genelkurmay Başkanlığı [7 Şubat 1979, HRK: 4013-22-79 Eğt. Krs. Ş. sayı Nşr.83] tarafından Silahlı Kuvvetler personeline tavsiye edilmiştir.

İçindekiler 30 İlginç bilimsel çalışma ve buluşlarla dolu 2010 yılını geride bırakırken, Nobel ödüllü grafen maddesi haliyle son zamanların en çok konuşulan fizik konuları arasına girdi. Ancak 2010 yılına ait bir çalışma daha var ki Science dergisi tarafından 2010 yılının en büyük buluşu olarak ilan edilince birden bilimsel haber siteleri ve bloglara konu oldu. Haberlerin kaynağı olan makale ilk olarak 2010’un Mart ayında Nature dergisinde yayımlanmıştı. Aynı çalışma Physics World dergisi tarafından 2010’un en iyi on çalışmasından biri olarak sunuldu. Nature dergisinde ise 2010’un en çok okunan fizik haberleri arasına girdi. 36 İlkokula yeni başladığında yaşadığı sıkıntılar, çocuğun okuldan nefret etmesine, kendine olan güvenini kaybetmesine ve sosyal hayatında birçok olumsuzluğun gelişmesine neden olacak boyutlara ulaşabiliyor. Öğretmenlerinin ya da ebeveynlerinin tembel, disiplinsiz ve düşük zekâ seviyesine sahip olduğunu düşündükleri bu“sorunlu”çocuklar büyüdüklerinde bilim insanı, mucit, sanatçı ve devlet adamı olabilirler. Belki de Albert Einstein, Leonardo daVinci, Mozart,Thomas Edison, Auguste Rodin gibi birçok ünlü isimle ortak bir yönleri vardır: Öğrenme güçlüğü sorunu. 58 Kimileri AIDS’in sadece eşcinsellerde görülen bir hastalık olduğunu sanıyor, kimileri ise acı biber yemenin virüse karşı koruma sağladığını ileri sürüyor. AIDS hastalığına neden olan virüsün, batının ilerlemiş ülkelerinin silahlı kuvvetlerine ait laboratuvarlarda geliştirildiğine inananlar olduğu gibi, bilim adamlarının onu laboratuvarlarda yarattığını söyleyenler de var. Gerçekten öyle mi? Yoksa bu bilgilerin çoğu bilgi kirliliği mi? İnsanlık tarihinin gördüğü bu en büyük salgın hakkında bildiklerimiz, şüphesiz ona karşı yürütülen savaşta ne kadar başarılı olacağımızı belirleyen en önemli etkenlerin başında geliyor.

Haberler ........................................................................................................................................... 4 + Merak Ettikleriniz / Zeynep Ünalan ........................................................................................... 12 86 Ctrl+Alt+Del / Levent Daşkıran ................................................................................................. 14 Türkiye Doğası Tekno-Yaşam / Osman Topaç ...................................................................................................... 16 Bülent Gözcelioğlu Pardus 2011 / Koray Löker ........................................................................................................... 18 94 Büyük Patlama’nın Çınlaması / Bilge Demirköz ....................................................................... 22 Sağlık Schrödinger’in En Büyük Kedisi / Zeynep Ünalan ....................................................................... 30 Ferda Şenel Sıradan Bir Zeki Değilim: Disleksiğim / Özlem İkinci ................................................................ 36 98 Mikroplar Akıllı mı Ne? / İlay Çelik ........................................................................................... 40 Gökyüzü Yeni Nesil Lityum-İyon Pil Teknolojileri / Oğuzhan Vıcıl............................................................. 44 Alp Akoğlu Karbon, Hidrojen ve Oksijen... Oluşum Mühendisleri / 100 Peyman Gamze Turan - Burak Şen ............................................................................................. 50 Yayın Dünyası Doğal Beslenmeye İnsan Eliyle Müdahale Fruktoz Şurubu / Şenol Dane ............................ 54 İlay Çelik Yüzyılın Salgını Devam Ediyor; HIV/AIDS’in Dünü, Bugünü ve Yarını / Bahri Karaçay .58 102 Neden Büyük Teleskop? / Birol Gürol ........................................................................................ 66 Bilim Tarihinden Amatör Teleskop Yapımı-4 Lap Yapımı ve Cilalama / Başar Titiz ......................................... 72 H. Gazi Topdemir Hücrenin Kargo Dağıtım Ağı GOLGİ Kompleksi / Abdurrahman Coşkun .......................... 76 107 Kuramsal Fizikte Evrensel Bir Değer: Feza Gürsey / Hüseyin Gazi Topdemir ..................... 80 Bilim ve Teknik’le Kırk Yıl Alp Akoğlu 108 Matemanya Muammer Abalı 110 Zekâ Oyunları Emrehan Halıcı

Haberler itibariyle IPv4 adres bloğunun % 97’sinin bağlı tüm aygıtların tek bir IP adresi üze- tükendiğini ve elinde sadece 120 milyon ci- rinden internete çıkmasını sağlayan NAT İnternet Tükeniyor! varında adres kaldığını açıkladı. (Network Address Translation - Ağ Adresi Ama Neyse ki Çözümleme) gibi teknolojiler de IPv6 ile Yenisi Hazır Adres darlığı sorunu birlikte gereksiz hale gelecek. Bunun yanı nasıl çözülecek? sıra IPv6, güvenlik ve birlikte çalışabilirlik Levent Daşkıran gibi konuları iyileştirmek üzere de bir ta- Neyse ki mevcut IPv4 adreslerinin tü- kım yenilikler içeriyor. Bundan 30 yıl kadar önce, internet kav- kenmesi, internetin de tükendiği anlamı- ramı henüz yeni yeni şekillenmeye na gelmiyor. 1990’ların başından itibaren IPv4 adresleri başlamışken internet üzerindeki kaynak- IPv4’ün mevcut şekliyle ağ üzerindeki kul- bitince ne olacak? ların adreslenmesi üzerine bir çalışma ya- lanılabilir adres sayısını genişletemeyece- pılması gerekiyordu. Bu çalışmaların so- ğini gören araştırmacılar, IPv6 adını ver- Dünya IPv4 adreslerinin bu hızla gider- nucu olarak 1981 yılında bugün hâlâ kul- dikleri yeni bir standart geliştirmeye ko- se kısa zamanda tükeneceğinin uzun za- lanımda olan IPv4 protokolü ortaya çıktı. yuldular. 2000’li yılların başından itiba- mandır farkındaydı, ancak bu konuyla ilgi- IPv4, yerel ağ ve internet üzerinde yer alan ren hazır hale gelen bu yeni standart za- li somut adımlar ve IPv6 destekli altyapıla- her türlü aygıtın varlığını belli etmek ve manla işletim sistemleri, ağ altyapıları ve rın yaygınlaştırılmasına dair çabalar ancak diğer kaynaklarla iletişim kurmasını sağ- ağa bağlanan aygıtlar üzerinde yaygınlaş- 2008 yılından sonra hızlanmaya başladı. Şu lamak üzere bir IP (Internet Protocol – İn- maya başladı. an Türkiye de dahil olmak üzere dünyanın ternet Protokolü) adresine sahip olması- hemen her yerinde ağ altyapılarını IPv6 nı öngören ve yaygın kullanıma girmiş ilk IPv6 ile gelen büyük yeniliklerin başın- standardına uyumlu hale getirmek üze- düzenleyici protokoldü. da genişletilmiş adres aralığı geliyor. IPv4 re çalışmalar devam ediyor. Fakat bu çalış- 32 bit adres aralığına sahipken, IPv6 128 maların her yerde aynı hızda devam ettiği- Fakat internetin özellikle 1990’lardan bit, yani 2 128 adet bağımsız adres atayabil- ni söylemek mümkün değil. Ayrıca mevcut sonra büyük bir hızla yaygınlaşması, farklı me özelliğine sahip. Bu hayli büyük bir ra- işletim sistemlerinin hemen hemen hepsi bir problemi gündeme getirdi: IPv4 ile sağ- kam (340.282.366.920.938.463.463.374.60 IPv6 protokolünü desteklemekle birlikte, lanan adres çeşitliliği bu genişlemeyi uzun 7.431.770.000.000 adet). Bunun yeterlili- kullanımda olan çoğu ağ cihazı henüz bu süre taşıyabilecek şekilde tasarlanmamıştı. ğiyle ilgili şöyle bir örnek veriliyor: Bu ye- protokolü desteklemiyor. Bu da IPv6’nın IPv4 toplamda 32 bit, yani yaklaşık 4 mil- ni adresleme sistemiyle dünyada yaşayan IPv4’ün yerini almasını değil, onunla para- yar farklı IP adresine izin veriyordu. Bu her bir kişiye yaklaşık 50 oktilyon (50.00 lel olarak uygulanmasını gerektiriyor. 1981 yılı perspektifinden bakıldığında ula- 0.000.000.000.000.000.000.000.000 adet) şılması güç bir rakam olarak değerlendi- farklı IP adresi atamak mümkün. Diğer bir Şimdi gelelim asıl soruya: IANA, elim- rilmiş olsa gerek. Ancak internete bağla- deyişle yeni adresleme sisteminin, en azın- deki adresler 8-9 aya kadar tükenecek, di- nan kişi sayısının artması, internet siteleri- dan kapasite olarak bakıldığında zamanın ye bir açıklama yaptı. Peki IPv4 adresleri nin çeşitlenmesi, internete sürekli bağlı ay- aşındırıcı etkisine karşı bir hayli dirençli bitince ne olacak? Öncelikle 2012 yılından gıt kavramının ortaya çıkması ve mobil in- olduğu görülüyor. itibaren sadece IPv6 protokolü üzerinden ternet erişiminin yaygınlaşması, bu mik- erişilebilen bir takım aygıtların ve servis- tarın öngörülenden çok daha hızlı tüken- Tabii IPv6’nın getirecekleri sadece ad- lerin piyasaya çıktığını göreceğiz. Eğer sa- mesine neden oldu. Neticede IANA (Inter- res genişlemesi sorununu çözmekten iba- dece IPv4 protokolü kullanan bir aygıt ve- net Assigned Numbers Authority - İnternet ret değil. Örneğin IPv4 protokolünün ad- ya ağ üzerinde kalırsanız, altyapınız veya Atanmış Numaralar Otoritesi), Ocak 2011 res darlığı sorununu hafifletmek için ara aygıtlarınız yenilenene kadar bu yeni ser- çözüm olarak geliştirilen ve ev ağınıza vislere erişebilmek için özel ağ geçidi hiz- 4 metlerini kullanmanız gerekecek.

Bilim ve Teknik Şubat 2011 Sonuç olarak IPv4 ve IPv6’nın birlikte rarası tanınırlığına katkı yapmış olmak da Google Bilim Fuarı’nda dereceye gire- var olacağı uzun bir döneme ilk adımı at- adaylarda aranan özellikler arasında. Ge- cek öğrenciler saygın burslarla ve çeşit- mak üzereyiz. Gelecekte teknolojik evri- lecek vaat eden bilim insanı kategorisine li staj imkânlarıyla ödüllendirilecek. Bü- min bir sonucu olarak IPv6 giderek yay- ise çalışmaları ile ulusal/uluslararası tanı- yük ödülü kazananlar velileriyle birlikte gınlaşacak ve hâkim standart haline dö- nırlığa ulaşma ve alanına yeni bir açılım National Geographic tarafından 10 günlü- nüşecek. Tabii yeni nesil IPv6 destekli ser- getirme potansiyeli taşıyan 40 yaşın altın- ğüne Galapagos Adaları’na gönderilecek. vislere erişim için bu geçiş dönemi sırasın- daki adaylar başvurabilecek. Büyük ödülü alan takıma Google tarafın- da bazı konuları da sizin halletmeniz ge- dan 50.000 dolarlık burs verilecek ve ta- rekecek. Kullandığınız işletim sistemin- 22 Mart 2011 tarihinde sahiplerini bu- kım üyeleri CERN, Google, LEGO Group de IPv6 protokolü etkin değilse etkin ha- lacak 7. Kadir Has Ödülleri kapsamında ya da Scientific American kuruluşlarından le getirmek, evinizdeki ağ aygıtının yazı- “Üstün Başarı Ödülü” almaya hak kaza- birinde staj yapma imkânına sahip olacak. lımını, varsa IPv6 destekli sürüme güncel- nan kişiye 20.000 ABD doları para ödülü Yarışmada herkesin katılabileceği internet lemek gibi. ve berat, “Gelecek Vaat Eden Bilim İnsa- tabanlı bir oylama da gerçekleştirilecek nı Ödülü”ne layık görülen kişiye ise 10.000 ve bu oylama sonucunda da çeşitli ödül- Daha fazla bilgi için: ABD doları para ödülü ve berat verilecek. ler verilecek. http://wiki.chapters.isoc.org/tiki-index.php?page= Son başvuru tarihi 1 Mart 2011 olan or- IPv6+FAQ ganizasyona ilişkin ayrıntılı bilgiye www. Öğrenciler, Google Bilim Fuarı’na bi- http://icons.apnic.net/display/IPv6/IPv6+FAQ khas.edu.tr adresinden ulaşılabiliyor. reysel başvuruda bulunabilecekleri gi- http://www.ipv6.net.tr/ bi 2’li ya da 3’lü gruplar halinde de katı- http://en.wikipedia.org/wi- GOOGLE’ DAN labilecekler. Katılabilmek için 13-18 yaş ki/IPv4_address_exhaustion BİLİM FUARI grubunda olmak, bir okulda tam zaman- http://en.wikipedia.org/wiki/Ipv6 lı eğitim alıyor olmak ve bir Google he- Google, dünyanın her yerinden bilime sabına sahip olmak gerekiyor. Öğrenciler, 7. Kadir Has meraklı gençlerin bugünün dünyasıyla il- tasarladıkları projeyi sınanabilir bir biçi- Ödülleri Adaylarını gili ilginç ve yaratıcı bilimsel projelerle ka- me dönüştürmekle yükümlü olacak. 11 Bekliyor tılacağı bir bilim fuarı düzenliyor. 13-18 Ocak 2011 tarihinde başlayan başvurular yaş grubundaki öğrencilerin fen, matema- Google’ın yarışma için hizmete sunduğu Mustafa Sözbilir tik, teknoloji alanlarındaki projelerle katı- internet sitesi üzerinden gerçekleştiriliyor. lacağı Google Science Fair adlı fuarın Tür- Yarışmanın son başvuru tarihi ise 4 Nisan Kadir Has Üniversitesi’nin, kurucu- kiye ayağı Google Bilim Fuarı adıyla Pro- 2011. Yarışma jürisinde robot yarışmala- su Kadir Has anısına verdiği başarı jeokulu adlı kuruluşun koordinasyonunda rıyla bilinen CERN genel direktörü Rolf- ödüllerinin yedincisi bu yıl eğitim ve bi- gerçekleşecek. Dieter Heuer, FIRST LEGO’nun kurucu- lim alanlarında veriliyor. 22 Mart 2011 ta- su Dean Kamen, National Geographic’ten rihinde sahiplerini bulacak ödüller “Üstün Spencer Wells, Nobel ödüllü Kary Mul- Başarı” ve “Gelecek Vaat Eden Bilim İnsa- lis ve bilgisayar bilimine büyük katkılar nı” olmak üzere iki kategoride sunulacak. yapmış Vint Cerf gibi saygın isimler bu- lunuyor. Türkiye’deki ön elemeyi geçecek Sosyal sorumluluk bilinciyle hareket en iyi 15 proje, 11 Temmuz 2011 tarihin- eden, ülke çapında ve uluslararası düzeyde de Kaliforniya’da Google’da düzenlenecek önemli başarılara imza atmış, toplumun olan finale katılacak. Yarışmayla ilgili he- gelişimine katkıda bulunmuş kişi, kurum nüz yapım aşamasındaki Türkçe sayfalar ve kuruluşları tanıtmayı ve ödüllendirme- http://www.projeokulu.net/ adresinde yi amaçlayan Kadir Has Ödülleri, bu yıl yer alacak. bilim ve eğitim alanlarında, çalışmalarına etkin olarak devam eden kişi ve kurumlara 5 verilecek. Ödüllere kişi ve kurumlar ken- dileri başvurabilecekleri gibi adaylar baş- ka kişi ve kurumlar tarafından da önerile- bilecek. Üstün başarı kategorisine başvuracak adaylardan önemli başarılara imza atmış olmaları ve ulusal veya uluslararası tanı- nırlığa ulaşmış olmaları bekleniyor. İlgi- li alanda toplum yararına hizmetlerde bu- lunmuş ve Türkiye’nin gelişimi ve ulusla-

Haberler sı Kimya Yılı (IYC 2011) olarak kutlanma- cek, su, sağlık, enerji, ulaşım gibi sorunla- sı fikri kabul edilmiş. Böyle bir etkinliğin rı çözmede ne denli önemli olduğu üzerin- Uluslararası gerçekleşebilmesi ancak UNESCO ve Bir- de durulacak. Kimya Yılı - 2011 leşmiş Milletler desteğiyle olabileceği için etkinlik Etiyopya’nın girişimiyle UNES- Tüm bunlara ek olarak, IYC 2011, ulus- Kimya - Hayatımız, Geleceğimiz CO gündemine taşındı ve Nisan 2008’de de lararası kimya toplulukları, eğitim kurum- UNESCO onayı alındı. Buradan sonra Bir- ları, sanayi, resmi ve sivil toplum örgütle- Mustafa Sözbilir leşmiş Milletler Genel Kurulu’na getirilen ri aracılığıyla düzenlenecek etkinlikler için öneri 30 Aralık 2008 tarihinde yapılan 63. de ortak bir platform olmasının yanı sıra, IUPAC Kimya Eğitimi Komitesi Birleşmiş Milletler Genel Kurulu’nda kabul bu kurumlara fikir verme veya kurumlar Yürütme Kurulu Üyesi ve Uluslararası Kimya Yılı edilerek 2011 yılı resmen Uluslararası Kim- arasında fikir alışverişi ortamı oluşturma ya Yılı (IYC 2011) olarak tüm dünyaya du- yoluyla da uluslararası işbirliğini artırma- Eğitim Komitesi Eşbaşkanı yuruldu. Uluslararası Kimya yılı etkinlikleri ya da yardımcı olacak. BM desteği ile IUPAC ve UNESCO önder- 2011,IUPAC (International Uni- liğinde planlanmakta ve yürütülmektedir. IYC 2011 boyunca yapılacak etkinlikler on of Pure and Applied Che- Bilindiği gibi daha önce de 2005 yılı Dünya her kesimden insana hitap edecek şekilde mistry - Uluslararası Temel ve Uygulama- Fizik Yılı, 2009 yılı ise Uluslararası Astro- planlanıyor ve küresel internet sayfası olan lı Kimya Birliği) girişimiyle, önce UNESCO nomi Yılı olarak kutlanmıştı. Her iki ulusla- www.chemistry2011.org üzerinden tanıtı- (United Nations Educational, Scientific and rarası etkinliğin ilgili bilim dallarının tanı- lıyor. Çok sayıda uluslararası etkinlik ara- Cultural Organization - Birleşmiş Milletler tımına olumlu katkı sağlamış olması kim- sında en dikkat çekici olanlarından biri kü- Eğitim, Bilim ve Kültür Kurumu) tarafın- yacıları da kendi bilim dallarını tanıtma ko- resel olarak uygulanması planlanan “Küre- dan daha sonra da Birleşmiş Milletler Genel nusunda heyecanlandırıyor. sel Su Deneyi”dir. Bu deney ile dünyanın en Kurulu tarafından Uluslararası Kimya Yılı hayati kaynaklarından biri olan su ve onun (International Year of Chemistry - IYC) ola- IYC 2011’in amaçları dört temel baş- önemine dikkat çekilmesi planlanıyor. Bu rak ilan edildi. 2011 Uluslararası Kimya Yı- lıkta toplanıyor: Birincisi, dünyanın ge- deneyle dünyanın her yerinden, ilkokul- lı (IYC 2011), kimyanın insanlığın refahına reksinimlerinin karşılanmasında kimya- dan üniversiteye kadar her düzeyden öğ- katkısını ve kimya alanında elde edilen ba- nın öneminin anlaşılması ve kabul edil- rencinin kendi bölgelerindeki su kaynak- şarıları tanıtmak için yapılan dünya çapında mesi için bilinçlendirmeyi artırmak, ikin- larından su örnekleri almaları ve örnekler bir kutlama. IYC 2011 “Kimya - hayatımız, cisi gençlerin kimyaya olan ilgilerini artır- üzerinde suyun asitliği, tuzluluğu, temiz- geleceğimiz” sloganıyla her kesimden insa- mak, üçüncüsü kimyanın geleceği için ya- lenmesi, damıtılması gibi değişik deneyler na hitap edecek türde, etkileşimli, eğlence- ratıcı fikirler üretilmesini teşvik etmek ve yapılması düşünülüyor. Elde edilecek ve- li ve eğitsel etkinlikler sunacak. IYC 2011’in dördüncüsü kimyada kadının rolünü ve riler dünya genelinde ortak bir veri tabanı yerel, bölgesel ve ulusal seviyede katılımlar- önemli tarihsel olayları kutlamak. üzerinden paylaşılarak dünyada içilebilir su la küresel bir kutlamaya dönüşmesi amaç- kaynaklarının kalitesi hakkında küresel öl- lanıyor. IYC 2011 etkinlikleri 27-28 Ocak IYC 2011 kimyanın, özellikle yaşamı- çüde bir farkındalık oluşturulması amaçla- 2011’de Paris’te UNESCO genel merkezinde mızı kolaylaştırmada ve geliştirmede ne nıyor. Deneyle ilgili geniş bilgiye IYC 2011 yapılan konferansla başladı. Kapanış töreni denli yaratıcı bir bilim olduğunu göster- küresel internet sayfası üzerinden erişile- ise Aralık ayında Brüksel’de yapılacak. mek için iyi bir fırsat olarak görülüyor. bilir. Bunun yanında her ülke kendi için- Konferanslar, sergiler ve gösteriler, yarış- de değişik etkinlikler düzenliyor ve bunla- Bilinen bütün maddeler -gaz, sıvı ve ka- malar, yazılı, görsel ve çevrimiçi basın- rı kendi ulusal IYC 2011 internet sayfaları tı- kimyasal elementlerden veya bu ele- da yer alacak programlar ve etkinlikler ile aracılığıyla tanıtıyor. mentlerin oluşturduğu bileşiklerden mey- kimya alanında yapılan araştırmaların ye- dana gelir. İnsanoğlunun dünyanın yapısı- rel, ulusal ve küresel boyutta çevre, yiye- Ülkemizde de çeşitli kurumlar IYC nı anlama gayretlerinin özünde kimya bil- 2011’in kutlanmasına yönelik planlama- gisi vardır. Bununla beraber yaşayan bütün lar yapıyor. Bunlar arasında IUPAC’ta ül- organizmalar kimyasal tepkimeler tarafın- kemizi temsil eden Türkiye Kimya Derne- dan kontrol edilir. Kimya olmasa temiz su ği ve Kimya Sektör Platformu yer alıyor. elde etmekte ve kirlettiğimiz suları temizle- Her iki kurumun yıl boyunca yapacakla- mekte sorun yaşar, çoğu zaman sağlığımı- rı etkinliklere internet sayfaları üzerinden zı emanet ettiğimiz ilaçlardan yoksun ka- ulaşılabilir. Türkiye Kimya Derneği 1 Şu- lır, yeni yakıtlar üretemez veya gündelik bat 2011 tarihinde Harbiye Askeri Müzede yaşamımızın en önemli kısmını işgal eden yapılacak açılış konferansıyla başlarken, elektronik malzemelerden yoksun yaşamak Kimya Sektör Platformu 3 Şubat 2011 Ta- zorunda kalırdık. Kimyanın insanlığa sağ- rihinde bir basın toplantısıyla IYC 2011’in ladığı bu katkının uluslararası düzeyde kut- ülkemizde tanıtımını yapacak. Bunun ya- lanması fikri ilk olarak 2006 yılında IUPAC nında çok sayıda kamu ve özel kuruluş merkez yönetimi bünyesinde ortaya atılmış IYC 2011’i etkin bir şekilde kutlamak için ve daha sonra 2007 yılının Ağustos ayında çalışıyor. Örneğin 26 Haziran - 2 Temmuz İtalya’nın Torino şehrinde yapılan IUPAC 2011 tarihlerinde Atatürk Üniversitesi ve genel kurulunda 2011 yılının Uluslarara- Türkiye Kimya Derneği tarafından 25. 6

Bilim ve Teknik Şubat 2011 Ulusal Kimya Kongresi ve 5-8 Temmuz ta- üzerindeki belirsizliği doğru olarak hesa- rihlerinde yine Atatürk Üniversitesi, Mil- ba katma yeteneklerinin geliştirilerek da- li Eğitim Bakanlığı ve Türkiye Kimya Der- ha iyi kararlar verecek biçimde eğitilip eği- neği tarafından 2. Ulusal Kimya Eğitimi tilemeyeceğini araştırdı. Kongresi Erzurum’da düzenlenecek. Örneğin bir trene geç kalmış durumda- Periyodik Yenilenen tablo: Periyodik tablonun yeni versiyonunda, birden fazla sınız. Yakalama şansınız var mı yoksa ye- Tablonuzu sabit formu bulunan elementlerin (örneğin karbonun) tişmeye çalışmak boşuna mı anlamak ve Güncelleyin! atom ağırlıkları, bir sayı aralığıyla gösterilirken, tek bir sabit formu doğru kararı vermek için elinizdeki tüm bulunan elementlerin (örneğin arseniğin) atom ağırlıkları ise verileri -ki geçen her dakikada değişmek- Emel Sungur Özen tek bir sayı ile gösteriliyor. tedir- dikkate almanız gerekiyor. Ancak bu verileri değerlendirerek trene yetişme Dünyanın her tarafında sınıfların du- Modern kimyasal teknikler sayesinde bü- şansınızı kafanızda tartarken aynı zaman- varlarına asılan ve kimya kitaplarının yük bir hassasiyetle belirlenebilen bu küçük da tecrübelerinize dayanarak bu tür verile- kapaklarını süsleyen elementlerin periyo- ağırlık farklılıklarından çeşitli amaçlarla ya- ri değerlendirirkenki eğilimlerinizi bilmek dik tablosu değişiyor! Biyolojik varlığımı- rarlanılabiliyor. Örneğin, karbon atomunun de faydalı olabilir. Örneğin bu tip durum- zın temelini oluşturan karbonun ve solu- izotop oranlarının ölçülmesiyle % 100 doğal larda kendinize güvenli mi yoksa güvensiz duğumuz havadaki oksijenin de içlerinde portakal suyunu diğerlerinden ayırt etmek mi olduğunuzu bilmek. bulunduğu on elementin atom ağırlığı de- mümkün olabiliyor. Yine izotoplardan ya- ğiştirildi. Yeni periyodik tabloda hidrojen, rarlanılarak sporda doping kullanımı da sap- Prototip oyun da benzer biçimde in- lityum, bor, karbon, azot, oksijen, silis- tanabiliyor. İnsan vücudunda bulunan doğal sanlara tereddütlerini dikkate almayı, ba- yum, kükürt, klor ve talyum atomlarının testosteron hormonu ile performans artır- sit seçimlerle karşı karşıya kaldıkları dene- ağırlıkları, tek bir sayı yerine bir sayı ara- mak için kullanılan yapay testosteron mo- yimlerden ders çıkarmayı öğretiyor. lığı olarak gösterilecek. 12 Aralık’ta Pure lekülündeki karbonların atom ağırlıklarının and Applied Chemistry dergisinde yayım- farklı olması sayesinde yapay hormon sapta- Projeyi yöneten David Newman, karşı lanarak duyurulan bu değişikliklerin ne- nabiliyor. Ya da arkeolojik kazılarda bir fil di- karşıya olduğumuz seçimler ister basit is- deni, bazı elementlerin ağırlıklarının sabit şi ile bir mamut dişini ayırt etmek için izotop ter karmaşık olsun, tereddütlerimizin ve olmaması. Bu farklılıklar, bazı atomların ölçümleri yapılabiliyor. yanlılığımızın daha fazla farkında olma- izotop adı verilen birden fazla formunun nın karar verme kalitemizi yükseltebile- bulunmasına dayanıyor. Bir atoma ait izo- Sonunda izotoplar yeni periyodik tab- ceğini, bilgisayar oyunlarının insanlara bu toplar aynı sayıda proton fakat farklı sayı- lo sayesinde hak ettikleri yeri buluyorlar! farkındalığı kazandırma potansiyeli oldu- da nötron içeriyor, bu da izotopların ağır- ğunu söylüyor. lıklarının birbirinden farklı olmasına ne- Bilgisayar den oluyor. Oyunuyla Karar Gelecekte bu tür oyunların hem çeşit- Verme Eğitimi li sektörlerdeki karar vericiler hem de bi- Bugüne kadar izotopların, kaynakla- reyler tarafından karar verme yetenekleri- rından bağımsız olarak belli bir sayıda ol- İlay Çelik ni geliştirmek için kullanılabileceği düşü- dukları kabul ediliyordu. Örneğin, oksijen nülüyor. atomlarının % 99’unu normal sekiz nöt- İnsanların hayatın her alanında karar ronlu izotopların ve kalan % 1’lik kısmını verme yeteneğini geliştirmesine yar- Proje ekibinden Jyldyz Tabyldy kyzy ise daha ağır izotopların oluşturduğu ka- dım edebileceği düşünülen bir bilgisayar geliştirdikleri oyunun düşünme süreciyle bul ediliyordu. Atom ağırlığı da bu dağılı- oyunu prototipi üretildi. Queen’s Univer- ve karar verme sürecine dahil olan meka- ma göre hesaplanan bir sayı ile belirtiliyor- sity Belfast’ta geliştirilen prototip, ticari nizmalarla ilgili daha fazla bilgi sağlayacak du. Oysa oksijen atomunun izotop oran- oyun üreticileri tarafından profesyonelle- bir araştırma aracı da olduğunu söylüyor. ları, havada, yeraltı suyunda, bir meyve- re ve halka yönelik bir elektronik öğrenme de veya bir kemikte bulunmasına göre de- ya da eğitim aracı haline dönüştürülebilir. Prototip oyunda bir dizi çoktan seçmeli ğişebiliyor. Uluslararası İzotopik Bolluk Başka bir ihtimal de oyunun bazı özellikle- soru soruluyor (örneğin “Mısır’ın başkenti ve Atom Ağırlıkları Komisyonu, yayımla- rinin strateji öğesine sahip mevcut bilgisa- neresidir?”). Ancak amaç bilgi ölçmek de- nan değişikliklerle ilgili yaptığı açıklama- yar oyunlarıyla bütünleştirilmesi. ğil katılımcının, vereceği cevapla ilgili ne da, kükürt atomunu örnek gösterdi. Atom kadar tereddütlü olduğunu ya da cevaptan ağırlığı eskiden 32,065 olarak kabul edilen Araştırmacılar, insanların kendi öz- ne kadar emin olduğunu anlamak, ölçmek kükürt atomunun ağırlığı, içinde bulun- nel düşüncelerini ve yanlılıklarını tanıyıp ve hesaba katmak üzere eğitilip eğitileme- duğu maddeye göre 32,059 ile 32,076 ara- dikkate alma ve bir kararın olası sonucu yeceğini değerlendirmek. sında değişiyor. 7

