Kuantum mekanik nedir, hangi alanlarda kullanılır? | Teke Tek Bilim – 15 Ağustos 2021
videosundan fısıltılanmıştır. Videoya ulaşmak için Linki kullanabilirsiniz https://www.youtube.com/watch?v=v3FzMKj-kkI.
Tek bir tek. Tek bir tek. Tek bir tek. Tek bir tek. Tek bir tek. Tek bir tek. Tek bir tek. Tek bir tek. Tek bir tek bilimde ilginç konular konuşacağız. Çok ilginç bir konumuz var. İlginç konumuzdan kastım şu kimsenin çok da ilgisini çekmeyen, kimsenin çok da
ne diyeyim anlamamakta ısrar ettiği bir menzuyu ele alacağız. Anlamakta ısrarın sebebi şu, anlayamıyoruz hakikaten. Ben de anlayamıyorum. Niye? Çünkü karışık bir konu. Kuantum fiziğinden konuşacağız, kuantum mekaniğinden konuşacağız. Nedir, ne değildir? Biraz da bu programı umumi arzusuzluğuna yapıyoruz. Çünkü yıllardır niye konuşmuyorsunuz diyorlardı. Çok değerli bir konu var. Hacı Bekler gibi bekliyordum kendisini. Esenler, Can Alp kendisi
Amerika’da Chicago Üniversitesi’nde öğretim üyesi 1999 yılında Amerika’da yılın bilim insanı seçildi ve hoş geldiniz. Teşekkürler. İyi ki geldiniz. Sizi burada görmek çok güzel. Böyle değerli bilim insanlarımızı yurtdışında da olsa ağırlamak bize her zaman keyif veriyor. Nasılsınız hocam? Çok teşekkür ederim. Sağ olun. Tatil için mi geldiniz? Yarı yarıya. Tatil ve hasta ziyaret.
Ziyaretmiş olsun. İnşallah önemli bir şey değildir. Diyelim ve aynı zamanda bilimler bilim akademisi üyesi sizsiniz değil mi? Evet. Bir bilimler akademisi var, bir bilim akademisi var. Evet. Seçilerek gelen üyelerin olduğu İstanbul’da kurulan bilim akademisi derneği. Onun üyesiyim ben. Zaten değerli bilim insanların çoğu galiba orada toplandılar. Diğerine böyle devletin biraz müdahil olmasından sonra. Maalesef devlet her zaman müdahil oluyor aslında akademilere. Bir dünyada da öyle ama çok fazla müdahale olunca
biraz şeyi kaçıyor, işin tadı kaçıyor. Amerika’dan aslında orada da müdahildir ama o kadar. Yok o dönem biteli bir eser yukarı bir yüzyıl oldu evet. Amerika Almanya, Fransa, bunlar hepsini ilk başta yaşamışlar. Evet. Bizim bilim akademisi de 1992’de kurulduğu için onlar da şimdi yaşıyorlar bu sıkıntıları. Hı hı. Sonra peki ileride bu sıkıdan geçerken ikisi birleşilir mi? Tabii. Çünkü Türkiye o kadar büyük bir ülke değil yani iki akademi katılacak kadar büyük bir ülke değil.
Peki hocam hemen başladığımız sesiniz eee ben ilk canavarcı soruyu sorayım. Kuantum nedir hocam? Evet bu soru aşağı yukarı üniversiteyle fizik okuyan her öğrencinin ikinci veya üçüncü sınıfta karşılaştığı bir soru ve bu bu dersi alan öğrencilerin neredeyse yüzde altmışı yüzde yetmişi tatminkar bir cevap yaratamadıkları için de
başka bir alana yöneliyorlar yani kuantum fiziğinin dışına çıkıyorlar. Kuantum aslında eee 1901 yılında başlayıp da 1932 yılında biten bir eee düşünce silsilesi bir düşünce zinciri bunun özündeki kavramlar daha önceden bizim alışagelmediğimiz kavramlar olduğu için ilk 30 sene boyunca fizikçiler tarafından da iyi anlaşılmadığı için reddedilen hatta eee şey yapılan böyle moda bu geçer diyen Einstein ona biri galiba Einstein mesela 1905 yılında 3 makalesi var işte o mucizeyiyle deniyoruz evet bir tanesi foto elektrik olayı o sonra Nobel kazandıran ona o. Şimdi oradaki ana fikir şu isterseniz 4 temelinden bahsedelim kuantum mekanik bir tanesi enerjinin parçacıklar halinde
bulunması bu ne demek şu anda gözümüze gelen ışık enerjisi aslında parçacıklar halinde de geliyor olabilir evet eee bunun temelinde en küçük parçacığına foton dersek ışığın bütün özelliklerini bu foton özelliklerinden başlayarak inşa edebiliyoruz ama aynı zamanda bu gelen ışık dalga gibi de hareket ediyor dolayısıyla ışığın parçacık gibi hareket ettiğini ve dalga hareket ettiğini insanlar
uzunca bir süre kabullenemiyorlar aslında parçacıklardan oluştuğunu ışığın biz çok daha önceden biliyoruz 7 numaralı slide alabilirsek pardon burada bir herkesin çok yakından bildiği bir resim var Chicago’da asılı bu resim tabi biz şanslıyız kendisini gerçekten görmem anlamımız var bu Paris yakınlarında Sen Nehri’nin ortasındaki
adada çekilmiş bir pazar pikniği fakat dikkat ederseniz o suratın meşhur resmidir bu parçalardan oluşur yani tek tek küçük küçük parçalardan oluşur ve bu pointillizm akımının da önde gelen bir resmidir şimdi dikkat ederseniz parçacıklardan ışık yaratılmıştır orada yani çimenlerin üzerindeki ışıklar aslında parçacıklardan oluşur yani insanların kafasında parçacıklardan bir
bütün oluşturma fikri 1850’lerde bile vardı yeni bir fikir değil fakat bunun bilime yansıması ve epistemolojik bir temeli oturtulması 1900 yılların başında demek ki quantum mechanics’in burada ilk şeyini görüyoruz enerjinin parçacıklardan oluştuğu peki bu sadece ışık için mi geçerli hayır eee atomlara baktığınız zaman kristallere maddelere diyelim şu içtiğimiz suya her türlü maddeye
içindeki titreşimler de quantize olmuş halde buna da phonon diyoruz foton gibi fononlar da var aradaki fark fotonlar gerçek çünkü çıkarıp kullanabiliyoruz fononlar ise ancak atomlar birbirine bağlı olduğu zaman var olan düşüncemizde olan bir parçacık ama varmış gibi hareket ediyor dolayısıyla metalleri senemiklerin niye yalıtkan olduğunu metallerin niye iletken olduğunu anlamak istiyorsak
burada fononlara bakmamız lazım ne farkı var fononların orada fononlar belirli enerji seviyelerini alabiliyorlar onun dışındaki enerji seviyelerini alamıyorlar öyle olunca bunun istatistiği yani termodinamik tarifi bu kavrama uymak zorunda ki biz fononlara boson diyoruz mesela elektronlara fermion diyoruz çünkü tamamen farklı istatistik davranış gösteriyorlar bunun dışında temel bazı
parçacıklar var elektron mesela elektronlar yeri geliyor dalga gibi hareket ediyor yeri geliyor parçacık gibi hareket ediyor ama elektron üzerinde taşıdığı yükle bize bir quantize olmuş bir enerji ve biçimini sunuyor bu ne demek elektronları bir araya getirdiğiniz zaman örneğin bir gram demiri aldık diyelim elimize içinde 10 üzeri 23 tane atom var bu her atomun 26 tane elektronu var demek ki milyar kere milyar kere
milyar tane elektron var bu şeyin içinde biz bunların hepsini teker teker nasıl takip edeceğiz anlayacağız ama anlamadığımız sürece de neden demirin iletken ya da bakırın daha iyi iletken olduğunu anlayamıyoruz o zaman bu elektronların fononlarla olan ilişkisine bakmak zorundayız bunu da tabi quantomekanik bize mekanik aksamı olarak sunuyor dolayısıyla Japonya’daki bir elektron İtalya’daki bir elektron ya da Türkiye’deki bir elektron hep aynı şeyi yapıyor
değişmiyor yani farkı bu bilimin bilim nerede yapılırsa yapılsın eğer denklemi doğru kullanıyorsanız doğru gözlem yapıyorsanız aynı sonuçlara varıyorsunuz demek ki burada biz şeyi öğrendik yani enerjinin parçacıklar halinde olması quantomekanik birinci postülası yani ilk kabul ettiğimiz birinci şey bu bunun böyle olduğunu biz baştan bilmiyoruz varsayıyoruz yani bu bir varsayım ikincisi deminden beri sözünü ediyoruz parçacıklar dalga mı yoksa parçacık mı yoksa her ikisi mi aynı anda her ikisi doğru cevap o isterseniz 8 numaralı slide’e gidersek göreceksiniz ki bu soru aslında milattan önce 500 yılından beri sorulan bir soru parçacık mı dalga mı resimde gördüğünüz gri renkli kişiler bunun parçacık olduğuna inanıyorlar renkli olan kişiler ise bunun dalga olduğuna inanıyorlar bunların içinde mesela aristo var hügens var dekart var alhazen var maxwell’e kadar geliyor bu bilinmezlik yani orada 2500 yıllık bir tarih görüyoruz şu anda 2500 yıldır insanlar dalga mı bunu tartışıyorlar
1924 yılında bir doktor öğrencisi paris’te debroyle louis debroyle diye bir doktor öğrencisi tez olarak işliyor ve şöyle ilginç bir sonuca varıyor diyor ki bu parçacıklar yani elementerli parçacıklar temel parçacıklar aynı anda hem dalga hem de parçacıktır bu tez hemen kabul edilmiyor hocalar diyorlar ki böyle şey olmaz ya parçacıktır ya dalgadır bu ikisi de nereden çıktı diye ve reddediyorlar tezi bunun üzerine debroyle
tezini ansteine gönderir ve incelemesini ister ansteine bir mektup yazar komiteye der ki burada ben hiç yanlış bir şey görmüyorum ve 1924 yılında bu parçacık şey ikilemi bir anlamda çözülmüş oluyor yani quantum mekaniği verdiği cevabı orada kabul ediyoruz ama bunun öncesi var yani çok daha önceden robert young diye bir adam bu rosetta stone’u çözen
filozof deneyici doktor rosetta stone’da ne olduğunu söyleyeyim de gerogliflerin çözülmesini sağlayan gerogliflerin çözülmesini sağlayan kişi Türkçe filan da biliyor bu adam çok 13 dile yakın dil konuşan polimet dedikleri çok yönlü bir alim bilim adamı ve bunlar da onun küçük başarıları esas başarıları göz obdiğinde yani astigmatizmi filan bulan adam bir deneyi yapıyor deneyi bakalım hemen çıkartabilecek miyim buradaki önümdeki slide’lardan çünkü çok ilginç bir deney eee hocam slide’ler yanınızda liste olarak da var nasıl yanınızda liste olarak da var evet burada var yanımda ama şuradan önümdeki kompütürden bakmaya çalışıyorum hemen birden gözüme çarpma ha tamam buldum 15 numaralı slide’e gidersek eğer evet şimdi burada gördüğünüz bir deney var buna çift yarık deneyi diyoruz çok meşhur herkes bunun
görmüştür bir şekilde yani üniversite okuyan üniversitede fen bilimleri okuyan herkes aşağı yukarı bunu görmüştür ama bu deney hiçbir zaman önemini yitirmez çünkü burada iki tane yarık var bu yarıklardan eğer parçacık olarak geçiyor olsaydı elektronlar fotonları hadi birazcık anlayabiliyoruz yani hem dalga hem şey ama parçacık elektron yani bu bildiğimiz üzerinde yük olan kütlesi olan uzay içinde belli bir mesafe
kaplayan küçük de olsa bir mesafe kaplayan tek parçacık bu parçacık bu deliklerin içinden geçerken eğer bir tanesinin içinden geçiyorsa parçacık gibi gidiyor paşa paşa geçtiği doğrultudaki ekranda bir resim yaratıyor öbüründen geçirirse de öbüründen gidiyor yaratıyor ama ikisini birden açtığınız zaman çok farklı o çizgi çizgi gördüğümüz alt tarafta deneyi görüyoruz sonuç görüyoruz bu ne demek demek ki bu parçacık aynı zamanda
dalga ama bunu gözlemediğiniz zaman ne oluyor eğer yarıklardan tekini kapatırsanız bu şeyi yok oluyor dolayısıyla hem aynı anda parçacık gibi hareket ediyor hem de aynı anda dalga gibi hareket ediyor bunu quantum mechanics önemli pransiplerden birisi olarak algılıyoruz yani parçacık dalga ikilemi bize aslında gördüğümüz görmediğimiz küçük objelerin protonlar elektronlar bunların
farklı hareket etleri gösteriyor fakat ilginçtir 1990’larda karbon atomunun 60 tanesinin bir araya gelip bir top olduğunu gördük yani karbon topları var bir deney yapılıyor 16 numaralı 16 arkadaşlar karbon toplarından 60 tane karbon atomundan oluşan muhteşem şeyler yapılar bunlar ve çok sert yani bunu elmas gibi bir sert bir şey gördüğünüz gibi karbon atomuyla deney yaptığınız zaman yine aynı girişim şeyini görüyoruz bu demek ki aslında sadece foton ya da sadece elektron protondan ibaret değil büyük parçacıklar peki mesela insan yollasaydık aynı şeyi görecek miydik ve aradaki çizgilerin arasındaki meksafe belki bir metrenin milyarda biri kadar olacaktı ama görecektik yani bu sadece elementeri parçacıklara ait bir şey değil sadece orada daha net görmemiz hem parçacık hem dalgayız burada hiç bir şüphe yok bu da quantum mechanics kuruluş yıllarında varsayım olarak atılan ama hiçbir zaman yanlışlığı kanıtlanmamış bir deney quantum mechanics 3. prensibi 1. prensibi hatırlarsanız