Haberler Sonrasında denekler üzerinde yapı- Midemizdeki bu sinir hücresi yığını, lan beyin taramaları da gösterdi ki, birin- mide içindeki dünyayı, midenin içeriğini Dünyayı Nasıl cil görsel korteksler arasındaki somut bü- hissetmemizi sağlar. Bu sinir-hücresel (nö- Gördüğümüze yüklük farklılıkları, algıdaki farklılıkları da ral) sistemin büyük kısmı, günlük öğütme Beynimizdeki açıklıyor. Birincil görsel korteksteki bel- işleri için kullanılır. Yiyecekleri parçala- Küçük Bir Alan li bir alanın daha küçük olması daha fazla mak, besin maddelerini emmek ve atıkları Karar Veriyor görsel yanılsama algılandığını gösterirken, çıkarmak gibi kimyasal işlemler, mekanik korteksteki aynı alanın daha büyük olması bir karıştırma ve ritmik kas hareketleri ge- Elif Demirci yanılsamaların daha zor algılandığını gös- rektirir. “Böylece, kendi refleksleri ve hisle- terdi. Bu da, beyindeki fiziksel bir büyük- riyle donatılan ikinci beynimiz, beyinden Y lük farkının, algıya etkileri olabileceğini bağımsız olarak mide davranışlarını kont- apılan yeni çalışmalar dünyayı nasıl ortaya koymuş oldu. rol edebilir” diye tanımlıyor Gershon bu gördüğümüze beynimizdeki küçük durumu. İnsan evrimi bu karmaşık sinir bir alanın karar verdiğini gösteriyor. İkinci Beynimiz ağlarını, sindirim ve boşaltımı beyinden Hislerimizi kontrol etmek yerine, mide içerisinde çö- Beynimizin arka bölümünde yer alan Belirliyor zümlemeye yönelik gelişmiştir. “Kafamızın birincil görsel korteks, etrafımızda gör- içindeki beynin ellerini sindirimin kirli iş- düklerimizi işlemekten sorumludur. Birin- Elif Demirci lerine bulaştırması gerekmiyor, bu yüzden cil görsel korteks insandan insana üç ayrı de iş mideye devredilmiş durumda” diyor büyüklükte olabilir. Nature Neuroscience’ta Hemen hemen herkes, “mide kazınma- Gershon ve ikinci beynimizin karmaşıklı- yayımlanan bir çalışmaya göre, birincil sı” hissini bilir. Bu hissin sıklıkla göz- ğının yalnızca bu işlemlerle açıklanamaya- korteksin büyüklüğünün değişmesi dün- den kaçırılan nedeni midedeki sinir hücrele- cağını düşünüyor. “Bu sistem, sırf kalınba- yayı görme biçimimizi de etkiliyor. ri ağıdır. İşte, bilimcilerin mideye “ikinci be- ğırsaktan bir şeyleri atmak için fazla kar- yin” ismini vermesinin tek sebebi de midede maşık” diye ekliyor, Kaliforniya Üniversi- Londra Üniversitesi’nden Samuel Schwarz- geniş yer kaplayan bu sinir ağlarıdır. tesi David Geffen Tıp Okulu Fizyoloji, Psi- kopf Daily Mail’de yayımlanan raporunda, kiyatri ve Biyodavranış Bilimleri profesörü “Beynin bir bölgesindeki fiziksel büyüklü- Bu sinir ağlarını daha iyi anlayabilmek, Emeran Mayer. Hatta bilimciler iç organ- ğün görsel çevre algısını belirliyor olduğu- midenin sindirim yapmak ya da ağrımak- larla beyin arasındaki en önemli sinir olan nu göstermesi açısından, bu alanda yapıl- tan başka bir işi daha olduğunu da gösteri- vagusu oluşturan liflerin % 90’ının beyin- mış ilk çalışma” diyor. yor. Bu küçük “beyin” kafatasımızın içinde- den mideye değil de mideden beyne bilgi kiyle bir araya geldiğinde hem ruhsal duru- Yapılan deneylerde sağlıklı gönüllülere mumuzu etkiliyor, hem de kimi hastalıklar- çok çeşitli optik yanılsamalar yaratan desen- da önemli roller oynayabiliyor. Midenin etki- ler gösterildi. İkinci deney, birbirinin aynı iki leri her ne kadar sandığımızdan fazla olsa da, dairenin bir tünelde gözlemciye göre farklı herhangi bir bilinçli düşüncede ya da karar uzaklıklardaki noktalara yerleştirildiği Pon- alma aşamasında elbette asıl görev onun de- zo yanılsaması üzerine kuruluydu. Deneyler- ğil. New York Presbiteryen Hastanesi Hücre de, gönüllülerin daireleri farklı algıladığı an- Biyolojisi ve Anatomisi Bölümü ve Colom- laşıldı. Birçok denek, daireler aynı büyüklük- bia Üniversitesi Tıp Merkezi’nin yöneticisi te olmasına rağmen ilk daireyi daha küçük Michael Gershon bu durumu şöyle açıklıyor: algıladı. Fakat işin ilginç tarafı, kimi denek- “İkinci beynimiz düşünme aşamasında çok ler bu yanılsamayı hemen algılarken, kimi ciddi bir etki göstermiyor. Din, felsefe ve şiir deneklerin aradaki farkı zorlukla seçmesiydi. daha çok kafatasımızın içindeki beynimizin işi.” Gershon aynı zamanda yeni bir alan olan “nörogastroenteroloji” uzmanı ve 1998’de ya- yımlanmış İkinci Beyin (The Second Brain) adlı kitabın da yazarı. Enterik sinir sisteminin uzunluğu boğaz- dan anüse kadar yaklaşık 9 metre civarın- dadır. Gershon, ikinci beynimizde 100 mil- yon sinir hücresi olduğunu söyler, ki bu sayı omurilik ve ısı, ağrı, basınç gibi duyuları algı- lamamızı ve onlara gereken yanıtları verme- mizi sağlayan çevresel (periferal) sinir siste- mindekinden çok daha fazladır. 8

Bilim ve Teknik Şubat 2011 taşıdığını öğrendiklerinde çok şaşırmışlar- Bana Bakterini ve evrimsel biyolog olan eşi tarafından orta- dı. Gershon “Bu bilgi biraz tatsız bir bilgi” Söyle, Sana Eşini ya atılan “hologenom” kuramını doğrular ni- diyor. Söyleyeyim! telikte. Kurama göre, evrimsel süreçlerin en önemli yönlendiricisi olan doğal seçilim me- İkinci beynimiz, ruh halimizi bilmedi- Yunus Can Esmeroğlu kanizması, simbiyotik bir partnere ev sahip- ğimiz başka yollardan da bilgilendiriyor. liği yapan canlıya, partneriyle beraber tek bir Mayer “Duygularımızın büyük bir kıs- Yeni bir çalışma, meyvesinekleri (drosop- birimmiş gibi etki ediyor. mı büyük ihtimalle midemizdeki sinir- hila melanogaster) üzerinde yaşayan ba- lerden etkileniyor” diyor. Gershon’a gö- zı bakterilerin, ev sahiplerinin feromonla- Deney sonucunda, sineklere yeni bir re ise, midemizdeki kazınma hissinin se- rında (diğer bireyleri koku yoluyla etkileyen diyet uygulandıktan hemen sonraki nes- bebi strese verdiğimiz fizyolojik tepkinin hormonlar) değişikliğe yol açarak eş seçi- lin yeni bir eş seçimi yöntemi belirlediği bir parçası aslında. Sindirim sistemiyle il- minde etkili oldukları fikrini doğurdu. Eş se- ve bu tercih yönteminin 37 nesil boyun- gili (gastrointestinal) karmaşalar ruh hali- çiminde değişikliğe yol açmak aynı zamanda ca devam ettiği görülmüş. “Bu çok hızlı ve mizi “ekşitebilir”, günlük duygu durumla- o türün evrimsel sürecini de etkilemek anla- uzun süreli bir etki” diyor, İngiltere’deki St. rımızı değiştirebilir. Hatta mutluluk, ikin- mına geldiğine göre, bakterilerin yeni türler Andrews Üniversitesi’nden evrimsel biyo- ci beyinden yukarıdakine ulaşan mesajlar- oluşmasında katkısı olduğunu söyleyebiliriz. log Mike Ritchie. Kendisi de meyvesinek- la sandığımızdan çok daha fazla ilgili ola- leri üzerinde çalışan Ritchie, bu durumun bilir. Gershon’a göre örneğin vagus siniri- İsrail’deki Tel-Aviv Üniversitesi’nden türleşmeye neden olabileceğini belirtiyor. nin elektriksel uyarımı, depresyon tedavi- mikrobiyolog Gil Sharon ve ekibi, labora- sinde faydalı olabilir. tuvarda yetiştirdikleri meyve sineklerin- Araştırmacılar bu seçimde bakterile- den bir grubu nişasta, diğer grubu ise pek- rin rol oynadığından emin olabilmek için İki beynin taşıdığı benzerlikler yüzün- mez ile besledi. Daha önceki çalışmaların- meyvesineklerine daha sonra bakterile- den, aslında zihni hedef alan depresyon te- dan edindikleri tecrübeyle aynı besin ile re karşı antibiyotik tedavisi uygulamışlar. davileri bir yandan midemizi de etkiliyor. beslenen sineklerin eş seçiminin aynı doğ- Antibiyotik nedeniyle bakterilerinden arı- Enterik sinir sistemi tıpkı beyin gibi 30’dan rultuda olacağını biliyorlardı. Öyle de ol- nan sinekler daha önceden belirledikleri eş fazla nörotransmitter kullanırken, vücut- du. Ancak bu seçimin besin türü ile ilgisini seçim yöntemini bırakarak rastgele eş se- taki serotoninin % 95’i bağırsaklarda bulu- henüz bilmiyorlardı. çimine dönmüş. Bu sonuç eş seçimini et- nuyor. Antidepresanlar serotonin seviyesi- kileyen unsurun bakteriler olduğunu doğ- ni artırdığı için, bu ilaçların zihinde kim- Ekipten bir başka mikrobiyolog Eugene ruluyor. yasal değişikliklere yol açıp yan etki olarak Rosenberg, besin türünün sinek üzerinde- sıkça gastrointestinal çıkışı etkilemesi bi- ki etkisinden çok, sinek üzerinde simbiyotik Yapılan genetik incelemeler sonucu, bu raz şaşırtıcı. 2 milyondan fazla ABD’linin olarak yaşayan bakteriler üzerinde yapacağı durumu belirleyen bakterinin Lactobacil- muzdarip olduğu “aşırı duyarlı bağırsak değişiklikler üzerinde çalıştı. Ona göre bu ça- lus plantarum olduğu gösterildi. Bu bakte- sendromu” ise, aslında bağırsaklarda olu- lışma “bakterilerin hayvan ve bitkilerin evri- ri nişasta ile beslenen sineklerdeki bakte- şan fazla serotoninden kaynaklanıyor ve mi üzerinde etkisi olduğu” düşüncesini des- rilerin % 26’sını oluştururken, pekmez ile bir anlamda ikinci beynin zihinsel rahat- tekleyecekti. beslenen sineklerdeki bakterilerin sadece sızlığı sayılıyor. % 3’ünü oluşturuyor. Sorumlu bakterinin Çalışmanın bulguları Ulusal Akademik L. planatarum olduğundan emin olabil- Bilimciler, enterik sinir sisteminde- Bilimlerde Gelişmeler dergisinde yayımlandı. mek için araştırmacılar antibiyotikle bak- ki serotoninin çeşitli hastalıklarda şaşırtı- Bulgular 2 yıl önce yine Eugene Rosenberg terilerinden arındırılmış sinekleri yeniden cı bir rolü olduğunu daha yeni keşfetti. Na- L. planatarum ile enfekte etmişler. Sonuçta ture Medicine’da yayımlanan bir çalışma- sinekler antibiyotikten önceki eş seçim bi- ya göre, midede serotonin salımını engel- çimine geri dönmüş. leyen bir ilaç kemik erimesinin de önüne geçebiliyor. “Midenin kemikleri etkilediği- ni ve kemik erimesini tedavi edebildiğini görmek hiç beklenmedik bir durum” diyor Colombia Üniversitesi Tıp Merkezi Gene- tik ve Gelişim Bölümü’nün yöneticisi Ge- rard Karsenty. İkinci beyindeki serotonin salımının erken çocuklukta fark edilebilen otizmde de rol oynadığı düşünülüyor. Gershon, si- nir hücreleri arasında sinaps oluşumunda yer alan genlerin, aynı zamanda beslenme- ye ait sinapsların oluşumunda da yer aldı- ğını keşfetti. Gershon, “Eğer genler otizm- de etkiliyse, bu bir çok otizm hastasının neden gastrointestinal motor bozukluğu olduğunu da açıklayabilir” diye ekliyor. 9

Haberler ta depolama gibi yaygın gıda koruma yön- Purdue Üniversitesi’nde yapılan bir temlerine bir alternatif olacağı belirtiliyor. araştırmaya göre, bilimsel konuları hafı- Gıda Paketlemede Fakat bu yeni nesil ambalaj kâğıdının ticari zadaki bilgiyi geri çağırma yani hatırla- Yeni Nesil Kâğıtlar kullanıma uygun olduğunu kanıtlamak zor ma yöntemiyle öğrenmek, bilgiyi kavram- olmuş. Kâğıdın yüzeyini gümüş nanopar- sal haritalarla detaylandırarak yani çeşitli Özlem İkinci çacıklarla kaplarken, ultrason ya da yüksek akış şemaları, kavramsal haritalar çizerek frekanslı ses dalgalarının kullanımını da içe- öğrenmeye çalışmaktan daha etkili. B ren etkili bir yöntem kullanan bilim insan- ilim insanları gıdaların bozulmasına ne- ları, kaplanan kâğıtların 3 saat içinde bü- Araştırmanın yürütücüsü, Purdue Üni- den olan bakterilerle mücadele ederek tün bakterileri öldürerek, gıda zehirlenmesi- versitesi Psikoloji Bölümü’nden Jeffrey gıdaların korunmasına yardımcı olacak, la- ne neden olan E. coli ve S. aureus bakterile- Karpicke’ye göre öğrenme bir bilgi üzerin- boratuvar testlerini başarıyla geçen, yeni bir rine karşı antibakteriyel etkinlik gösterdiğini de çalışmak ya da o bilgiyi ezberlemek de- gıda paketleme malzemesi geliştirdiklerini gözlemlemiş. Yani belki de bu yeni kâğıdın, ğil, bilgiyi gerektiğinde geri çağırmak ya- duyurdular. Amerikan Kimya Derneği ya- ürünlerin raf ömrünü uzatmak gibi potansi- ni hatırlamaktır. Prof. Jeffrey Karpicke’ye yınlarından Langmuir’da yeni ambalaj mal- yel bir uygulaması olabilir. göre bunu başarmak için sık sık hafızada- zemesini güçlü bir antibakteriyel ajan olan ki bilgiyi hatırlama alıştırması yapmak ge- gümüş nanoparçacıklarla kapladıklarını be- Bilimsel Konuları rekiyor. lirten Aharon Gedanken ve meslektaşları, Nasıl Çalışmalıyız? gümüşün bu özelliği nedeniyle tedavi amaç- Eğitimciler genellikle öğretim teknik- lı kullanılan bazı merhemlerde, mutfak ve Şefika Özcan lerinden biri olan detaylandırıcı çalışma banyo yüzeylerinde ve hatta koku yapmayan yöntemini kullanır. Bu sayede öğrenci- çoraplar da dahil olmak üzere çok geniş kul- K nin bir bilgiyi etkin olarak kavraması, di- lanım alanı olduğunu vurguluyor. Son za- onu ister fizik, biyoloji olsun ister ğer bilgiyle arasında ilişki kurması ve bil- manlarda bilim insanları plastiği, kumaşı ve kimya, bilimsel konuları öğrenmede giler arasındaki bu ilişkiyi kodlayarak ha- metalleri her biri insan saç telinin 1/50.000’i öğrenciler arasında farklılık görülür. Kimi fızasında tutması hedeflenir. Bunun için kadar ince gümüş nanoparçacıklarla kapla- fizik dersinde başarılıyken kimi de kimya öğrenci önce bir akış şeması çizer. Bu şe- yarak bakterilerle mücadele etmeyi keşfet- ve biyoloji dersinde daha başarılıdır. Her malarda kavramlar, düşünceler ve karak- ti. Büyük gümüş parçacıklardan daha uzun öğrencinin bir ders çalışma yöntemi olsa terler arasındaki ilişki oklarla veya çiz- süre etkili olan nanoparçacıklar antibiyo- da başarılı olacaklarını düşündükleri çalış- gilerle gösterilebilir. Bundan sonra be- tik direncinin gelişmesi sorununun üstesin- ma yöntemiyle her zaman başarıyı yakala- yin bu kavramları kodlayarak hafızaya den gelmeye de yardımcı oluyor. Gümüş na- yamayabilirler. alır. Araştırmacılar bu yöntemin biyolo- noparçacıklarla kaplanan ambalaj kâğıdının ji, kimya ve fizik derslerinde çeşitli bilim- radyasyon, ısı muamelesi ve düşük sıcaklık- sel kavramların öğretiminde kullanıldığı- nı belirtiyor. 10

Bilim ve Teknik Şubat 2011 Purdue Üniversitesi araştırmacılarının Uçak gövdesi üzerinde çeşitli kimyasal malzemeler ile yapılan kimyasal maddeler nedeniyle hem uygu- yaptığı çalışmada “hafızadaki bilgiyi geri buzlanma giderme çalışması. landıkları yüzeye zarar verebiliyorlar hem çağırma alıştırması” ve “kavram haritala- de çevreye zararlı etkileri olabiliyor. rı kullanarak detaylandırıcı çalışma” yön- Buzlanmaya Karşı temleri karşılaştırılıyor. Nanoteknolojik Harvard Üniversitesi’nden Joanna Çözüm Aizenberg’in liderliğinde gerçekleştiri- Karpicke ve arkadaşları tarafından ger- len bu bilimsel çalışmada, nanoteknoloji çekleştirilen bu çalışmada 200 öğrenci çe- Oğuzhan Vıcıl kullanılarak daha en baştan buzlanmanın şitli bilim dallarıyla ilgili konuları öğren- önüne geçilmesi amaçlanıyor. Yeni oluş- meye çalışıyor. Öğrenciler iki gruba ayrılı- B maya başlayan buz damlacıkları, yüzeye yor. Bir grup verilen kaynaktaki kitaba ba- uzlanmanın hava ve kara yolu ulaşı- çarptıkları anda dağılıp yayılırlar ve yüze- karak ve konuyu kavram haritaları ve akış mını olumsuz etkilemek, altyapı hiz- ye sımsıkı tutunurlar. Bu da daha fazla buz şemaları kullanarak öğrenmeye çalışırken metlerinde, örneğin elektrik dağıtımında damlacığının yüzeye yapışıp kalması için diğer grup hafızasındaki konuyla ilgili bil- aksamalara sebep olmak, dış ortam koşul- uygun ortam oluşturur. Mikron büyüklü- gileri geri çağırma yöntemiyle çalışıyor. larında çalışan ekipmanlara zarar vermek ğünde özel geometrik desenler içeren ye- Bunu gerçekleştirirken önce verilen kay- gibi birçok olumsuz etkisi vardır. Buz- ni geliştirilmiş yüzeyler ise, buz damlacık- naktaki bilgiyi okuyor, ardından kaynakla- dan korunmaya yönelik iki temel yakla- larının yüzeye çarpıp sıçramasına sebep rını bir kenara koyup yani kaynaktan ba- şım vardır. İlki buzlanmanın önlenmesi- oluyor. Bu sayede buz damlacıkları yüzey- ğımsız bir şekilde bilgileri hatırlamaya ça- ne yönelik çalışmalar, yani buz tanecikle- de yer edemiyor ve birbirlerine yapışıp buz lışıyorlar. rinin yüzeye yapışmasını ve bu sayede buz tabakası haline gelemiyorlar. oluşumunu önlemeye yönelik yöntemler- Kısa bir ön çalışma evresinden sonra dir. İkincisi ise, buzlanmanın giderilmesi- Aizenberg ve ekibi, geliştirdikleri na- her iki gruba yapılan testler sonucunda iki ne yönelik çalışmalardır. Klasik yöntemle- nodesenli yüzeyin etkinliğini düşük sıcak- grubun da hatırladığı bilginin eşit olduğu rin arasında en yaygın olanları, buzlanma lıklarda sınadılar ve -30 santigrat derece- görülüyor. Fakat bir hafta sonra, uzun sü- derecesini düşüren tuz veya çeşitli kimya- ye kadar buz oluşmasının önlenebildiği- reli öğrenim düzeylerinin değerlendiril- sal maddelerin kullanımı ve ısıtmadır. ni gösterdiler. Daha düşük sıcaklılarda ise, mesi için tekrar çağırıldıklarında, bilgiyi bu etki kaybolmaya başlıyor. Buna karşın, daha uzun süre akılda tutmak konusun- ACS Nano Kasım ayı internet baskı- özel nanodesene sahip yüzeylerde oluşan da, hafızadan geri çağırma yöntemiyle ça- sında yayımlanan güncel bir çalışma, ge- buzun yerinden sökülebilmesi için, nor- lışan grubun kavram haritaları çizerek ça- leneksel yöntemlerden farklı olarak buz- mal yüzeyler için gerekenin onda biri ka- lışan gruptan % 50 oranında daha iyi oldu- lanmaya karşı nanoteknolojik bir çözüm dar bir kuvvet gerekiyor. Bu da buzlanma ğu görülüyor. öneriyor. Isıtma, tuzlama ve bazı kimya- sonrası çözümler için ayrı bir avantaj sağ- sal maddelerin kullanılması gibi gelenek- lıyor. Bu çalışmada öğrencilere belirli kav- sel yöntemler çoğunlukla tatmin edici so- ramlarla ilgili sorular ve ayrıca bu kavram- nuçlar üretseler de ideal çözüm sunmak- Çalışmanın ilk sonuçları oldukça önem- larla ellerindeki kaynakta doğrudan veril- tan uzaklar. Çoğunlukla geçici etkisi olan li bulgular barındırsa da ürünün ticari ha- meyen başka kavramlar arasında bağlan- bu yöntemler aynı zamanda kullanılan le gelmesi için hâlâ birtakım çalışmalara ih- tı kurmaya yönelik sorular soruluyor. An- tiyaç var. Harvard’lı araştırmacılar şimdi- lamlı öğrenmeye yönelik olan bu test de- lerde, geliştirilen özel yüzeyin dış koşulla- ğerlendirildiğinde, hafızadaki bilgiyi geri ra bağlı olarak yenileme gerektirip gerektir- çağırma yöntemiyle çalışanların detaylan- mediğini ve ne kadarlık strese dayanıklı ol- dırma yöntemiyle çalışanlardan daha iyi duğunu araştırıyor. öğrendiği ortaya çıkıyor. 11 Ayrıca Karpicke’nin bu çalışmadaki gözlemlerine göre, çalışırken kaynak ki- tapları önünde olan öğrenciler, konuyu aslında olduğundan daha iyi bildiklerini zannediyorlar. Karpicke’ye göre öğrenciler hangi yöntemin öğrenmede daha iyi bir yöntem olduğunu her zaman doğru kesti- remiyor. Bu nedenle hangi yöntemin ken- dileri için daha iyi olduğunu değerlendi- rirken yanılgıya düşebiliyorlar. Karpicke’ye göre, kavram haritalarıy- la detaylandırarak çalışarak öğrenme yön- teminin herhangi bir dezavantajı yok. An- cak bu çalışma, bilgiyi geri çağırma yönte- minin bilimsel kavramları öğrenmede da- ha etkili olduğunu ortaya koyuyor.

Merak Ettikleriniz Değerli Okuyucularımız, Aslında günlük hayatta çok kullandığımız bir şey Bilimveteknolojikonularındamerak ettiğiniz, kafanızı karıştıran, düşündürücü sorularınızı [email protected] hakkında dikkatimi çeken bir soru sormak istiyorum. adresine yollayabilirsiniz. Tüm okuyucularla paylaşabileceğimiz sorularınızı değerlendirecek Kullandığımız renkli sabunlar (pembe, mavi, sarı vs) ve yerimiz elverdiğince yanıtlamaya çalışacağız. İlginç bilimsel sorularda buluşmak üzere... ister sıvı olsunlar ister kalıp, suyla köpürttüğümüzde Dünya bir günü ve bir yılı tamamlamak için neden beyaz renkli köpürüyor? hangi enerji kaynağını kullanıyor? Furkan Gümüş Batuhan Karapür Çam yeşili, limon sarısı, lavanta moru ve gül pembesi… Dünya’nın ekseni çevresinde dönmesini ve Güneş’in çevre- Günlük hayatta çeşitli amaçlarla kullandığımız sabunlar çeşit sinde dolanmasını sağlayan enerji Güneş Sistemi’nin oluşu- çeşit renklerde. Peki, sabunu suyla buluşturup köpürttüğünüzde mundan miras kalan hareket enerjisidir. Enerjinin kaynağı, siste- sabunun rengine ne oluyor? Sıvı bir sabunu suyla karıştırdığınızda mi oluşturan bulutsudaki dönme hareketidir. köpüğün alt kısmında kalan suda sabunun rengini görebilirsiniz. Sa- bunlu suyun rengi sabundan daha açıktır, çünkü sabunun içindeki Eğer hareket eden bir cisim üzerinde onu yavaşlatacak hiçbir boya artık daha büyük bir hacmi renklendirmek zorundadır. Fakat kuvvet yoksa bu cisim hareketini sonsuza kadar sürdürebilir. Bu kullandığınız sabunun rengi ne olursa olsun köpüğü daima beyaz Newton fiziğinin temel ilkelerinden biridir. Ancak pratikte bu olur. Aslında sabun köpüğünün büyük bir kısmı havadır. Hava bu mümkün değildir. Uzayda bile çeşitli etkenlerle gökcisimlerinin köpüklerin içine hapsolmuştur ve sabunlu suyu inceltir. Havanın gi- hızları değişir. derek incelttiği bu su tabakasında bir renk görülmesi artık zordur. Dünya’nın içinde meydana gelen birtakım jeolojik olayların, Bunun bir nedeni de şudur: Sabunlarda kullanılan boyar mad- atmosfer olaylarının, Güneş rüzgârının etkileri ile Ay’ın, gezegen- de suda kolayca çözünür. Bu boyar maddelerin suda çözünme lerin ve Güneş’in kütleçekimlerinin etkisi, Dünya’nın ekseni çev- özelliği o kadar yüksektir ki köpüğe renk vermeden suyla birlikte resindeki dönüşünü yavaşlatır. Yani Dünya sahip olduğu hareket akıp giderler. Sabun yapımında kullanılan boyaların derişimi de enerjisini azar azar kaybetmektedir. Bundan yaklaşık 4,5 milyar oldukça düşüktür. Bu yüzden sabunu suyla köpürttüğümüzde de- yıl önce oluştuğunda Dünya’nın yaklaşık 6 saatte bir kez döndü- rişimi zaten düşük olan boyayı iyice seyreltmiş oluyoruz ve böy- ğü ve son 2000 yılda bir günün yaklaşık 10 saniye kadar kısaldığı lece köpük gözümüze beyaz görünüyor. Köpüğe renk vermek için hesaplanıyor. daha yüksek derişimde boya kullanmak gerekiyor. Benzer şekilde Dünya’nın Güneş çevresindeki hareket enerjisi Bu arada, renkleri görmemizin nedeni bir cismin üzerine düşen de azalıyor. Ama bundaki değişim daha az fark edilir düzeyde ve ışığın o cisimden yansımasıdır. Bir sabun köpürdüğünde ise ışık, sa- sorumlusu büyük ölçüde Güneş rüzgârı. Dünya’nın Güneş çevre- bundan önce köpüklerin arasındaki bir sürü hava katmanından yan- sindeki hızı azaldıkça yörüngesi giderek Güneş’e yaklaşır. Böylece sıyarak gözümüze ulaşır. Bu da sabunu beyaz görmemizde etkilidir. Güneş çevresinde dolanma süresi de giderek azalır, çünkü geze- genlerin yörünge süreleri Güneş’e uzaklıklarına bağlıdır. Şefika Özcan Alp Akoğlu 12

Bilim ve Teknik Şubat 2011 [email protected] Atomlar fotonlarla uyarıldıklarında ancak ve ancak fotonun olan elektronların bulunduğu bir metale gönderildiğinde, foton ile elektron arasında Compton saçılması gerçekleşiyor. enerjisi atomun iki enerji seviyesi arasındaki farka eşit Kısacası elektronun fotonla nasıl etkileştiği fotonun enerjisine olduğunda ya da iyonlaştırabilecek enerjiye sahip olduğunda bağlı. Fotonun enerjisi elektronun bağlanma enerjisinden biraz fazla ise elektron fotonu tamamen soğuruyor; bağlanma için ge- elektronu bir üst enerjiye çıkarıyor ya da iyonlaştırıyor. reken enerji kadar enerjiyi sistemden kopup serbest hale geçmek için kullanırken, kalan enerjiyi kinetik enerjisine katıyor. Fotonun Yani foton enerjisini ya tamamen atoma veriyor ya da hiç vermiyor. enerjisinin elektronun enerjisinden kat kat fazla olduğu durum- da ise enerjinin bir kısmı elektrona aktarılıyor. Foton daha düşük Compton olayında foton ve elektron çarpıştığında fotonun enerjisinin enerjiyle, enerji ve momentum korunum yasalarına uygun olarak yoluna devam ediyor. bir kısmı elektrona verilip kalan enerjiyle foton kırmızıya kayarak Dr. Zeynep Ünalan yoluna devam edebiliyorsa, niçin uyarılma olaylarında fotonun Yunuslar balık mıdır? enerjisinin bir kısmı kullanılıp kalanıyla foton kırmızıya kayarak Yıllar önce bir sayınızda yunusların balık olmadığına dair bir haber okumuştum. Sorum da bu yönde olacak. yoluna devam edemiyor? İşin içinde hesaba katamadığım momentum Arkadaşlarımla geçenlerde konuşurken bu soru gündeme geldi. Ben de yunusların balık olmadığını, bunu da sizin derginizde sorunları ve esnek çarpışmalar mı var? Foton ne zaman ve niye okuduğumu söyledim. Ama yine de emin olmak (ve arkadaşlarımın emin olmasını sağlamak) için size Compton olayında farklı şekilde enerji transfer ediyor? sormanın en mantıklısı olacağını düşündüm. Cevabınızı bekliyorum, teşekkürler. Furkan Gümüş Tugay Sarap Atom ve elektronlar ışıkla değişik şekillerde etkileşebiliyor. İlk bahsettiğiniz, belli frekanstaki fotonun bir atom tarafından Yunus balık değildir, memeli bir hayvandır. Balinalarla birlikte soğurulması ve fotonun enerjisini soğuran elektronun bağlı olduğu Cetacea takımı içinde yer alan bir deniz memelisidir. Suda daha atomdan koparak serbest kalması olarak özetleyebileceğimiz iyoni- rahat hareket edebilmek için vücut yapısı yüzmeye uyum sağlamış- zasyon. Elektronun bağlı olduğu bir sistemden kopuşu, metallerden tır. Bu yüzden görünüşü karadaki memelilerden farklıdır. Yavrularını yarı iletkenlere kadar birçok yerde gözleniyor. İnce bir metal üzerine suda doğurur ve sualtında emzirirler. Karada yaşayan memeliler gibi morötesi ışık gönderdiğimizde de metalden elektron koparabiliyo- akciğerleri vardır. Bu nedenle, soluk alabilmek için suyun üst taraf- ruz. Metallerde elektronlar, enerji bantları denilen ve metal atom- larında bulunurlar, ancak avlanmak için dalarlar. Suda indikleri de- larının oluşturduğu yapılardaki enerji seviyelerine yerleşiyor. Metal rinlik ve kaldıkları süre türlere göre değişir. Yunuslardan, 1960’lı ve üzerine belli frekanslarda ışık gönderilerek elektronlar yapıdan ko- 1970’li yıllarda yazılan bilimsel makalelerde de “yunus balığı” olarak parılabiliyor. Fotoelektrik olay denen bu olayda da, belli frekanstaki söz ediliyor. Hatta bir diğer deniz memelisi olan foklara da “fok balığı” fotonlar elektronlar tarafından tamamen soğuruluyor. Işığın metal- veya “ayı balığı” deniyor. Ancak bu hayvanlar memeli grubundan ol- den elektron koparabilmesi için, ışığın frekansının, enerji bandında- dukları için adlarında “balık” sözcüğünün kullanılmaması gerekiyor. ki elektronları iletkenlik bandına geçirecek enerjilere karşılık gelen frekanslarda olması gerekiyor. Bunun sebebi, elektronların ne atom- Dr. Bülent Gözcelioğlu da ne de bir metalde her istedikleri enerji seviyesinde ve konumda bulunamayışları. Bunu, kuantum fiziğinin bir sisteme bağlı elektron- lar üzerine getirdiği kısıtlama olarak düşünebiliriz. Gelen foton Saçılan elektron Elektron Saçılan foton Compton olayında ise söz konusu elektronlar serbest ve du- rağan. Yani Compton saçılması, bir foton serbest ve durağan bir elektronla karşılaşınca gerçekleşiyor. Böyle bir durumda fotonun enerjisinin bir kısmı elektronun ivmelenmesine harcandığı için, yayılan fotonun enerjisi ve frekansı başlangıçtaki fotona göre daha düşük oluyor. Serbest elektron deyince illa ki ortalıkta tek başına dolanan ya da hareketsiz bir elektron aklımıza gelmemeli. Pekâlâ bir metaldeki elektron da Compton saçılmasına uğrayabilir. Elekt- ron bir sisteme bağlı ve enerjili olsa da, gelen fotonun enerjisi elektronunkine kıyasla çok yüksekse elektronun durağan olduğu yaklaşımı yapılabilir. Örneğin 10 keV’luk (kilo elektronVolt) bir X ışını ya da 100 keV’luk gamma ışını bağlanma enerjisi 100 eV 13

Ctrl+Alt+Del Levent Daşkıran Cep Telefonu-Bilgisayar Ayrımı Ortadan Kalkıyor Bilim ve Teknik dergisinin Ocak 2011 sayısında akıllı telefonlar konu- Peki nasıl? Örneğin Atrix 4G telefonu ve masaüstü bağlantı apara- sunu işlerken, yeni nesil telefonların sundukları işlem gücü ve yetenek- tını aldınız. Masaüstü bağlantı aparatı denilen şey, telefon üzerine yer- leri açısından neredeyse masaüstü bilgisayarları aratmayacak hale gel- leştirdiğiniz küçük bir aksesuardan ibaret. Ayrıca üzerinde klavye, mo- diğinden söz etmiştik. İşte tam da bunun üzerine, ABD’nin Las Vegas nitör, fare gibi aygıtları bağlamanızı sağlayan yuvalar da yer alıyor. Sa- şehrinde gerçekleştirilen CES fuarında Motorola’nın bilgisayar ve cep bah masanıza gelip cebinizden telefonunuzu çıkarıp bağlantı apara- telefonu arasındaki ayrımı ortadan kaldırmak üzere tasarladığı, Atrix tına yerleştirdiğiniz anda, telefonunuz ekranını monitörde görüntüle- 4G adını verdiği bir akıllı telefonu tanıttığı haberi geldi. Motorola At- yip klavye ve fare yardımıyla kullanabileceğiniz kapsamlı bir bilgisaya- rix 4G, üzerinde çift çekirdekli işlemci barındıran ve Android 2.2 işletim ra dönüşüyor. Bu sistem üzerinde dosyalarınızı açabiliyorsunuz, üzer- sistemiyle çalışan bir akıllı telefon. Buraya kadar her şey normal. Tele- lerinde değişiklik yapıp kaydedebiliyorsunuz, internette gezebiliyor- fonu özel kılan ise üzerinde yer alan Webtop adlı arayüz ve beraberin- sunuz, e-posta gönderip alabiliyorsunuz, film izleyip müzik dinleyebi- de sunulan bağlantı aparatları. Bu sayede tek bir hareketle akıllı tele- liyorsunuz, yani bir bilgisayarla yapabileceğiniz aklınıza gelen ne varsa fonunuzu bir masaüstü, dizüstü, hatta araç içi bilgisayar haline dönüş- yapıyorsunuz. İşiniz bitti, masa başından ayrılacaksınız. Telefonu bağ- türebiliyorsunuz. lantı aygıtından çıkardığınızda yaptığınız tüm çalışmalar kaydedilmiş olarak cebinize geliyor. Masaüstünde çalışırken yarım bıraktığınız bir şeyler varsa telefonun ekranından halletmeniz mümkün. Bunun ya- nında telefonla birlikte duyurulan bir de dizüstü aparatı var. Bu da için- de donanım olmayan, sadece klavye ve monitör- den ibaret bir kutudan oluşuyor. Bunun arkasına telefonu taktığınızda, bu sefer de hafif ve güçlü bir dizüstü bilgisayara kavuşuyorsunuz. Böylece akıllı telefonun size yetmediği yerlerde dizüstüne terfi etme şansınız oluyor. Amerika’da birkaç aya kadar piyasaya sürül- mesi planlanan telefonu incelemek ve neler ya- pabildiğini yakından görmek için http://bit.ly/ atrixmobile adresini ziyaret edebilirsiniz. Motorola Atrix 4G, akıllı telefon ve bilgisayar arasındaki ayrımın ortadan nasıl kalkacağına dair ipuçları sunuyor. Gözlüksüz 3 Boyut Önce Elimizde, Sonra Evimizde Neye benzediği üç aşağı beş yukarı belli olsa da, nasıl olacağı me- tü, ancak gözlük takma zorunluluğu birçok kullanıcıyı rahatsız etmişti. rak konusu olan Nintendo 3DS oyun konsolunun resmi duyurusu niha- Bunun üzerine hemen herkes bu işin gözlüksüz olup olamayacağı, olur- yet geçtiğimiz ayın sonlarına doğru yapıldı. Gözlüksüz 3 boyutlu görün- sa da ne kadar iyi olacağı üzerine akıl yürütmeye başlamıştı. Öyle görü- tü sunmayı vaat eden taşınabilir oyun konsolu hakkında ilk haberler bun- nüyor ki Nintendo 3DS, geniş bir kullanıcı tabanını hedefleyen bu alan- dan neredeyse 1 yıl kadar önce internette dolaşmaya başlamış, fakat ay- daki ilk ürün olarak bir yandan bu işin düzgün bir şekilde mantıklı bir fi- gıtın performansının nasıl olacağını kimse öğrenememişti. Tanıtım top- yata yapılabileceğini gösterirken, diğer yandan kendinden sonra gelecek lantısına katılanların görüşlerine bakılırsa Nintento 3DS, bu konudaki vaadini hak- ürünleri de benzer şekilde davranmaya ite- kıyla yerine getirmiş gibi görünüyor. De- cek. Örneğin Fujitsu şimdiden gözlüksüz 3 neme fırsatı olan herkes görüntüdeki üç boyutlu görüntü sunabilen ilk dizüstü bilgi- boyut algısının tatmin edici olduğu ko- sayarı üretme hazırlığında olduğunu açık- nusunda hemfikir. Aygıtın Şubat ayın- larken, LG’nin bu yıl sonuna doğru piyasa- da Japonya’da, Mart ayında Avrupa’da ve ya süreceği tabletin gözlüksüz izlenebilen ABD’de satışa sunulmasıyla birlikte tüke- 3 boyutlu ekranla donatılmış olacağına dair ticiler de bu konudaki merakını giderebi- söylentiler internette dolaşıyor. Sözün özü, lecek. bu yılın tabletlerin yılı olacağı öngörülüyor- du, önümüzdeki yıl da büyük ihtimalle göz- Ama burada dikkat çekilmesi gere- lüksüz 3 boyutlu görüntünün yılı olacak. ken nokta, küçük bir oyun konsolu üze- rinden pratik anlamda hayatımıza giren Bizce de olsun, sakıncası yok. Nintendo bir kavramın diğer aygıtlara olan bakı- 3DS ile ilgili detaylı bilgiyi www.ninten- şımızı nasıl şekillendireceği. 2010 yılın- do.com/3ds adresinde bulabilirsiniz. dan itibaren 3 boyutlu televizyonlar sa- tın alabileceğimiz ürünlere dönüşmüş- Nintendo’nun yeni taşınabilir oyun konsolu, gözlüksüz izlenebilen 3 boyutlu ekranların yaygınlaşması için bir dönüm noktasını simgeliyor. 14

Bilim ve Teknik Şubat 2011 İçinizdeki Müzisyeni Ortaya Çıkaran Site: Ujam İnternette kendi müziğinizi yapabileceğiniz veya ujam.com, içinizdeki müzisyeni ortaya çıkarmak için çeşitli enstrümanları deneyebileceğiniz çok sayıda si- birbirinden ilginç ve becerikli araçlar sunuyor. te var. Ama müzikle az da olsa ilgileniyorsanız, ujam adlı servisi bir denemenizde fayda var. Ujam, tama- men internet üzerinden kullanılan ve kendi besteleri- nizi oluşturmak için faydalanabileceğiniz bir platform. Örneğin müzikle ilginizin sadece blok flüt çalmaktan veya kendi kendinize mırıldanmaktan ibaret olduğu- nu varsayalım. Ama bir yandan da aklınızda dolanıp duran bir melodi var ve siz bunun düzenlenmiş ha- lini duymak istiyorsunuz. Giriyorsunuz ujam’a, ücret- siz kayıt ve giriş işlemlerini gerçekleştiriyorsunuz. Si- te ilk olarak sizden aklınızdaki melodiyi elinizdeki her- hangi bir enstrümanla çalmanızı veya mırıldanmanızı istiyor. Melodinizi çalıyor veya söylüyorsunuz. Bu ara- da, ufak tefek hatalar sonradan düzeltilebildiği için o kadar da önemli değil. Ujam bunları alıyor, notalarına ayırıyor, uygun akorları belirliyor ve zengin bir altyapı eşliğinde istediğiniz enstrümanı ana ses olarak kulla- nıp çalmaya başlıyor. Sonuçlar öylesine başarılı ki, bir- kaç dakika önce mırıldandığınız melodinin dakikalar içinde böylesine zengin bir hale geldiğine inanmak güç. Üstelik yapıtlarınızı paylaşmak da üretmek kadar kolay. Siteye ujam.com adresinden ulaşabilir ve kayıt işleminin ardından hemen kullanmaya başlayabilirsi- niz. Ayrıca sitede arayüzün nasıl kullanıldığı ve bu ara- yüzle neler yapabileceğinize dair çok sayıda video da var, izlemenizi tavsiye ederim. Geleceğin Orkestrasında Enstrümanlar Üretilmeyecek, Yazdırılacak Mevcut enstrümanların akustik modellerini anlamak için Amit Zoran’ın yapılan çalışmalar, bazı araştırmacıların gündeminde önem- 3 boyutlu yazdırma tekniğiyle li bir yer tutuyor. Ancak bazıları da var ki, olaya farklı yönden ürettiği flüt ilk deneme için yaklaşarak kendi ortaya koydukları akustik modellerin ger- gayet başarılı. çekte nasıl sesler çıkaracağını duymak istiyorlar. İşte bu ko- nu, 3 boyutlu yazıcıların gelişimiyle bambaşka bir platforma mümkün olmadığı karmaşık yapılara sahip enstrümanla- taşınmak üzere. ABD’deki MIT Medya Laboratuvarı araştır- macılarından Amit Zoran, benzer bir projeye hazırlık ama- rı tasarlamak ve üretmek de mümkün olabilir. Flütün hazır- cıyla 3 boyutlu yazıcıları kullanarak gerçek bir flüt yapıp de- lanışına dair detayları ve performansına dair videoyu engt. nemeye karar vermiş. Flütün tüm gövdesi, sonradan ekle- co/3dflute adresinde görebilir, Amit Zoran’ın diğer projeleri nen metal yaylar hariç 3 boyutlu yazıcılarla üretilmiş. Sonra için bit.ly/amitzoran adresini ziyaret edebilirsiniz. da bir arkadaşından bu flütü çalmasını rica etmiş. Sonuç ilk deneme için gayet iyi. Bazı deliklerin tam olarak kapanama- ması haricinde melodi gayet güzel çıkıyor. Üstelik kullanılan yöntem sayesinde, şimdiye dek gerçeğe dönüştürmenin 15

Tekno - Yaşam Osman Topaç Kendi E-Kitabını Kodak Üç Boyutlu Kendin Yap! EasyShare Sport Titanyum Baskı Elektronik kitaplar gelişmiş ülkelerde Plajda, havuzda veya sualtında Üç boyutlu malzeme baskısı çok her geçen gün yaygınlaşıyor. gördüklerinizi fotoğraflayabilmeniz yeni bir teknoloji değil. Bu teknoloji ülkemizde de yeni için ekonomik bir çözüm Kodak Genellikle prototip üretiminde yeni gelişiyor. Değişik tasarımlı bir EasyShare Sport. Toz ve kum kullanılan 3D yazıcılar, üretim tarayıcı olan Book Saver özellikle geçirmeyen Kodak EasyShare malzemesi olarak plastik kullanıyor. sevdiği kitapları veya basılı arşivini Sport’u 3 metre derinliğe kadar Materialise firması tarafından elektronik ortama aktarmak sualtına indirebiliyorsunuz. geliştirilen bu teknoloji ise isteyenler için tasarlanmış. Cihaz 200 12 MP çözünürlüğe sahip bu hammaddesi titanyum olan 3D sayfalık bir kitabı 15 dakika içinde amatör sualtı fotoğraf makinesi modeller üretebiliyor. Örneğin, elektronik ortama aktarabiliyor. sıradan dijital fotoğraf makineleri resimde gördüğünüz titanyum top fiyatına piyasaya sürülecek. böyle bir yazıcı kullanılarak üretilmiş. http://www.ionaudio.com/booksaver Top içerisinde bulunan titanyum www.kodak.com çubuğun üzerine bu yazıcıyı kullanarak 2 mm büyüklüğünde yazı yazmanız bile mümkün. Bu yazıcının çalışma prensibi ana hatlarıyla şu şekilde: Yazıcı başlığı bilgisayar tarafından verilen koordinatlara ince tabaka halinde titanyum parçacıkları yerleştiriyor. Daha sonra kuvvetli lazer ışını bu titanyum parçacıkları eriterek bulundukları yere yapıştırıyor. Defalarca tekrarlanan bu döngü sonucu resimde gördüğünüz 3D ürünler meydana geliyor. http://www.materialise.com/ 16

Bilim ve Teknik Şubat 2011 [email protected] Iphone İçin Yeni Güneş Kelebek Gözünden Bir Uygulama: Arabalarında Güneş Enerjisi Panellerine Dermatoskop Dünya Rekoru Kırıldı Güneş enerjisi panellerinde kullanılan malzemenin mümkün Dermatoskop, cildiye uzmanları olduğu kadar güneş ışınlarını yansıtmaması gerekiyor. tarafından deri üzerindeki lekeleri Sadece güneş enerjisi ile çalışan (akü Bu amaçla, bu tür panelleri kaplamak üzere bir film geliştirmek ve benleri incelemek için kullanılan bulundurmayan) araçlar sınıfında, üzere çalışan bilim insanları, doğada bu özelliğin en üst düzeyde bir cihaz. Handyscope ise Iphone Guiness Dünya Karasal Hız Rekoru olduğu gece kelebeği gözünün yapısından esinleniyorlar. telefonları, dijital dermatoskopa Avustralya’da kırıldı. Sunset IVy, Japonya’da bir üniversitede araştırmacı olarak çalışan Noboru dönüştüren bir uygulama. dünya rekorunu saatte ortalama Yamada tarafından geliştirilen bu teknoloji, yılda yaklaşık Handyscope kullanan bir cildiye 88 km süratle giderek kırdı. % 6 verimlilik artışı sağlıyor. Her ne kadar bu artış çok fazla uzmanı, deri üzerindeki bir lekenin değilmiş gibi gözükse de bu tür alternatif enerji teknolojilerinde görüntüsünü 20 kat büyüterek her türlü verimlilik artışının bir önemi var. Aslında bu inceleyebiliyor. Handyscope’u sıradan tür yansıma engelleyici teknolojilerde gece kelebeği gözünün dermatoskoplardan ayıran diğer yapısından esinlenen ilk bilim insanı değil Noboru Yamada. bir özellik ise, cildiye uzmanının Benzer bir teknoloji Alman bilim insanları tarafından bilgisayar bu görüntüyü saklayabilmesi ve ekranlarının ve gözlük camlarının yansıma oranını azaltmak konsültasyon için farklı doktorlara üzere kullanılmış. Gece kelebeğinin gözünün ışığı yansıtma anında gönderebilmesi. özelliğinin minimumda olması, kelebeğin gece görüşünü artırırken, düşmanları tarafından yakalanma riskini de azaltıyor. http://www.handyscope.net/ www.solarnovus.com Bu kategoride yarışan araçların hızları, 500 m’lik parkurdaki ortalama hızları ölçülerek bulunuyor. Daha önceki rekor 1988 yılında yaklaşık 1500 W enerji harcayarak saatte 78 km hızla giden General Motors Sunraycer’a aitti. Sunset IVy ise yaklaşık 1050 W enerji ile bu parkuru tamamladı. Bu da Sunset IVy’nin yaklaşık % 25 daha az enerji harcayarak % 13 daha hızlı gittiğini gösteriyor. http://www.sunswift.com/ 17

Koray Löker Pardus 2011 18 TÜBİTAK BİLGEM bünyesinde geliştirilen ulusal işletim sistemi Pardus’un yeni kararlı sürümü Pardus 2011 yayımlandı. Pardus 2009’un tüm dünyada düzenlenen bir ankette Linux tabanlı en iyi beş işletim sisteminden biri seçilmesinin ardından heyecanla beklenen yeni sürüm birçok iyileştirme ve yenilik getiriyor. Bu özelliklere geçmeden önce kısaca bu başarının kısa tarihine göz atalım. n tescilli markasıdır. 2011 Bu DVD TÜBİTAK BİLG 2004 yılı başında teknik ekibin çekirdeğinin oluştu- rulması ile proje fiilen başlamış oldu. Farklı Linux da- Pardus markası ve logotipi TÜBİTAK'ı “Kurulan DVD” EM tarafından çoğaltılmış ve dağıtılmıştır. Para ile satılamaz. ğıtımlarının incelenmesi, mevcut dağıtımlardaki ek- sikliklerin, olası gelişim alanlarının, yapılması gere- TBeilkivmenik kenlerin ve bunların iş gücü ve kaynak gereksinimle- rinin irdelenmesinin ardından yol haritası belirlendi. arı ile dağıtılmaktadır. Bu DVD'deki yazılımlar GNU GPL Genel Kamu Lisansı ve çeşitli özgür yazılım lisansl 1 Şubat 2005 tarihinde ilk ürün olan Pardus Çalı- şan CD 1.0 yayımlandı. Projenin amaçları ve teknik yaklaşımı hakkında Linux camiası ve kullanıcıları bil- gilendirmeyi amaçlayan Çalışan CD beklenenin üze- rinde ilgi gördü. Sonrasında geliştirme daha çok öz- gün yenilik projelerine yoğunlaştırıldı ve nihayet 26 Aralık 2005’te Pardus’un ilk kurulabilir sürümü olan Pardus 1.0 Web üzerinden yayımlanmaya başlandı. Ulusal işletim sisteminin doğuşu Anadolu parsı: Anadolu parsı (Panthera par- dus tulliana) leopar alt türündeki büyük kedilerin Pardus projesi, 2003 yılında TÜBİTAK BİLGEM Anadolu’daki son temsilcilerinden biri. Boyu 2-2,5 (Bilişim ve Bilgi Güvenliği İleri Teknolojiler Araş- metreyi, ağırlığı dişilerde 35-50 kilogramı, erkek- tırma Merkezi) bünyesinde, bir olurluk ve planlama lerde 45-70 kilogramı buluyor. Yaklaşık ömrü 20 projesi olarak başladı. Ulusal bağımsızlık, güvenlik yıl. Çevik ve etobur bir hayvan olan Anadolu par- ve tasarruf amacıyla, kritik uygulamaların üzerinde sının avını geyik, yaban keçisi, yaban domuzu, kü- çalışabileceği, açık ve standart bir veri yapısını des- çük memeliler ve kuşlar gibi birçok hayvan oluştu- tekleyen, güvenlik izlemesine imkân verecek şekilde ruyor. Anadolu parsının Ege ve Batı Akdeniz, Do- kaynak kodu açık olan ve finansal yük oluşturmadan ğu Akdeniz ve Doğu Anadolu bölgelerinde, daha yaygınlaştırılabilecek bir işletim sistemi gereksinimi- çok ormanlık ve dağlık alanlarda yaşadığı biliniyor. ni karşılamak üzere başlayan proje doğrultusunda, Doğal yaşam alanları ve av kaynaklarının azalma- açık kaynak kodlu, böylelikle finansal yük oluştur- sı parsları insanların yaşadığı yerlere yönlendirdiği madan yaygınlaştırılabilecek bir işletim sistemi geliş- için genellikle vurularak ya da zehirlenerek öldü- tirmek üzere harekete geçildi. 2003 yılı güzünde Li- rüldüler. Anadolu parsının varlığını kanıtlamak ve nux temelli, açık kaynaklı, olabildiğince GPL lisans- koruma altına almak için doğa gönüllülerinin ça- lama yöntemini kullanan bir işletim sistemi dağıtımı baları aralıksız olarak sürüyor. oluşturulmasına karar verildi.