enerjinin parçacıklardan oluştuğu 2.sü aynı zamanda dalga ve parçacık oldu 3. prensibi ise parçacığın ne olduğunu anlayabilmek için bir olasılıklar bütününden bahsedeceğiz yani parçacık bizim bildiğimiz gibi şurada ya da şurada duracak bir şey değil burada da olabilir burada da olabilir aynı anda biz bunların olasılıklarını topladığımız zaman bir parçacık yani bir elektron aldığınız zaman bunun yörüngelerine baktığınız zaman burada da olabilir burada da olabilir ama topladığınız zaman bir elektron yani yeni bir şey yaratılmıyor fakat herhangi bir anda parçacık orada da olabilir burada da olabilir bunu halk arasında tabi Schrödinger kedisi olarak da sunuluyor isterseniz 19 numaralı slide’a burada gördüğünüz hidrojen atomunun yörüngeleri en yukarıda en soldaki
bir hidrojen atomunun etrafındaki bir elektronun yörüngesi büyük elektrona verebilir miyiz onları bir anda? evet şimdi bu yörüngede ışıklı yani turuncu renkte gördüğümüz şey elektronun bulunma olasılığının yansıtan dalga fonksiyonunun iki boyutta bize gösterilişi aslında üç boyutlu ama biz iki boyutunu da görüyoruz burada birazcık hidrojen enerjisini arttırırsanız ısıtarak ya da dışarıdan radyasyonla arttırırsanız gördüğünüz gibi o şey büyüyor dalga büyüyor fakat biraz daha verdiğiniz zaman ikiye parçalanıyor yani soldaki ikinci kare sol üstten ikinci gördüğümüz dalga fonksiyonları elektronun yarısı yukarıda yarısı aşağıda demek ama bu ikisi aynı anda giderek bu enerjiyi arttırdığınız zaman bu yörüngeler güzel şekiller alıyor peki bunu biz nasıl biliyoruz böyle
olduğunu quantum mekaniğin formülasyonundan biliyoruz yani bunu biz sadece düşünerek bu bir hesap ama yaptığımız deneyler bunun doğru bir hesap olduğunu gösteriyor hepsi hidrojen atomu hepsi aynı hidrojen atomu hepsi aynı hidrojen atomu sadece enerjileri farklı demek ki dışarıdan gördüğümüz gibi parçacıklar bir yerde olmak zorunda değil aynı anda bir kaç yerde olabiliyor
bu da quantum mekaniğin üçüncü diyebileceğimiz bir temel prensiplerinden birisi dördüncü prensip ise çok tartışmalı heisenberg’in belirsizlik prensibi olarak bildiğimiz bir parçacığın hızının ve yerinin aynı anda tespit edilememesi bu maalesef böyle fakat belirsiz olan hiçbir şey yok burada çok belirli olarak ne kadar bilemediğimiz belli
dolayısıyla heisenberg belirsizlik prensibi genellikle yanlış anlaşılıyor yani insanlar zannediyor ki hakikaten biz bir şey bilmiyoruz aslında biliyoruz ya hızını biliyoruz ya yerini biliyoruz ya da biraz ondan biraz ondan biliyoruz yani bilmediğimiz bir şey söz konusu değil dolayısıyla bir parçacığın quantum prensiplere göre hareket eden özellikle elektronlar protonlar,nötronlar bunların hepsi quantum prensibiyle prensibine uyan parçacıklar bunların
uymak zorunda olduğu bu dört prensip var enerjinin parçacıklar halinde olması, dalga parçacık ikili mi parçacıkların olasılıklar bütünü olması ve bunların yerinin ve hızının aynı anda bilinmemesi. Peki bu prensipler bizim bildiğimiz klasik mekaniğe uymadığı için ne oldu 1920’lere kadar bu Max Bohr ve onun gibi Einstein gibi bir kaç kişinin tek elinde kaldı bu fikirler. Fakat sonunda özellikle Einstein çok ciddi olarak karşı çıkınca bu bazı yorumlara Copenhagen Niels Bohr’un getirdiği bir yorum var, Copenhagen yorumu dediğimiz mesela Copenhagen meşhur bakın o yüzden hala aradan 100 yıl geçmesine rağmen biz hala Copenhagen’ı anıyoruz. Demek ki bilimde önemli bir buluş fikir dahi olsa kıymetli ve bu anılıyor biliniyor. Bir tekim Niels Bohr
daha sonra orada Bohr’s Enstitüsü kuruldu ve şu anda dünyanın en iyi enstitülerinden bir tanesinde Niels Bohr Enstitüsü. Şimdi burada belirsizlik prensibini biz yatırdığımız zaman denklemlere doğru denklemler çıkıyor. Peki bunu kim yapıyor? Bu 1924 yıllarında 2432 arasında 4 tane bu işin şeyi var kahramanı var. Bohr Heisenberg Schrödinger ve Dirac. Dirac İngiliz Schrödinger Avusturyalı. Heisenberg Alman. Max Bohr Danimarkalı. Demek ki 1920 yılların 2. yüzyıl savaşının bitiminde Avrupa harap haldeyken dahi çok önemli bilimsel gelişmelere ev sahipliği yapıyor. Buradan onu anlıyoruz. Hocam bir şey soracağım. Neyse sorun sorun sorun. Hiç fark etmezsin. Lafınızı bitirin sonra sorarım. Evet. Şimdi bu
dörtlü ne yaptılar? Deminden beri bahsettiğimiz 4 temel varsayımı alıp diferansiyel deklemlerin içine oturtturdular. Matrikslerin içine oturtturdular ve bize bir makine verdiler. Buradan atıyorsunuz elektronları buradan size kuantum makinesi çalışıyor. Buradan size sonuç çıkıyor. Ne olduğunu biliyorsunuz. Bu herhangi bir şey olabilir. Hidrojen atomu neden bir manyetik alan içinde dönüyor bunu bulabilirsiniz. Pozitör atomu neden çıkıyor da ben hastaneye gittiğim zaman kanserli hücrumu görebiliyorum. Bunu buradan çıkarabiliyorsunuz. Aklınıza gelebilecek her şey bu denklemin içinden çıkıyor. Bu denklemin en meşhuru 20 numaralı slide gidersek herkesin kafasını güzelce karıştırmak için hazırladım bu slide’ı. 20 numaraya gidebilirsek evet. Bu meşhur Schrodinger denklemi. Kendisini de görüyoruz orada.
Eğer bu denklemi patentlemiş olsaydı Schrodinger herhalde şu anda Bill Gates’den daha zekiydi. Daha zeki mi olur muydu? Kesinlikle. Çünkü bunun üzerinde dünya ekonomisinin yarısı var. Şu gördüğümüz denklemin üzerinde. Nasıl olacağım ne? Şimdi o gördüğünüz delta şeklinde olan, ters delta şeklinde olan, türef işareti. İkinci türevini aldık diyor. O Yunancı olan sai harfi ise bize demin gördüğümüz o hidrojen atomunun dalgalarının bulunma olasılığını
veriyor. Yani dalga fonksiyonu zamanı bağlı olarak değişmesi kinetik enerjisi ve potansiyel enerjisinin toplamının tarafından belirleniyor. Yani elektron enerjisi bize aslında hangi orbitalde hangi yürünge de olacağını açık ve net bir şekilde söylüyor. Bu denklem değişik şekillerde yazılıyor. Değişik şekillerde Bu kendi eriyosunu mu? Efendim? Bu eriyosunu mu? Olabilir. Yani Schrödinger çok değişik bir insan yani. Başka bir zamanda belki bu insanların özel hayatlarını da konuşmakta yeri olabilir ama ben Schrödinger’i çok… Hocam seni merak ettim. Dedikoduya girecek ama Evet dedikodu evet. O yüzden girmeyeceğim. Girmeyelim mi? Hayır girmeyeceğim. Çok mu fena? Şunu söyleyebilirim. Neden Avusturya’ya gidersiniz bir yana ya? Schrödinger’in ofisini görebilirsiniz. Ben gittim. Aslında kendimin onun önünde çekilmiş resmini göstermeyeceğim ama size odasını göstereceğim. 21 numaraya giderse bir. 21 arkadaşlar. Bu gördüğünüz odayı dörtle çarpın. Dört tane oda yan yana bu gördüğünüz kitapların tamamı Almanca yazılmış fizik kitaplarıdır. Bunun içinde bir oda tamamen kontüm mekanıya ayrılmıştır. Yani bu odanın içinde yüzlerce, yüzlerce defa yüz yıl içinde kontüm kitabı yazılmıştır. Kontüm dersi veren her oca kendi anlayışıyla kendi diliyle, kendi
çabasıyla bunu yeniden yazmıştır. Burası kontüm muhabedi yani? Burası kontüm muhabedidir evet. Ve bunun ben bu odadayken bir an için gözümü kapattım. Acaba Türkiye’de olsaydı bu oda ne yapardık diye. Bir tek Tekin Dereli’nin Koç Üniversitesi’nden kitabı aklıma geldi. Tekin Hoca sağ olsun bana yazıldı. Ben bu anekdotu kendisine söylediğim zaman bana imzalı olarak kitabını hediye etti. Burada şunu görüyoruz. Yani kontüm mekanik kendi kendini defalarca yüzlerce, binlerce defa yeniden yaratan ancak o sayede günümüzde bir mühendislik kavramı, bir ekonomik dinamo olmasının sebebi her yönüyle defalarca incelenmiş olması ve bunun Almanca dilinde bu kadarı var. Yani bir de İngilizceyi falan katarsanız tabi diğer dilleri katarsanız. Demek ki 1930’dan, 1900 2000’lere yıllar gelene kadar aşağı yukarı kontumun devralışıdır ekonomiyi. Bu alan bütün dünyaya dalga dalga yayılmış aslında. Hocam iki şey soracağım. Önce birini söyleyeyim. Max Planck adını anmadınız. Bir direk mi yoksa gerek olmadığı için mi? Belki Niels Bohr yerine Max Planck demem lazımdı ikinci defa. Çünkü Bohr atomun modelini yaptıktan sonra Max Planck’ın da büyük katkısı var. Özellikle Planck sayısı. Planck sabitini. H harfi dediğimiz kara cismi radyasyonu dediğimiz ilk zaten kuantum kelimesini ilk defa imply eden, kullanan Max Planck. Ama bunun enerji parçacı olduğunu ilk defa telaffuz eden Einstein. Yani Einstein aynı zamanda tabi laserlerin de teorisini ilk yapan adam. Dolayısıyla Max Planck’ı da tabi kesinlikle anmamız lazım. Teşekkür ederim hatırlattığınız için.
Merak etme sonra. Gayet yerinde. Demek ki burada şunu gördük. Kuantum mekanik 1932’ye kadar gözetim altında olan bir teori. Peki 1932’de ne oluyor? 1932’de neutron ve positron keşfediliyor. Bütün bu bahsettiğimiz atom altı parçacıkları. Atom ve atom altı parçacıkları. Yirmi numaralı slide’i
buraya gidersek. Bu denklem relativistik değil. Bu denklem non relativistik dediğimiz. Yani normal hızda giden elektronların denklemi. Paul Dirac denen adam bunu relativiteye çeviriyor. Ve o yıllarda deniyor ki katıların içinde elektronlar ışık hızıyla gitmiyor ki. Niye böyle bir şey oluyor diye. Hangi hızda gidiyor? Çok daha yavaş. Yani ölçülebilir. Fakat son on yıl
içinde mesela whale metali dediğimiz yeni bir şey keşfedildi. Orada elektronlar ışık hızıyla gidiyor. Tabi rezistans düşünce aynı elektron ısıtmadan gittiği için biliyorsunuz büyük süper kompütürlerin en büyük problemi ısınma. Özellikle bu bitcoin falan gibi maden yaratan yani üreten yerlerde barajın yanında filan gidip ya da kuzey kutbuna gidip yapıyorlar ki biraz tasarruf edebilmek için enerjiden. Yukarı ekranda gördüğümüz denklemi relativistik hali getirince bunun bir tane öngörüsü var. O da diyor ki pozitif yüklü elektronlar olması lazım. Pozitif yüklü elektronları insanlar ilk başta proton zannediyorlar. Ama değil. Çünkü protonun kütlesi elektronun kütlesinden 1860 defa daha ağır. O zaman nerede bu parçacık? İşte 1932 yılında positron dediğimiz parçacık. Yani pozitif yüklü elektron ya da elektronun antimaddesi bulunuyor. Tabii antimadde çok şey bir kavram. İnsanları ürküten. Çünkü maddeyle antimadde birleşince karı delik olacak denen işte Söndeki deneyler sırasında bunu çok sık gördük basında, popüler basında. Pozitronun bulunması yetmiyor. Nötronun da bulunması gerekiyor. 1932 yılında Chadwick, nötronu da bulunca quantum mekaniğin parlak sayfalarını kapatabiliriz 1932 yılında. Ondan sonrası artık mühendislik. Çünkü teori her şeyiyle dört dört bir teori ve tamamlanıyor. Yani Dirac denklemini buraya yazmadım. Seyircileri kaçırmayalım diye. Ama Dirac denklemi bize her şeyi anlatıyor. Yani biz o denklem sayesinde bütün dünyayı değiştirmeye yola çıkıyoruz ondan sonra. Macera o şekilde gelişiyor.
Dolayısıyla ilk başta size şeyi anlatmaya çalıştım. Yani quantum fikri nedir? Quantum fikri nasıl bizi etkileyecek onu ikinci kısımda anlatmaya gayret edeceğim. Bir de quantum ne değildir diye isterseniz bakalım. Biraz eğlenceli olsun. 5 numaralı slide gidersek. Bu gördükleriniz quantum değil. Yani burada görüyorsunuz işte quantum teorisi felsefe ve tanrı, quantum düşünce
sistemi. Quantum yoga aslında güzel gözüküyor ama yani quantum düşünce tekniği filan bunlar bütün kitapçılarda satılıyor. Bundan birkaç yıl önce ben kitapçıya Ankara’da meşhur kitapçı var oraya girdim. Kızılay’da. Dostlar kitap evinde ismini de vereyim. Bu kitapları görünce dedim ki ya neden quantum mekanik bilenler yazmıyor da anlatmıyor da şeyler anlatıyor. Şimdi
quantum mekanik deyince Türkiye’de bunu benden çok iyi bilen en azından bir düzine adam var. Ben de zaten bütün quantum mekanikleri Ortadoğu’da öğrendim. Yani Metin Gürses. Ortadoğu teknik üniversitesi. Evet. Ortadoğu teknik üniversitesi de Metin Gürses’den, Metin Turgut’tan, Abdül İbrahim’den. Bunlar muhteşem insanlar. Yani benim öğrendiğim onların bildiğinin yüzde biri filan. Fakat bütün hayatım boyunca ben bunu kullanabildim. Yani aramızdaki belki tek fark o. Benim gittiğim
laboratuvar iki numaralı slida bakabilirsek ya. Dünyada önde gelen sayılı laboratuvarlardan bir tanesi. Burası beş bin kişinin çalıştığı. Enrico Fermi tarafından 1946 yılında kurulmuş bir laboratuvar. Amerika’da aynı Almanya’da olduğu gibi Fransa’da olduğu gibi ulusal laboratuvarlar var. Yani Almanya’da işte Max Planck, Helmholtz grubu, ondan sonra Fraunhofer grubu. Her birinin fonksiyonları
farklı ama bu gruplar milyarlarca dolar parayı her sene yatırabilecek güçte yüz bine yakın insanın çalıştığı. Amerika’da da bunlara ulusal laboratuvar diyoruz. Ben buraya, burayı aslında Orta Doğu’da öğrenciyken duymuştum bu laboratuvarın adını. Argon. Evet, Argon denmesinin sebebi de Fransızca dikkat ettiğiniz gibi isim. Illinois’ın ilk şeyleri gelip de sömürgeleştirenler Fransızlar. Fransa’nın Belçika sınırında Argon ormanları vardır. Bu ormanlar çok meşhur olduğu için oradaki ağaçlara da çok benzediği için bizim oradaki ağaçlar. Oraya Argon denemişler. İsim kalmış. Aslında bizim 10 kilometre ilerimizde Fermi laboratuvarı var ama Fermi burayı kurmuş orayı değil. Yani ilginç bir şey. Fermi’den söz açılmışken 1932 yılında bir olayı atladım. O da Neutrino’nun bulunması. Törük olarak. Çünkü Neutrino benim öğrencilik yaptığım
sıllı yıllarda parçacık olarak, teorik olarak vardı ama kendisini bilmiyorduk. Neutrino küçük Neutron demek. Yani İtalyancı’da bir şey. Neutroncuk. Neutroncuk diyelim. Evet. Şimdi bu Neutronlar, bu parçacıklar 2000’li yıllarda görülür hale geldi. 2020 yıllarda ise askeri teknolojinin önemli bir noktası haline geldi. Bu İran’la yapılan nükleer anlaşmanın özünde İran’a gitmeden nükleer reaktör
çalışıyor mu, çalışmıyor mu? Bunu tespit edelim. Yollarından bir tanesi Neutrino. Bunu 500 kilometre öteden de yapabilirsiniz. Çünkü Neutrino’lar yerin altından hiçbir şeye uğramadan soğunuma uğramadan geçebiliyorlar. Evet. Yani daha henüz değinmedik kuantum ekonomi ekonomik şeylerden ama aynı zamanda askeri stratejik önemi de olan bir dal. Yani bunu da ihmal etmememiz lazım. Şimdi
geriye gidersek 9 numaralı slide’a bir bakalım. Burada çok ilginç bir şey görüyoruz. Bu Nasr-i Karal liseyi lisede fen okuyan herkes bu prizmanın ne yaptığını rahatlıkla anlayacaktır. Yani onu albüm kapağı atsandım hocam. Şimdi bu deney yapıldığı sırada insanlar çok şaşırıyorlar. Diyorlar ki görmediğimiz o beyaz renkle gösterdiğimiz ama aslında görmediğimiz ışıktan gördüğümüz
bir şey çıkıyor. Nedir bu gördüğümüz bir şey? Işın ruhu çıkıyor deniyor. Yani spektra demek bir şeyin içindeki ruh demek. Işın ruhunu çıkaran bir prizmadan söz ediyoruz. İnsanlar bunu kavramakta çok zorlanıyorlar ve bunu vücutlarındaki şeytanı da benzetiyorlar. Yani şeytan içime girdi ben o yüzden bu suçu işledim diyen aslında spektral savunma yapıyor.
Ve bu meşhur Amerika’daki bir şey vardır. Meşhur cadı avı vardır. Orada bu çok sıklıkla kullanılan bir defans. Biz burada ne görüyoruz? Biz burada kırmızı ışığın mavi ışıktan ya da mor ışıktan farklı olduğunu görüyoruz. Çünkü aynı şekilde kırınım göstermiyor prizmenin içine girdiğine. Dalga boyu farklı. Dalga boyu farklı. Nitekim dikkat ederseniz
kırmızı biraz daha uzun. Daha uzun. Mor daha. Bu gördüğünüz. Frekansa aynı mı? Frekansa aynı mı? Frekansa aynı çünkü ışık hızıyla gidiyor. Hayır frekansları da farklı. Tam tersine. Zaten frekans farklı olduğu için dalga boyu farklı. Bu ışık bizim gördüğümüz normal elektromanyetik spektrumun yani yüz binde biri bile değil. Demek ki bizim görmemiz sadece gözümüzle sınırlarsak dünyanın büyük bir kısmını göremiyoruz. Nitekim radyo dalgalarıyla astronomi ya da X ışınlarıyla astronomi ya da gama ışınlarıyla astronomi dediğimiz zaman işte Hubble var, Max Verthel, Kepler var filan. Bunların hepsinin içinde değişik dalga boyu var. Farklı dalga boyunun görecek gördüğünüz gibi kuantum işe yaramaya başladı. Yani artık gözlem yapmakta kullanıyoruz kuantumu. Çünkü biliyoruz ışığın özelliklerini. O yüzden astronominin kuantum mekaniye
olan katkısı çok büyüktür. Kuantum mekaniye de astronomiye olan katkısı çok büyüktür. Bunlar birbirini besleyen. Mesela diyeceksiniz bir örnek verin CCD dediğimiz yani CCD diye yazdığımız dedektörler. Eskiden bizim dijital teles şeylerde o kullanılıyordu. Kameralarda. 2000’li yıllardan sonra değişti kullanılan şey teknoloji. Bu teknolojiler hem tıp alanında görüntüleme açısından çok önemli. Hem de astronomi gibi alanlarda bize çok fazla şey sağlıyor. Bilgi sağlıyor. Hocam peki şimdi bunun kullanım yerlerinde genç eklem arası mı var? Şunu sorayım sonra eklem arası edelim. Kuantum mekaniye aslında çok kafa karışan şeyden bir tanesi. Şurada falan filan bir taraf ama IPR paradoxu diye bir şey var. Evet. Yani maddenin birbirinden bağımsız birbiriyle haberleşmesi. Yani orada böyle birinden böyle işin içine bir garip boyut geliyor. Yani sanki evren bir bütünmüş gibi. Bütün maddeler bir bütünmüş gibi. Erine göre biz her şey tek bir şeymiş gibi bir şey çıkıyor ortaya. Nedir IPR paradoxu? Yani kelime anlamı sormak için. Bu birazcık kuantumdan relativiteye atlamış olduk orada hemen. Ama şunu belirtelim. Işık giderken ışık hızıyla. Eğer onun üzerinde deney yapıyorsanız ve bu ışığı böldükten sonra
birinin üzerinde deney yapıyorsanız ötekinin haber alması. Aynı zamanda buna karşı çıkıyor biliyorsunuz ilk başta. Uzaktan etki anlamıyor. Anlamıyor. Kıpırdamı lenmiyor. Fakat bu etki ne zaman bu etkinin olduğunu anlıyoruz. O iki foton tekrar birleştiği zaman anlıyoruz. Daha önce anlamıyoruz. Buna interferans diyoruz. Yani interferometre dediğimiz nitekim ışık hızının ilk ölçülmesi de Michael’s’ın tarafından interferometrik yöntemlerle oluyor. Interferometre de kullanılan quantum kavramı şudur. İki asker düşünün. Aynı boyda aynı ayak şeyleri aynı, adımları aynı. Zamanlamaları da çok güzel. Rap rap rap rap rap rap gidiyorlar. Yüz metrede gitseler o rap rap devam ediyor. Biz diyoruz ki o zaman… Birbirine ayrılsalar ve birbirini hiç görmeseler o arada devam ediyor. Hem öyle hem de diyoruz ki biz bunlar eş evreli. Ben de bu kelimeyi bugün öğrendim. Zafer
Gedi’yi burada anayım. Ben coherence kelimesinin Türkçe’de anlamını bugün öğrendim. Eş evreli ya da eş fazlı diyelim. Eğer bu iki asker bir santim kısa olsun ayağı ya da adımı bir müddet sonra bunlar tamamen birbirinden hiç alakası olmayan adımlar atacak. Aynı şeyi keman için düşünün. Bir orkestrada kemanlar eş zamanlı çalamıyorlarsa
bir müddet sonra o semfone olmaktan çıkıyor. Yani demek ki orkestra iyi. Evet yani onu söylemek istemedim. Dolayısıyla buradan şunu anlıyoruz. Eğer fotonlar birbiriyle bir şeyde bulunacaksa bu ancak onların eş evreli olduğu döneme ait. Eş evreli olmak ise mesela lazerler çok uzun yüz kilometre elli kilometre eş evreli giden ya da coherent giden lazerler var bugün. Bunlar ne kadar dalga boyu birbirine yakınsa o kadar uzun. Bu uzunlamasına olan bir de bir dalga mesela demin ki prismada gördüğümüz gibi ışıkları biz ayırdık birbirinden. İki dalga boyu vardı ve birbirinden ayırdık. İleride tekrar birleştireceğiz. Ama arada tekine dokunuyoruz. O zaman işte birleştirdiğinde diyor ki birisi buna dokunmuş çünkü ben artık coherent değilim onunla diyor. Bu eş evrenin kaybolması olayı quantum kriptolojinin özünü oluşturuyor. Yani quantum kriptoloji dediğimiz bilgiyi yükleyip de iki ayrı kanaldan gönderip sonra da birine dokunuldu mu dokunulmadı mı kavramı ve Çinliler bu konuda şu anda en öndeler. Çin Bilim Akademisi Başkanı bundan iki yıl kadar önceydi galiba. Uzaydaki bir uydu aracılığıyla Avrupa Bilim Akademisi Başkanı ile kriptolaşmış yani quantum kripto haline getirilmiş bilgiyle bir
temas kurdular. Tabii Amerika bunu görünce burada biraz geri kalmış olduğunu fark edince birkaç milyar dolarla quantum girişimini başlattı. Ve ben bu konuda herkes için Bilim Teknoloji Dergisi bir yazı yazmıştım. Bir buçuk iki yıl kadar önce. Mesela o yazıyı yazarken de kendimi aslında biraz suçlu hissediyorum. Çünkü benden daha iyi bilen çok kişi var burada bu konuları. Keşke onlarla birlikte gelip yazabilsek
ya da onlar da öncülük etseler, onlar da görev alpsalar bu konuda. Çünkü toplum bu konuda bilgiye ihtiyacı var. Yani eğer siz insanlara fiziğin, kimyanın, matematiğin, biyolojinin, tarihin, hatta hatta yabancı dillerin iyi öğrenilmesi ve bunun uygulamaya konduğunda para getirecek, ekonomiyi canlandıracak bilgiler olduğunu hissettirirseniz, insanlar geliyorlar ve öğreniyorlar ve çaba gösteriyorlar.
Bu hissi yaratmanın yolu da bu konuları sık sık konuşmak. O yüzden programınız için de teşekkür ediyorum size.
Ben bir seyrediyorum size. Bir ara vereyim sonra devam edelim. Kuantum mekaniği ile. Hocam size garip bir soru sorabilir miyim? Buyurun. Bildiğimizi nasıl biliyoruz?
Evet aslında önemli bir konu bu. Çünkü birçok şeyi bildiğimize göre nasıl bildiğimizi de bilmemiz lazım. Yani şahane bir cümle olacak. Şeye benzedi. Bildiğimiz bildiklerimiz var, bir de bilmediğimiz bildiklerimiz var, bir de bilmediğimiz bilmediklerimiz var. Dolayısıyla. Şimdi 36 numaralı slide’a gidersek eğer. 36. Evet.
Burada çok önemli insanlar var. En yukarıda hepimizin hastaneye gittiğinde kullandığımız Wilhelm Röntgen. 1895 yılında X ışınlarını keşfeden ve ilk kez kullanan Alman bilim adamı. Aradan 20 yıl geçince Max von Laue diye bir teori fizikçi, elektromayetizmadan anlayan, elektromayet dalgalardan anlayan. Bu X ışınlarının maddenin içine girdiğinde ne yaptığını matematiksel olarak çözen muhteşem bir paper var 1914’de. Son gördüğümüz aşağıdaki karede ise bir baba oğul. İkisi de Nobel ödülü alan aynı yıl. Basit bir denkleme indiren yani Max von Laue’nin kompleks denklemlerini çok basit bir birinci dereceden denkleme indiren baba oğul Wilhelm ve Lawrence Bragg.
Eğer Braggler bugün bu patentleselerdi bu denkleme ve buradan para kazanıyor olsalardı. Bildiğimiz her şeyi bunlara verecektik demektir. Nasıl mesela kompütürü kullandığımızda Bill Gates’e para veriyorsak bunu da verecektik. Burada ne var deniyor ki ışın dalga boyu yani lambda dediğimiz ışın dalga boyu atomlar arasındaki mesafe ile doğru orantılıdır. Ve bu orantıda bir açıyla verilir kırılma açısı dediğimiz açıyla verilir.
Bunu niye gösterdim? Burada iki tane şey gizli bir tanesi sağ üst köşede olayın gizli kahramanı 1913 yılında çekilmiş bu resim. Henry Mosley, Henry Mosley bir İngiliz genç bilim adamı ve bir grafik çiziyor. Bu çizdiği grafik dünya grafik tarihinde en iyi üç grafikten birisi olarak adlandırılır. Bir sonraki 37 numaraya bakarsak aslında bunu da göreceğiz.
Biraz kompleksdir bunu kullanırken biraz tereddüt ettim ama yine de göstermeye karar verdim. Ekranın sol tarafında yani eksen sol yukarıdan aşağı inen eksen bildiğimiz numaralar 1, 2, 3, 4, 5 diye giden integer rakamlar. Sağ tarafı x ekseninde ise çıkan x ışınların dalga boyunun kare kökü var. Birinci denklem diyor ki bu çıkan ışıkların frekansı ya da dalga boyu kare kökü z dediğimiz atom numarasıyla bağlantılıdır. Yani biz burada atomların birbirinden ayırt edecek bütün bilgiye sahip oluyoruz. Saygı oluruz. Evet. Nitekim burada kuantum nerede diyeceksiniz bir sonraki slide bakalım 38’e. Burada kuantum şu gördüğünüz enerji seviyeleri.
Bu enerji seviyelerinin her atom için ayrı olması ve hiç değişmemesi bize kuantumun hediye ettiği bir bilgi. Eğer biz o dalga denklenenlerini doğru dürüst çözemeseydik bu enerji seviyelerine hesap edemezdik. Bu enerji seviyelerinin o atomlara karakteristik olduğunu da bulamazdık. Peki bunu nerede kullanacağız? Bundan birkaç yıl önce Bilim Bakanı ile birlikte Almanya’da Berlin’de Adlersof diye bir bilim parkına gittik.