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 Beş yıl içinde hızlı bir gelişim gösteren Pardus, 2007 ve 2009 yıllarında yayınlanan kararlı sürümle- rinin ardından, en son sürümü Pardus 2011’i Ocak ayında kullanıma sundu. Pardus’u dünya liginde Derginizle birlikte gelen DVD, her bilgisayara ku- başarıya ulaştıran yenilikler rulması garanti olsun diye 32 bit tercih edildi. 64 bit denemek isterseniz www.pardus.org.tr adresinden Pardus ilk günden bu yana araç temelli ve tekno- edinebileceğinizi unutmayın. loji merkezli bir tasarımla, kolay kullanılır, güvenli ve yüksek performanslı altyapı sunmayı hedefliyor. Bu- Zamanın ruhu - kullanıcı isteklerine güne dek sunulan tüm ürünler, hazırlandıkları gün- en iyi cevap veren işletim sistemi: lerin teknoloji ve beklentileri doğrultusunda bu yak- Pardus laşımın devamını sağlayacak güncellemeler içeriyor. Her gün yeni teknolojilerin çıkması, kullanıcı- TÜBİTAK bünyesinde geliştirilen ve dünya ça- ların bilgisayarlarından beklentilerini değiştiriyor. pında beğeni toplayan yönetim araçları, Pardus Pardus 2011, kullanıcılardan gelen onlarca isteği ha- 2011’de neredeyse baştan tasarlandı. Kullanıcı grafik yata geçiren bir sürüm olmayı da başardı. Bu yenilik- arayüzlerinde yapılan yenilikler kullanım kolaylığı ler arasında göze çarpanlar: sağlarken, performansta da ciddi artış sağladı. Böy- lece kullanıcı hesapları, sistem ayarları ya da güven- Tak-çalıştır 3G desteği: Pardus 2011’de önceki sü- lik duvarı ayarlamak isteyen Pardus kullanıcıları es- rümlerde kullanılan ağ yöneticisi yerine yeni bir öz- kisinden de rahat olabilecek. Özellikle başka işletim gür projeden yararlanıldı. Yeni ağ yöneticisi de, da- sistemlerinden sonra Pardus’u yeni kullanmaya baş- ha önceki sürümlerde olduğu gibi otomatik ayarla- layanlar için bu geçişi kolaylaştırmak üzere daha sez- nan kablolu bağlantı, tek tuşla mekân hafızalı kab- gisel tasarımlar yapılmaya çalışıldı. losuz bağlantı gibi özellikleri destekliyor. Bunun ya- nı sıra kablosuz ağlar ile aynı kolaylıkta kullanılabi- Üniversiteler ve TÜBİTAK arasında lir 3G bağlantı desteğine sahip. Böylece USB modem üretken bir işbirliği modeli çubukları ya da cep telefonlarıyla İnternet bağlantı- sı kurmak isteyen kullanıcılar, karmaşık kurulum ve Bir işlemi gerçekleştirmek isteyen kullanıcının yapılandırmalar ile uğraşmak zorunda kalmıyor. aklına ilk gelen yöntemi denediğinde başarılı ola- bilmesini hedefleyen sezgisel tasarım yaklaşımı, bir Profil fotoğrafçınız: Kaptan Masaüstü: Sosyal eğitim almadan Pardus kullanmayı mümkün hale medyanın hayatımızdaki önemi arttıkça sohbet prog- getiriyor. Tasarımların bu yaklaşıma göre iyileşti- ramlarından e-posta uygulamalarına kadar her yerde rilmesi ve daha basit hala getirilerek kolay kullanı- profil fotoğrafı kullanılıyor. Kullanıcılar, Pardus’u ilk lır olması için Bahçeşehir Üniversitesi Görsel İleti- çalıştırdıklarında kişisel ayarlarını yapmaya yardım- şim Tasarımı Bölümü’yle başlayan çalışmalar sürü- cı olan Kaptan Masaüstü ile tanışır. Pardus 2011’de yor. Pardus 2011 bu çalışmaların sonucu olarak or- Kaptan profil fotoğrafçılığına soyunuyor ve bilgisaya- taya çıkan fikirlerin ancak bir bölümünü hayata ge- ra bağlı bir kamera varsa fotoğraf çekip profil fotoğ- çiriyor. Çalışmanın daha da yararlı olması için, tüm rafı olarak kaydediyor. Eğer herhangi bir kamera yok- kullanıcılardan Pardus ile sorun yaşadıkları takdir- sa, sabit diskteki albümlerden seçmek de mümkün. de bunu Pardus Hata Takip Sistemi’ne rapor etme- leri isteniyor. Daha özgür, daha serbest: Özellikle oyun dün- yasının iyi tanınan 3B destekli ekran kartları, Pardus Bir başka üniversite-TÜBİTAK işbirliği de Ça- gibi Linux sistemler için özel sürücüler yayınlıyor. nakkale 18 Mart Üniversitesi’yle gerçekleşti. Pardus 2011’de 64 bit ve 32 bit olmak üzere iki ayrı işlemci, kendi olanaklarına uygun derlenmiş sistemler çalış- tırarak daha yüksek verim sunuyor. Bunu sağlayan 64 bit altyapısı, 18 Mart Üniversitesi Bilgisayar Mü- hendisliği Bölümü öğrencileri tarafından geliştirildi. Projeyi hayata geçiren çiçeği burnunda üç mühendis ise artık birer BİLGEM çalışanı. 19

Pardus 2011 Bununla birlikte, özgür yazılım dünyasının bu kartlar için hazır- ladığı özgür sürücüler de mevcut. Her birinin ayrı avantaj ve de- zavantajları olan bu sürücüler, kullanım sırasında ayarlanabiliyor ancak kurulum sırasında Pardus sizin yerinize bu kararı veriyor- du. Kullanıcılardan gelen talep doğrultusunda, Pardus 2011 kuru- lum sırasında ekran kartını hangi sürücü ile çalıştırması gerekti- ğini sormaya başladı. Disk yönetiminde yeni nesil teknolojiler: Pardus’un kolayca ku- rulmasını sağlayan kurulum sihirbazı YALI, yine kullanıcı istekle- ri doğrultusunda kullanıcıların elle kimlik numarası (UUID) seçe- bilmesini ve disk bölümleri için Linux Mantıksal Hacim Yönetimi (LVM) ve RAID teknolojileri kullanabilmesini sağlıyor. “Daha fazla özgürlük” diyenlerin buluşma noktası: En yeni uygulamalar, yeni teknolojilerle Özgürlükİçin.com Pardus’un daha fazla kullanıcıya ulaşmak ve sesini yükselt- Pardus’un ilk günlerinde piyasada kullanılan teknolojiler in- mek için kurduğu bir topluluk sitesi olan Özgürlükİçin.com’un celenerek yapılan değerlendirme sonucu, kullanıcıların sistem- kullanımı giderek artıyor. lerine yeni programlar eklemesini ya da güncelleme yapması- Özgürlükİçin.com’da, Pardus ailesine yeni katılan kullanıcıla- nı kolaylaştırmak için en baştan bir sistem oluşturmanın uygun ra yardımcı olmak amacıyla, genellikle geliştiriciler ve deneyimli olduğu kararlaştırılmıştı. Bu karar doğrultusunda hayat bulan Pardus kullanıcıları tarafından kaleme alınan paket tanıtımı, in- paket yöneticisi PiSi, alanında uzman bir çok yazılım mühen- celeme yazıları ve kullanım kılavuzlarını da içeren zengin bir içe- disi tarafından incelenerek takdirle karşılanmış ve en doğru çö- rik sunuluyor. Site yeni kullanıcıların özgür yazılıma geçişini ko- zümler arasında sayılmıştı. laylaştırmayı hedefliyor. Özgürlükİçin.com’da “Ajans Pardus” adlı online yayın da ziya- Yakın zamanda cep telefonları ve tabletler sayesinde mo- retçilerden büyük ilgi görüyor. 2010 yılı Nisan ayından bu ya- bil işletim sistemlerinin önemi arttıkça PiSi benzeri çözümler na her Cumartesi güncellenen yayında özgür yazılım dünyası daha çok tanınmaya, masaüstü işletim sistemlerinde de tercih ve teknoloji dünyasından haberlere ve röportajlara yer veriliyor. edilmeye başlandı. Pardus, tek tuşla uygulama kurmayı ve ye- nilikleri yönetmeyi yıllardır kullandığı için yine kullanıcı ta- 20 lepleri ön plana çıktı ve paket yöneticisi arayüzünde kurulabi- lir durumdaki programların ekran görüntüleri ve diğer kullanı- cıların verdiği oyların görünebildiği bir vitrin devreye sokuldu. Böylece programları kurmadan önce haklarında daha çok fikir sahibi olmak mümkün olabiliyor. PiSi ile ulaşılabilen depolar ise en güncel ve popüler uygu- lamalarla dolu. Skype, VLC, Google Chrome, Mozilla Firefox ya da OpenOffice.org temel alınarak geliştirilen LibreOffice gi- bi her platformda tanınan ve sevilen programların yanı sıra Li- nux dünyasına ya da Pardus’a özgü 3000’den fazla paket tek tuş- la kurulabilir durumda bekliyor. Bu programların seçilen bir bölümü DVD içinde kurularak çalışmaya hazır bir sistem su- nuyor. KOLAY KURULUM Pardus kurulumunu, temel bilgisayar bilgisine sahip kullanı- cılar için bile çok kolay hale getiren kurulum sihirbazı YALI da bu sürümde baştan aşağı yenilendi. Bilgisayarınızı DVD’den başlattığınızda YALI sizi yönlendi- rerek bilgisayarınıza kurulumu gerçekleştirecek. Bilgisayarın DVD’den başlatılması için yeni bilgisayarlarda F5-F6 gibi fonk- siyon tuşlarından biri, tek seferlik olarak bu sırayı değiştirme- nizi sağlar. Alternatif olarak BIOS’da açılış diskleri sırasını de- ğiştirmeniz gerekebilir.

<<< Bilim ve Teknik Şubat 2011 Pardus’ta Bilim YALI başladıktan sonra klavye, bilgisayarı kulla- Celestia: Astronomi meraklıları ve çocuklar için çok il- nan herkes için ortak olan zaman dilimi gibi bilgileri gi çekici olabilen üç boyutlu bir uzay benzeşim uygulaması sorduktan sonra kurulum yapılacak sabit disk seçilir. olan Celestia, evrende hareket ederken neler görebildiğimizi gösterir. Web sitesinden değişik uzay araçlarını yüklemek ve DİKKAT: Bilgisayarında başka bir işletim siste- programın içeriğini genişletmek mümkündür. (http://www. mi bulunan ve iki sistemi aynı anda kullanmak is- shatters.net/celestia/) teyen kullanıcılar burada “Kendi Düzenini Yarat” Stellarium: Yeryüzünün bir noktasından 360º fotoğraf seçeneğini seçmelidir. “Diskin Tamamını Kullan” üzerinde gök gözlemi yapılmasına olanak sağlayan Stellari- seçeneği, mevcut işletim sistemini ve dosyalarını- um ile gök haritaları, yıldızlar, gezegenler ve diğer gök cisim- zı siler. leriyle uydu hareketleri öğrenilebiliyor. Kızılötesi, çıplak göz ya da teleskop benzeşimleri ile farklı gözlem biçimleri de de- Eğer Pardus kurmaya ayırdığınız bir disk bölümü neyimlenebilir. (http://stellarium.sourceforge.net/) varsa, “Kendi Düzenini Yarat” seçeneğini tercih etme- Avogadro: Her işletim sisteminde çalışmak üzere tasarla- lisiniz. Böylece mevcut disk bölümlerinizi yönetebilir, nan, platform bağımsız bir uygulama olan Avogadro, hesap- Pardus’a ayırdığınız bir disk bölümünü seçerek, diğer lama ağırlıklı (computational) kimya, moleküler modelleme, işletim sistemi ve disklerinizi aynı biçimde kullanma- bioinformatik, malzeme bilimi ve benzeri alanlarda kullanı- ya devam edebilirsiniz. lan ileri seviye bir molekül düzenleyicisi (http://avogadro. openmolecules.net) Pardus kurulumu yapmak için ihtiyacınız olan ClustalX: Çoklu dizin hizalanması, üç veya daha fazla bi- temel alan Sistem Dosyaları bölümü. Bir disk bö- yolojik dizinin (genellikle protein, DNA veya RNA) hizalanma- lümünü (disk isimleri karmaşık gelirse, boyutların- sıdır. ClustalX, aşamalı hizalama yöntemleri kullanarak çok sa- dan tanıyabileceğinizi hatırlatalım) seçtikten son- yıda (yüzlerce, binlerce) dizinin etkin bir şekilde geniş çapta ra onu zorunlu olan Sistem Dosyaları için atadığı- hizalanması uygulamalarında yaygınca kullanılan Clustal iş- nızda kurulum için gerekli olan bölümlemeyi sağ- lemsel süreçleri için bir grafik kullanıcı arayüzüdür. (http:// lamış olursunuz. www.clustal.org) Phoebe: Çift Yıldız fiziği araştırmaları için geliştirilen mo- Dilerseniz başka disk bölümlerini Kullanıcı Dos- delleme altyapısı PHOEBE’nin Pardus üzerinde çalışan arayü- yaları, Açılış Diski gibi alanlara (bunlar sırasıyla /, / zü (http://phoebe.fiz.uni-lj.si/) home , /boot şeklinde adlandırılıyor) ayırabilirsiniz. gdpc: Dinamik moleküler simülasyonların çıktılarını gör- LVM teknolojileri için Açılış Diski (/boot) ayrı olma- selleştirmeye yarayan bir araçtır. Çok yönlü bir program ol- lıdır. Kullanıcı Dosyaları’na ayrı disk bölümü ayırma- makla beraber, bir çok başka amaç için kolaylıkla kullanılabi- nın avantajı ise sistemi yenilediğinizde ya da değiştir- lir. Gdpc xyz girdilerini ve özel biçimleri okur ve karelerin gö- diğinizde kişisel dosyalarınızı yedeklemek için ayrıca rüntülerinin tamamını yazabilir. (http://www.frantz.fi/soft- vakit ayırmanıza gerek kalmayacak olması. ware/gdpc.php) KDE-Edu: Çeşitli eğitim uygulamalarını içerir. Pakette Pardus, İnternet tarayıcı geçmişinizden e-posta- kstars (gökyüzünün gece görünümü için grafik simülasyo- larınıza, kullandığınız belgelerden indirdiğiniz nu), marble (coğrafi harita uygulaması), kalgebra (MathML dosyalara kadar her şeyi size ait Ev Dizini altında temelli bir matematiksel hesaplama aracı), kig (interaktif ge- tutar. Böylece tek bir klasörü yedeklemeniz ya da ometri), kmplot (matematiksel fonksiyon çizme uygulaması) bunu ayrı bir disk bölümünde tutarak sistemden uygulamaları bulunmaktadır. (http://www.kde.org/) bağımsız kullanmanız mümkün olur. OpenCV: openCV gerçek zamanlı bilgisayarla görme iş- lemleri için tasarlanmış bir kütüphanedir. İnsan-bilgisayar et- Gelişmiş kurulum seçenekleri hakkında daha fazla kileşimi, nesne tanımlama, yüz tanıma, hareket izleme, mo- bilgi ve yardım için Pardus’un web sitesi ya da kulla- bil robotik openCV’nin kullanıldığı bazı uygulama alanlarıdır. nıcı topluluğunun bir araya geldiği Özgürlükİçin.com (http://opencv.willowgarage.com/wiki) adresindeki yardım belgelerinden yararlanabilirsiniz. BioPython: BioPython uluslararası bir geliştirici takımı ta- rafından Python kullanılarak yazılmış, serbestçe kullanılabi- Güle güle kullanın! len, biyoloji ile ilgili hesaplama araçlarından oluşan bir prog- ramdır. (http://biopython.org/) 21

Bilge Demirköz ÇBüınylüakmPaastılama’nın Âvâzeyi bu âleme dâvûd gibi sal Bâki kalan bu kubbede bir hoş sadâ imiş Bâki Evrenin ötesinde ne var? Büyük Patlama’dan önce ne vardı? Karanlık madde ne, karanlık enerji ne? Çağımızın en zor soruları belki de bunlar. Beş duyumuzla algıladığımız dünyanın öte- Peki nereden biliyoruz? Nereden çıktı bu karan- sinde bilim yoluyla keşfedilebilecek bir lık madde ve ondan da daha gizemli olan karan- maddenin olması ihtimali belki bize kor- lık enerji? kunç gelebilir. Ama zaten bu yolda epey aşama kaydetmiş değil miyiz? Görmediğimiz, hissetme- Hikâyeyi anlatmanın iki yolu var aslında: Bi- diğimiz radyo dalgaları sayesinde radyo dinleyip ri Einstein’ın gözünden. Diğeri ise 1963 yılında mikro dalga boylarını kullanan cep telefonları sa- ABD’de New Jersey’deki Bell Laboratuvarları’nda yesinde dostlarımızla iletişim halindeyiz. çalışan iki fizikçinin gözünden. İsimleri Robert Woodrow Wilson ve Arno Penzias. Telefonu icat Sorun şimdi bilimin bize duyularımızın ötesin- eden Graham Bell’e 1880 yılında Fransız hüküme- de, yaptığımız alıcıların da göremediği bir madde tinin verdiği 50 bin franklık ödülün sonucu olarak olduğunu söylemesi. Yapabildiğimiz alıcılar gözü- kurulmuş olan Volta Laboratuvarı sonraları Bell müzün göremediği ışık dalga boylarını algılaya- Laboratuvarları ismini almış ve 1956’da transistö- biliyor, elimizin duyarlı olmadığı titreşimleri öl- rün bulunuşuna da ev sahipliği yapmıştı. Wilson çebiliyor. Aslında duyularımız ve yapabildiğimiz ve Penzias uzaydan gelen radyo dalgaları üzerin- tüm alıcılar ışık ve yüklü parçacıkların (çoğunluk- de ölçümler yapmaktaydı ve var olan en iyi radyo la elektron ve protonların) etkileşmesine dayanı- alıcısını yapmak gibi zor bir görev üstlenmişlerdi. yor. Elektromanyetik kuvvet, yani ışıkla artı ve ek- si yüklü parçacıkların etkileşimleri olmasa, duy- Bell Laboratuvarları’nda çalışan iki fizikçi Robert Woodrow Wilson ve Arno Penzias, mayacağız, görmeyeceğiz, koku ve tat almayacağız. kozmik mikrodalga arkaplan ışımasını keşfettikleri teleskoplarıyla birlikte Hislerimizi sınırlayan, evreni algılamamızı kısıtla- yan hep o. İnsanın bildiği, gördüğü kadardır; aynı- sı burada da geçerli. Karanlık madde ise elektromanyetik kuvvetle etkileşmeyen bir madde. Yani ışıkla etkileşmiyor. Şu anda içimizden akıp geçiyor. Biz onun için bir elek gibiyiz. Biz onu “görmüyorsak”, o da bizi “gör- müyor”. Karanlık madde, adı üstünde, bir madde yani kütlesi var. Kütlesi olan her parçacık gibi o da yerçekimi kanunuyla hareket ediyor ve işte karan- lık maddenin izini evrende yerçekimiyle bıraktığı etkiden dolayı biliyoruz. 22

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 Yanda görülen kulağa benzer büyük radyo telesko- punu kullanıp sıvı helyum kullanarak soğuttukları yükselteçler kullanarak 21,1cm’lik dalga boyların- da ölçüm yapacaklardı. 21,1cm’lik dalga boyu hid- rojen atomundaki elektronun iki enerji seviyesin- deki özel bir geçişe karşılık geldiği için, amaçları Samanyolu Gökadası’ndaki hidrojen miktarını ve böylelikle gökadanın bulunduğu diski iyi ölçmekti. Aynı zamanda Samanyolu diskinin dışındaki gö- kadalarda da aynı hidrojen geçişini gözlemleyebil- mek istiyorlardı. Fakat ne kadar uğraşırlarsa uğraş- sınlar, beklemedikleri bir cızırtı ile karşılaştılar. Bu cızırtı antendeki fazladan bir sıcaklığa karşılık ge- liyordu. Antende hep 3 Kelvinlik (-270oC) sıcaklık ölçüyorlardı. Uzun zaman bu cızırtının ne olduğu- nu araştırdılar, tüm ekipmanlarını tekrar tekrar de- netlediler. Teleskop kulağının en içine güvercinle- rin yuva yapmış ve Wilson’ın deyimiyle “etrafı, şe- hirde yaşayan herkesin tanıdığı o özel beyaz mad- denin kaplamış” olduğunu buldular. Ardından gü- vercinleri çıkarıp temizlik yaptılar. Cızırtı yine de yok olmadı. Bu probleme anten sıcaklığı problemi ismini verip, başka ölçümlere yöneldiler. 1965 yılı- nın ilkbaharında başka ölçümleri bitirdikten sonra cihazı baştan aşağıya söküp tekrar kurdular, kont- rol edip tekrar sıcaklık ölçümü yaptılar ancak, cı- zırtı yine oradaydı. Problemle karşılaşmalarının üzerinden bir yıl- dan fazla geçmiş ve fazladan sıcaklığın Dünya’da- ki bir kaynaktan gelmediğinden emin olmuşlar- dı. Aradan bir yıldan daha uzun bir süre geçtiği- ne göre, sorunun Dünya’nın Güneş’in etrafında- ki konumuyla alakalı olamayacağını da kanıtlamış oluyorlardı. O dönemde MIT’den Bernard Burke ile başka ölçümleri hakkında konuşurlarken, Bur- ke laf arasında Princeton Üniversitesi’nden Peeb- les ve Dicke’nin evrendeki ışımalar üzerinde çalış- tığından bahsetti. Peebles o aralar, sonsuza kadar sürekli olarak bir genişleyip bir çöken evren mo- deli üzerinde çalışıyordu ve henüz basılmadığı hal- de Burke’ye verdiği makalesinde evrenin genişle- menin başlangıcında çok sıcak ve çok yoğun olma- sı gerektiğini yazıyordu. Bunu da, bir önceki faz- dan arta kalan ağır elementlerin yok edilmesi için bu fazın gerekli olduğunu söyleyerek açıklıyordu. Burada vurucu nokta, Peebles’ın bu çok sıcak ve çok yoğun ortamdan arta kalan bir siyah cisim ışı- ması olması gerektiğini ve bu çınlama sıcaklığının 10K’den fazla olması gerektiğini hesaplamış olma- sıydı. Hatta Dicke, Roll ve Wilkinson bir ekip oluş- turmuş ve bu ışıma sıcaklığını ölçmek için çalışma- ya başlamışlardı bile. 23

Büyük Patlama’nın Çınlaması Bilim ve Teknik: Hocam, 1978’de Nobel konuşmasının sonları- nü ve irtifasını bildiğimiz bir şekilde uçması bizim uzay ölçümlerimiz na doğru Robert Wilson sizin sonuçlarınızdan şöyle bahsediyor: için çok önemliydi: Kozmik mikrodalga arkaplan ışımasının çerçeve- “Güneş’in kozmik arkaplan ışımasındaki hareketi Smoot ve ekibinin siyle bizim çerçevemiz arasındaki hız farkını iyi biliyorduk. Uçuşlarımız ölçümlerine göre saniyede 390 ± 60 kilometre hızda ve 10,8 saat çoğunlukla geceleyin erkendi, böylece uçuş ekibi ve biz eve çok geç sağ açıklık, 5 derece dik açıklıkta”. Kozmik mikrodalga arkaplan ışı- olmadan dönebiliyorduk. Uçuşlara başladık ve arada bir devam et- masına göre Güneş sisteminin hızını hesapladığınızda neler hisset- tik: Dünya’nın Güneş’in etrafında dönmesinden (mevsimlerden) istifa- tiniz? Hikâyenin devamının böyle olacağını tahmin edebilir miydi- de edip göğün başka bir yerini ölçebilmek için zaman ayırdık. İlk dört niz? O günkü beklentileriniz nelerdi? uçuştan sonra gördüm ki, çift kutuplu bir şekil var ve en büyük farklı- lık o gece saat 8’de olmuş. O zaman iki ay geriye gitmemize karşılık ge- George Smoot: Güneş sisteminin hareketi aslında gökadamızın da- len gece saat 11-12 sularında özel bir uçuş ayarladım. O uçuşta da aynı ha büyük hızını keşfetmemize neden oldu (çünkü Güneş gökadamı- farkı görünce anladım ki, bu gerçek bir sinyal ve sadece farklı bir mev- zın zıddı yöne hareket ediyormuş), benim için (ve Türkiye dahil tüm in- sime bağlı değil. Sonra ölçümleri göğün farklı yerlerine bakarak tek- sanlık için) çok heyecanlı bir zamandı. Güneşimizin gökadamızın et- rarladık ve doğruladık. İki uçuşumuz daha kalmıştı. Ben sonuçlardan rafında 250km/sn’lik bir hızla döndüğünü bulmayı bekliyorduk (ya- gayet memnundum ve güvenliydim, ancak diğer fizikçi dostlarımı ye- ni ışık hızıyla kıyaslandığında binde birlik bir etki). Ancak, bunun bek- ni bir sonuç elde ettiğimize ikna etmem ve bir makale yazmam gere- lediğimizin ters yönde olması çok şaşırtıcıydı. İlginç olan ise, tüm ve- kiyordu. İşte ancak o noktada astronomi tahminleriyle verilerin doğur- ri alımı bitinceye kadar yönün ters olduğuna dikkat etmemiş olmam- duğu sonucu karşılaştırdığımda, ikisinin zıt yönlerde olduğunu görün- dı. Bütün verileri bir gök haritası üzerinde işaretliyordum. Tahminim ce şaşırdım. (Aslında bu, dikkatli olup, beklentilerinin varacağın sonuç- bir şeyler bulacağımızdı, fakat dikkatli bir şekilde haritada ne çıkacağı- ları etkilememesi için önemli.) nı düşünmemiştim. U2 uçuşundan bilgi geldikçe kaydediyordum. U2 uçağı Türkiye’den İsveç’e, vurulmamak için yüksek irtifada ve Sovyet- Aslında bu çok da zor olmadı çünkü iki farklı koordinat sisteminden ler Birliği’nin üzerinden yüksek çözünürlükte fotoğraf çekmek için sta- dolayı, aradaki bağlantı hesabını son ana kadar yapmamıştım. Sonuç bil bir şekilde uçuyordu. Uçağın yüksekten ve stabil bir şekilde, yönü- gökadamızın kozmik mikrodalga arkaplan ışımasının içinde çok hızlı Dicke ve ekibi Bell Laboratuvarları’nda Penzias ve Wilson’ı noton bir ışıma mıydı yoksa gökyüzündeki sıcaklık dağılımı ziyarete geldi. İki ekip anlaşıp (Princeton ekibi kuram konu- küçük açısal değişiklikler gösterebilir miydi, yahut kutupsal bir sunda, Bell Laboratuvarı ekibi ise ölçümleri hakkında) bi- düzene (mesela çift kutuplu bir düzene) sahip olabilir miydi? rer makaleyi aynı anda astrofizik konusunda en önemli dergi- Kozmik mikrodalga arkaplan ışımasını her taraftan gelen bir ye yolladı. Makaleler yan yana basıldı. Her ne kadar biz şimdi ses gibi düşünsek, bu ses her yönde aynı frekansta mıydı, yoksa 1978’de Fizik dalında Nobel Ödülü’ne layık görülen bu buluşu farklı yerlerde küçük farklılıklar duyabilir miydik? Bu ses tüm Büyük Patlama’nın çınlamasının keşfi olarak bilsek de, bakın evrende yankılanmakta olsa, onun bulunduğu çerçeve içinde Wilson o gün için ne diyor: “Haleti ruhiyemiz, bir süre daha bir hızımız var mıydı? Bize doğru hızla gelen bir arabanın sesi ancak ihtiyatlı bir iyimserlik olarak tanımlanabilirdi”. ilk önce nasıl incedir ama yanımızdan geçtikten sonra kalınla- şır. Bu gözlem ilk olarak 1842 yılında ses dalgaları için Christi- Kozmik mikrodalga arkaplan ışıması ismini alan bu çınlama, an Doppler tarafından açıklanmış olsa da, elektromanyetik dal- birçok grup tarafından doğrulanacak ve daha iyi ölçülecekti. Ev- galar dahil birçok dalga çeşidi için de geçerlidir. Nedeni yak- ren hakkında bildiklerimizin çoğunun bu ışımadan öğrenilece- laşan arabadan yayılan dalga hızıyla arabanın hızının toplan- ğini tahmin edebilir miydik? O zamanki düşünce ve beklentileri masından dolayı dalga gözlemciye yüksek frekanslı görünür- hakkında kozmik mikrodalga arkaplan ışımasının anizotropisini ken, uzaklaşan arabanın hızının çıkarılmasından dolayı da dal- (yani yönbağımlılığını) ölçtüğü için 2006 yılında Nobel Ödülü’ne ganın gözlemciye daha düşük frekanslı görünmesidir. Eğer koz- layık görülen Prof. Dr. George Smoot ile konuştuk. Bu söyleşiyi mik mikrodalga arkaplan ışımasının çerçevesine göre bizim bir yazımızın son sayfasında bulabilirsiniz. Kendisinden Türkiye’yi hızımız varsa, o zaman gittiğimiz yöndeki ışımayı daha sıcak, yakın zamanda ziyaret edeceğine dair söz de aldık. yönümüzün tersindeki ışımayı daha soğuk olarak görecektik. Bu bir çift kutuplu görüntünün ortaya çıkması anlamına gelir- 1967 yılında Rees ve Sciama kozmik mikrodalga arkaplan di. Gerçekten de öyle oldu ve Güneş sisteminin kozmik mikro- ışımasındaki yönbağımlılığının yahut yönbağımsızlığının biz- dalga arkaplan ışımasının içinde saniyede 380 km ilerlediği or- lere evrenin başlangıcındaki koşullar hakkında bilgi vereceğini taya çıktı. Güneş’in Samanyolu’nun etrafında saniyede yaklaşık yazarlar. Bir anda birçok bilim insanı bu yönbağımlılığını ölç- 300 km hızla ilerlediği bilindiği için, sonuç ilk bakışta şaşırtıcı mek için çalışmaya başlar. Peki nedir anizotropi yahut yönba- ğımlılığı? Soru basit aslında: Evrendeki bu ışıma tekdüze, mo- 24