10 bin kişinin çalıştığı falan büyük bir yer. Bize orada briefing sırasında Adlersof’un direktörü dedi ki benim kapıma birisi gelir dedi bu sabah. Elinde bir küçük metal, stand. Kalbimize taktığımız stand. Bu standın üzerine ben zaman içinde vereceği doku direncini yenecek ilaç koydum. Bu enerjinin içinde potasyum var.
Bu potasyum sahiden bunun yüzeyinde var mı yok mu ben bunu bilmek istiyorum. Varsa ne kadar var yoksa yok. Ben bunu yarına kadar öğrenmek istiyorum. Direktör bize şunu söyledi. Eğer ben ekonomik bir güç yaratacaksam bu soruya bir gün içinde cevap vereyim. Nasıl verecek? İşte bu gördüğümüz potasyumun denklemlerine gideceğiz. Bakacağız çünkü bizden önce bunu yüzlerce defa çalışılmış çözülmüş ve bir spektrum alacağız. Kütle spektrometresi mi bu? Yok kütle değil dalga spektrometresi. Kütlede dediğiniz gibi kütlesi ağırlığını ölçüyoruz. Burada ise dalga boyunu ölçüyoruz. Kütlede yapabilmemiz için bir yerde eritmemiz lazım. Bozmamız lazım. Biz bu bozmadan sadece yüzeyindeki dalga bağlı yapalım. Dalga boyuna bakarak ne olduğunu bu ürün içinde. Şimdi bu standın bir kilosu bir milyar dolardan fazla. Yani dünyanın en pahalı kilo başına baktığınız zaman en pahalı üretilmiş ürünü stand.
Standlar neden yapılıyor? Pastanla çelikten yapılıyor. Bir de cobalt chrome dediğimiz malzemeden yapılıyor. Bunun bir de plastik olanları var. Yani illa da standlar sadece küçük bir damarı değil büyük damarları açıp. Boğun damarları açabiliyor. Demek stand teknolojisinde biz aslında quantum mekaniği her gün kullanmak zorundayız. Keza. Hocam bir şey söyleyeceğim. Önce lafını kestim. Demin Mozile’nin mezarı nerededir?
Mozile’nin mezarı teşekkür ederim Çanakkale’de. Mozile’yi bize karşı İngiliz ordusuna girip de heyecanla 23 yaşındayken 27 yaşındayken pardon. Heyecanla gelip yeni zellandalıların arasına karışıyor. Mısır’a gittiğini, Rutherford bunu haber alıyor. Atomi ilk parçalayan bilim adamı Wilhelm Rutherford. Ve derhal onu ordudan siliyor.
Onun üzerine Bahriye’ye giriyor. Yani kara ordusunda görev alamayınca Bahriye’ye giriyor. Takmış asker olmayı kafaya. Evet. Çünkü yeni zellanda da ilk defa yeni zellanda millet bilinci uyanıyor o yıllarda. Ve zannediyorlar ki Mısır’a gidecekler. Yola çıkıyorlar. Gemiler yön değiştiriyor. O zaman Mozile annesine yazıyor. Mısır’a değil Çanakkale’ye gidiyormuşuz diye. Ve çıktığı gün vurulup öldürülüyor. 27 yaşında. Ve de öldürüldüğü sırada yanında da demin gösterdiğim baba oğul Bragg’leri.
Hem baba oğul Bragg’lerin üçüncü olan, doktor olan oğlu Robert Bragg var. O da aynı mezarlıkta gömülü. Hangi mezar olduğunu bilmiyor musunuz? Çanakkale’de böyle bir bilim insanları mezarlıyor var. Var evet. E biliyorsunuz Atatürk Çanakkale’de gömülü bütün insanları… Türk vatandaşı ilan etti. Onları bizim bağrımıza gömülmüş kişiler ilan ettiler. Bizim evlatlarımız dediler. O yüzden umarım günün birinde Türk Fizik Derneği ya da bir kanunla Mozile’yi bir Türk vatandaşı ilan ederiz. Çünkü benim gördüğüm kadarıyla topraklarımızda gömülü önemli fizikçilerden belki de en önemlisi diyebiliriz. Yani bizim bir parçamız aslında Mozile’yi. Mozile bu spektral teorisini yayınladıktan sonra o sene Nobel alacaktı. Eğer ölmeseydi söylenen o ki o sene Nobel alacaktı.
Şimdi 1.39’a bakarsak… 1.39’dan sonra veremezler mi Nobel’i? Hayır. Nobel’in özelliği o yaşayan insanlara veriliyor. Şimdi burada bir yeni rakam var. Ama dikkat ederseniz sol tarafta elementlerin numaraları ve isimleri var. Ve buna karşılık gelen bütün dalga boyları K, L, M diye isimlendiriyoruz biz bunları. Bütün dalga boyları var. Ben bu tablo, elimde aldığım zaman bu tabloyu X işinleri spektrumuna bakıp derhal karar verebilirim burada ne var diye.
Evet. Nitekim maalesef slid’i koymayı unuttum. Bundan 20 yıl kadar önce Antakya’dan çıkıp da Üniversite Chicago’nun Oriental Müzesi’ne giden siz de orada bulundunuz. Bir bronz heykeller var. Bunlar 5000 yıllık dünyanın ilk bronz heykelleri. Anadolu’dan çıkma. Bu heykellerden birisinin ayağı kırık. Bir gün beni aradılar. Ben tatil günüydü. Dediler ki bunun ayağında ne var? Biz bunu bulmak için getirdik Argon’a. Sen de geleceksin.
Nasıl yapacağız? Bizim elimizde büyük bir cihaz var. Üç numaralı slid’e bakarsak. Üç arkadaşlar. Bu bir X işinleri makinesi. Adı ileri foton kaynağı ya da advanced photon source. 1995 yılında kuruldu. Ben buranın 1984’teki ilk post okuyduğum. Yani burada çalışan en genç bilim adamı bendim. Şimdi tabii değilim artık ama hala aynı yerde çalışıyorum.
Bir tek fark genç değilim. Burası aynı anda 70 tane deney istasyonuna X işini üreten bir elektron hızlandırıcısı. Biz bunu bir benzerini Ankara Üniversitesi’nde de kurmak istiyoruz. Yani böyle bir projemiz de var. Tarla diye bir projemiz var. Evet. Kuruluyor mu o? Evet. Tarlanın ilk embriyosunu kurduk. Bir serbest elektron gazeri. Kırmızı ışık ötesinde çalışacak ama teknoloji gelişiyor şu anda.
Buraya geldim ben ve baktım gazeteciler herkes dolmuş yani. Öyle bir yerde deney yapmanıza imkan yok. Ben siz yemeğe gidin hepiniz dedim. Yemeğe gidin gelince ben size ne olduğunu söylerim. Ve derhal o kaynak yapılan yerde kurşun olduğunu gördük. Bu ne demek?
5.000 yıl önce insanlar kaynak yapmak için iki metalin erime derecesinden daha az düşük derecede erimesi olan bir metali akıl etmişler. Bunu teknolojisine geliştirmişler ve uygulamışlar. Bunu hiçbir zarar vermeden heykele birkaç dakika içinde bulabilmeniz mümkün. İşte bildiğimizi böyle biliyoruz. Yani Henry Moseley’nin bize öğrettiği dalga boyları bize aynı zamanda neyin nerede olduğunu. Çünkü 150 tane element var. 120’si diyelim cağ sık gözlenen ama bir kısmı daha henüz ismi verilmemiş elementler var. Bu elementlerin yüzlerce izotopu var bazıların. 50’den fazla izotopu var. Bu izotoplar 3500-4000 tane izotop. Bu izotopların hepsinin kuantum seviyelerinin hesap edilmesi lazım. Ki izotopa dayalı kıp yapabilelim. İzotopa dayalı eklim ısınmasını bulabilelim. Dolayısıyla kuantum mekanik 100 yıl içinde binlerce ama binlerce tezin ana teorisini oluşturmuş. O yüzden kuantum mekanik’in önemi oradan geliyor. Yani sadece bir düşünce akımından ibaret değil. Aynı anda bir harekete yol açmış. İşte nükleer enerji diyoruz. Nükleer bomba diyoruz. Dünyanın çeyresini değiştirmiş.
Nasıl olmuş bu? Atomu parçalamayı öğrenmişiz. Sadece parçalamayı öğrenmek değil. İçinde neler var? Bunları öğrenmişiz. 100 yıla baktığınız zaman çok küçük bir dilim insanlık tarihinde. Fakat başarılar inanılmaz cırıcıda fazla. O yüzden ben yani kuantum mekanik öğrenip de kullanma şansına sahip bir bilim adamı olarak kendimi çok şanslı bir dönemde yaşamış hissediyorum.
Çünkü o tövriyi yapanlar hakikaten çok cefa çekmişler. Bunu kabul ettirebilmek için çok ciddi yollardan geçmişler. Hocam bir şey merak ederim. Şöyle deriz Fatih. Bu ne aptalca bir soru demişsin ama sorunun aptalcası olmadığı düşünüyorum. Demiri, burada bir çakmak alsam, demir alsam, ısıtsam kırmızı oluyor. Biraz alsam beyaz oluyor. Her metal farklı renklere dönüyor, farklı ısılarda. Bunun kuantumda bir alakası var mıdır? Tabii. İçindeki fononların sonunda yaydığı dalga boyları… Değişmeye başlıyor….bize değişme başlıyor ve dalga boyu değiştikçe farklı görüyoruz. Nitekim 1000’e sonra çok soğuk gelmeseler göremiyoruz ama infrared kamerada görebiliyoruz. Çok sıcakken çok parlak geliyor gözümüze. Çünkü gözümüzün algıladığı mor ötesine geçiyor. Onu da spektrometrelerle görüyoruz. Yani aslında ısıtılan maddeyi biz rahatlıkla görüyoruz. Nitekim bugün infrared’e dayalı askeri teknoloji tamamen onun eseri. Peki hocam, buradan soruyu sor. Karantlık madde ışımasının… Karantlık madde ışıması kuantum mekaniğin doğmasında önemli bir rol öğrenmiştir. 1901 yılında Plank bunu bize anlattığı zaman şunu diyor. Çıkan dalga boyu sıcaklıkla orantılıdır diyor. Dalga boylarının dağılımı. Nitekim biz onu kullanarak bugün deney yapıyoruz. Lazerlerle iki tane elmasın ortasında basınç altında demiri ısıtıyoruz 4000 dereceye. 4000 dereceye geleni nasıl buluyoruz? Çıkan dalga boyunun spektrometrede analizini yaparak. Niye yapıyoruz bunu? Çünkü dünyanın merkezine gittiğiniz zaman…
Demirin sıcaklığı ki dünyanın merkezinde biliyorsunuz metal demir var, katı. Birazcık merkezden uzaklaştığınız zaman sıvı demir var. Nitekim bugün şey patladığı zaman valkanlar oradan gelen magmadan gelen sıvı patlıyor. Bu demirin dünyanın merkezindeki sıcaklığı 6500 derece. Basıncıda 3,5 milyon atmosfer. 3,5 milyon atmosfer. Evet 3,5 milyon atmosfer.
Bugün bu koşulları laboratörde yaratıp kendi laboratörümda, benim laboratörümda… O demirin içindeki ses hızını size söyleyebiliriz. Peki diyeceksiniz bunun ne önemi var? Şimdi dünyadaki yüzeyden başlayıp indiğiniz zaman hem sıcaklık hem basınç arttığı için yoğunluk da artıyor. Diyelim ki Pakistan bir mükleer bomba patlattı. Ve diyor ki ben 3,5 kilotonluk bir bomba patlattım. Hindistan da diyor. Bunun öyle olup olmadığını nasıl bulacağız?
Oradaki… Sismograflardan gelen bilgiye bakacağız. Ama sismografdaki gelen bilgi neye dayanıyor? O katmanlardan gelen sesin hızının bilindiğine dayanıyor. Ama bunun deneyse olarak bulunması lazım. Biz mesela bu deneyleri dünyada ilk öncülük eden, yapan ve halen de yapmakta devam eden küçük bir grubuz. Argon’da. Evet. Yaptığımız işlerden önemli işlerden bir tanesi de odur. Dolayısıyla dediğim gibi ben kandil mekaniği her gün kullanıyorum.
Arzın merkezindeki yoğun demir içerisinde sesin hızı nedir? 13 kilometre 14 kilometreye kadar çıkıyor. Saniyede. Saniyede. Yani normal hızının… Evet. 3-4 misliğine çıkıyor. 3000 civarında, 3000 metre civarında saniyede. Yeryüzünde yani normal atmosfer. Havada hava atmosferi değil. Saniyede 3-4 misliğinde değil midir? O sesin havadaki hızı. Havadaki hızı. Metallerin içinde daha hızlı gidiyor. 3500 civarında gidiyor.
Tabii ses hızı… Şuradaki demirde 3500. Evet. Fakat ses… Yerin altında… 13.000’e kadar. 13.000. Sesin hızı iki şekilde gidiyor. Hem compression dediğimiz dalgalarla gidiyor hem de yüzeydeki shear dalgalarıyla gidiyor. Dolayısıyla ikisi arasında aslında 3 misli fark var. Yani shear dalgaları çok yavaş geliyor. Compression dalgaları çok çabuk geliyor.
Nitekim depremden sonraki sismograflara bakarsanız önce gelen ve sonra gelen dalgalar vardır. Önce ve artışlı işte P veya S dediğimiz. Dolayısıyla biliyoruz. Fakat bu tabii şunu getiriyor. Dünyanın merkezinde demir var. Anladık da sadece demir mi var? Hidrojen var mı? Karbon var mı? Oksijen var mı? Silisiyum var mı? Var. Her yaptığımız deneyde var sonucu çıkıyor. Nasıl yapıyorsun bu deneyleri?
Bunun deneyi için ben tam 45 yılımı verdim. Yani 45 yıldır üzerinde konuştuğum konu bu. Üzerinde çalıştım. Bana ekmeği mi yediğim konu? 1961 yılında 27 yaşında Nobel ödülü alan bir Alman var. Rudolf Mössbauer. Bu adam bir nükleer fizikçi. Ama ilginç bir şey buluyor, etki buluyor. Ve bu etki 1961’de Nobel’e yolaştı. 78 yılında bana hocam, Otdi’de doktoruya başladığım sene hiç açılmamış bir kutu verdi. Ve bunun içinde bu spektrometre var. Al bunu çalıştır dedim. Benim onu çalıştırmam ve öğrenmem işte 45 yılımı aldı. Ama bu gamma ray spektroskopisini dünyada en iyi uygulayan kişilerden biri olduğumu biliyorum. Yani benim meslektaşlarım da bunu söylüyor. Ve bunun yapılacağı 4 yer var.
Bir tanesi de demin göstereyim şu arka planda gördüğümüz ileri foton kaynağı. Çünkü buranın gücü yetiyor buna. Bu kaynak senede 200 milyon dolar civarında para gerektiriyor çalıştırmak için. Kurmak için ise 1 milyar dolar civarında bir para gerekiyor. Ve aşağı yukarı 750’ye yakın çok kalifiye, mühendis, teknisyen ve bilim adamı gerekiyor böyle bir şeyi kurmak için.
Bizim Türkiye’de bunu böyle bir şey kurabilmemiz önümüzdeki 50 yıl içinde bana biraz zor gibi geliyor. Tam 30 yıldır ben Türkiye’ye geliyorum bu iş için kullanılması için. Hakikaten bizi aşıyor. Yani bunu ancak bir uluslararası proje olarak belki ortaklaşa yapabiliriz ama… Bunlardan dünyada 30… Mesela bunu Avrupa Birliği ülkelerin ortaklaşa kullanacağı ürün… Evet biz bunu Ürdün’de yaptık bakın. Burada yapamadık ama Ürdün’de, Amman’da yaptık bunu. Amman’da var mı bunda? Var.
1999 yılında beni içinde bulunmadığım bir ortamda Paris’te böyle bir görev verdiler bana. Dediler ki bu Berlin’deki bizim yer değiştireceğimiz ama kullanamadığımız hızlandırıcı alıp Ankara’ya götürür müsün? Ben bunu yapmak istedim. Olmadı. O zaman Ürdün Kralı yeni kral olmuştu. Ürdün Kralı’na gittik. Söyledik böyle böyle bir şey diye. Çağırdı 5 milyon dolar para verdi bize o gün.
Bir de bir üniversitenin kampusunu verdi. Buyurun dedi. Buyurun yapın. Yalnız ben her sene 1 milyondan 1 milyon dolardan daha fazla para veremem dedi. Biz bunun 100 milyon dolar civarında olacağını biliyorduk. Bunları biz bütün Avrupa merkezlerinden donation olarak yani… Bağış. Bağış olarak bir kısmını, bir kısmını para olarak aldık. Ve aynı zamanda da güneş enerjisiyle çalışan ilk sinkrotronu yaptık. Ve bugün Türkiye Burayalı’nın üyesidir.
Atomeriksel Komisyonu sağ olsun onlar düzgün bir şekilde götürüyorlar o işi. Türkiye’den aşağı yukarı 18-20 grup her sene buraya deney yapmaya gidiyor. Ve çok da iyi makarları yayınlıyorlar. Böyle bir şeyin Türkiye’de olması tabii çok arzu edilir. Böyle bir projede var. Tarla projesi öncülüğünü yapıyoruz şu anda. Ama maalesef yatırımın hızı ve derinliği arzu edilir düzeyde değil. Evet. Şimdi bir de izninizle birkaç konu daha var benim aklımda. Tabi. Bir tanesi malzeme biliminin doğuşu. Kuantumekanik ve malzeme biliminin doğuşu. Ona değinmek istiyorum. Eğer biz elektronların madde içinde ne yaptığını anlamamış olsaydık bugün yarı iletken yapamazdık. Yani yarı iletken dediğimiz teknoloji… Bilgisayar. Bilgisayar, telefon, televizyon. Akvazane gelirse. Ne gelirse var. 1947 yılında Bell laboratuvarları dediğimiz, AT&T Bell laboratuvarları dediğimiz yerde Törük üç tane fizikçi var. Bardeen Cooper ve Shockley. Bunlar bir olay gözlemliyorlar. Bir eklem var. Yarı iletken bir eklem var.
Elektronlar bazen geçiyor bazen geçmiyor. Bunu araştırıp detaylarıyla baktığı zaman 25 numaralı sılayda gidersek ya. 25 arkadaşlarım. Baktığımız zaman bir diyottan olduğunu görüyoruz. Yani yukarıda bir küçük elektrik ve henüz arkadaşlarımız hemen onu anlayacaklar diyot olduğunu. Bazen elektron geçiyor bazen geçmiyor. Diyorlar ki biz bunu istek üzerine yapabilir miyiz? Yani arzu ettiğimiz zaman geçsin bazen geçmiş.
Ne zaman geçer miska verir? Geçerse bir kalırsa sıfır işte şeyin memorinin doğuşu ve işlemcinin doğuşu böyle oluyor. 1957 yılında yapılan yarı iletken diyottan bir cihaz yapmanız mümkün değil. Çok büyük çünkü. Bununla uğraşıyorlar uğraşıyorlar fakat bir türlü arzu ettikleri düzeye getiremiyorlar.
1957 yılında bir Mısırlı Kahire’de üniversitede elektrik mühendisliği okuyup da, pardon makina mühendisliği okuyup da Purdue Üniversitesi’ne, Indiana’da doktoruya gelen bir Mısırlı Muhammed Attala. Muhammed çok fazla gazların dinamiğini çalışmış doktora tezinde. Bakıyor ki bu eklemlerde oksit oluşmuş. Oksit oluşunca oksitler biliyorsunuz yarı iletken değil, yalıtkan. Dolayısıyla elektronlar bir yerden bir yere atlamakta zorluk çekiyorlar. Dolayısıyla cihazın da verimliliği çok düşük. Bu bu problemi çalışıyor ve 60 yılında çözünce bir anda SIMOS dediğimiz yani complementary metal oxide, oksit yarı iletken. İlk SIMOS’u yapıyorlar. Aradan 50 yıl geçiyor 1961, 2021 değil mi 50 yıl geçiyor.
Bugün 10 üzeri 24 tane yani Avogadro sayısı kadar SIMOS üretiyoruz. 60 yıl. 60 yılda şu anda dünyada en çok tekrar edilip üretilen cihaz SIMOS. Çünkü bütün her tarafta bunu kullanıyoruz. Şu kamerada, şu ekranda, o ekranda bu bilgisayar da bu telefonda.
Bize hediyesi. Nitekim aynı adam Fairchild semikondaktörü kuran. Hewlett Packard dediğimiz bu HP kompütürlerinin elektronik bölümünü kuran kişi de aynı kişidir. Muhammed Attağla. Çok başarılı bir göçmen. Yani Amerika’nın tarihinde önemli bir yer almış bir göçmen. Bunun için söyledim. Semikontum mekanik burada var biliyorsunuz.
Yani yarı iletkenin çalışmasını anlatabilmemizin tek çaresi quantum mekaniğe başvurmak. Çünkü bu enerji seviyeleri olmasa ve o seviyelerin çalışmamış olsaydık. İşte o gösterdiğim yüzlerce kitap. Demin kütüphanede onları bilmiyor olmasaydı o teknoloji yaratmamıza imkan yok. Bugün 3 nanometre 4 nanometre düzeyinde junction yapıyoruz. Yani eklem yapıyoruz.
İlk başta bunlar yapılır ki 60’lı yıllarda milimetre sonra mikron düzeyindeydi. Şimdi nanometre düzeyinde. Ne demek aynı alana biz koyduğumuz şey. O yüzden her aldığımız 3 senede 5 senede aldığımız kompütür bir öncekine göre süper kompütür gibi. Telefonlar bu kadar da. Evet. Demek ki biz quantum mekaniği alıp bir mühendislik fabrikası haline getirip buradan ekonomik çıkar sağlamışız.
Hocam onu soracağım zaten. Bu quantum mekaniği hayatta nelerde kullanıyoruz diye soracağım ona ama daha… Bir kaç kez söylememde yarar var. Quantum mekanik bugün dünya ekonomisinin yarısından fazlasını üretiyor. Bunu ben söylemiyorum. Bunu Avrupa Fizik Derneği bağımsız bir denetleme şirketine bunu hesap ettirdi. Baya ciddi paralar verdiler. 3-4 sene bunu konuştular. Amerikalılar da Ulusal Akademide bu konuya önem veriyor.
Ve hakikaten bu şaka değil. Yani quantum mekanik siz bugün yola çıksanız bir yere gidemezsiniz. GPS’iniz kayıp, iletişim şeyleriniz kayıp. Öyle bir hayat yok artık değişti. Otomobilin çalıştığında bilgisayar çalışmayacak, otomobilinizin GPS’i çalışmayacak, göstergeleri büyüklüğe çalışmayacak. Çocuğunuz bile akşam eve gittiğinizde kızacak bu niye çalışmıyor benim iPad’im diye. O düzeye geldi artık. Bütün bunlar quantum ile ilgili yani. Bütün bunların hepsi quantum.
Galiba sağlık sıhhat alındı da çok önemli. Evet sağlığa bakalım. Bu da güzel bir konu aslında. 14 numaralı slidem. 14 arkadaşlar. Şimdi demin şeyden bahsetmiştik hatırlarsanız pozitronun keşfi. Evet. Dedik çok önemli bir keşif. Neden? 19 numaralı fluorine atomu yani 18 normalde izotopu var 19.
110 dakikada bir çözülüyor. Radioaktif çözülmeye uğruyor. 110 dakikada bir. 110 dakikada bir yarısı kayboluyor. Yani var olanların yarısı kayboluyor. Bu fluor izotopunun güzel tarafı şu. Hidroksillere çok çabuk bağlanabiliyor. Hidroksillere bağladığımız zaman biz bunu ilaç haline getirebiliyoruz. Ya da teşhis için kullanabiliyoruz. Sizi bir hasta olarak bunu injekte ediyorlar vücudunuza. Kanserli hücrenin olduğu yere gidince yavaşlıyor ve orada kalıyor bir müddet. Nereden biliyor? Çünkü kanserli hücrenin doku yoğunluğu şeyden farklı. Diğer etrafındaki dokulardan farklı. Bunu pozitron oradayken yayınıyor. Yani pozitronun çünkü belli bir enerjisi var. Ve biz bunu görebiliyoruz. Sayaşlarımız var. Eğer biz bu sayaşları 3 boyutlu yaparsak o zaman nerede olduğunu da buluyoruz. Doktor diyor ki sizin 2 santimlik bir tümör gördüm göğsünüzde. Bunu takip almak zorundayız. Yani oraya zerk ettiği flordioksiglukozun oradaki ışığın kanserli hücrenin yoğunluğuyla farklı etkileşiminden yaydığı ışığından orada kanser hücuru alınıyor. Bir tedavi başlatıyor size. Kemoterapi olabilir, başka tedavi olabilir. Bir ay sonra gel tekrar çıkacağım diyor. Bir yıl sonra gel tekrar çıkacağım diyor. Bir müddet sonra sizin ilerledi mi büyüdü mü, küçüldü mü tedaviye cevap verdiniz mi bunu biliyorsunuz. Buna PET scan diyoruz. Bunun değişmiş çok ileri düzeyleri de var. Fakat burada gördüğünüz gibi bir nükleer çözünüm var. Bu kuantum mekanik. Pozitron var. Pozitronun nasıl yoğun dedekt edeceğimizi yani göreceğimiz bir kuantum mekanik dedektörü. Dolayısıyla bunlar olmadan pozitron emission tomografiden yaralanmamız mümkün değil. Kesa, manyetik rezonans MR çektiriyor. Orada mı var? MR neye dayanıyor? MR bir hidrojen atomu iki parçacıktan oluşuyor. Nötronu yok. Protonu var, elektronu var. Elektron girdiği zaman bağlıyor, ortada bir tek proton kalıyor. Protonlar bizim fermiyon dediğimiz döngü momenti yarım olan parçacıklar. Biliyoruz bunu. Bir manyetik alan içine girdiğinde biz bunların nasıl eğimli olarak döndüğünü de biliyoruz.
Frekansını da biliyoruz. Hangi frekansla döndüğünü de biliyoruz. Her dokuda, her bulunduğu ortamda farklı bir frekans gösteriyor. Biz bu frekansı dışarıdan radyo dalgalarıyla kontrol edebiliriz. Eğer bu radyo dalgalarını bütün vücudumuzu yayacak şekilde görüntüleme sistemine çevirebilirsek,
o zaman protondan bir imaj alabiliriz. Nitekim bugün hasta olarak girdiğiniz zaman bu aletin içine çok büyük bir gürültüyle karşılaşırsınız. Evet, dolandoğundan dolandoğundan dolandoğundan dolandoğundan. Çünkü o dönen radyo frekans dedektörünün bütün şeyi kaplamak istemesinden dolayı çok sayıda var ve dönüyor bunlar. Şimdi MR teknolojisi neye dayanıyor?
Süper iletken teknolojisine dayanıyor. Çünkü süper iletken olmadan 7 teslalık manyetik alan yaratamıyorsunuz. 7 teslalık manyetik alan yaratmak için içinde niyobium metali olan, niyobium titanyum ya da niyobium kalay olan tellerden yapılmış bir mıntı katısının uzun olması lazım ki sıvı helium sıcaklığına indirdiğiniz zaman,
yani eksi 269 dereceye indirdiğiniz zaman direncini kaybediyor. Direncini kaybetmesi yine bir kuantum olayı. Elektronlar dirençsiz bir şekilde istediğiniz kadar yıllarca kalabilir o şeyin içinde, devrenin içinde. Yeter ki soğuk tutun. Bu elektronların yarattığı manyetik alan bize o hidrojen atomunun hangi frekansda döneceğini bulmamıza yardımcı oluyor.
Fakat her hastanenin gücü yok sıvı helium alacak. Yani Türkiye’de birkaç yerde sıvı helium deneyi yapan fizik bölümü var. Her hastanenin bunu uzak yerlerde çölde, ormanlık alanlarda, uzak mecralarda nasıl yapacaksınız? Onun üzerine mühendisler diyorlar ki ya biz bunu 1 milimetre çözünürlükte olmasın, 2 milimetre çözünürlükte olsun ama biz bunun alanını düşürelim. 7 tesladan 1 tesleye, 1 tesladan 1 teslanı bindir mikro tesleye kadar düşürüyorlar.
Ve nitekim bugün 3. Dünya ülkelerinde, Brezilya falan gibi böyle çok uzak büyük memleketlerde düşük frekanslı, düşük manyetik alanlı MR cihazları yapılıyor. Aynı sonucu oluyor mu? Aynı kesinlikle? Hayır. Ama birçok diagnostik yapmamız için yeterli. Yani her şey 1 milimetre, yarım milimetrede ölçülmek zorunda değil. Doktor için önemli olan onu görebilmesi. Görebildiği anda çünkü kendi kontrolünü altına alabiliyor.