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 yani 600 km/sn hızla ilerlemesi demekti, bu son derece inşa edilebilen bir kozmoloji projesiyle, günümüzün ko- söyleşi I Prof. Dr. George Smoot şaşırtıcı ve heyecan vericiydi. (Sonraki konuşmalarımız- şullarında yapılabilinen ölçümleri mümkün olan en iyi dan anlaşıldı ki, bu zaten fizikçilerin kabul edebileceği bir seviyeye getirmek. Bunun büyük kısmını başardık, ama durummuş ama astronomların konuyu kabul etmesi çok yine de dikkatli olmamız lazım. Alanımızda çok az sayı- uzun zaman aldı.) Mutlu ve gelecekte bulacaklarımızdan da büyük deney var. ümitliydim. Evrenin döndüğünü ve eşit olmayan bir şe- kilde genişlediğini tahmin ediyorduk. Fakat bundan son- (3) Göğün yüksek kalitede haritasını çıkarmak ve bu- raki adım tahminimizden daha zor oldu, ama çok daha il- nunla önemli astrofizik ve kozmoloji ölçümleri yapmak. ginç ve aydınlatıcı da oldu. Özellikle şu andaki kozmolojide farz ettiğimiz anlayışımı- zı test etmek. Karanlık enerji ve karanlık maddeyi anla- BT: Planck cihazından beklentileriniz neler? Sürpriz mamız Planck cihazından aldığımız verilere dayanacak. bekliyor musunuz? Bekliyorsanız, sizce en büyük sürp- Şimdilik Planck’tan sadece ilk yıl haritasına, gökada ve riz ne olur? gökada kümelerinin kataloglarına ve 9 farklı dalga bo- yu bandında ölçtüğümüz kaynakların listesine sahibiz. GS: Planck cihazının yapımında üç hedefim vardı. He- İlk yılda elde ettiklerimize bakarsak, önümüzdeki yıllar- nüz ilk sonuçlar açıklandığı halde, ilk ikisi konusunda bü- da üçüncü hedefimizi tutturacağımızı düşünüyorum. Ba- yük ilerleme kaydetmiş durumdayız. Bunlar zı ek isteklerimiz de var: Mesele evrenin en erken evre- lerinden (şişme döneminden) gelen yerçekimi dalgaları- (1) Yeni kuşak Avrupa araştırmacılarını en öne taşıya- nı ve başka kalıntıları görmeyi ümit ediyoruz. Bunlar için cak, Avrupa bazlı bir kozmoloji “amiral gemisinin” olma- detaylı analize ve Planck cihazının daha uzun süre veri sı ve Avrupa’daki hükümetlerin ve ulusal bilim kuruluş- toplamasına ihtiyacımız var. En büyük sürpriz, en büyük larının kozmolojiyi desteklemesini sağlamak. (Bu çok iyi güvenilirlikle tahmin edilemeyendir. Belki de hiçbir sürp- gitti.) riz çıkmayacak. (2) Alanımızda yüksek standartları tutturan, uzun sü- reli çalışacak fakat belli bir süre içerisinde tasarlanan ve değildi. Ancak, hızın yönü farklıydı. Hatta göka- 1992 yılında COBE damızın hızına tam zıttı. Bu da Samanyolu’nun, ci- tarafından yayınlanan vardaki yakın gökadalarla birlikte kozmik mikro- kozmik mikrodalga arkaplan dalga arkaplan ışımasının içinde saniyede yaklaşık ışımasının gök haritasının 600 km’lik bir hızla ilerlediği anlamına geliyordu. aşamaları. Kırmızı renk, ışıma sıcaklığının fazla, mavi renk İşte 1978’de Penzias ve Wilson Nobel Ödülü’nü al- ise ışıma sıcaklığının soğuk dıklarında bilinenler ancak bu kadardı. Şimdi ise ev- olduğu yerleri belirtiyor. renin yaşının 13,8 milyar yıl olduğunu, evrenin an- Üstteki harita, gökadamızın cak % 4’ünün baryonik adını verdiğimiz (çoğu pro- ışıma içindeki hareketinden ton, nötron ve elektrondan oluşan) madde olduğu- dolayı ortaya çıkan çift nu, gerisinin karanlık madde ve karanlık enerji oldu- kutuplu sıcaklık değişikliğini ğunu öğrendik bu ışımadan. Peki nasıl? Işımanın çok gösteriyor. Ortadaki harita, ince detaylarını ölçerek. Kozmik mikrodalga arkap- bu çift kutup çıkarıldıktan lan ışıması 2,725 Kelvinlik sıcaklıkta bir kara cisim sonra geriye kalan ışımayı ışıması. Bu da 1,9 mm dalga boyuna karşılık gelen gösteriyor. Samanyolu 160,2 GHz’de maksimuma ulaşması demek. Ancak gökadamızın düzlemi gökte Güneş sisteminin hızının yarattığı Doppler etkisi çı- sıcak bir kuşak olarak haritada karılınca, ortalama sıcaklıktan ancak istatistiksel ola- göze çarpıyor. Aşağıdaki rak 18 mikro Kelvinlik karekök ortalama farkı olan harita ise galaksimizin etkisi bir dağılım ortaya çıkıyor. Yani gökyüzüne baktığı- çıkarıldıktan sonra ortaya mızda kozmik mikrodalga arkaplan ışımasının her- çıkan kozmik mikrodalga hangi bir yeri, başka bir yerinden ancak 100.000’de 1 arkaplan ışımasının farklı olabiliyor. Başka bir deyişle, kozmik mikrodal- gök haritası. Işımanın ga arkaplan ışımasının yönbağımlılığı çok az. Bu bi- yönbağımlılığındaki farkların ancak 100.000’de 1 olması COBE’nin ardından WMAP cihazının daha da hassas şekilde tasarlanmasına yolaçtı. 25

Büyük Patlama’nın Çınlaması BT: Planck’tan sonra ne gelecek? Bundan sonraki büyük kozmo- Tahminimce okuyucularımız iyi bir kutlama yaptıklarını düşünmek lojik ölçüm ne olacak? isterdi. GS: Şu anda yerleri ve spektralarıyla 50 milyon gökadayı ve bir mil- SM: Bir deneyci yahut gözlemci olarak, bir bilim insanı her zaman yondan fazla kuasarı tarayacağımız bir araştırma projesi üzerinde ça- ihtiyatlı ve tutucu olmalı. Cevabın ne olmasını istediğini değil, veri- lışıyorum. Bu sadece daha önce yapılmamış bir ölçekte evrenin hari- nin ne dediğini dinlemeli. Makaleyi bastıktan sonra bile insanın aca- tasını çıkarmak demek değil, aynı zamanda baryon akustik salınım- ba onaylanacak mı diye nefesini tutarak beklemesi, bırakılması zor ların evrende bıraktıkları büyük (1200 milyon ışık yılı) ölçekteki küre- bir alışkanlık. U2 ve COBE sonuçlarından sonra gayet emindim, çün- sel izleri gökadaların dağılımında görmemiz demek. Bu olgu, evrenin kü dikkatlice sağlamasını yapmıştık. Onun için sonuçlarımızın ilanın- büyümesinin ivmesini ölçmemize yarayacak, çok doğrusal ve anlaşı- dan sonra küçük bir kutlama yaptık. Ama gerçek büyük kutlama ancak lır bir cetvel. Aldığımız veriler çok zengin olacak ve birçok araştırma- Nobel Ödülü’nü alınca oldu. O zaman bütün ekip, sonuçlarımızın ge- ya yol açacak. Umarım gelecekte ve ümit ederim ki uzayda, sıradan çerliliğinin kanıtlandığını ve yaptığımız çalışmanın değerli bulundu- madde ve karanlık maddenin yarattığı yerçekimi merceklenmesini öl- ğunu hissetti. çecek bir deney yapılır. Ondan sonraki ümidim ise uzaya kozmik mik- rodalga arkaplan ışımasının polarizasyonunu ölçecek ve bir de yerçe- BT: Size sorulmasını istediğiniz bir soru alalım ve de cevabını. kimi dalgalarını ölçecek bir cihaz yollamak. Şu anda elimizde kısıtlı bir GS: Soru “Başka ne gibi yeni buluşlar olacak?” olsun. Cevabı bilsem bütçe ve bu bütçenin yetmeyeceği kadar ilginç proje var. Ümidim o ki, söylerdim, ama umarım ki yeni keşifleri ilk yapanlar yanımda çalışan ekonomileri geliştikçe Çin ve Hindistan ve bir gün Türkiye de bu pro- doktora sonrası araştırmacılar, öğrencilerim ve ben oluruz. Bazı tah- jelere katılır. minler yapabiliriz, ama hatırlamamız gereken şey şu: Borsa dokuz kriz olacağını öngördü, ama dört kriz oldu. Yani öngördükleri dokuz kriz- BT: Nobel konuşmasında, kozmik mikrodalga arkaplan ışıması den beşi gerçekleşmedi. Eğer kriz gelmeden önce çözmek için uğraş- buluşunun ilk doğrulanmasından sonra Robert Wilson: “Haleti ru- manız ve çalışmanız gerekiyorsa bu iyi bir şey değil tabii ki, ama eğer hiyemiz ancak ihtiyatlı bir iyimserlik olarak tanımlanabilirdi” diyor. amacınız sadece bundan sonraki dört büyük keşfi (bunu dokuz olarak Hangi noktada buluşlarından emin olduklarından bahsetmiyor. da tahmin etmiş olsanız bile) yapmaksa, muhteşem sayılabilir. Onun Yoğunluk, 10-4 ergs / cm2sr sn cm-1 Kozmik Mikrodalga Arkaplan Işınımı (COBE) Bilim insanları şimdi evrenin en başlangıcında çok hızlı bir KURAM VE GÖZLEM UYUŞUYOR şekilde büyüdüğünü düşünüyor. 1965 yılında Zeldovich’in ve 1980 yılında Alan Guth’un öne sürdüğü fikir evrenin ilk sali- Dalgalar / Santimetre senin milyarda birinden de kısa bir zaman biriminde ışık hı- zından da hızlı büyümüş olduğu fikri. Fizikçileri ışık hızından 1992 yılında COBE tarafından ölçülen siyah cisim ışıması, daha hızlı büyümek fikri çok rahatsız etse de, elimizde “şişme Büyük Patlama kuramının en büyük destekçilerinden kuramı” adı verilen bu kuramdan başka pek bir fikir yok. An- layışımız bu ilk andan sonra, evrenin genişlemesinin yavaşla- lim insanları için çok şaşırtıcı. Çünkü evrene baktığımızda büyük dığı üzerine. İşte evreni en başında ışık hızından bile hızlı ge- gökada kümeleri ve aralarında büyük boşluklar görüyoruz. Göka- nişleten ve hâlâ genişlemesinin nedeni olan bu enerjiye, fizik- da kümeleri bazen bir duvar gibi yapılar oluşturabiliyor, bazen de çiler gerçekten ne olduğu üzerinde çok fazla fikirleri olmadığı örümcek ağları gibi örgülü yapılar. Eğer evrenin başlangıcı bu ka- için “karanlık enerji” demişler. Karanlık enerji halen evrende- dar tekdüzeyse, evrendeki bu büyük yapılar nasıl oluştu? ki enerjinin % 73’ünü oluşturuyor. (Eklemeliyim ki, hepimizin sinirlerini de bozuyor.) Büyük Patlama kuramının en büyük ipuçlarından biri koz- mik mikrodalga arkaplan ışıması. Ancak çoğunlukla Büyük Patlama’nın ilk saniyelerinden geldiği söylenerek bir yanlış ya- pılıyor. Halbuki Büyük Patlama’nın ilk saniyelerinde evrende- ki bütün protonlar, elektronlar oluşurken, evren hâla bir plaz- ma halinde olduğu için fotonlar (yani ışık) serbest halde dola- şamıyordu. İlk on dakika içinde hafif elementler (helyum ve lit- yum) oluştu. Bir atom çekirdeğine bağlı olmayan bir nötronun yaşam süresi ancak 10 dakika olduğu için bu süreyi ve ilk ele- mentlerin oluşma sürecini iyi anlayabiliyoruz. Büyük Patlama 26

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 için benim sadece 9 çok iyi doktora sonrası araştırmacı- söyleşi I Prof. Dr. George Smoot ya ve öğrencilere ihtiyacım var. Her biri farklı bir tahmin yürüttüğümüz konuda, hızlı çalıştıkları sürece, eminim ki bu dört yeni buluşu onlar yapacak. Diğer beşinin de il- ginç ve heyecan verici bir şeyler bulacağını ümit ediyo- rum. Başka araştırmacılar, büyük ilerlemeler kaydetmek ve büyük buluşlar yapmak için şanslarını nasıl artıracak- ları konusunda çalışabilir, ümit verici alanlara yönelebi- lirler. Ancak bu aslında diğerlerinin bakmadığı veya öne- mi olmadığını düşündüğü konularda çalışmak demektir. Nükleosentezi ismi verilen hesaplamalar, şu anda yük yapıları oluşturacak sıcaklık farklarını ölçme- evrende bulunan hafif elementlerin oranlarını şaşı- yi başardı. Projenin liderliğini üstlenmiş olan NA- lacak bir doğrulukla öngörüyor ve ölçümlerle örtü- SA Goddard’da çalışan Dr. John Mather ve Berkeley şüyor. Büyük Patlama’nın ikinci en büyük kanıtı ise Kaliforniya Üniversitesi’nden Prof. Dr. George Smo- bu hesaplamalarla ölçümlerin uyuşması. Element- ot, evrendeki ışımanın kara cisim ışıması olduğunu lerin oluşumundan sonra evrendeki plazma hali, kanıtladıkları ve kozmik ışımanın yönbağımlılığını yani atom çekirdekleriyle elektronların bağsız şe- keşfettikleri için 2006 yılında Nobel Ödülü’ne layık kilde dolaşması, uzun bir süre devam ediyor. Evren görüldüler. Yazının içinde Prof. Dr. George Smoot gittikçe soğuyor ve ancak 380 bin yıllık bir büyüme- ile yaptığımız kısa söyleşiyi bulacaksınız. nin sonucunda bir elektronun bir atom çekirdeğine bağlanmasına izin verecek sıcaklığa kadar soğuyor. 1992 yılında COBE ilk sonuçlarını yandaki ma- Elektronların atom çekirdeğine bağlanmasıyla bir- vili ve pembeli fotoğrafla açıkladığında bu fotoğraf likte, evrenin plazma hali son buluyor, geriye nötr dünyanın çoğu bilim dergisinin kapağı oldu. Gök- bir gaz kaldığından, ışık nihayet maddeyle etkileş- yüzünün 10 derecelik açı çözünürlüğünde, kozmik meden kaçabiliyor. İşte bizim Büyük Patlama’nın mikrodalga arkaplan ışımasının ortalama frekan- çınlaması diye bahsettiğimiz, kozmik mikrodalga sındaki haritasıydı bu. Üstteki fotoğraf Dünya’nın arkaplan ışıması 13,4 milyar yıl öncesinden günü- hızından kaynaklanan çift kutuplu sıcaklık deği- müze kadar evrenin içinde akseden bir ışık. Bir in- şikliğini gösterirken, bu çift kutup çıkarıldıktan san hayatı olarak düşünsek, evren henüz yeni doğ- sonra ortaya Samanyolu’ndaki gazın etkisiyle olu- muş bir bebekmiş bu ışımayı saldığında. şan bir ışıma ve kozmik mikrodalga arkaplan ışı- ması kalıyordu. Samanyolu’nun ve ona yakın di- İlk kez 1989 yılında uzaya yollanan COBE (Cos- ğer 10 gökada kümesinin etkisi, farklı frekanslar- mic microwave Background Explorer) cihazı ışı- da bilgi toplanmasıyla bu fotoğraftan çıkarılabili- madaki kozmolojik yönbağımlılığını, evren 380 yor ve geriye sadece evrendeki ilk ışımanın yankı- bin yıllık iken sonradan evrende gördüğümüz bü- sı kalıyordu. 27

Büyük Patlama’nın Çınlaması 2010’nun Ocak ayında WMAP’ın yayınladığı yedi yıllık ölçümleri sonucu ortaya çıkan detaylı kozmik mikrodalga arkaplan ışıması gök haritası. Kırmızı renk, ışıma sıcaklığının fazla, mavi renk ise ışıma sıcaklığının soğuk olduğu yerleri belirtiyor. Haritada ışımaların soğuk ve sıcak olduğu yerlerin karakteristik bir boyutu olduğu göze çarpıyor. 2010’nın Haziran ayında Planck cihazının ilk gök haritasını tamamlamış olması dolayısıyla yayınladığı gök haritası. Beyaz, ışıma sıcaklığının fazla, turuncu ise ışıma sıcaklığının soğuk olduğu yerleri belirtiyor. Henüz gökadamızın ve yakın olan diğer gökadaların etkileri çıkarılmamış durumda. 28

<<< Bilim ve Teknik Şubat 2011 COBE uzayda 4 yıl kaldı. 1992 ve 1994 yıllarında O güne kadar WMAP ve diğerlerinin ölçümlerin- Doç. Dr. Melahat Bilge ölçümlerini açıkladı. Artık kozmoloji de diğer bilim- den bildiğimiz 13,75 ± 0,11 milyar yıllık evrenimiz Demirköz, İstanbul ler gibi hassa ölçümlerin yapılabildiği bir bilim dalı ancak iki yıl daha yaşlanmış olacak ne de olsa! Amerikan Robert Lisesi’ni olarak kabul edildi. COBE’nin üçüncü ve son harita- bitirdikten sonra, burslu sında evreni oluşturan ilk ışımada, ilk büyük yapıla- Belki böyle bir yazıyı bitirmek zor: Neler olaca- olarak gittiği MIT’de rın oluşmasına neden olan ufak farklılıkları görme- ğını ancak gelecek gösterecek. Ancak gelecek hak- fizik bölümünü müzik ve miz NASA’ya ve bilim dünyasına ümit verdi. 2001 yı- kındaki en önemli tahminimizi söylemekte ya- matematik bölümlerinden lında NASA, Charles Bennett’in liderliğinde WMAP rar var. Tahminimiz, karanlık enerji miktarı şu an- sertifika alarak 2001 (Wilkinson Mikrodalga Yönbağımlılığı Ölçeri) ciha- da tahmin bile edemeyeceğimiz bir nedenle bir gün yılında bitirdi. MIT’de zını uzaya yolladı. Bir açısal derecenin beşte biri çö- azalmazsa, evrenin hep büyüyeceği yönünde. Ge- yaptığı lisans ve yüksek zünülürlüğe sahip olan, Dünya’dan 1,5 milyon kilo- lin biraz bilimsel kâhinlik yapalım: Yaklaşık bir mil- lisans araştırmalarında metre uzaktaki (Güneş ve Dünya sisteminin düşük yar yıl sonra Güneş’in yakıtının çoğunu harcama- AMS projesinde görev potansiyelli olması dolayısıyla sabit noktası sayılan) sı ve Güneş’in genişlemesi nedeniyle, Dünya’nın sı- aldı. Doktorasını Dorothy ikinci Lagrange noktasından evrenin ölçümünü ya- caklığı artacak ve tüm su buharlaşacak. 3 ila 5 mil- Hodgkin bursunu alarak pan WMAP, fizik kitaplarının yeni baştan yazılması- yar yıl içinde Samanyolu Gökadası ve ona en ya- Oxford Üniversitesi’nde na neden olacaktı. kın gökada olan Andromeda Gökadası çarpışacak ATLAS projesinde üç yılda ve iki gökada birleşecek. Yine aynı zaman ölçeğin- tamamladı. 2006 yılında WMAP’in en önemli sonucu, evrende yerçekimiyle de (yaklaşık 5 milyar yıl) içinde Güneş sönmeye Research Fellow unvanıyla etkileşen maddenin, evreni büyüten karanlık enerjiyle yüz tutacak, genişleyecek ve Dünya’yı yutacak. Yak- CERN’ün elemanı olarak dengeli olmasından ötürü kozmik mikrodalga arkap- laşık 100 milyar yıl sonra ise, evrenin büyümesin- kabul edildi. CERN’deki lan ışımasında ortaya çıkan akustik salınımları ölçmek den dolayı, gökadamızın dışında kalan gökadalar- görevine Cambridge oldu. Bu salınımlar gökte 1 derecelik bir karakteristik dan gelen ışık bile gökadamıza ulaşamayacak. Bü- Üniversitesi’nden sonra büyüklüğe sahip ve evrendeki madde ve karanlık ener- yük Patlama’nın yankısı ise teknik olarak imkânsız Barselona Üniversitesi jinin oranını ölçmemize yarıyor. WMAP ve yeryü- görünen bir sıcaklığa düşmüş olacak, bundan 100 adına devam etmektedir. zünden daha küçük açı bağımlılıklarını ölçebilen Ac- milyar yıl sonra gelişen bir medeniyet, bu yankıyı bar, Boomerang, CBI ve VSA deneylerinin ortak ana- hiç bir zaman keşfedemeyecek, başka gökadaların lizi sonucunda, karşımıza ancak % 4’ü bizim bildiği- varlığından hiçbir zaman haberdar olamayacak. Bir miz madde gibi olan bir evren ortaya çıkıyor. Evrende- gökada, tek başına, evrende yalnız olduğuna inana- ki enerjinin % 23’ü karanlık madde ve geri kalan enerji cak. Yanılacak... Evren yapılışının izini silmiş ola- ise evreni halen büyüten % 73’lük karanlık enerji. Ür- cak çünkü. Bizi de yanılttığı oluyor mudur acaba? kütücü olan evrenin enerjisinin % 96’sını henüz anla- Kim bilir hangi sırlarının izini silmiş olabilir? mamış olmamız… WMAP sonuçları evrenin yaşını iyi hesaplamamızı da sağlıyor: 13,75 ± 0,11 milyar yıl. EKSaAynPalkanlacrk websitesi: http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=17 NASA WMAP websitesi: http://wmap.gsfc.nasa.gov/ WMAP’in açtığı yolda daha da ilerlemek için, NASA COBE websitesi: http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/ ESA (Avrupa Uzay Dairesi) Mayıs 2009’da uzaya Nobel Ödülleri websitesi: http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1978/wilson-lecture.html Planck cihazını yolladı. Planck cihazı da ikinci Lag- range noktasındaki yörüngesine yerleştirildi ve ve- ri almaya devam etmekte. 11 Ocak 2011’de, Planck ekibi ilk fizik sonuçlarını açıkladı. WMAP’ten 3 kat daha iyi açısal çözünürlüğe ve 10 kat daha yük- sek sıcaklık hassasiyetine sahip olan Planck cihazı, işe ilk olarak Samanyolu’nun ve diğer gökada kü- melerinin kozmik mikrodalga arkaplan ışımasına olan katkısını ölçmekle başladı. Gökte 199 göka- da kümesinin izini ölçen Planck cihazının ölçtü- ğü kümelerden 30’u yeni keşifler. Bu büyük yapıla- rın en büyüğü 10 milyon ışık yılı büyüklüğündeki bir süper gökada kümesi. Evrende örümcek ağını andıran madde dağılımının attığı “düğümler” ola- rak görülen bu gökada kümeleri, evrendeki büyük yapıların bebekliklerinden bugüne nasıl geliştik- leri konusuna ışık tutuyor. Planck cihazının iki yıl içinde kozmolojik sonuçları açıklaması bekleniyor. 29

Zeynep Ünalan Dr, Bilimsel Programlar Uzmanı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi Schrödinger’in En Büyük Kedisi İlginç bilimsel çalışma ve buluşlarla dolu 2010 yılını geride bırakırken, Nobel ödüllü grafen maddesi haliyle son zamanların en çok konuşulan fizik konuları arasına girdi. Ancak 2010 yılına ait bir çalışma daha var ki Sbciliiemncseeldergisi tarafından 2010 yılının en büyük buluşu olarak ilan edilince birden haber siteleri ve bloglara konu oldu. Haberlerin kaynağı olan makale ilk olarak NW20ao1tr0uld’ruenddeMerrggaisirsititnaaydrıaenfdiısnaedN2a0na1t2u00r’ue1n0d’eeurnngçiesoninkidyoeikoyunanyaçınamlıflşiazmnikmashıışantbdı.eaArnlyebrniiıraiçraoallsıaşırnmaakagsPiurhdnyius.ilcdsu. Çalışma Kaliforniya Üniversitesi, Santa Bar- yasında her şeyin dalga ve olasılıklar üzerinden ta- bara’dan Andrew Cleland, John Martinis nımlanmasından kaynaklanıyor. Klasik fiziğin ge- ve çalışma arkadaşlarına ait. Santa Barba- çerli olduğu daha büyük ölçekte ise bu tür olgulara ra ekibi, trilyonlarca atomdan oluşmuş bir sistem- şahit olmuyoruz. Bir arabayı hem ileri hem geri gi- de kuantum yasalarının işleyişine şahit olmuş. Kuan- derken, bir insanı hem sağımızda hem solumuzda tum yasalarının işleyişi atomaltı parçacıklar ve atom görmüyoruz. Bir arabanın şu andaki koordinatları- düzeyinde birçok defa gözlenmiş. Hatta, üzerindeki nı ve hızını biliyorsak bundan 10 dakika sonra ne- beşgen ve altıgenlerin köşelerine karbon atomlarının rede olacağını tam olarak hesaplayabiliyoruz. Kuan- yerleştiği, bir futbol topuna benzeyen, 60 karbon ato- tum fiziğiyle ise tek bir sonuç elde edilmiyor. Bir sü- mundan oluşan fulleren molekülünde de kuantum rü sonuç ve bu sonuçlardan her birinin gerçekleş- etkileri tespit edilmiş. Ancak Santa Barbara ekibinin me olasılığı hesaplanıyor. Günlük deneyimlerimi- deneyiyle kuantum etkileri ilk defa olarak gözle gö- zin aksine olan bu gibi durumlar nedeniyle Einste- rülebilecek kadar büyük ölçekte gözlenmiş oluyor. in, Dirac ve Schrödinger gelişimine katkıda bulun- dukları kuantum mekaniğine şüphe ile yaklaşmışlar. Ekibin bunu nasıl başardığına geçmeden önce, Hatta Schrödinger kendi denkleminin doğruluğu- hangi kuantum etkilerini kastediyoruz kısaca bun- nu “Schrödinger’in kedisi” paradoksuyla sorgulaya- dan bahsedelim. Bir elektron ya da fotonun (ışık ta- rak kendi geliştirdiği denkleme çok da güvenmedi- neciği) aynı anda birden çok yerde bulunabileceğini ği sinyalini vermiş. duymuşsunuzdur. Bu tür gariplikler kuantum dün- 30