Yani… Bu bildiğimiz büyük 7 teslalık MR’ların şey… Milimetre civarında. Milimetre civarında. Daha aşağı inmiyor yani. İner. Kullandığınız görüntüleme teknolojisindeki, kullandığınız komputura bağlı 1. Onu yapan adamın software’ine bağlı 2. Ha, iner yani. Tabii, tabii. Yani bunların hepsi şu anda gelişmekte olan teknolojiler bitmiş değil. Nitekim Siemens gibi, General Electric gibi, Hitachi gibi dünya devleri, tıp alanında da büyük dünya devleri.
Tabii, tabii. Bunlar da yapıyorlar. GE gibi. Yani kuantum mekaniğin bugün, günümüze girmediği bir alan yok. Her alanda… MR’ı da biz kuantum mekaniğin sayesinde ve özellikle de hidrojen atomunun ölmesi sayesinde bilebiliyoruz. Ölmesi sayesinde bilebiliyoruz. Yani daha doğrusu hidrojen atomunun elektronunu kaybettiğinde, geriye kalan protonun sayesinde biz nerede ne oluyor görebiliyoruz. Peki hocam, fermiyon nedir diye soruyorlar hemen.
Fermiyon, dünyada iki cins parçacık var. Fermiyonlar ve Bozonlar. Yani şey gibi, demokratlar ve cumhuriyetçiler gibi. Bozonlar Maxwell Boltzmann istatistiğine uyuyorlar. Bozon ne demek? Bunlar verilmiş isimler. Yani fermiyon, işte Fermi’nin istatistik olarak bu parçacıkları tarif etmesinden geliyor.
Boze bir Hindistanlı fizikçi. Boze-Einstein paper makalesi vardır. Boze aslında çok böyle formal eğitimi de olmayan bir adam olmasına harbiden çok müthiş zeki bir adam yazıyor. Einstein’a yolluyor bütün çözümlerini ve Bozon dediğimiz parçacıklar aynı enerji seviyesinde çok sayıda bulunabilirler.
Ama protonlar, elektronlar gibi fermiyon olanlar ise aynı enerji seviyesinde ancak döngü momentleri birbirine tersse iki tane olabilir. O yüzden fermiyonlar, demin gösterdiğim o enerji seviyelerine kafamıza göre elektron koyamıyoruz. Hani Moseley’in şeyin diagramını gösterdim ya, oradaki enerji seviyelerinin her birinin kaç elektron alacağı o seviyenin döngü momentine bağlı.
Bunu da fermi gösterdiği için fermi fermiyon diyoruz. Bütün dünyadaki parçacıkları bu iki kademede alabiliriz. Bozonlar ve fermiyon. Higgs bozonunun diğer bozonadan farkı ne? Benim çok iyi bilmediğim bir konuda girdiniz ama sadece şu kadarını söyleyeyim. Higgs bozonu bize şunu sağladı. Protonun içindeki quarkların kütlesini toplarsanız, protonun kütlesinin çok küçük bir yüzdesini oluşturuyor. Geriye kalan ağırlık Higgs bozonunun enerjiden maddeye dönüşmüş. Yani aslında maddeyi Higgs bozonuna bölüştürüyor. Yoksa her şey dalga boyu olacakken bunun maddeye dönüşmesini Higgs bozonuna sağladı. Yoksa bu masa dalga boyu olarak kalacaktı. Biz de burayı tılamayacaktık. Üstüne hiz, telefonu koyamayacaktık. Konuşamayacaktık. Hiçbir şey olmayacaktık. Evet. Yani evreni biz Higgs bozonuna mı borçluyuz? Hayır sadece ona değil. Evren yani Big Bang dediğimiz bu büyük patlama. Hayır sonrasında o enerjiyi maddeye çeviren.
Yani mesela hidrojen atomundan helium’ın olması, helium’dan litium’un olması, litium’dan azot, oksijen, karbon olması, onlardan demir, bakır olması, onlardan işte plutonium, uranyum olması gibi çok büyük bir şeyden geçiyor. Kaskay’den geçiyor ve onun sayesinde biz bugünkü yaşadığımız dünya var. Bunu da nasıl biliyoruz? Kuantum mekanik sayesinde biliyoruz. Bir konu daha var. İsterseniz ona da değinmek istiyorum izninizle.
Şimdi aslında bir diyorum ama birden fazla kusura bakmayın. Josephson eklemi diye bir şey var. Brian Josephson bir dahi. 1962 yılında çok genç yaşlı Nobel üdülü alan bir İngiliz. Kaç yaşı dalmış? Tam bu Nobel üdülü verildiği tarih 1962’de tam o sıradaki yaşını bilmiyorum ama çok genç olması lazım. Şuradan biliyorum onu.
57 yılında Mesbauer makalesini yayınlayınca Josephson İngiltere’deki Harwell laboratörüne bir mektup yolluyor. Diyor ki bu makale doğru olmakla birlikte eksik. Dolayısıyla bu eksikliği ben gideriyorum diye yarım sayfalık bir physical review letters dediğimiz dünyanın en iyi fizik dergisinde yarım sayfalık bir makal yayınlıyor. Bunun üzerine Harwell’in direktörü arıyor. Diyor ki gelip bu adamı alalım, gelelim bir konuşma yapsın madem İngiliz.
Yani biz de tanımıyoruz. Telefon açıyorlar. Diyorlar ki işte nasıl geleceğim oraya diyor. Diyorlar nasıl arabaya binip geleceksin. Benim ehliyetim yok ki diyor. Yaşı tutmuyor. Yaşı tutmuyor diyor. Nerede okuyorsun? Lisede okuyorum diyor. Öyle bir adam. Fakat Josephson bir eklem yarattı. İki tane süper iletken, ortada da bir yalıtkan. Bu iki süper iletken ve yalıtkanı bir araya getirdiğiniz zaman eğer yalıtkanın boyutunu ayarlayabilirseniz doğru dürüst hiç akım vermeden bunun içinde elektronlar akmaya başlıyor. Yani hiç voltaj uygulamıyorsunuz. Kendiliğinden elektron alın. Buna Josephson etkisi diyoruz. Bugünkü quantum computerların en fazla ümit veren, qubit dediğimiz, yani işlem yapacak olan, fonksiyon görecek olan yüzeyi budur.
Hocam en çok merak eden konuda bir tane soru. Quantum bilgisayar nedir ve nasıl çalışacak? Ne farkı olacak diye soruyor. Evet. Quantum bilgisayarlar 0-1 yerine çok sonsuz derecede aynı junctionda yani aynı eklemde sonsuz derecede işlem yapabilen bir bilgisayar. Bir yöntem. Bunu yapmanın değişikliği. Ne demek bu hocam? Tamam biraz daha insanların alınacağı değil.
Şimdi demin şeyden bahsettik. Sıfırla birden bahsettik. Diyotlarda. Bir diyot düşünün ki sadece sıfır ve bir değil, sıfır, sıfır nokta, bir sıfır noktaki sıfır nokta üç alsın. Sadece bunu almakla kalmasın. Buna imaginary dediğimiz yani kompleks sayılarda olduğu gibi bir de yeni bir boyut ekleyelim.
Yani sıfır sıfır, sıfır bir, bir bir, sıfır iki, bir iki gibi bir birden bir top düşünün yani bunun yüzeyine her birine aynı noktada işlem yaptığımızı düşünelim. Bunlar ne bilir birbirinden ayırt edebiliriz. Aynı yerde yaptığımız için elektronla hareket etmediği için ısınmıyor. Yani en büyük problemi, kompütürlerdeki en büyük problem transport sırasında kaybettiğimiz vakit ve de ısınma. Bu ikisini de çözmüş oluyoruz. Evet şimdi bunu bu kubit programlama işi Türkiye’de de yapılıyor. Yani bugün gidin Sabancı Üniversitesi’ne öğretiyorlar bunu ders olarak veriyorlar. Dünyanın birçok üniversitesinde kubit programlama dersi var. Peki kim yapıyor bunu? Şu anda bu kompütürleri IBM yapıyor. Şu anda yapılıyor bu kompütürler? Tabii IBM yapıyor 100 kubitlik kısmını halka açtı. Yani isteyen meraklısı olan gidip bugün programını yazıp submit edebilir IBM’e ve online.
Yani ve çözdürebilirsiniz. Fakat çok ilginç bu konu o kadar ilgi toplamış ki dünyada hangi problemi şey yaparsanız yapın. Bu şu tarihte yapılmıştır diye bir cevap alıyorsunuz. Yani çünkü birisi sizden önce mutlaka onu düşünmüş yapmaya başlamış. Josephson Junction dediğim gibi en fazla ümit veren yöntem bu. Bunun dışında da başka yöntemler de var. IBM çalışıyor, Apple çalışıyor, Amazon çalışıyor, Google çalışıyor.
Şu anda işleyen ve büyük, oranda işlemeyi yapabilen bir… Nitekim bu kompütürlerin en önemli özelliği klasik kompütürlerin yapamadığı bir işlemi ne zaman yapacaktı? Yani buna quantum supremacy diyoruz. Quantum üstünlüğü. Geçen sene quantum kompütürlerin normal süper kompütürden üstün olduğunu gösterdiler. Nasıl gösterdiler? Aynı çok zor bir problemi kim daha önce çözecekler gösterdiler. Ne kadar farkı çözdüler? 45 günlük problemi birkaç dakikada çözdüler.
Normal bilgisayarın 45 günlük problemini quantum bilgisayarı birkaç dakikada çözdüler. Quantum supremacy’nin daha başlangıcındayız bugün. Ve quantum bu teknolojiyle diyelim ki GPS’i alalım. Bugün siz evinizin bir odasından başka bir odasına gidin.
Üzerinizde cep telefonu olsun bilinir. Yarın öbür gün eşinizi öptüğünüzü düşünün o da bilinecek. Çünkü aynı oda iki tane telefon var ve bunlar… Bize yaklaşacaklar. Demek ki eşimizi öperken telefonu öperken çözüyorsun. Dikkat edeceksiniz. Bu eşini öpenler için değil de eşinden başkasını öpenler için sorulur. O da öpücük bir soru. O daha öpücük olabilir. O kadar da ben yorumda bulunacağım. Eşiniz diyor çünkü. Benim de.
Şimdi quantum kompütürler neden önemli? Çünkü yaratacağı değer aynı birinci bilişim devriminde yaratılacak değer kadar büyük. O nedenle de bu konuda deneysel olarak çalışmak ve teorik olarak çalışmak çok önemli. Türkiye’de deneysel olarak bugün Sabancı Üniversitesi’nde yapanlar var.
Bu Josephson Junction’ları çok güzel yapanlar var. Fakat çok cılız. Yani yapan kişi çok iyi. Argon’dan geldi bir arkadaşımız. Yılmaz Şimşek. Yapılan yer çok güzel. Yani laboratuvarlar güzel, her şey güzel. Ama bunun gibi on tane, yüz tane olması lazım ki bir ekonomik değer üretebilirim. Öbür türlü yine gidip kompütürü alacağız, yine yalvaracağız. Bize de verin diye alacağız. İki sene önceki teknolojiyle belki kullanacağız. Yani yaratıcı olmak, ön planda olmak teknolojide kazandırıyor. Arkadan gelmen hiç… Onun için de fazla alanda fazla kişinin bunun üzerine çalışması lazım. Yani sadece Sabancı Üniversitesi bütün üniversitelerde bununla ilgili laboratuvarlar, bununla ilgili çalışan bilim insanı olmalı ki ortaya kayda değer ve bir süre sonra ekonomik değer üretecek bir bilgim gibi çalışıyor.
Tabii. Yani mesela bugün herkes araba yapıyor ama herkes Toyota gibi yapmıyor, Honda gibi yapamıyor. Neden? Çünkü onu yıllar içinde o kadar mükemmel hale getirmiş ki kâr edebilecek durumda yapıyor. Kâr edemediğiniz zaman fazla bir kıymeti yok. Dolayısıyla quantum mekanin öyle bir boyutu da var. Bunda bir yeri gelmiş.
Peki quantum mekaninin malzeme bilimindeki yeri nedir hocam? Çünkü biz burada daha önce malzeme biliminde konuştuk ama bu kadar dinlemesi yok. Quantum meselesinin içerisine onu sokmamıştık. Malzeme geliştirme de nedir quantum mekaninde? Ben hem malzeme bilimi doktoran var hem de fizikçiyim yani öyle bir ilginç şey. Ben malzeme bilimci olarak OTTÜ’ye başladım.
Metodolojist olarak başladım. Fakat bitirdikten sonra anladım ki fizik bilmeden bir yere gidilmiyor. Onun üzerine ben kendi kendime 3 sene gittim OTTÜ Fizikte. Çok da değerli hocalar vardı o sırada. Hâlâ da varlar. Onların sayesinde birazcık adam olmayı öğrendik. Şimdi malzeme bilimi 1950’lerde birkaç yerde başlıyor. Bir tanesi General Electric dediğimiz, Scenecta de New York’ta.
Bir tanesi MIT dediğimiz, Massachusetts Institute of Technology. Ben MIT’ye gittiğim zaman merak ettim. Bunun nereden başlamış bu diye oradaki hocalarla konuşurken dediler ki bak gel biz sana gösterelim. MIT çok alan açısından küçük bir yerdi. Dolayısıyla oda sıkıntısı müthiş bir oda sıkıntısı var. Yani hiç kimse tek başına bir odada çalışamıyor. Yanda da bir hangar gibi bir yer var. Hiç kimse yok çünkü terk edilmiş bir endüstriyel bir bina.
O binayı alıyorlar, rehabilite ediyorlar ve diyorlar ki kimyacı mı geldi oraya yollayın. Elektrikçi mi geldi oraya yollayın. Biyolog mu geldi oraya yollayın. Bu koridor uzun bir koridor ve orada herkes var. Biyolog da var, kimyacı da var. Ama daha henüz multidisciplin kavramı yok. O koridorda mı çıktı o kavram yoksa? Evet, kuantumcular. Bakıyorlar, biri siyiri iletkilerine uğraşıyor. Biyolog diyor ki ben de bundan yaralanabilirim.
İşte bir kasa akım verdiğimde onun gelilmesini ölçmek istiyorum. Orada bir fizikçi var ölçme yapan. Gidip oradan öğreneyim bunu nasıl yapıldığını. Gelip öğrenmeyi gelip ben de yapayım diye. Biyologlar kendilerine göre bir şekilde geliştiriyorlar. Bir tanesi diyor ki benim elimde proteinler var. Siz X çınarı kırınımı diye bir şey yapıyorsunuz. İsterseniz o slayda hemen bakalım. Kırk numaralı slayda bakabilirsen. Kırk ayda, son slayda.