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 Çizim: Ahmet Beşir Sancar Schrödinger’in Kedisi - Kuantum Kuantum yasaları her yerde, her zaman ve her Fiziği Fiziksel mi? ölçekte geçerli ise -ki evrensel bir yasadan bekle- nen budur- sadece kuantum ölçeğindeki kedi de- Schrödinger’in kedisi zehirli sıvı içeren bir şişe ile ğil bildiğimiz kedi de aynı anda hem canlı hem ölü birlikte kapalı bir kutudadır. Kutuda ayrıca ne zaman olabilme özelliğine sahip olmalı. Kuantum yasala- bozunacağı belli olmayan radyoaktif bir madde, örne- rının paradoks gibi görünen bu duruma nasıl ola- ğin uranyum vardır. Uranyum çekirdeği alfa parçacık- nak sağladığını anlamak için her şeyden önce ku- ları yayarak bozunduğunda şişe kırılır ve kedi ölür. Ku- antum fiziğinin olasılıklarla ilgili bir kuram oldu- tunun dışında bulunan bizler için kedi % 50 ihtimalle ğunu anlamamız gerekiyor. ölü, % 50 ihtimalle canlıdır. Kedinin akıbeti hakkında tam bir hükme varmak için kutunun açılması (gözlem Kuantum fiziği aslında negatif ve karmaşık sa- yapmak) şarttır. Yani kedinin hem ölü olabilme, hem yıların yer aldığı bir olasılık kuramı. Hem gerçel canlı olabilme olasılığı vardır, ancak bu olasılıkların hem sanal kısımları olduğu için karmaşık sayılar gerçeklik kazanması gözlemle mümkündür. Bu duru- denen bu sayılar, a+ib şeklinde gösteriliyor. a ger- mun “gözlem yapana kadar hiçbir şeyin gerçekliği, var- çel kısmı, b sanal kısmı oluşturuyor. Sanal kısım gi- lığı yoktur” gibi felsefi boyutları olsa da, bizim asıl üze- bi dünyamızda karşılığı olmayan √-1 ise “i” ile ifa- rinde durmak istediğimiz konu başka: Eşyanın fiziksel de ediliyor. Kuantum denklemlerine bu tür sayılar gerçekliğini değil, kuantum yasalarının fiziksel gerçek- hâkim olduğu için, kuantum fiziği olasılıkların sa- liğini sorgulayalım. Buradan yola çıkarak 2010 yılının dece gerçel sayılarla ifade edildiği klasik fizikten en iyi çalışmaları arasına giren deneyin yönteminden ve bu tartışmalara kattıklarından bahsedelim. 31

Schrödinger’in En Büyük Kedisi ramında olasılık büyüklükleriyle işlem yaparken ne- den büyüklükleri, küplerini ya da dördüncü kuvvet- farklı sonuçlar doğuruyor. Klasik fizikte bir siste- lerini alıp toplamıyoruz da karelerini alıp topluyo- me ait olasılıklar doğrudan toplanıyor. Örneğin bir ruz? Bu sorunun tek cevabı foton, elektron gibi mad- para atıldığında yazı ya da tura olmak üzere iki du- de dalgalarıyla yapılan deneylerin sonuçlarını açıkla- rum gerçekleşebilir ve her bir durumun gerçekleş- yabilmek için denklemleri böyle kurmamız gerektiği. me olasılığı ½’dir. Olasılıklar toplamı da tam iste- Temelinde matematik olsa da deneyler ışığında geliş- nildiği şekilde ½ + ½ = 1 olur. miş bir yasanın fiziksel gerçekliğinin olmadığını söy- lememiz pek mümkün değil. Yine de bazı bilim in- Bir kuantum sisteminde ise karelerinin topla- sanları kuantum fiziğinin fiziksel bir yasa olarak al- mı 1 olan olasılıklar var. İki durumun gerçekleşme gılanmayıp diğer yasaların üzerine kurulduğu bir sis- olasılığının olduğu Schrödinger’in kedisi örneğine tem, bir iskelet olarak kabul edilmesi gerektiği görü- dönelim. Kedinin canlı olma olasılığı α ile, ölü ol- şünde. Kuantum fiziğini, üzerinde değişik bilgisayar ma olasılığı β ile belirtilsin. Kuantum denklemleri- yazılımlarının çalıştırılabildiği bir işletim sistemine nin yapısı gereği bu sefer α ve β’nın toplamı değil , benzetenler de var. Karmaşık sayılar ve garip olasılık α ve β’nın karelerinin toplamı 1 oluyor ( α2 + β2 = hesapları içermesi, süperpozisyonun makro ölçekte 1). Ölülük ve canlılığın eşit olasılıkla gerçekleşebil- gözlenememesi gibi etkenler, kuantum fiziğinin fizik- diği durum α’nın β’ya eşit olduğu ve her ikisinin de selliğinden şüphe duyulmasına neden oluyor. Kuan- 1/√2 değerini aldığı duruma karşılık geliyor. Bah- tuma inanmak daha büyük ölçeklerde süperpozisyo- si geçen kedinin matematiksel dalga fonksiyonu ise nu gözlemleme beklentisini de beraberinde getiriyor. şöyle yazılıyor: Makro Ölçekte Gözlemler ve Ked i = ---√--1-2- -- - x + ---√--1-2-- -- x İzlenilen Yöntem Kuantum mekaniğine göre her nesneye bir dalga Süperpozisyon başta foton ve elektronlarda, son- eşlik ediyor. Bu eşitlikte resimli ifadeler kedinin can- rasında lazer, süperiletkenler, nanomıknatıslar ve lı ve ölü olduğu durumlara karşılık gelen madde dal- karbon moleküllerinde gözlenebilmiş. Bir elektron galarını temsil ederken 1/√2’ler bu dalgaların büyük- ya da bir fotonda kuantum süperpozisyonu gözle- lüğünü veriyor. Bu büyüklüklerin karesi olasılık ola- yebilmek zor değil. Çünkü bir elektron manyetik rak tanımlanıyor. Yukarıdaki ifade bir kuantum sis- alan içine girince içsel açısal momentumu (spini) teminin, sistemin alabileceği tüm durumlarda ay- iki farklı yön alabiliyor. Bir ışık dalgasının titreşimi nı anda bulunabileceğinin bir göstergesi. Buna göre, ise ilerleme doğrultusuna dik ve yatay olmak üzere Schrödinger’in kedisinin kutu kapalı iken canlı ve ölü iki farklı düzlemle sınırlanabiliyor. Yani her iki sis- durumların üst üste bindiği bir durumda olduğunu tem de, iki durumlu (iki serbestlik dereceli) kuan- söyleyebiliriz. Schrödinger’in kedisi kübit (kuantum tum sistemine örnek ve yukarıda bahsettiğimiz sü- bit) denen iki durumlu bir kuantum sistemine örnek perpozisyonu sergileyebiliyor. Bir atomda da eşfaz- teşkil ediyor; kuantum durumlarının süperpozisyonu lı kuantum durumlarının üst üste binişi gösterilebi- (üst üste binmesi) sadece kübitlerde değil tüm kuan- liyor. Örneğin bir atom üst üste binmiş iki ışık dal- tum sistemlerinde geçerli. Bunun yanı sıra karmaşık gası içine yerleştiriliyor, sonra dalgalardan biri sağa, sayı olabilen α ve β, dalgaların birbirine göre konu- diğeri sola hareket ettiriliyor ve atom her iki hare- muna (fazına) bağlı olarak negatif değer de alabiliyor. keti de takip etmeye zorlanıyor. Bu yöntemle adım adım sağa sola kaydırılan atomun yaptığı hareket Kuantum mekaniği bu yönüyle Newton mekani- birkaç adım sonra rastgelelik kazanıyor. Kuantum ğinin, genel göreliliğin yasalarından ayrılıyor. Sanal yürüyüşü denen bu adımlar sırasında, madde dal- ve karmaşık sayıların fazlaca yer aldığı denklem siste- gaları (atoma eşlik eden dalga fonksiyonu) üst üste mi nasıl oluyor da maddeyi anlatıyor ve evrende kar- biniyor, bazı noktalarda birbirini kuvvetlendiriyor, şılığını buluyor? Buluyor ki, kuantum mekaniği yıl- bazı noktalarda ise birbirinin etkisini yok ediyor. dızlara enerjisini veren tepkimelerden elektronların Yüksek çözünürlüklü bir mikroskopla atoma ba- atom çekirdeği etrafında nasıl istikrarla dönebildik- kıldığında atomun ilk başta bulunduğu yerde değil lerine kadar, önceden açıklanamayan birçok olguyu de biri daha sağda biri daha solda iki farklı nokta- izah edebiliyor. Bir olasılık kuramı olan kuantum ku- da konumlandığı görülebiliyor. Yani atom aynı an- da iki farklı noktada gözleniyor. 32

Kuantum süperpozisyonunun gözlemlenmesi- >>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 ni engelleyen en büyük etkenlerden biri ısıl titreşim- Bırakın bir top ya da bir insan gibi devasa sis- ler. Bu titreşimler farklı kuantum durumları arasın- temleri, bilim insanları için süperpozisyon göz- Deneyde kullanılan 40 mikron daki faz ilişkisini bozarak süperpozisyonun gözlem- lemlerini bir atomun ötesine taşımak bile büyük uzunluğundaki diyapazonun lenmesini engelliyor. Dolayısıyla bir sistemde kuan- bir başarı. En basitinden iki atomlu bir molekül taramalı elektron mikroskobu tum etkilerini gözlemek için izlenen yöntem, genel- düşünelim. İki ucuna kütle takılmış ve salınıma altında görünüşü likle sistemi olabildiğince soğutarak ısıl titreşimle- bırakılmış bir yay sistemiyle temsil edilen böyle ri olabildiğince azaltmakla başlıyor. Sistem soğutu- bir molekül, değişik şekillerde titreşebiliyor. Yu- larak çok az enerjiye sahip olması isteniyor. Bu ara- karıda bahsettiğimiz gibi süperpozisyonun göz- da kuantum mekaniğine göre enerji sürekli değil, pa- lemlenebilmesi için, bu titreşimleri en aza indir- ketçikler halinde taşınıyor ve her bir kuantum duru- gemek yani sistemdeki enerjiyi mümkün mertebe mu farklı enerjiye sahip. Bir enerji seviyesinden daha boşaltmak gerekiyor. Yıllar boyunca bir sürü araş- düşük enerji seviyesine geçiş için, seviyeler arasında- tırmacı değişik soğutma teknikleri kullanarak, tit- ki enerji farkına sahip bir enerji paketçiğinin sistem- reşen çok atomlu sistemlerin sıcaklığını mutlak sı- den atılması gerekiyor. Sistem soğutuldukça dışarıya fır derece olarak adlandırılan 0 Kelvin’e (K), yani enerji paketleri sala sala düşük enerji seviyesine ini- -273 santigrat dereceye yakın sıcaklıklara düşür- yor. En düşük enerji seviyesine inecek kadar soğutul- meye çalışmış. duğunda ise üzerinde bir iki küçük kuantum enerji paketi dışında enerji kalmıyor. Sonuçta sistemin en Yeni Bir Yöntem düşük enerji seviyesi ve ondan bir yukarıdaki enerji seviyesi arasında gidip gelerek kübit gibi davranması Yazımızın başında bahsettiğimiz Santa Barba- sağlanabiliyor. Tabii araştırmacılar için bir atomdan ra ekibi, kuantum etkilerini makroskobik bir sis- ya da molekülden kübit elde etmek kolayken büyük temde gözlemlemek için gerekli soğutma proble- sistemlerden kübit elde etmek zor. Sistem büyüdük- mine akıllıca bir çözüm buluyor. Titreşen bir sis- çe sistemi çevresinden ve ısıdan yalıtmak güçleşiyor. temin frekansı (saniyedeki titreşim sayısı) ne ka- dar yüksekse en düşük enerjili kuantum seviyesi- Kuantumdaki kesikli enerji seviyelerini atom ne (temel duruma) inmesi için soğutulması gere- ölçeğinde gözleyebilirken insan ölçeğinde gözleye- ken sıcaklık o kadar yüksek. Ekip frekans ile sıcak- miyoruz. Örneğin yere attığımız bir top yere çarp- lık arasındaki bu ilişkiden hareketle, deneyde sani- tıktan sonra belli yüksekliklere sıçraya sıçraya çık- yede 6 milyar kez titreşen bir akort çatalı (diyapa- mıyor ya da vücudumuz hareket ederken hareket- zon) kullanıyor. 6 GHz (GigaHertz) frekanslı akort ler kesikli kesikli görünmüyor. Yüksek hızlı fotoğ- çatalı, iki alüminyum elektrot arasına yerleştirilmiş raf makinesiyle çekilen fotoğraflarda olduğu gi- bir alüminyum nitrat tabakasından oluşuyor. Alü- bi bir cismi sadece belli konumlarda görmüyoruz. minyum nitrat kristalinin yüksek ısı iletkenliği, ısı- Kuantum yasalarının evrenselliğinden ve insan öl- nın etkili bir şekilde boşaltılmasına olanak sağlı- çeğine uygulanabilirliğinden yola çıkarak bir to- yor. Ancak ekibin başkanlarından Andrew Cleland pun hareketinin kuantum denklemlerini yazarsak, asıl sırrın yüksek frekansta olduğunu vurguluyor. değişik enerji sevileri arasındaki uzaklığın gözü- Cleland saniyede 1000 defa titreşen bir akort ça- müzle fark edemeyeceğimiz kadar küçük olduğu- talını en temel duruma indirmek için sıcaklığının nu, bir diğer değişle olası enerji seviyelerinin birbi- mutlak sıfırdan 1 K’in 50 milyarda biri kadar yük- rine çok ama çok yakın olduğunu buluyoruz. sek olabileceğini, bu dereceye kadar soğutmanın ise eldeki teknolojilerle yapılamayacağını söylüyor. Ancak akort çatalı çok yüksek frekansta, saniyede milyar kez titreşiyorsa, titreşen cismin temel duru- ma geçişi için inilmesi gereken sıcaklık mutlak sı- fırın biraz daha yukarısında. En azından 1 K’in 50 milyonda biri kadar bir dereceye soğutmak yeterli oluyor. Cleland’ın ekibi ticari soğutma sistemlerini kullanarak bunu yapmayı başarabilmiş. Ekibin deneyde kullandığı 1 mikron (10-6 met- re) kalınlığındaki ve 40 mikron uzunluğunda- ki, gözle ancak görülebilen diyapazon trilyonlarca atomdan meydana geliyor. Diyapazonun yapıldığı 33

Schrödinger’in En Büyük Kedisi ∼∼ Piezoelektrik materyale alüminyum nitrat kristali mekanik basınç altında jiyi depoluyor. Kapasitör bir indüktöre bağlandı- elektrik alan uygulandığında sıkışıp genleştikçe içinde elektrik alan oluşuyor ve ğında kapasitörde biriken elektrik yükü indüktöre materyalde meydana gelen elektrik sinyali üretebiliyor. Piezoelektrik adı veri- akmaya başlıyor. Üzerinden geçen akım değiştikçe şekil değişimi. len böylesi materyaller için tersi durum da geçer- manyetik alan oluşturan indüktör, enerjiyi manye- li. Yani elektrik alana maruz kaldıklarında, örneğin tik alanda depolamaya başlıyor. Kapasitör boşalıp 34 iki noktası arasına voltaj uygulandığında, materyal tüm enerji indüktörde depolandıktan sonra iş ter- harekete geçiyor. Uygulanan voltaj hızla değiştik- sine dönüyor. Böylece enerji yani elektrik yükleri çe materyal bir büzülüp bir genleşerek bir çeşit tit- iki devre elemanı arasında gidip geliyor. Gidiş geli- reşim hareketi yapıyor. Diyapazunun sahip olduğu şin frekansı değişik özellikte indüktör ve kapasitör bu elektriksel özellik, bir elektrik devresiyle eşleş- kullanılarak değiştirilebiliyor. mesine olanak sağlıyor. Birbirine bağlanan diyapa- zon ve elektrik devresi 25 miliKelvin sıcaklığa ka- Kapasitör (C) aracılığıyla kübit devresine eşlenen diyapazon dar soğutulduğunda her ikisi de en düşük enerjili kuantum seviyesine iniyor. Ama araştırmanın tek XL Josephson Eklemi C başarısı bu değil. C Asıl başarı trilyonlarca atomdan meydana gelen Diyapazon bu sistemin kuantum durumlarının kontrol edi- lebilmesi. Araştırmacılar bu kontrolü diyapazo- nun elektrotlarına bağladıkları süperiletken elekt- rik devresindeki kübitlerle sağlıyor. Zaten deneyin getirdiği yenilikçi fikir de bu tasarıda saklı. Deney- de kullanılan elektrik devresi bir indüktör (L), bir kapasitör (C) ve bir Josephson ekleminden oluşu- yor. Enerji depolayabilen devre elemanları olan in- düktör ve kapasitörden oluşan bir elektrik devre- sinde, elektrik enerjisinin belli frekanslarda devre- yi dolaşması sağlanabiliyor. LC devreleri belli fre- kansta elektrik sinyali üretebiliyor. Bir yalıtkan ta- bakayla ayrılmış iki iletken levhadan oluşan kapa- sitör, yalıtkan bölgede oluşan elektrik alanda ener-

<<< Bilim ve Teknik Şubat 2011 Bu noktada, bahsettiğimiz devrede süperiletken gerçekleşiyor. Her bir kipin belli bir enerjisi yani belli teller ve materyal kullanıldığına dikkat çekelim. Sü- bir frekansı var. Santa Barbara ekibi, diyapazona bağ- periletken devrede elektronlar tek tek değil çiftler lı elektrik devresinden belli frekansta bir enerji pa- halinde (Cooper çiftleri), dirence maruz kalmadan keti yollayarak, diyapazonun bu enerjiyi soğurup bir dolanıyorlar. Kullanılan devredeki kilit elemanlar- üst kuantum enerji seviyesine çıkmasını sağlayabil- dan biri de Josephson eklemi. Bu eklem, arasında ya- miş. Tersi gözlemi de yapmışlar, yani diyapazondan lıtkan bir bölge bulunan iki süperiletkenden meyda- elektrik devresine enerji paketi geçişini de gözlemiş- na geliyor. Kendi içinde bir çeşit kapasitör barındıran ler. Süperiletken elektrik devresi kübit gibi davranın- bu eklemin yalıtkan bölgesi o kadar dar ki, Cooper ca, devreye bir kapasitör aracılığıyla bağlanan diya- çiftleri kuantum tünelleme yaparak karşı tarafa ge- pazunun da aynı anda iki kuantum durumunda bu- çebiliyor. Cooper çiftlerine eşlik eden madde dalga- lunduğu gözlenebiliyor. larının fazı, devredeki akım ve manyetik alan kulla- nılarak ayarlanabiliyor. Cooper çiftlerinin dalga boy- Geçen yılın en başarılı araştırmalarından bi- larının uzun olması, sistemin çok düşük sıcaklıkla- ri olarak ilan edilen bu çalışmadaki deney düze- ra kadar soğutulmuş olması gibi faktörler, Cooper neği, popüler bilim dergilerinde “kuantum maki- çiftlerinin eşevreli faz durumlarını uzun süre koru- nesi” olarak yer aldı. Enerji paketçiğinin, mekanik yabilmesine olanak sağlıyor. Dahası Cooper çiftleri- titreşim yapan minicik bir diyapazondan kuantum nin Josephson ekleminden aynı anda iki farklı yönde bilgisayarlar için geliştirilen bir elektrik devresi- geçmesi sağlanarak üst üste binmesi ve bir kübit gibi ne aktarılabilmesinden yola çıkılarak, bu düzene- davranması da sağlanabiliyor. ğe “kuantum mikrofon” da dendi. Sonuçta bildiği- miz mikrofonlarda da sesin titreşim enerjisi elekt- Peki kübit gibi davranan bir elektrik devresi kulla- riğe dönüştürülüyor. Deneyin teknik başarısı yad- nılarak bu devreye bağlı mekanik sistemin de (diya- sınamaz. Ancak deneyin bu kadar ses getirmesinin pazonun da) kübit gibi davranması nasıl sağlanıyor? nedeni gözle görülen bir sistemin kübit gibi dav- Nasıl bir atomun ışık taneciklerini soğurup yayma- ranabildiğini göstermesinde aranmalı. Sonuçta bu sı için ışığın belli frekansta olması gerekiyor, bir kris- deneyle “Schrödinger’in kedisi” paradoksunun pek talin de fonon adı verilen mekanik titreşimin enerji de paradoks olmadığı ispatlanmış oldu. paketlerini soğurması için fononların belli frekans- ta olması gerekiyor. Bunun nedeni kristal yapıda- BKraeyankatrkoluargh of the Year: The first Quantum Machine NMaatrutrine,isS,aJy. ıM46.,4“,Ssu.p6e9r7c-o7n0d3u, 1ctNinigsaPnh2a0se10Q. ubits”, ki atomların birbirine bağlı olmaları ve birlikte tit- http://www.sciencemag.org/content/330/6011/1604.full CQiulta8n,tuSamyıIn81fo,r2m00a9ti.on Processing , reşmeleri. Bu titreşim gelişigüzel değil, belli kiplerde Cleland, A. N. ve diğ., “Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator”, 35

Özlem İkinci Dr, Bilimsel Programlar Uzmanı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi miğiskelsiDSıradan Bir Zeki Değilim: İlkokula yeni başladığında yaşadığı sıkıntılar, çocuğun okuldan nefret etmesine, kendine olan güvenini kaybetmesine ve sosyal hayatında birçok olumsuzluğun gelişmesine neden olacak boyutlara ulaşabiliyor. Öğretmenlerinin ya da ebeveynlerinin tembel, disiplinsiz ve düşük zekâ seviyesine sahip olduğunu düşündükleri bu“sorunlu”çocuklar büyüdüklerinde bilim insanı, mucit, sanatçı ve devlet adamı olabilirler. Belki de Albert Einstein, Leonardo daVinci, Mozart,Thomas Edison, Auguste Rodin gibi birçok ünlü isimle ortak bir yönleri vardır: Öğrenme güçlüğü sorunu. Ö ğretmenlerinden gelen şikâyetlerin artma- men, öğrencisinin hayatında pek çok şeyi değiştire- sı, okuldaki başarısızlıkları ve kötü notları cektir. Disleksi konusunda farkındalık yaratan 2007 sekiz yaşındaki Ishaan’ın ailesi tarafından yılı Bollywood yapımı Taare Zameen Par (Yeryüzün- yatılı okula gönderilmesine neden olur. Yatılı okulun deki Yıldızlar) isimli film disleksinin kişi üzerinde sos- mutsuz geçen ilk günlerinde yeni gelen resim öğret- yal ve kişisel düzeyde yarattığı yıkıcı etkileri vurgulu- meni sınıftaki etkinliklere katılmayan yalnız öğrenci- yor. Evet Ishaan durumunun farkına varan bir öğret- yi hemen fark eder. Yaratıcı ve hayal dünyası çok ge- meni olduğu için şanslıydı. Ancak dünya nüfusunun niş Ishaan’ın disleksik olduğundan şüphelenen öğret- % 6’sında görülen disleksi çoğu zaman fark edilmiyor. 36

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 Disleksik kişinin okuması yavaşsa, okuma sırasın- En Önemli Etken Genetik Faktörler da duraklama ve tekrarlama hataları söz konusuysa bu tip disleksi algısal (perseptüel - P tipi) disleksi, eğer İlkokula yeni başlayan bazı öğrenciler için oku- okuma hızlıysa, ancak hece ve kelime atlama hataları mayı öğrenmenin zorluğu, bazen okula başlama he- oluyorsa dilsel (linguistik - L tipi) disleksi olarak isim- yecanını bile unutturabiliyor. Yaşanan sıkıntılar ço- lendiriliyor. İki tip disleksi arasındaki farkın, beynin cuğun okuldan nefret etmesine, kendine olan güve- sağ ve sol yarıkürelerinden birinin diğerine göre da- nini kaybetmesine ve sosyal hayatında birçok olum- ha az gelişmiş olmasından kaynaklandığı düşünülü- suzluğun gelişmesine neden olacak boyutlara ulaşa- yor. Örneğin L tipi dislekside beynin sağ yarıküresi- biliyor. Dinleme, okuma, yazma, konuşma ve mate- nin daha az gelişmiş olması ve sol yarıküresinin bas- matik gibi konularda beklenen başarıyı yakalayama- kın oluşu neden olarak gösterilirken P tipi dislekside yan çocuklarda gözlenen öğrenme güçlükleri zama- ise durumun tam tersi olduğu düşünülüyor. nında saptanmazsa sosyal, eğitimsel ve ruhsal prob- lemlerin ortaya çıkmasına neden olabiliyor. Öğrenme güçlüğü beynin bilgiyi alması, işleme- si, saklaması ve kullanmasında yaşanan nörolojik so- runlar nedeniyle ortaya çıkıyor. Bu nörolojik sorun- ların altında ise pek çok etkenin olabileceği ama ge- netik faktörlerin en büyük rolü oynadığı belirtiliyor. Ruhsal Bozuklukların Tanısal ve İstatistiksel El Kitabı’na göre öğrenme güçlüğü, matematik öğren- me güçlüğü (diskalkuli), okuma güçlüğü (disleksi), yazma ya da yazılı anlatım güçlüğü (disgrafi) ve baş- ka türlü adlandırılamayan öğrenme güçlüğü başlık- ları altında değerlendiriliyor. Kelimelerle Başım Dertte! Öğrenme güçlüklerinin en bilineni olan disleksi- Erkek Çocuklarda Daha Sık Görülüyor nin kelime anlamı kelime-dil zorluğu ya da kelime- lerle ilgili zorluklar olarak biliniyor. 1896 yılında İn- Disleksi erkek çocuklarda kızlara oranla 3-4 kat giliz doktor W. Pringle, 14 yaşındaki disleksik bir er- daha fazla görülüyor. Annenin hamileyken geçir- kek çocuğun yaşadığı okuma sorununun görme bo- miş olduğu enfeksiyonlar, yetersiz beslenme, bilinç- zukluğu ile ilgili olduğunu düşünmüş olsa da daha siz ilaç kullanımı, bebeğin düşük kilolu doğması ve sonra yapılan çalışmalar sonucunda disleksinin mer- zor bir doğum yaşanması, gelişiminde rol oynayan kezi sinir ve dil sistemleriyle ilgili sorunlardan kay- etkenler arasında sayılıyor. Ama esas olarak genetik naklanan okuma güçlüğü olduğu görülüyor. faktörlere bağlı olarak beynin bazı bölgelerinde gö- rülen sorunlar nedeniyle ortaya çıktığı düşünülüyor. Disleksinin en tipik belirtileri, işitme ve görme duyularında sorun olmamasına rağmen yavaş oku- ma, b, d, p, q gibi harfleri ve bazı kelimeleri karış- tırma, tersten algılama, okurken atlama, benzer keli- meleri karıştırma, heceleme zorluğu, hecelerin yerini değiştirme, yeni ve karmaşık kelimeleri öğrenmek- te zorluk çekme, zaman kavramlarında ve sesli oku- mada zorlanma, harflerin ses sırasını karıştırma ola- rak sayılıyor. Bu belirtiler çocuktan çocuğa da farklı- lık gösterebiliyor. Okul öncesi dönemdeki çocuklar- da disleksi, motor becerilerinde yetersizlikler, kav- ram öğrenmekte zorlanma, konuşmada gecikme ve konuşma bozukluğu gibi bazı sinyaller verse de so- run çocuğun ilkokula başlamasıyla su yüzüne çıkı- yor. Bazı durumlarda ise disleksiye dikkat eksikliği ve hiperaktivite sorunu da eşlik edebiliyor. 37

Sıradan Bir Zeki Değilim: Disleksiğim Erken Tanı Çok Önemli Diğer Öğrenme Güçlükleri Bazı araştırmalarda disleksik çocuk- Uzmanlar disleksik kişilerin hasta ol- Matematik öğrenme güçlüğü (dis- ların beyinlerinin önemli birkaç bölgesi- madığını ya da disleksinin bir hastalık kalkuli) ve yazma ya da yazılı anlatım nin görsel analiz ve fonolojik (sese iliş- olarak değerlendirilmemesi gerektiğini güçlüğü (disgrafi) disleksi dışında bili- kin) işlem için yeterince aktif olmadığı, önemle vurguluyorlar. Yaşam boyu süre- nen yaygın diğer öğrenme güçlükle- sağ ve sol bölümlerindeki aktivitelerinde bilecek bu sorun ne kadar erken fark edi- rinden. Matematikle yıldızı barışmayan farklılıkların olduğu sonucuna ulaşılmış. lirse uygulanacak tedavi çocuğun normal pek çok öğrenci tanırız, bazıları gerçek- Örneğin disleksik olmayan kişilerin bey- okuyucu seviyesine yaklaşmasında o ka- ten matematiği sevmiyor olsa da bazı- ninin sağ yarıküresinin sol yarıküresine dar etkili oluyor. Okumaktan çekinen, larının sorunu bu değildir. Diskalkuli so- oranla daha küçük olduğu gözlenmiş oy- okulu sevmeyen ya da disleksinin diğer runu yaşayan öğrenciler matematik işle- sa disleksik kişilerde beynin iki yarıkü- belirtilerini gösteren bir çocuğun tembel mi yapmakta güçlük çekiyor, matematik resi ya eşit büyüklükte oluyor ya da sol ve disiplinsiz olduğu gibi bir sonuca var- sembollerini tanıyamıyor, çarpım tablo- yarıküre daha küçük oluyor. madan önce akıllara disleksiyi ya da diğer sunu öğrenmede zorlanıyor, zaman ve öğrenme güçlüklerini getirmekte fayda yön kavramlarında hatalar yapıyor. Bun- Disleksi tanısı konulan çocukların % var. Erken tanı konulabilmesinde elbette lar diskalkulinin belirtilerinden sadece 80’inden fazlasının ailesinde de dislek- en büyük rol annelerin, babaların ve öğ- birkaçı, nedenleri dislekside olduğu gi- siklere rastlanmış. İkiz kardeşler üzerin- retmenlerin gözlemleri. bi tam olarak bilinmiyor, benzer çevresel de yapılan araştırmalardan da disleksi- ve genetik faktörlere bağlı olarak ortaya nin genetik nedenlere bağlı olarak geli- Disleksi şüphesi olan çocuklara, uzman- çıkabileceği düşünülüyor. Belirtiler ço- şebileceğine dair sonuçlar elde edilmiş. lar tarafından yapılacak zekâ testi, psiko- cuğun ilkokula başlamasıyla yoğun ola- Örneğin 6. kromozomun sesleri kodla- metrik ve nöropsikolojik testler sonrasın- rak gözlense de tüm öğrenme güçlükle- ma ve kelimeleri seslendirme, 15. kro- da tanı konulabiliyor. İlaç tedavisi olma- rinde olduğu gibi erken tanı çok önem- mozomun kelimeleri tanıma yeteneği yan disleksi için önerilen, eğitimcilerin, bu li. Yetişkinlerde de gözlenen diskalku- ile ilişkili olduğu saptanmış. Bu nedenle konudaki uzman pedagogların ve ailelerin li, günlük yaşamında sayılarla ya da ma- beynin gelişiminde görevli birçok genin yer aldığı ekiple tedavi sürecine başlanması. tematiksel hesaplamalarla karşı karşı- disleksinin gelişiminde de rol oynadı- Çocuğun bir yandan normal okuluna de- ya kaldığında kişinin hayatını zorlaştı- ğı düşünülüyor. Örneğin 6. kromozom- vam ederken aynı zamanda somut, deney- rabiliyor. Yapılan araştırmalar diskalkuli- da yer alan DCDC2 geninin beynin oku- sel öğrenme ve soyut düşünebilme olanak- ye bazı durumlarda disleksinin de eşlik ma bölgesindeki sinir hücrelerinin koor- ları yaratacak, öğrenme becerisini güçlen- ettiğini gösteriyor. Disgrafi denen yaz- dinasyonunda görevli olduğu bulunmuş. direcek eğitim programlarının uygulana- ma ya da yazılı anlatım güçlüğünde ise Normal okuma için beyindeki devrele- cağı bireysel çalışmalar yapması ya da grup b-d, m-n, ı-i, d-t, g-k, g-ğ-y, l-r-n, f-v harf- rin birbirleriyle iletişim halinde olmala- çalışmalarına katılması öneriliyor. lerini yazarken karıştırma, yazım hatala- rı gerekirken DCDC2 geninde meydana rı, okunaksız ve düzensiz el yazısı, rakam gelen bir değişikliğin bu iletişimi bozdu- Çabalar Farkındalık ve sözcükleri ters yazma, sözcükler ara- ğu saptanmış. Yaratmak İçin sında boşluk bırakmadan ya da sözcüğü birkaç parçaya bölerek yazma gibi prob- Binlerce disleksik çocuğun fark edil- lemler gözleniyor. meyip gerekli eğitim programları ya da terapiler dahilinde tedavi edilmediği- ni düşünürsek ileride hepsinin mutsuz, sosyal hayatında ve ilişkilerinde başarı- sız, kendine güveni olmayan, topluma kazandırılmamış birer yetişkin olacağını tahmin etmek zor olmasa gerek. Özellik- le son yıllarda tüm dünyada disleksi ko- nusunda yapılan etkinliklere, projelere ve araştırmalara bakıldığında sorunun cid- diyetinin farkına varıldığı düşünülüyor. Örneğin bazı ülkelerde disleksi konusu- na ve disleksik çocuklara dikkat çekmek için disleksi farkındalık günleri düzenle- niyor ve çeşitli etkinlikler yapılıyor. 38

<<< Bilim ve Teknik Şubat 2011 Dernekler de Çalışıyor materyallerinin hazırlanması, okul öncesi dönem- de disleksi riski altındaki çocukların tanımlanması Pek çok dernek, öğrenme güçlükleri konusuna ve bunlara özel eğitim verilmesi amaçlanıyor. Ayrı- dikkat çekmek ve toplumda farkındalığı sağlamak ca yetişkin disleksik bireylere yönelik internet site- için çalışmalar yapıyor. Örneğin Dikkat Eksikliği ve si ve elektronik kitap hazırlanması da bu uluslara- Hiperaktivite Derneği (www.hiperaktif.org), Dik- rası projelerin hedeflerinden biri. Umut veren bu kat Eksikliği ve Öğrenme Güçlüğü Derneği (www. çalışmaların sonuçlarının yakın zamanda disleksik hiperaktivite.org.tr ), Çocuk ve Genç Ruh Sağlığı çocuklarda, ailelerde ve öğretmenlerde olumlu et- Derneği (www.cgrsder.org) ve Kuzey Kıbrıs Dis- kilerinin gözleneceği düşünülüyor. Unutmayalım, leksi Derneği (http://www.disleksi.org) bu olu- onlar tembel, disiplinsiz, zekâ geriliği olan çocuk- şumlardan bazıları. Örneğin Kuzey Kıbrıs Dislek- lar değiller, en az kendi yaşıtları kadar zekiler, hatta si Derneği disleksiyi anlatmak ve disleksinin doğ- bazıları üstün zekâlı. İhtiyaçları sorunlarının fark ru anlaşılmasını sağlamak amacıyla projeler yapı- edilerek desteklenmeleri, güçlü yanlarının ve ba- yor, kampanyalar düzenliyor. İşin tedavi boyutun- şarılarının takdir edilmesi. Türkiye’deki disleksik- da asıl görev çeşitli özel eğitim, rehabilitasyon ve lerin sayılarıyla ilgili farklı bilgiler veriliyor. Ancak davranış bilimleri merkezlerindeki ve hastanelerin yaygınlığının tahmin edilenden çok daha fazla ol- psikiyatri bölümlerindeki uzmanlara düşüyor. duğu düşünülüyor. Bu yüzden de uzmanlar başta disleksi olmak üzere tüm öğrenme güçlüğü sorunu yaşayan çocukların ya da yetişkinlerin saptanması- na yönelik tarama ve takip sistemlerinin kurulma- sının büyük önem taşıdığını belirtiyor. Avrupa Parlamentosu’nun 15 Kasım 2006 tarih CKaayylnaakk, Ela.r, “The Studies about Phonological Cilt 325, s. 280-283, 2009. ve 1720/2006/EC sayılı kararıyla kurulan ve ülke- Deficit Theory in Children with Developmental Galaburda, A.M., LoTurco, J., Ramus, F., Fitch, mizin de 3 Temmuz 2007’de katıldığı “Hayat Bo- Dyslexia: Review”, American Journal of R. H., Rosen, G. D., “From Genes to Behavior in yu Öğrenme Programı (LLP)” kapsamında dislek- Neuroscience, Cilt 1, s. 1-12, 2010. Developmental Dyslexia”, Nature Neuroscience si konusunda pek çok proje başlatılmış. Projeler- Tunmer, W. ve Greaney, K., “Defining Dyslexia”, Cilt 9, s. 1213 – 1217, 2006. de öğretmenler, psikologlar ve çocukları disleksik Journal of Learning Disabilities, Cilt 43, http://www.meb.gov.tr/ ebeveynler için eğitim programlarının ve eğitim s. 229-243, 2009. http://www.ua.gov.tr Gabrieli D. E. J., “Dyslexia: A New Synergy Between http://www.disleksi.org Education and Cognitive Neuroscience”, Science, 39

İlay Çelik Bilimsel Programlar Uzman Yardımcısı, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi AMkikılrlıomplıarNe? Dünyadaki canlıların büyük çoğunluğunu gözle göremediğimiz mikroorganizmalar oluşturuyor. Bu tek hücreli canlılar hemen hemen her çeşit ortamda yaşayabilecek bir biyolojik çeşitlilik sergiliyor. Mikroorganizmalar çok hücreli canlılara göre çok daha basit canlılar olarak kabul edilseler de kimi özellikleri yapısal basitliklerinden beklenmeyecek ölçüde karmaşık ve gelişmiş olabiliyor. Araştırmacıların adeta bir çeşit zekâya benzettiği bu özellikler mikroorganizmaların sandığımız kadar basit ve ilkel canlılar olmadığını düşündürüyor. 40

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 Mikroorganizmaların zekâ ürünüymüş gibi görünen davranışları tıpkı başka özellik- leri gibi çeşitlilik gösteriyor. Tabii ki mik- roorganizmalar için gerçek bir zekâdan bahsetmek imkânsız, çünkü bir sinir sistemine bile sahip değil- ler. Mikroorganizmaların bu tür davranışları, bir çe- şit “kimyasal bilgisayar” gibi işleyerek sergiledikleri düşünülüyor. Bu modele göre, hücre dışarıdan ge- len bilgiyi girdi olarak kullanıp çıktı olarak bir dav- ranış ortaya koyuyor. Bu defa işlem birimleri, bilgisa- yarlardaki mantık kapılarına benzer biçimde işleyen proteinler. Dışarıdan gelen girdiler proteinlerin şekil değiştirmesine, bir araya gelmesine ya da belirli bil- gi işleme silsileleri içerisinde bazı proteinlerin kim- yasal olarak değişmesine yol açıyor. Sonuçta uyarılan efektör proteinler de davranış tepkisini oluşturuyor. İşte mikroorganizmaların, çevrelerinin farkında oldukları ve bilinçli olarak tepki verdikleri izlenimi- ni uyandıran davranışlarından bazıları: Mikroplar İletişim Kuruyor Mikroplar Karar Veriyor Bacillus subtilis bakterisi ortamdaki besin miktarı azaldığında Bakterilerin kimyasal sinyaller kullanarak akra- Pek çok mikroorganizma, çevresindeki kendi tü- dayanışmacı davranış gösteriyor. balarıyla örgütlendiği, müttefikleriyle işbirliği yap- rüne ait birey sayısını algılayarak davranış değişikli- tığı ya da düşmanlarına gözdağı verdiği biliniyor. ği gösterebiliyor. Bu da bu canlılara grup halindey- Tek bir organizma gibi hareket eden Mikrobiyologlar bu kimyasal “konuşma”nın, bak- ken toplu eylem yapma şansı tanıyor. Mikroorganiz- bağımsız hücrelerden oluşan cıvık teri hücrelerinin hayvan topluluklarının karma- maların eşgüdümlü olarak takım çalışması yapması- mantar, labirentte en kısa yol üzerinde şıklığına yakın biçimde dayanışma göstermesine, nı sağlayan yöntemlerden biri, yeter çoğunluğu algı- büyüyerek tüp biçiminde yapılar çok hücreli canlılar gibi özelleşebilmesine ve sos- lama olarak bilinen olgu. oluşturuyor. yal davranış gösterebilmesine olanak sağladığı gö- rüşünde. 41 Bakterilerin iletişimine bariz bir örnek Bacil- lus subtilis bakterisinde görülüyor. Bacillus subtilis bireyleri besince zengin bir ortamdayken diğerle- rinden bağımsız olarak bölünüyor ve bir başlangıç noktasından etrafa yayılan dairesel bir koloni oluş- turuyor. Ancak besin miktarı azaldığında bir çeşit dayanışmacı davranış göstermeye başlıyorlar. Gö- rünüşe göre, çoğalan hücreler komşuları tarafın- dan salgılanan kimyasal maddeleri algılıyor ve bu maddelerden özellikle uzaklaşıyor. Bu durum be- sin kaynağı için daha az rekabet oluşturuyor. Be- sin miktarı azaldıkça koloninin dallanan uzun kol- ları bir merkez etrafında sarmal biçimde kıvrılıyor. Besin iyice azaldığında ise kollar epey inceliyor ve koloni çok düzenli bir şekil alıyor. Bu olguyu taklit eden matematiksel modeller oluşturan araştırmacı Ben-Jacob, modelin bakterilerden kimyasal mad- deler yayıldığına ilişkin veriler girildiğinde gerçe- ğe en yakın biçimde çalıştığını ve bunun bakterile- rin gerçekten iletişim kurduğu düşüncesini destek- lediğini söylüyor.

Mikroplar Akıllı mı Ne? Hastalık yapıcı mikroorganizmalarda yeter ço- ğunluğu algılama mekanizmasının keşfi, mikrobik hastalıklara karşı yepyeni bir stratejinin yolunu aç- tı. Araştırmacılar antibiyotiklere karşı sürekli daha da dirençli hale gelen bakterilerle savaşta, onları öl- dürmeye çalışmak yerine kendi aralarındaki iletişi- mi kesmenin çok daha akıllıca olacağını düşünüyor. Böylece bakterilerin yeter çoğunluğu algılama me- kanizmaları sekteye uğratılarak kazanılan zamanda, bağışıklık sisteminin uyanarak koloniyi etkisiz hale getireceği yönünde bulgular elde edilmiş. Mikroplar Yönlerini Buluyor Escherichia coli bakterisi ortama Vibrio harveyi adlı bakteri bu olgunun gözlemlen- Hayvanlar dünyasında çok gelişmiş örnekleri- besin girdiğinde rutin hareket diği canlılardan biri. Bu bakteriler rutin olarak öz- ni gördüğümüz yön bulma yeteneği mikroorganiz- döngüsünü değiştirerek tetikleyici olarak adlandırılan bir molekül üretiyor malarda da görülüyor. Suda yaşayan Chlamydomo- doğrusal bir hareketle besine ve bunu çevresine salgılıyor. Çoğu zaman bunun so- nas algleri ışığa doğru hareket edebiliyor. Ancak doğru ilerliyor nucunda hiçbir şey olmuyor ancak molekül ortamda bu yönelimi sadece gelen ışık fotosentez yapması- yeterince yüksek yoğunluğa ulaşırsa bu durum, Vib- na uygun bir dalga boyundaysa gösteriyor. 42 rio harveyi hücrelerinde kimyasal bir tepki oluşturu- yor ve hücreler parlamaya başlıyor. Molekülün yo- Escherichia coli bakterileri ise normal şartlarda bir ğunluğu ortamda bulunan bakteri sayısıyla ilgili, do- doğru üzerinde hareket ederken aniden kendi çev- layısıyla bakteri sayısı yeterince arttığında bakteriler resinde dönerek rastgele bir yöne doğru tekrar doğ- solgun mavi bir ışıkla parlıyor. rusal harekete başlıyor. Bakterinin hareketi bu iki tip hareketin dönüşümlü gerçekleşmesiyle gerçekleşi- Sonuçta Vibrio harveyi hücreleri tek başları- yor. Ancak bakterinin bulunduğu ortama bir miktar na parlamazken grup halindeyken parlıyor. Vibrio besin eklendiğinde kendi çevresinde dönme davra- harveyi’nin bu davranıştan ne gibi bir avantaj sağla- nışı sonlanıyor ve bakteri besinin “koku”suna doğru dığı henüz bilinmiyor, ancak Vibrio harveyi’nin ben- yönelerek düz bir çizgide ilerlemeye başlıyor. zer bir davranış sergileyen akrabası V. fischeri için bu gizem çözülmüş. Laboratuvar dışında V. fischeri ge- Mikroorganizmaların “-taksi” olarak adlandı- nellikle Hawaii’deki bir tür mürekkep balığının içeri- rılan bu tür yönelim hareketleri, çeşitli moleküler sinde yoğun koloniler halinde yaşıyor. Mürekkep ba- mekanizmalara bağlı olarak çalışıyor. Escherichi- lığı bakterilere güvenle yaşayıp çoğalabilecekleri bir a coli bakterisinin kemotaksi (kimyasal yönelim) ortam sağlarken bakteriler de ışıma yaparak mürek- hareketi için öne sürülen mekanizmaya göre, bak- kep balığının derin deniz habitatında kamufle olma- terinin dış yüzeyinde bulunan almaçlar bakterinin sına yardım ediyor. hareketinin belirlenmesinde rol oynuyor. Elektrik devresindeki anahtarlar gibi işlev gören bu almaç- Yeter çoğunluğu algılama, başka pek çok mik- lar açık ya da kapalı konumda olabiliyor. Almaçla- roorganizmada da çeşitli amaçlar için kullanılıyor, rın açık ya da kapalı konumda oluşu iki hareket- bunlara bazı hastalık yapıcı mikroorganizmalar da ten birini tetikliyor. Normal şartlarda açık ve ka- dahil. P. aeruginosa adlı mikroorganizma kistik fib- palı almaçların oranı yaklaşık yarı yarıya olduğu roz hastalarının akciğerlerindeyken, dokulara gir- için zaman zaman açık ya da kapalı konumdan bi- mesini ya da hastanın direnç sistemine karşı koyabil- ri baskın hale geçip hareketin çeşidini değiştirebi- mesini kolaylaştıran özel maddeleri ne zaman kul- liyor. Ancak besin molekülleri almaçlara tutunun- lanması gerektiğine yeter çoğunluğu algılama yoluy- ca almaçları belirli bir konumda kilitleyip hareke- la karar veriyor. Belirli bir eşik geçildikten sonra et- tin doğrusal olarak devam etmesine sebep oluyor. kinleşen bu sistem sayesinde, koloni hastanın bağı- şıklık sistemini erken bir zamanda uyandırmaktan Mikroorganizmaların yön bulma yeteneğinin kaçınmayı başarıyor. Böylece saldırıya geçmeden en çarpıcı örneklerinden biriyse cıvık mantarda önce yeterince çoğalmış ve güçlenmiş oluyor. görülüyor. Cıvık mantarın bir labirentte giriş ve çıkış arasındaki en kısa yolu bulabildiği keşfedil- di. Cıvık mantarlar tek bir organizma gibi hareket eden, amipe benzeyen bağımsız hücrelerden olu-

<<< Bilim ve Teknik Şubat 2011 şuyor. Japon araştırmacı Toshiyuki Nakagaki yap- tığı deneyde bir cıvık mantar kitlesini parçala- ra ayırdı ve her bir parçayı katı agar ortamı (mik- roorganizmaların laboratuvar ortamında üzerin- de büyütüldüğü jel madde) üzerinde, plastik film- lerle oluşturduğu bir labirentin farklı koridorları- na yerleştirdi. Labirentin girişine ve çıkışına ise besleyici yulaf ezmesiyle doldurulmuş agar blok- ları koydu. Sonunda mantar parçalarının yayıla- rak tek bir organizma halinde bir araya geldiğini gördü. Ancak mantar büyürken labirentin çıkmaz noktalarından geri çekilerek giriş ve çıkış arasın- da kalın bir tüp oluşturdu. Üstelik de giriş ve çıkış arasında dört yol seçeneği olduğu halde mantar her seferinde en kısa yolu seçti. Mikroplar Öğreniyor ve Hatırlıyor Mikroorganizmaların bir çeşit hafızası olduğu Çok hücreli organizmalar gibi göz önünde ol- Sürekli şekil değiştirerek oluşturduğu ve “öğrendikleri” şeylerden yararlanarak davra- mamaları, çok farklı ortamlarda yaşayabilmeleri, yalancı ayaklarla hareket eden nışlarını değiştirdikleri durumlar da var. gözlemlenmelerinin ve incelenmelerinin daha zor amip, dairesel hareket döngüsüne olması gibi sebeplerden dolayı mikroorganizma- girmesini önleyerek besin bulma Yapılan araştırmalar mikroorganizmaların ha- ların dünyasına dair pek çok ilginç ve sıra dışı ol- şansını artıran bir hareket reketlerinin sanıldığı gibi rastgele olmayabileceği, gu hâlâ gizemini koruyor. Bu gizemler aydınlan- stratejisine sahip. aksine (örneğin yiyecek bulma etkinliklerini opti- dıkça da mikroorganizmaları nitelemekte kullanı- mize edecek nitelikte) hareket stratejilerine sahip lan “basit”, “ilkel” gibi sıfatlar yeniden gözden ge- olabilecekleri yönünde bulgular ortaya koyuyor. çirilecek gibi görünüyor. Örneğin amipler üzerinde yapılan bir araştır- MKaayrnshaakllla, Mr ., “Why microbes are smarter than you Huang, G., “Tiny organisms remember the way”, ma, amip hareket halindeyken eğer önce sağa dö- t2h0o0u9g, hhtt”t,pN:/e/wwwScwi.ennetwistscİnietnertinset.tcSoimte/sai,r3ti0clTe/edmnm17u3z90- NBuewchSacniaennt,iMst,.,C“Ailtb1i9ll3io, Snabyrıa2i5n9s5a,r1e7bMettaerrtt2h0a0n7o. ne”, nerse bir sonraki dönüşünün iki kat yüksek ihti- why-microbes-are-smarter-than-you-thought. SNSaaeymwıp4Sl7ce0i,e,In.2,t7“isPEt,ryCimlüillitt2i1v08e040i,n.Staeyllıig2e4n7c4e,”,2N0aKtuasrıem, C2i0lt0440.7, malle sola doğru olacağını gösteriyor. Bu da araş- html?full=true CBriolto1k5e9s,,SMay.,ı“2G1e7t4t,h1e5mAeğsussatgoes”,1N99ew8. Scientist, tırmacılara hücrelerin son döndükleri yönü hatır- SSPLcceaiinweennntottiiisnssitt,,,,EGCC.,.ii,ll“tt“TR21h40ee27v,,iseeSSwcaaryy:eııWt21l79aent19w54ga,,u12rae67gbeHEyoyaDflzübielrana2cnn0te0i2sr90iB.a0”r,9aN.ye”,wNew Poole, P., “Microbes on the move”, New Scientist, lamalarını sağlayan ilkel bir hafızaya sahip oldu- Sayı 1706, 3 Mart 1990. ğunu düşündürüyor. Escherichia coli bakterilerindeyse daha da ilginç bir durum görülüyor. Bu bakteriler yaşam döngüle- rinin bir bölümünü insan sindirim sisteminde yol- culuk ederek geçiriyor ve sindirim sistemi içinde ilerlerken de çeşitli ortamlarla karşılaşıyor. Bakteri, sindirim yolundaki ilerleyişi sırasında maltoz adlı şekerden önce laktoz adlı şekere rastlıyor. Laktozla ilk karşılaşmasında laktozu sindirecek biyokimya- sal düzeneğini etkinleştiriyor, ancak aynı zamanda maltozu sindirmesini sağlayacak düzeneği de kıs- men etkinleştiriyor ki maltozla karşılaştığında mal- tozu da sindirmeye hazır olsun. Araştırmacılar bunun yerleşik bir özellik olma- yıp öğrenilen bir davranış olduğunu göstermek için Escherichia coli bakterilerini aylarca laktozun olduğu ancak maltozun olmadığı besi ortamında büyüttüler. Sonunda bakteriler önceki davranışla- rını değiştirerek maltozu sindiren sistemi erken- den etkinleştirmeyi bıraktı. 43

Oğuzhan Vıcıl Dr., Bilimsel Programlar Uzmanı, TÜBİTAK Bilim ve Toplum Daire Başkanlığı Yeni Nesil Lityum-İyon Pil Teknolojileri Mobil cihazlar ve dizüstü bilgisayarlar son yıllardaki baş döndürücü teknolojik gelişmelerle birlikte hayatımızın vazgeçilmez unsurlarından oldu. Gelişmekte olan elektrikli araç teknolojileri de çevreci teknolojiler olarak yakın bir zamanda hayatımızda yer etmeye aday görünüyor. Bilim adamları ve araştırmacılar gün geçtikçe daha güçlü, daha hafif, daha hızlı elektronik cihazlar ve araçlar geliştiriyor.Tüm bu gelişmelere karşın mevcut pil teknolojileri artan enerji ihtiyacını istenilen ölçüde karşılamaktan şimdilik uzak... Hafifliklerinin yanı sıra enerji yoğunluğu, kapasite ve güç bakımından da nikel kullanan pillere üstün olan lityum-iyon piller, kısa sürede özellikle mobil cihazlar ve yüksek güç isteyen teknolojiler için (elektrikli araçlar ve askeri uygulamalar gibi) vazgeçilmez pil teknolojilerinden oldu. Buna karşın kapasitesinin ve kullanım ömrünün sınırlı olması ve toplam sahip olma maliyeti, lityum-iyon pil teknolojisinin en büyük dezavantajları arasında. Bilim insanları ve araştırmacılar, son zamanlarda yeni nesil lityum-iyon pil teknolojileri geliştirmek için uğraşıyor. Araştırmalar, çoğunlukla elektrotlar için farklı materyallerin kullanılması ve nanoteknolojiden yararlanılması üzerinde yoğunlaşıyor. Günümüzde hemen hemen herkes mobil Gerek lityum-iyon pil üreten şirketler, gerek- cihazların sağladığı kolaylıktan ve kon- se bu pilleri kullanan cihazları üreten firmalar, pil fordan yararlanıyor. Daha hafif ve daha ömrünü belirleyen faktörler arasında toplam şarj güçlü portatif cihazlar farklı ürün yelpazeleriyle döngüsü ve sıcaklık koşulları gibi etkenlerden bah- her yaştan ve her kesimden insanın beğenisine su- sediyor olsa da, internet ortamında yer alan bazı nuluyor. Çoğu zaman da ihtiyaç nedeniyle bir ba- iddialara hiç değinmiyorlar. Bu iddiaların başında, kıma bağımlı hale gelinen elektronik cihazların da- lityum-iyon pillerin performanslarının ve ömürle- ha fazla kolaylık ve mobilite sağlamalarının önün- rinin sadece toplam şarj döngüsü ve sıcaklık gibi deki belki de en büyük engel, artan enerji ihtiyacı- koşullara bağlı olmadığı, üretim tarihinden itiba- na karşın pil teknolojilerinin henüz bu talebi ma- ren ne kadar süre geçtiğine de bağlı olduğu geliyor. liyet etkin bir şekilde karşılayamaması. Nikel kad- Bir diğer ifadeyle satın alınan cihazı veya yedek pi- miyum (NiCd) ve nikel-metal hidrit (NiMH) gi- li çok sık kullanmasanız bile gün geçtikçe eskime- bi nikel tabanlı pil teknolojilerinin kullanım ömrü ye devam ediyor. Her ne kadar bu konuda yayım- sorununun bir benzeri de lityum-iyon pil teknolo- lanmış bir bilimsel çalışmaya rastlayamadıysak da, jileri için geçerli. Lityum-iyon piller şarj edildikçe birçok kullanıcının kişisel deneyimi bu iddianın kapasitelerini yitirmeye başlıyor ve belirli bir şarj doğru olabileceği yönünde önemli veriler sunuyor. sayısına ulaşıldığında ise artık kullanılamaz olu- yorlar. Ayrıca toplam şarj döngüsü arttıkça veya pil yaşlandıkça (üretim tarihinden itibaren piller yaş- lanmaya başlar) iç dirençte artış oluyor. İç direncin artması ise hem pilin kullanım için sağladığı vol- tajın düşmesine ve bu nedenle maksimum akımın düşük seviyede olmasına, hem de kullanım süresi- nin azalmasına neden oluyor. 44