Şimdi burada yukarıda sol üst köşede dalgalar geliyorlar ve atomlara, kırmızı noktalara atom diye düşünün. Kırmızı noktalara çarpıyorlar ve bir girişim oluyor. Bu girişimin sonunda açıya bağlı olarak bazı şeyler görüyorsunuz. Yoğunluğun yüksek olduğu yani sayının yüksek olduğu pikler görüyoruz. Artık pik kalabalık şeye girdi Türkçe’ye, Covid’den sonra. Evet, zirve. Evet, evet. Şimdi sağ tarafta selenium atomunun, ince film seleniumun sıcaklığa bağlı olarak ölçümü var. Yukarıya doğru çıktıkça selenium ısınıyor. Isındıkça o pikler belirgin hale geliyor. Çünkü en alttaki selenium amorfken yani kristal yapısı yokken en üstteki selenium ise tamamen kristalleşmiş bir durumda. Bu tabii yani bu yüzey atomlarının hareketlerini biz elektroniğe çeviriyoruz. Yani buradan maddi şey üretiyoruz, yeni teknolojiler üretiyoruz. Bu kırınım olmasaydı bugün dünyadaki hiçbir maddenin Covid kristalde dahil olmak üzere hiçbir virüsün hiçbir maddenin yeni yapılan malzemenin şeyini ölçemezdik. Ne olduğunu ölçemezdik. Hatta şöyle söyleyeyim, aynı ilacı kristalleştirdiğiniz zaman suda çözünürlüğü az olduğu için ilaç şirketi gelip bize binlerce numune getiriyor. Argonan. Diyor ki bunların hangisi amorf hangisi kristal bana söyler misiniz? Bizim için çocuk oynayacağı birkaç saniye içinde yapacağımız bir deney bu. Onun için robotlara yaptırıyoruz. Yani yükleyip şeyleri bir beltin üzerine robotlara yaptırıyoruz ve artificial intelligence da cevabı veriyorlar.
Yani artık dokunmuyoruz biz bile buna. Buradan neyi anlıyoruz? Demek ki bir ilaçtan maksimum yararı sağlayabilecek olan ilaç şirketinin karlı olabilmesi için onun amorf mu kristal mi olduğunu çok çabuk öğrenmesi lazım ki ona göre. Peki bunun ilaç şirketi kendi robotuna yapamam mı? Bu hızda yapamıyor. Yani mesela bin tane yapmış bunu bize yolluyor geceleyin ertesi gün biz sonucunu yolluyoruz onlara. Ve buradan para alıyorsunuz.
Yani çok yani eğer yayınlamayacaklarsa komik derecede küçük bir ücret karşılığı yapılıyor. Yayınlayacaklarsa bedava. Yani öyle bir kullanım politikası var. Bütün dünyada da bu böyledir. Yani mesela Amman’da kurduğumuz tesis bedava. Para vermeden kullanıyorsunuz. Demek ki ilaç sanayi gibi yani farmakoloji gibi bir alanda bile aslında X şınarı kırınımı ve quantum mekanik olması lazım. Bu olmadan şey yapamıyoruz. Mesela bu mRNA aşılarınızda da etkin mi? Hangi aşı? mRNA aşıları var şimdi bu bir yönteyi falan. Evet şimdi o tabi şimdi o ilaçlar geliştirilirken yani o aşılar geliştirilirken binlerce proteinin yapısının çözülmesi lazım. Her proteinin içinde aşağı yukarı 40 bin 50 bine yakın atom var. Bunların nerede olduğunu bulunması lazım.
Nasıl buluyoruz? Bunu ilk defa hatırlarsanız 1952 yılında Watson ve Crick dediğimiz adamlar DNA sarmalını yani çift heliksi buldular. Nasıl buldular? X şınarı kırınımıyla yani Rosalind Franklin’in laboratörüne girip gece yarısı bakarak oradan gördüler bunun çift heliksi olduğunu.
1951 yılında mioglobinin yapısı da çözüldü. İlk proteinin çözümü yapılan ilk protein Max Perutz mioglobindir. 61 yılına kadar hiç yeni bir protein çözülmedi 61 yılında hemoglobin çözüldü iki tane demir atomlu olan. Bugün protein data bank diye bir yer var PDB izleyiciler girip bakabilirler pdb.org diye. PDB her sene PDB.org. Evet PDB.org. Bugün her sene PDB aşağı yukarı 100 binin üzerinde kristal yapısı gönderiliyor. Nereden geliyor bunlar? Yüzde 98’i synkrotronlardan demin gösterdiğim X ışınları makinalarından geliyor. Yüzde ikisi cryo elektron mikroskop dediğimiz soğuk elektron mikroskoplardan geliyor.
Covidler eğer bu elektron mikroskop ve X ışınları yapan tesisler geçen sene kapalı olsaydı Covid’e biz bugün aşı geliştirmemiş olacaktık. Çünkü binlerce target kimyasal var aday var. Ama bunlar bu ilaçlar gelip girmesi için sterik olarak yer alması lazım.
Yani virüsün üzerinde ilacın gelip girebileceği mekanik bir alan lazım. O olmadan kataliz olmuyor. O zaman olmadan kimyasal reaksiyon olmuyor. O zaman da bir işe yaramıyor. Bunu her defasında kimyasal reaksiyonu yapıp yıllar sürüyor. 15-20 sene sürüyor. Yani bu yüzden bu aşılar daha hızlı bulundu. Geçmişin aşılarına olanlar. Tabii. Ve nitekim bu alanda her sene, yani iki senede yeni bir Nobel ödülü çıkıyor. Yani ya tıp ya kimya alanında yeni Nobel ödülleri veriliyor. Çünkü bir devrim bu. Yani kolay bir şey değil. 50 bin tane atomun nerede olduğunu bulmak. Bunu nasıl buluyoruz? İşte içine seleniumu özel bir yere koyuyoruz. Seleniumun dalga boyunu Henry Moseley’den ötürü bildiğimiz için onun önünde ve arkasında deney yapıp aradaki farktan atomların önünde mi, arkada mı olduğunu buluyoruz. Onu üç boyutlu hale canlandırıyoruz. Ondan sonra da ne başlıyor? Kuantum molekülür dinamik başlıyor. Yani biz sadece nerede olduğunu değil, aynı zamanda hangi hareketi yapacağını da buluyoruz. Yani kuantum makinesi hem tanıda hem fonksiyonda bize şey sağlıyor, bilgi sağlıyor. O bilgileri olmadan… Hocam büyük bir şehvetle anlatıyorsunuz. Öyle gerçekten. Çünkü içindesiniz… Şaşırdım yani. Muazzam bir anlatımımı zaten. İçindesiniz. Yani ben günümüz, sabah başlıyorum. Akşama kadar belki 10 tane makale okuyorum. Belki 15 tane deney yapıyorum. Yani ofisimle deney istasyonum arasında benim 50 metrelik bir mesafe var. Ve bunu her cumartesi, pazar gözden geçiriyorum. Yani haftada 7 gün çalışan birisi için içine girdiğiniz zaman şey gibi, yüzücü gibi yani şeyden çıkmak istemiyorsunuz. Havuzdan çıkmak istemiyorsunuz. Çünkü orada hayat buluyorum ben. O yüzden de çok şey… Mutluyum yani. Bir işimden çok. Çok belli hocam. Evet. Çok belli. Siz dinleyinken biz de mutluyuz. Bir ara vereyim. Sonra kuantum ve artefiş yapay zeka, artefiş interneti, AI bağlantısı nedir? Bunlar nasıl bir gelişime yol açar? Konuşalım mı? Tabii tabii. Bahsedebiliriz. Hiçbir sakıncası yok. Tamam. Benim çok böyle uzmanlık alanım oldu bir an. Ama görüşlerim var benim o konuda.
Tamam hocam. Aradan sonra konuşuruz. Hocam şimdi malzeme bir de başlıyor. Geride kaldı. Aslında ben biraz da aldığında da atlattım.
Malzeme bir deyince insanlar daha fazla uzay gemilerinde kullanan birtakım şeyleri, motorlarda kullanan parçaları… Yok ısıya dayanıklı, yüksek ısıda bilmem, yenleşmesi düşük falan filan gibi. Ama bunun dışında hiç aklımızda olmayan birtakım şeyler çıkıyor orada. Evet. Mesela LED diye bir şey var. Küt diye bir şey çıkıyor. Organik LED. O ne falan diyorsunuz. Bunu duyduğumda ben bununla ilgili geliştimi yapan mühendislerle konuşuyorum. Japon mühendisleri diyor ki bu bulduk ama yani. Herhalde bu bir 20 sene falan daha sonra olur diyorlar. Sonra iki sene sonra vitrinde OLED televizyon görüyor. Nasıl yürüyor bu işler? Ve bununla kuantumun bir alakası var mı? 34 numaralı slayda bakalım isterseniz. 34 arkadaşlar. Nasıl yürüdüğü hakkında bir fikrimiz olması için.
Demin şeyden bahsetmiştik. Muhammed Attaala’dan ve MOSFET, yani CMOS’tan hatırlarsanız. Ortada ben her 10 yılda bir yapılan gelişmeyi gösterdim. 10 mikron 1971 yılında. 10 yıl geçmiş, 1981’e geldiğimizde 1 mikrona inmiş. 10 yıl sonra 0.350 mikron ya da 350 nanometre inmiş. Bir 10 yıl sonra 130 nanometre inmiş. Bir 10 yıl sonra 22 nanometre inmiş.
Bir 10 yıl sonra 3 nanometre inmiş. Bundan sonra iner mi? Inmez. Inmez mi artık? Inmez. Neden? Çünkü 3 nanometreden sonra o kuantum kuyularındaki elektronlar kendi kafalarına göre duvarı delip geçecekler. Buna quantum tunneling diyoruz. Yani tünel açıp geçecek. Tünel açtığı anda olay bitmiş demektir. Demek ki… Kullanamaz hale giriyor. Evet. Demek ki 71’den 2020’e kadar, 50 sene içinde biz bu yolu tüketmişiz. Oraya dayandık. Sonunda geldi. Oraya dayandık. Tükettik. Başka bir şey bulmamız lazım. İşte kubit ihtiyacı buradan doğuyor. Yani sadece bitle yürümüyor iş. Moors law dediğimiz yani Moors kanunu burada gördüğümüz gibi sona eriyor. Bunu yaparken burada makine mühendislerinin, elektrik mühendislerinin, kimya mühendislerinin, malzeme mühendislerinin hepsinin rolü var.
Fizikçilerin, hepsinin teori yapan ve çalışı yapan, deney yapan herkesin rolü var. Hatta, hatta bürokratların da rolü var. Yani bu işe para yatıran, kaynak ayıran, yol veren, bana destek olan, avukatların rolü var, patent problemlerini çözen. Yani bu olay öyle bir giriş… Komplext bir iş yani. Tabii yani işte industrial patent mesela kanunları özellikle uluslararası olduğu için.
Çünkü Samsung Kore’de bir teknoloji geliştirdiği zaman bunu Amerika’da nasıl geçerli sayacak? Ya da Amerika, Hewlett Packard bir şey geliştirdiği zaman ya da Intel. Bunu Çin’e nasıl kabul ettirecek? O yüzden aralarda davalar oluyor. İşte Apple’ın da varayı bilmem ne. Tabii yani quantum hukuku mesela bugün… Quantum hukuku diye bir hukuk var. Var tabii. Çünkü yeni bir alana giriyoruz. Nasıl mesela bitcoin’a üç sene önce, dört sene önce eğer hukuku düzenlemeleri yapılmış olsaydı,
bugün bazı karşılaştığımız sorunlarla karşılaşmayacaktık. Demek ki hazırlıklı olmak lazım. Quantum hukuku, quantum sosyolojisi. Yani quantum’un girmediği bir alan kalmıyor. Ama bazen doğru ama bazen yanlış. Yanlış olduğunu da şöyle anlıyoruz. Demin konuşmamızın başında şey demiştim. Japonya’daki bir elektronla İtalya’daki bir elektron aynı. Ama bir Japon da bir İtalya aynı değil. Yani aynı probleme farklı cevap veriyorlar.
Quantum’un özelliği, kullandığınız makine hep aynı cevabı veriyor. Yani attığınız zaman elektronları bir kutunun içine hep aynı sonucu almak zorundasınız. Makineyi çalıştırın. Bu olmadan quantum teknolojisini uygulamak zor. Ama hukuk gibi alanlarda gerçekten quantum hukuku bence önem kazanıyor. Bir bu noktaya değinmek istedim. Bir de OLED ile ilgili bir şey söyleyeyim. Şimdi ışık saçan diyotlar. LED. Evet. Mesela 32 numaralı slayla bakarsak. 32 arkadaşlar. Bunlar artık kompleks hale geliyor. Yani bu yaptığımız basit diyotlar giderek şuna şu ekleyeyim. Buna şöyle bir junction koyayım, ekleme yapayım. Buna şöyle bir uygulama yaparsam quantum kuyusu, quantum kuyuları var.
Yani bu kuyuların duvarları voltaj ile belirleniyor. Genişliği de bu kuyunun genişliği de bizim elimizde teknoloji ile belirleniyor. Yani bizim kaplama teknolojimizin ne kadar gelişmiş ve kontrolün ne kadar olduğuna bağlı. Bunlara litografi diyoruz. Yani bu cihazları litografik tekniklerle yapabiliyoruz. Bu quantum kuyularının genişliğini ve kalınlığını dizayn eden yani bu süreci dizayn eden malzeme mühendisi diyor ki
bana şöyle dalga boyunda iş yapacak bir şey lazım. Bu kuyuların arasındaki mesafe daraldıkça işlem hıza artıyor. Mesela bir terabit saniye işlem yapıyoruz bugün. Yani 1000 GHz işlem yapıyoruz. Bu ne demek? Bugün sürekli gördüğümüz bir dalgayı o kadar hızla bakıyoruz ki artık parça parça görebiliyoruz. Dalganın nerede olduğunu, nasıl yaptığını. Bu aynı zamanda işlemci hızının artması demek. Bu da tabii teknoloji demek. İşlemci hızının artması, aynı komputörden çok daha fazla belirmeniz. Bu neye yol açıyor? Artık eskiden komputörün yapamaz dediği, mesela siz yolda yürürken biri sizin resminizi çekiyor. Face recognition, yüzünüzü tanıyan bir algoritmanın içine koyuyor ve sizin Fatih Altaylı olduğunuzu buluyor. Ya da siz konuşurken sizi görmese dahi sesinizi alıp analiz yapıp sizin her gün programdasınız. Sesinizin frekansları belli. Bunu artificial intelligence ile mantıklı bir hale getirmek mümkün. Yani işe yarar haline getirmek mümkün. Sadece yapabilmek değil. Buradan ekonomik değer tazanabilir miyim? Bunun bir faydası olur mu? Mesela, stock markette şeyler var. Derivativ dediğimiz, Trev satan. Bunların hepsi yüksek enerji fizikçisiydi bu Trev’leri icat edenler. Çünkü Amerika’da 93 yılında bir bilimsel facia yaşadık.