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 Tarayıcı elektron mikroskobu ile görüntülenmiş lityum-iyon kristalleri (büyütme oranı: Yukarıdaki fotoğraf 10 cm genişliğinde basılırsa ×1700) Kullanıma bağlı olarak lityum-iyon pillerin per- ve yüksek güç isteyen teknolojilerin (elektrikli el alet- formansının neden düştüğüne veya ömrünün ne- leri, elektrikli araçlar ve askeri uygulamalar gibi) vaz- den azaldığına yönelik önemli bilimsel çalışma- geçilmez batarya teknolojilerinden olmuştur. lar yapılıyor. Bu çalışmalarla daha yüksek kapasi- teli, daha uzun ömürlü ve daha yüksek güç yoğun- Lityum-iyon pillerin bir diğer önemli özelliği luklu pillerin geliştirilmesi amaçlanıyor. Şu ana ka- NiCd pillerde görülen hafıza etkisinin (memory ef- dar yapılan bilimsel çalışmalarla birtakım önemli fect) görülmemesi. Hafıza etkisi NiCd pillerin üst sonuçlara ulaşılmış olsa da, bu olgunun temelinde üste, tam olarak boşalmadan şarj edilmesi sonucu, moleküler seviyedeki etkenlerin yatması mekaniz- maksimum kapasitelerini kaybetme özelliğidir. Bu manın tam olarak anlaşılabilmesinin önündeki en nedenle lityum-iyon pilleri şarj etmek için tama- büyük engellerden biri. men boşalmalarını beklemek veya tam olarak şarj etmek gerekmez (en azından kuramsal olarak). Ay- Lityum-İyon Pil Teknolojisi rıca lityum-iyon pillerin zamana bağlı olarak ken- di kendine deşarj olma hızı da nikel tabanlı tekno- İlk olarak Sony tarafından, 90’lı yılların başların- lojilere göre hayli düşüktür. da ticari hale getirilen lityum-iyon piller, nikel kad- miyum (NiCd) ve nikel-metal hidrit (NiMH) gibi ni- Lityum-iyon hücreler tipik olarak üç ana kısım- kel tabanlı pillere nazaran daha hafiftir (lityum, stan- dan oluşur: dart koşullar altında en hafif katı elementtir). Bunun- la birlikte enerji yoğunluğu, kapasite ve güç bakımın- Katot (pozitif elektrot): Metal oksitten oluşur. Ti- dan daha üstün oldukları için, büyüklük ve uzun kul- cari açıdan en çok tercih edilenleri lityum kobalt ok- lanım süresi açılarından nikel tabanlı pil teknolojile- sit, lityum demir fosfat veya lityum manganez oksit ve rinden daha avantajlıdır. Bu nedenle kullanımı son lityum nikel manganez kobalttır. yıllarda hayli yaygınlaşmış, özellikle mobil cihazların Anot (negatif elektrot): Gözenekli karbondan oluşur. En yaygın olarak kullanılanı grafittir. Elektrolit: Çoğunlukla lityum iyonları içeren or- ganik çözücülerden oluşur. 45

Yeni Nesil Lityum-İyon Pil Teknolojileri ANOT Lityum-iyon pil hücreleri nispeten basit bir yapıya ve işleyişe sahip olsalar da, ömürleri ve performans- KATOT larının optimize edilmesiyle birlikte birtakım güven- Şarj lik kriterlerini sağlayabilmek amacıyla, lityum-iyon bataryalar özel bir dizayna sahiptir ve içlerinde özel Li+ elektrik devreleri barındırırlar. Günümüzde hemen Co hemen her üründe kullanılan lityum-iyon batarya- O lar bu devrelere sahip akıllı bataryalardır. Lityum- Li iyon pil hücreleri son kullanıcılar açısından erişile- bilir ve satın alınabilir değildir. Batarya üreticileri, bu Li+ pil hücrelerini alır, belirli güvenlik kriterlerini sağla- Deşarj yan özel tasarıma sahip akıllı devre içeren bir yapının içine yerleştirir ve kullanıma sunarlar. LiCoO2 Özel Karbon Yapı Panasonic internet sitesinden Bir lityum-iyon batarya fazla şarj olduğunda, faz- alınmıştır.1 Lityum-iyon batarya hücrelerinin çalışma pren- la ısındığında veya üretim hataları nedeniyle içsel sibi hayli basittir, temelinde lityum iyonlarının anot kısa devre yaptığında, içindeki elektrolitler elektrot- Sağ alttaki resimde lityum-iyon ve katot arasında gelip gitmesi vardır. Kullanım (de- larla kimyasal tepkimeye girebilir. Bunun sonucunda pil hücrelerinden oluşan ve şarj) sırasında lityum iyonları anottan çıkar, katota batarya patlayabilir ve içindeki elektrolit hava ile te- özel devreler içeren lityum-iyon geçer. Şarj esnasında ise bunun tam tersi olur ve lit- mas ederek alev alabilir. bataryanın içyapısı görülüyor. yum iyonları katottan ayrılarak anota geçer. Bu devreler düzensiz çalışma Araştırmalar Hangi Alanlarda koşullarında elektronik Katot olarak lityum kobalt oksit kullanılan tipik bir Yoğunlaşıyor? cihazların güvenli bir şekilde lityum-iyon pil hücresinde şu reaksiyonlar gerçekleşir: 1 çalışmasına yönelik koruma Araştırmalar başlıca enerji ve güç yoğunlukları- sağlar. Örneğin şarj sırasında şarj Li1-xCoO2 + xLi+ + xe_ nın artırılması, kullanım ömrünün uzatılması ve iç voltaj belli bir değerin Katot: LiCoO2 deşarj güvenlik önlemlerinin artırılması gibi konular üze- üstüne çıktığında, güvenlik rinde yoğunlaşıyor. İç güvenlik mekanizmaları, devresinin müdahalesi sonucu elektrikli cihazların ve düşük voltajlı devrelerin teh- şarj durur. Benzer şekilde şarj likeli alanlardaki yanıcı gazların tutuşmasına neden kullanım esnasında voltaj Anot: C + xLi+ + xe_ Lix C olabilecek enerji salınımlarını engeller. seviyesi belli bir değerin altına düştüğünde deşarj durur. deşarj Bir batarya içindeki maddelerin yapısal özellik- Sıcaklık seviyesinin anormal leri, o bataryanın sahip olabileceği kuramsal perfor- derecede arttığı durumlarda www.electronics-lab.com/articles/Li_Ion_reconstruct mans değerlerini belirler. Tercih edilen materyallere bataryanın kullanılmasını göre, bataryanın voltajı, ömrü, toplam şarj edilebil- engelleyen devreler de vardır. Lityum-İyon Polimer Piller: Kullandığınız birçok me sayısı, kapasitesi ve güvenlik seviyesi önemli öl- Akıllı pillerde bulunan işlemciler üründe lityum-iyon polimer piller olduğunu göre- çüde değişebiliyor. Bu nedenle de son yıllarda önem- aynı zamanda, pile ait doluluk ceksiniz. Lityum-iyon polimer pillerin lityum-iyon li sayılabilecek birçok araştırma, daha yüksek güce oranı (%), gerilim (V), kapasite pillerden en temel farkı, elektrolitin (lityum tuzu) ve kapasiteye ulaşılabilmesi için hem anot ve katot (mWh), sıcaklık ve anlık tüketim organik çözücü yerine polietilen oksit gibi katı po- materyalleri hem de kullanılan elektrolitler üzerinde gibi bilgileri kullanılan limer kompozitlerde tutulması. Bu yapı hemen yoğunlaştı. Ayrıca iç direncin düşürülmesine yönelik cihazlara iletirler. Bu yüzden hemen her istenilen şekilde pil üretilebilmesine çalışmalar, batarya performansının yanı sıra güven- bazılarında 3, bazılarında olanak veriyor. Bu da bu pillerin kullanım alanları- lik seviyesinin de artırılması açılarından hayli önem- 4 terminal bulunur. İçinde nı hayli yaygınlaştırıyor. li. Nanoteknoloji kullanılarak gerçekleştirilen mo- işlemci bulunmayan pillerde ise difikasyonlar, lityum-iyon pil teknolojilerinde hayli bu terminaller sıcaklık sensörü önemli gelişmeler kaydedilmesini sağladı. için de kullanılabilir. Tabii ki bu özel tasarımların Bataryalar Nasıl Yaşlanıyor? Ohio State Üniver- içinde, bu devrelerin ve diğer sitesi bilim insanlarının hibrit araba bataryaları ile güvenlik önlemlerinin olmasının yaptıkları güncel bir çalışma, önceki kısımlarda kı- bir maliyeti oluyor. Orijinal saca değindiğimiz faktörlerin dışında, moleküler se- olmayan yan sanayi ürünleri viyedeki değişimlere bağlı olarak bataryaların nasıl daha düşük maliyetli olduğu yaşlandığını dikkat çekici bir şekilde ortaya koyu- için birçok kişi tarafından tercih yor. Sürmekte olan çalışmaların elde edilen ilk bul- edilse de, yeterli güvenlik katmanlarını taşımadığından hayli ciddi tehlike oluşturuyor. Şarj edildiği sırasında patlayıp kullanıcısına zarar veren cep telefonlarıyla ilgili haberleri birçoğunuz okumuşsunuzdur. 46

>>> Bilim ve Teknik Şubat 2011 VAT Gerilim Doluluk oranının terminal geriliminden anlaşılabilmesi sebebiy- 1C le lityum-iyon pilleri doldurmak aslında çok da karmaşık değildir. Pi- lin tam dolduğunda ulaşacağı “azami terminal gerilimine” gelinene Akım kadar artı kutbundan 1C sabit akım verilir ve azami terminal gerili- mine ulaşılınca bu kez gerilim sabitlenir ve akımı pilin belirlemesine Zaman izin verilir. Pil tamamen dolana kadar akım yavaş yavaş azalır Lityum-iyon piller nasıl doldurulup boşaltılır? Ancak doldurma ve boşaltma işinde iki püf noktası vardır. Bun- lardan birincisi şudur: Tam dolu ve tam boş terminal gerilim değer- Öncelikle bazı terimleri tanımlayalım: “Kapasite” pilin depolaya- leri hassastır. Pil doldurulurken 4,20V terminal geriliminde tam dol- bileceği azami enerji miktarını belirtir ve Amper-saat (Ah) cinsinden mamıştır, ama bu pillerde izin verilen azami terminal gerilimi olan verilir; örneğin 10Ah’lik bir batarya 1 saat boyunca 10 Amper ve- 4,26V’u aşarsa da alev alıp yanabilir. Benzer şekilde 3V’un altına dü- ya 10 saat boyunca 1 Amperlik akım sağlayabilir. Pilin “doluluk ora- şerse tekrar doldurulamayacak şekilde hasar görebilir. İkinci nokta nı” kapasitesinin yüzde kaçına kadar şarj olduğunu gösterir. “An- ise biraz daha karışık: Diyelim ki dizüstü bilgisayarımız için anma ge- ma gerilimi” normal doluluk oranındaki bir pilin kaç volt sağladığı- rilimi 7,4V olan bataryaya ihtiyacımız var. Bunu 2 lityum-iyon pili se- nı gösterir. “Terminal gerilimi” ise pilin o an sağladığı gerilimdir. Lit- ri bağlayarak elde edebiliriz. Bu pilleri doldurup boşaltırken sade- yum-iyon pillerin bir özelliği de doluluk oranlarının terminal gerili- ce toplam gerilime bakarsak, bataryanın bir süre normal bir şekilde mi ile ilintili olmasıdır, yani bir pilin terminal gerilimini ölçerek dolu- çalıştığını ama doldurup boşalttıkça bozulmaya başladığını görebi- luk oranı hakkında bilgi sahibi olabiliriz. Son olarak, pilin sağlayabi- liriz. Bunun nedeni seri bağlanan iki pilin kapasitelerinin eşit olma- leceği anlık gücün göstergesi olarak üreticinin belirlediği “akım sa- masından kaynaklanır. Bataryayı doldurup boşalttıkça, kapasitesi az biti” (C) kullanılır ki bu da pilin en hızlı olarak ne kadar sürede bo- olan pil azami terminal gerilimi olan 4,26V’a daha önce ulaşır. Kapa- şaltılabileceğini veya eşdeğer olarak verebileceği azami anlık akımı sitesi daha büyük olan diğer pil o sırada henüz daha az dolu olaca- gösterir. Örneğin 1C’lik pil tam dolu halden en çabuk 1 saatte boşal- ğından, terminal gerilimi de daha düşüktür. Toplam gerilim azami tılabilirken, günümüzde piyasada kolayca bulunabilen 45C’lik piller değeri olan 2×4,26 = 8,52V’a ulaşıldığında ise kapasitesi küçük olan yaklaşık 1,5 dakikada boşaltılabilir. Yani 5000mAh 45C’lik bir pil, 225 pil azami terminal gerilimini aşar ve hasar görür. Bu nedenle, çok sa- Amperlik akım sağlayabilir. Bu, dikkatli kullanılmazsa ciddi sonuç- yıda lityum-iyon pilin seri bağlanmasıyla yüksek gerilim oluşturul- lar doğuracak bir güçtür. Şarj için ise 0,5C-2C’ye karşılık gelen akım- ması gereken uygulamalarda (örneğin elektrikli otomobillerde) her lar kullanılır. Pilin kapasitesi ile akım sabiti birbirinden büyük ölçü- bir pilin terminaline pilin voltajını kontrol eden ve gerekirse fazla de bağımsızdır. akımı bertaraf eden devreler yerleştirilir. Bunun için hayli karmaşık sistemler gerekebilir; elektrikli araçların tasarlanmasındaki zorluk- lardan biri de budur. Cep telefonunuzun ve bilgisayarınızın batarya- larında da böyle birer cihaz vardır ve telefonun bu cihazla haberle- şebilmesi için bataryanın ikiden fazla terminali bulunur. Yrd. Doç. Dr. Ahmet Onat guları geçtiğimiz aylarda 57. AVS Uluslararası Sem- rotların yüzeyindeki ince yapılı nanomalzelemerde pozyumu ve Sergisi’nde sunuldu. Aralarında Ohio kabalaşma olduğu belirlendi. Bu nanomalzemeler, State Üniversitesi Otomotiv Araştırma Merkezi di- elektronların hızlı bir şekilde girip çıkmasını sağ- rektörü Georgio Rizzoni’nin de bulunduğu bir grup layan, bu nedenle bataryanın daha hızlı bir şekilde araştırmacı, farklı ortam koşularında defalarca şarj şarj ve deşarj olmasını sağlayan özel yapılardır. Ay- edildikten sonra kullanılamaz duruma gelen bir ba- rıca Nötron Derinlik Profillemesi tekniği ile yapılan taryanın iç yapısındaki değişiklikleri moleküler dü- incelemeler, elektrik yükünün taşınmasını sağlayan zeyde inceledi. Kızılaltı Termal Görüntüleme yönte- lityum iyonlarının belli bir oranının, katottan anota mi ile önce her bir elektrottaki sorunlu bölgeler tes- geri döndürülemez bir şekilde transfer olduğunu ve pit edildi. Daha sonra Transmisyon Elektron Mik- lityum iyonlarının anot materyali ile geri döndürü- roskopi, Yayılma Direnç Mikroskopi ve Kelvin Son- lemez bir şekilde birleştiğini ortaya koyuyor. Araş- da Mikroskopi gibi daha detaylı görüntüleme tek- tırmacılar lityum iyonlarının kaybolmasına, kulla- nikleri kullanılarak, sorunlu bölgeler daha detay- nıma bağlı olarak katotta meydana gelen kabalaş- lı bir şekilde incelendi. İnceleme sonucunda elekt- manın neden olduğunu düşünüyor. 47

Yeni Nesil Lityum-İyon Pil Teknolojileri Sony, 2009 yılında olivin tip (magnezyum demir içerikli sili- kat mineralli) lityum demir fosfatlı pilleri geliştirdiğini duyur- KATOT Materyalleri Üzerinde du. Kullanılan katot materyali, yüksek sıcaklıklarda bile sağlam Yapılan Araştırmalar kristal yapısı ve istikrarlı performansı ile dikkat çekiyor. Sony tarafından verilen ürün bilgilerine göre yüksek güç yoğunluna Son yıllarda yapılan araştırmalar, katot materyali olarak lit- sahip bu pillerin ömürleri yaklaşık 2000 şarj döngüsüne sahip, yum kobalt oksit (LiCoO2) yerine lityum demir fosfat (LiFePO4), sonrasında da kapasitelerinin % 80’i hâlâ kullanabilir durum- lityum manganez oksit (LiMn2O4) ve lityum nikel oksit (LiNi- da oluyor. Bu özelliklere ek olarak hızlı şarj edilebilmeleri (30 O2) kullanımı üzerinde yoğunlaştı. Demir ve manganez gibi ele- dakikalık bir sürede % 99’luk dolum oranı) ile standart lityum- mentlerin kobalta nazaran doğada daha bol ve ucuz olması, sa- iyon pillere kıyasla öne çıkıyorlar. hip oldukları bazı fiziksel ve kimyasal özellikler sayesinde daha çevreci olmaları gibi sebeplerden ötürü demir ve manganez içe- ANOT Materyalleri Üzerinde rikli piller, kobalt içerikli pillere önemli bir alternatif oldu. Lit- Yapılan Araştırmalar yum-iyon piller, kullanılan katot materyaline bağlı olarak bu isimlerle anılır oldular. Manganez ve fosfat bazlı lityum-iyon pil- Lityum-iyon pillerdeki anot teknolojileri üzerinde yapılan ler, kobalt bazlı pillere nazaran daha düşük enerji yoğunluğuna çalışmaların başında, anotta karbon yerine farklı materyallerin sahiptir. Buna karşın yük kapasitesi (sağlayabileceği anlık güç- kullanılması ve karbon yapılı anot yüzeyinde farklı materyalle- leri) bakımından kobalt bazlı lityum-iyon pillerden hayli üstün rin eklenti olarak kullanılması geliyor. olmaları sebebiyle, elektrikli el aletleri ve elektrikli araçlar gibi yüksek güç gerektiren işler için çok daha uygun. Lityum-Titanat Batarya Teknolojisi: Lityum-iyon piller- deki anot teknolojisi ile ilgili son yıllardaki gelişmelerden biri Lityum-iyon bataryalar, sahip olduğu yüksek performans de anot yüzeyinde karbon yerine lityum-titanat nanokristalle- özellikleri nedeniyle elektrikli araçların gelecekte yaygınlaşabil- ri kullanılmasıdır. Toshiba, SICBTM adını verdiği, çok hızlı şarj mesi açısından da büyük öneme sahip. Buna karşın bu teknolo- edilme ve yüksek güvenlik özelliklerine sahip bu teknolojiyi pi- jilerin yangınlaşabilmesinin önündeki en büyük engellerden bi- yasaya sürdü. Ürünün internet sitesinde (www.scib.jp/en) yer ri de mevcut teknolojisi nedeniyle fazla ısınma ve bunun netice- alan bilgiye göre bu ürünün kapasite kaybı 3000 şarj döngü- sinde ateş alma ve yangın tehlikesini barındırması. Bu nedenle sünden sonra bile % 10’dan düşük, ayrıca şarj esnasında 5 da- lityum-iyon bataryaların fazla ısınma ve kısa devre yapma ola- kikadan az bir sürede % 90’lık kapasite oranına geliyor. Ayrıca sılığını düşürmek amacıyla yeni teknolojiler üzerinde çalışmalar -30 0C’de bile çalışabilme özelliği de dikkat çekiyor. Bu özellik- devam ediyor. Bu çalışmaların bir kısmı, farklı katot materyal- ler bilhassa elektrikli araçlarda kullanım açısından büyük bir lerinin kullanılması üzerinde yoğunlaşmış durumda. Katot ola- avantaj sağlıyor. rak lityum kobalt metal oksit (LiCoO2) kullanılan bataryalarda aşırı şarj etme sonucu katot metaryalindeki oksijen serbest ka- Silikon Tabanlı Teknolojiler: Silikon, yapısal özelliği açı- labiliyor ve oksidasyon sonucunda lityum-iyon pil hücrelerin- sından kuramsal olarak karbona nazaran 10 kat daha fazla lit- de fazla ısınmaya neden olabiliyor. Isı artışı, komşu pil hücreleri yum iyonu tutma kapasitesinde. Bu da daha fazla elektrik de- de etkileyerek ısıl sürüklenme (thermal runaway) adı verilen bir polama kapasitesi anlamına geliyor. Bu açıdan standart lityum- süreci tetikleyebiliyor. Bu durum da kontrolsüz bir şekilde ba- iyon pillerde anot materyali olarak kullanılan grafite çok iyi bir taryanın ısısının artmasına ve patlamaya yol açabiliyor. Bu so- alternatif olsa da, şarj ve deşarj sırasında oluşan hacimsel gen- runun üstesinden gelebilmek için ABD Massachusetts merkez- leşme ve sıkışmalara çok dayanıklı olmaması, önündeki en bü- li A123 Systems şirketi 2005 yılında, MIT tarafından lisanslan- yük engel. Silikon yapılı piller birkaç şarj döngüsünden son- mış nanofosfat materyallerini kullanan oldukça üstün özellikli ra bu zafiyet nedeniyle kullanılamaz duruma geliyor. Bilim in- lityum-iyon pilleri geliştirdiğini duyurdu. Katot materyali ola- rak kullanılan demir fosfat içerikli yapı, oksijeni kobalt dioksi- Toshiba tarafından üretilen 24V, 4,2 Ah özelliklerine sahip, de göre çok daha sıkı bağlıyor ve ısıl sürüklenme sürecinin ger- 2 kg ağırlığındaki SICBTM model batarya çekleşme olasılığı daha düşük oluyor (Kobalt yerine demir-fos- fat bazlı lityum-iyon pil teknolojileri, ilk olarak 1996 yılında Te- xas Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirilmişti). Lit- yum-demir fosfatlı piller birtakım güvenlik avantajlarına sahip olsalar da, daha düşük voltaj üretmeleri nedeniyle performansla- rı lityum kobalt oksit pillere nazaran daha düşük. A123 Systems, kendisine patentli NanophosphateTM teknolojisi ile katottaki iletkenlik derecesini artırdığını belirtiyor. Şirketin internet si- tesinde (www.a123systems.com) yer alan bilgilere göre, üreti- len lityum-iyon piller 10 seneden fazla kullanım ömrü ve yüksek güç yoğunluğuna sahip olması ile dikkat çekiyor. 48

sanları bir yandan silikonun yapısal özelliklerin- <<< Bilim ve Teknik Şubat 2011 den faydalanıp daha yüksek kapasiteli pil teknolo- jileri üzerinde çalışırken, diğer yandan da bu yapı- Silikonun daha dayanıklı hale getirilmesinde Silikon nanotellerin lityum iyonu sal zafiyetleri bertaraf etmek amacıyla çeşitli yön- nanoteknolojinin çok önemli katkıları var. absorbe etmesinden önceki temler üzerinde çalışıyor. Bu çalışmaların arasın- Bu alanda Stanford Üniversitesi’nden Yi Cui (a) ve sonraki (b) hallerinin tarayıcı da silikon tabanlı nanoyapıları içeren araştırmalar liderliğinde gerçekleştirilen bir başka çalışma, elektron mikroskobu ile aynı hayli umut verici sonuçlar sunuyor. anot olarak silikon nanotellerin kullanılabileceğini büyütme oranı ile çekilen fotoğrafları gösteriyor. 2008 yılında Nature Nanotechnology Kaynak: C.K. Chan ve diğ.,2008. Anotta grafit yerine silikon parçacıkları ile kap- dergisinde yayımlanan bu çalışmaya göre lityum, lanmış titanyum yapılı ağ şeklindeki nanonetlerin küçük silikon nanotel ormanı içinde depolanıyor. (TiSi2) kullanılması, daha hızlı şarj edilebilen, da- ha hafif ve daha uzun süreli lityum-iyon pillerin Yaklaşık olarak kâğıt kalınlığının binde biri üretilmesine imkân verecek gibi görünüyor. Ame- çaptaki bu nanoteller, lityumu emdikçe rika Kimya Topluluğu tarafından yayımlanan Na- hacimleri dört katına çıkıyor. Buna karşın, daha no Letters dergisinin geçtiğimiz Şubat ayı internet öncekilerde olduğu gibi bu özel silikon yapı baskısında yayımlanan bir çalışmanın sonuçları- kırılmıyor ve parçalanmıyor. Araştırmacılar, na göre, aralarında Dunwei Wang’ın da bulunduğu gerçekleştirdikleri testlerde bu özel silikon Boston Koleji bilim insanları tarafından özel yapı- nanotelli anotlar kullanılmasıyla silikonun lı nanonetler geliştirildi. Geliştirilen Si/TiSi2 yapı, kuramsal şarj kapasitesine ulaşıldığı gösterdi. standart lityum-iyon pillerdeki grafite göre yapısal 4200mAh/g olan bu kapasite, grafit olarak daha sağlam, daha iletken ve daha geniş yü- anotlu lityum-iyon pillerin sahip olduğu zey alanına sahip. Şarj ve deşarj sürecinde kristal kapasitenin yaklaşık on katı. TiSi2 yapı korunuyor ve grafite nazaran 5 ila 10 kat daha hızlı şarj ve deşarj hızı sunuyor. Gerçekleşti- özel bir yöntemle gözenekli yapıda karbonla kap- rilen testlerde 20. ve 100. şarj döngüleri arasında lanmış, silikon anot materyali üretilmesini içe- her bir döngü başına pillerin yaklaşık % 0,1 kapasi- riyor. Çalışma, üç boyutlu ve çok gözenekli yapı- te kaybına uğradığı belirlenmiş. Bu özel yapılı na- ya sahip anotun, şarj/deşarj sırasında oluşan gen- nonetler, lityum iyonlarının silikon kaplamaya gi- leşme ve sıkışmalara hayli dayanıklı hale geldiğini rip çıkma yeteneğini artırıyor. gösteriyor. Ayrıca bu yapı hem daha yüksek kapa- sitede lityum iyonu emilmesine hem de iyonların Silikonun dayanıklılığını artırmaya yönelik ça- daha hızlı transfer edilmesine imkân veriyor. lışmaların bir diğeri geçtiğimiz yıllarda Kore Han- yang Üniversitesi’nden Jaephil Cho liderliğinde- Son birkaç yılda hayli önemli gelişmeler olduy- ki araştırmacılar tarafından gerçekleştirildi. An- sa da daha yüksek kapasiteli, daha uzun ömürlü, gewandte Chemie International Edition’un Kasım ortam şartları açısından daha yüksek tolerans se- 2008 internet baskısında yayımlanan bir çalışma, viyesine sahip güçlü pil teknolojilerine ihtiyaç var. Tabii ki bu yöndeki arge faaliyetlerinin inovasyona Snoalndoapkairretiskiümll:e(rain) Sşeomn daetirkegceörilüentktüesnüT(iSbi)2Nnaannoonneettlleerrüüzzeerriinndeeikliiştsiirliilkeonnskilaikpolanmanın dönebilmesi için, yeni teknolojilerin maliyet etkin elektron mikroskobu altındaki görüntüsü. Kaynak: Sa Zhou ve diğ., 2010 bir şekilde üretilebilmesi ve çevreci olma özellikle- Sağdaki resim: Çok daha fazla lityum iyonu tutulmasını sağlayan gözenekli rini de taşıması gerekiyor. Yeni batarya teknoloji- yapıdaki silikon bazlı anot metaryalinin mikroskopik görüntüsü. leri, geleceğin teknoloji dünyasını şekillendirecek Kaynak: H. Kim ve diğ,2008 en önemli faktörlerden biri. Acaba gelecek günler bu beklentileri karşılayabilecek mi, hep birlikte gö- receğiz. 1Kwaywnwa.kplaanrasonic.com/industrial/includes/pdf/ A47n:g1e0w1a5n1d-1te0C15h4e.mdioei:In1t0e.r1n0a0t2io/annaileE.2d0it0i8on04, 355 Panasonic_LiIon_Overview.pdf İnternet Baskısı: 17 Kasım 2008. ZashHouig,hS-aC, vaepdaciğiteyrlAerni,o“dSei/MTiaStie2rHialetfeorroLniaInoonstBrautcteturireess”, Chan, C.K. ve diğerleri, “High-performance lithium NİnatenronLetetBtearssk, ıCsıi:lt1110Ş,uSbaaytı 3, s. 860-863, 2010 N1b6aatnAteorrtayelcıakhnn2oo0dl0oe7gsyudCsoiiin:l1tg03s.,1ils0i.c33o81n/-n3nn5aa,nn2o0ow0.2i8r0,e0İs7n”.t4Ne1ran1tuetreBaskısı: 2010 wTawvwsi.ybeaettdeirlyeunnoivkeurmsitayl.acrom Kim, H., Han, B., Choo, J. ve Cho, J., “Three-Dimensional Porous Silicon Particles for Use in High-Performance Lithium Secondary Batteries”, 49