SSC dediğimiz süper kolaydır, bugünkü Sörnik’inden çok daha uzun olan 95 kilometrelik süper kolaydır. Projesi 10 milyar dolar yatırırsa iptal edildi. Burada çalışan yüzlerce çok süper zeka, bilim adamı, yüksek enerji fizikçisi işsiz kaldılar. Wall Street’e girdiler. Wall Street’e girdiler ve inanılmaz işler yaptı adamlar. Hakikaten halen de devam ediyor. Artificial intelligence filan hep bu işlerde, yani tekrar tekrar yapılan işlemlerde
insanın hamaliyetini azaltacak ve bize yol gösterecek. Mesela, hatırlarsanız bundan 10 yıl önce Google’a Fatih Altaylı yerine, Fatuh Altaylı yazsam çıkmıyor. Şimdi daha ben Fatih yazar arasında nasıl çıkıyorsunuz? Neden? Çünkü benim daha önceki aradığım noktalara bakıp, bu bunu kastediyor diye biliyor artık. Bu işte intelligence. Yani biz intelligence kazandırmış oluyoruz. Bunun çok daha ötesini alın. GPS’ten, uzaydan. Altın arıyor benim oğlum. Yani yaptığı iş o. Uzaydaki bilgiyi, uyduyu, altın aradığı bölgeyi yönlendirip neyi kullanıyor? Geographical Information Systems, GIS’i kullanıyor. GIS artık bugün üniversitelerde bir ders değil, bir bölüm olarak okutuluyor. Çünkü değer yaratıyor GIS. Örneğin Beyoğlu Belediyesi bir kanalizasyon çalışması yapacaksa nereden, nasıl yapacağını, uydudan alacağı bilgiyle yapabilir. Nitekim Türkiye’deki belediyelerin birçoğu artık GIS kullanır hale geldiler. Bunların düşünün ki hızlısını, daha yüksek çözünürlüğünü yapabilecek ve de bunu uygulayacak, kullanacak kişinin de çok da fazla üzerine bir yük olmayacak. Yani intelligent makinalar lazım.
Artificial Intelligence’ın uygulanamayacağı bir şey görmüyorum ben, alan görmüyorum. Bilim yapar mı, keşif yapar mı, duygularımız açıklar mı, onlar emin değilim o kadar. Ama mutlaka bir ekonomik katkısı olacaktır ve oluyordur şu anda da, oluyordu nitekim. Yani bunlar malzeme, bilimi demin şeyden söz ettik, karbondan söz ettik. Mesela karbon atomu çok kömür yani bizim bildiğimiz kömür.
Ama aynı karbon atomu, demin gösterdim bakibol oluyor yani top oluyor. Aynı karbon atomu bir silindir oluyor. Aynı karbon atomu bir soğan oluyor, karbon soğanları var. Sonunda geldiler bir tek katmanlı grafit, tek katmanlı. Buna grafin diyoruz. Grafin içindeki elektronlar ışık hızıyla gidiyor.
İki grafin katlamanını alıp da 10 derece kadar kaydırırsanız süper iletken oluyor. Karbon atomunu alıp hidrojenle birleştirip birazcık da içine sürfür koyup, o demin bahsettiğim yüksek basınç şeyin içine atarsanız süper iletken metal oluyor. Şimdi bana karbondan ya da hidrojenden metal olacağını 30 yıl önce kuantum mekanik söylüyordu. Ama bizim 250 gigapaskala ya da 2.5 milyon atmosfere ya da 5 milyon atmosfere çıkıp da deney yapma olanağımız olmadığı için biz bunu görmüyorduk o yıllar. Şimdi görüyoruz. Peki hocam yüksek basınç altında her şey zaten metal gibi olmuyor. Mesela hidrojenle metelleşmiyor. İşte hidrojen ama bunu göstermek 2020 yılına geldi. Yani biz hidrojenin süper iletken olacağını biliyorduk.
Ama bunu 1911 yılından beri biliyoruz ya da 1920’lerden beri. Nitekim Cornell Üniversitesi’nde Neil Ashcroft’ın 60’lı yıllarda bir makalesi var. Hala o makaleye şey yapılır. Atıfta bulunulur çünkü ilk gösteren kişi odur. Bu demek ki malzemeler, bildiğimiz konvensiyonel malzemeler karbon, hidrojen, sürfür bile inanılmaz bir şey tutuyor. Potansiyel tutuyor içinde. Bizim henüz daha keşfetmediğimiz.
Katalizm mesela. Değil mi? Bugün aldığınız arabanın önemli bir fiyatı alttaki egzozda gidiyor. Katalitik konvertör. Ne var orada? Paladyum var. Neden paladyum var da cobalt yok? Ya da demir yok? Çünkü demir çok ucuz. Şimdi binlerce insan dünyada bu konuda çalışıyor. Ben de dahil olmak üzere. Paladyumun yerine başka bir maddeyle daha uzun maddeyle. Demir olursa nasıl olacak? Bunu biz ilan ediyoruz. Diyoruz ki biz bu konuda çalışmak istiyoruz. Bizim şöyle şöyle olanaklarımız var. Yirmi kişi bize başvuruyor. Proposyalarını yolluyor, tekliflerini yollar. Bunu bir komite gözden geçiriyor. Beş tanesini seçiyor. Bunlara iki yıl boyunca deney yapma hakkı verin diyor. Biz de o bilgiyi alarak bu insanlara çalışmaya başlıyoruz. Oradan çıkan patentlerle ise? Patentlerle ise eğer Argon’a belli bir miktar para ödemek zorundalar. Ama böyle zannettiğiniz büyük paralar değil. Hatta burada size bir bilgi vereyim. Bu ulusal laboratuvarlar aslında bir anlamda devletin ekonomiyi sübvanse etmesinin dünya ticaret örgütünün kurallarına bozmadan sübvanse etmesinin en güzel yoludur. Çünkü bu değerler yaratılmasa… Yaratılmasa ülkelerin ekonomilerine katkı olmayacak. Kesinlikle. Şimdi birisi paladyum yerine orada demirden bir katalitik konvertyon etmeye başarırsa ortaya geçecek. Milyarlar dolarlardır avantajı Amerikan ekonomisi kullanacak.
Tabii. Eğer 35 numaralı slida bakarsak biz bunu Amerikan Kongresi’nde milletvekillerine göstermek için hazırlamıştık bu slaydı. Gördüğünüz gibi bir iPad. Bu iPad’in kapağını açıp içindeki bütün teknolojileri tek tek Amerikan Fizik Derneği yayınladı. Maalesef o slaydı şu anda hemen elimde yok ama bunun içinde jiroskop var. Jiroskopu kim yapıyor? Mekatronik mühendisleri yapıyor.
Nerede yapılıyor? Amerikan üniversitelerinin işte mekatronik bölümlerinde yapılıyor. Bunun içinde SIMOS var çünkü kamera var. Bunun içinde yarı iletken var. Bunun içinde litium pili var. Bu teknolojilerin tamamı zamanında ya Uğusal Bilim Kurulu, National Science Foundation, ya enerji bakanlığı, ya askeri harcamaları yapan değişik araştırma kurumları zamanında finanse etmişler bunu. Ama 10 sene, 15 sene, 20 sene boyunca finansmanı yapılmış.
Bu finansmanı alan kişiler yayınlarını yayınlamışlar, basmışlar. Her sene 100 binlerce makale çıkıyor üst düzeyli dergilerde. Ve makale sayısına Türkiye’de ilk 1000’e giren üniversite yok. Yok mu? Evet. Yani 80 tane dergi var. Nature Dergisi bunları her sene gözden geçiriyor. Bundan 4 sene önce ilk 600’e giren 4 üniversite vardı. Bu sene hiç kalmadı. İlk 900’e giren hiçbir üniversite yok. Bunu söylediğiniz zaman tabii Türkiye’deki çok değerli bilim adamları var. Bunlar çok üzülüyorlar ve size kızıyorlar. Yani niye böyle şeyler söylüyorsun diye. Fakat söylenmesi lazım. Yani üniversitelerin sadece eğitim değil, aynı zamanda… Bilim….esasisi böyle bilimsel araştırma yapan ve yayan, yayınlayan yerler olması gerekir. O konuda eksik olduğumuzu hepimiz biliyoruz aslında. Peki hocam, o LED’in ne olduğunu pek anlatamadık galiba ama… Evet. Şimdi LED dediğimiz şey yani light emitting diyor. Evet. Yine bu da Muhammed Attala’nın bir buluşu. Ne muhsırıymış bu? Bu adam öyle acayip bir Mısırlı. Biliyorsunuz Nobel ödülü olan bir Mısırlı daha var. Ahmet Zevail şu anda vefat etti ama bir saniyenin 1 milyarda 1’inin 1 milyarda 1’i kadar sürede kimyasal reaksiyonlar nasıl oluyor bunu gösterdi. İlk gösteren adam Mısırlı. Nobel’in de Mısırlı yazarı var. Evet. At the second.
Bu adam LED dediğimiz yani light emitting diode. Bu ne demek? Bir diode yapıyorsunuz, üzerinden bir akım geçiriyorsunuz ışık çıkıyor. Eğer diode alıp elinize bakarsanız benim birçok arkadaşımla her gün karşılaştığım bir olay. Ya Ercan diyorlar buradan ışık nasıl çıkıyor? Şimdi ben anlatıyorum. Bak burada kuantum kuyusu var. Bu kuyunun içinde elektronlar var. Bu elektronlar belli enerji seviyedene sahip. Bunu, bu bundan buraya düştüğü zaman ışık çıkıyor. Rengi nasıl değişiyor? Hayır diyorlar ki tamam Ercan anladık anladık da ışık nereden çıkıyor? Çünkü gözümüz siye alışmış filamanta alışmış. Onun dışında ışık üreten bir şey olduğunu bilmiyoruz. Dalga boyu nasıl değişiyor? O kuantum kuyularının dizaynını değiştirerek, boyutlarını değiştirerek. İçine koyduğunuz katman galyum nitrit koyarak. Mesela mavi. Amcam aynı anda bize o LED’den aynı anda birkaç renk alabiliyoruz şimdi mesela. Tabii çünkü o kuyular caskeyded kuyular. Öyle mi o?
Tabii yani çok sofistike o kadar sofistike ki ben girmek istemedim. Ama çok ucuz. Başka bir zaman isterseniz. Yine yaparız hocam. OLED’nin özelliği flexible olmasın. Yani bugün bir ekranı alıp kolunuza sarıp gezebilirsiniz. Şimdi Apple’ın yeni telefonu da öyle olacak. Şimdi mesela plastikten ışık yayan bir teknoloji üretmek. Bundan 20 sene önce herkesin gülüp geçtiği saçmalıyorsun dediği bir olaydı.
Şimdi bunu yenmiş olduk. Bu malzeme biliminin bir başarısıdır. Peki organik bilgisayarların ne halinde hocam? Organik bilgisayarları bilmiyorum. Yani OLED’den yapılan ya da onun gibi. Biliyorum cümlesi çok hoşuma gidiyor. Bayılıyorum. Gerçekten bilmiyorum. Tüm ülkeler herkes her şeyi biliyor. Peki şimdi bir iki bir şey sormuş izleyiciler. Bunlara da vakti. Daha burada birkaç proje yaparız. Ya da ilahi gelişinizde yaparız. Ama doğanlıklı soruyorlar mesela. Tekrar başı dönemimiz gelecek ama doğanlık parçalıkları. Doğanlık derken? Dolanık. Ha dolanıklar evet. Şimdi buna entanglement diyoruz yani quantum entanglement dediğimiz. Demin bahsetmiştim bir fotonu ikiye bölüp de üzerine bazı bilgilerle işte spin olabilir. Bir yerden geçirdikten sonra birleştirdiğiniz zaman bu iki fotonun birbirini hala hatırlıyor olması. Demek ikisin arasında bir bağ var.
Onu anlıyoruz. Entanglement dediğimiz o. Bu coherence ile ilgili bir şey. Yani eğer o fotonlar coherent olmasaydı ya da ne diyorduk coherent’e eş evriyle. Eş evriyle olmasaydı biz o entanglement olayını disentangl edemezdik. Yani o birbirine kenetlenen bilgiyi birbirinden ayırt etmemiz gerekirdi. Bu teknoloji dediğim gibi kritolojiyi ilgilendiren bir alan olduğu için belki öyle bir arkadaşı işte.
Sabancı’da çok güzel arkadaşlarımız oranlardan birikisini çıkaralım. Ben o yüzden bugün yanımda olsun istiyorlardı. Olsun. Olsun. O güzel yardım edersiniz. Torpil yaptırırsınız. Evet. Torpil yapalım sizlerle. Son bir şey daha. Interestelar filmini seyrettiniz mi? Hayır. Ha şey bu şeyin filmi. Matthew McConaughey’in. Galiba parçasını gördüm yani. Onda çok soru var. Oradaki. Maalesef. Ben science fiction hiç şey yapmıyorum kullanmıyorum.
Çok farklı bir şey. Çünkü o kadar doluyum ki fiction gerçekle. Gerçekle. Hiç kere vakit kalmıyor. Oralarda galiba science fiction da fiction. Her gün yaşıyoruz zaten. Yani 45 senede ben nerelere şahit oldum. Hangi öğrendiğimiz birçok şeyin yanlış olduğunu öğrendik. Hocam sağ olun. 2 saatimiz doldu. Daha herhalde bir 4 saat daha rahat rahat konuşurduk ama konuşurduk. Başka bir zaman. Başka bir zaman. Sizlerle arlamak çok güzeldi. Bilginin verdiği rahatlıkla çok kolay bir şekilde anlattınız. Ben buradan Otduydaki Hocalarıma bir teşekkür göndereyim. Bazıları hayatta bazıları değil ama bir de Mustafa İnanın’ı analım. Türkiye’den yetişmiş en önemli doktoralı bilim adamlarımızdandır. Benim bilim adam olmamda da çok önemli bir rol oynamıştır. Bilirsiniz Mustafa İnanın bir kitabı var. Öğuz Atay’ın kitabı var daha doğrusu. Bir bilim adamının romanı diye.
Türkiye’de aslında çok ciddi bilim adamları var. Halen de var. Tanıyoruz da kim olduklarını da biliyoruz. Keşke daha fazla birlikte çalışma olanağı yaratabilsek. Biz de ekonomik güç olsak.
Keşke.