Su neden mavidir?

Çocukluğumuzda hep şaşırmışızdır, bardaktaki su renksizken denizler, okyanuslar neden mavi veya yeşil renktedir diye. Olsa olsa gökyüzünün rengini yansıtıyorlardır diye bir çözüm bulup kendimizi rahatlatıyorduk, peki hava bulutlu olduğunda denizin rengini nasıl açıklayabiliriz? Tabiki olay bu kadar basit değil, altında harika bir fizik yatıyor. Suya asıl rengini veren, su moleküllerinin belirli dalga boylarında ışığı absorb etmesi ve ağır su moleküllerinin titreşim modlarının farklılıkları. Suyun kimyasal bileşenleri de optik özelliğini oldukça etkiliyor. Backreacktion blogunda konuyla ilgili harika bir yazı yayınlandı. Konuyu oldukça anlaşılır ve bilimsel verilerle açıklayan yazıyı okumak için aşağıdaki bağlantıdan yararlanabilirsiniz :

Water is blue..because water is blue - Backreacktion

İki Nobel ödüllüden Parçacık Fiziği

2004 yılında Nobel Fizik Ödülünü alan MIT'den Frank Wilczek'in ödül ve çalışmaları hakkında görüşlerini belirttiği bir makalesi geçtiğimiz hafta EDGE'de yayınlandı. Bir çok başarısıyla fizik çevresinde oldukça tanınan Wilczek makalesinde özellikle kendisinin geliştirdiği elektronların düşük sıcaklıklardaki umulmadık davranışlarını(anyon) hakkında detaylı bilgiler veriyor ayrıca bu araştırmaların kuantum bilgisayarlar ve kuantum elektronik adına ne gibi katkıları olacağını da gayet anlaşılır bir dille ifade ediyor. Eğer zamanınız varsa ve biraz fizik konusunda kafa yormak istiyorsanız bu uzun makaleye göz atmanızı tavsiye ederim:

Nobel Prize and After / Frank Wilczek - EDGE

İkinci olarak bu hafta CERN Courier'de bir başka Nobel ödüllü fizikçi Steven Weinberg'in parçacık fiziği ve katı hal fiziği alanlarının birbiriyle ilişkisi üzerine güzel bir makalesi yayınlandı. Parçacık fiziğinin her ne kadar indirgemeci yaklaşım ve yöntem açısından katı hal fiziğinden ayrı görünüyor olsa da iki alanın da birbirinden bir çok konuda yararlandığını belirtiyor Weinberg. Süperiletkenliğin başlangıç makalesi olarak bilinen BCS makalesinin 50. yılında yaptığı konuşmanın bir raporu olan makale iki alandaki mevcut gelişmeleri anlaşılır bir dille çok güzel özetliyor. İncelemek için aşağıdaki bağlantıdan yararlanabilirsiniz:

Fom BCS to LHC - Steven Weinberg - Cern Courier

İğnelerin gücü adına : Akupunktur

Bilim Günce'de yer vermek istediğim konulardan birisi de "Bilimsel Şüphecilik"(Skepticism). Gazetelerden, televizyonlardan hatta bir çok tanınmış "bilir kişiler"den duyduğumuz, bilimsel oldukları iddia edilen çeşitli konulara sorgulayıcı bilimsel yaklaşımın nasıl baktığını bu bölümde paylaşmaya çalışacağım. Gözlemler sonucu elde edilen veriler üzerine kurulu hipotezlerle süreçlerin test edildiği bilimsel yöntemin, herhangi bir kanıt ya da ipucunun olmadığı halde insan piskolojisini manipüle edip popülist söylemlerle doğru olduğunu ortaya koyan olay ve kavramlar merceğimiz altında olacak.

Bunlardan ilki modern batılı toplumun doğu kültürüyle harmanlanmış, tütsü kokan egzotik her kavramı sorgulamadan kabullenip içselleştirdiğinin somut göstergesi olan Akupunktur. Vücudun çeşitli yerlerine iğneler batırılarak vücütta akan bir tür fazla enerjiyi dışarı taşıdığı düşünülen alternatif bir tedavi yöntemi akupunktur. Özellikle baş ağrısı ve migren hastalarına uygulanan tedavide kullanılan yöntemlerin bilimsel olarak doğrulanmadığı biliniyor. Yanlız şöyle bir durum var ki yapılan klinik deneylerde akupunktur tedavisi uygulanan hastaların çoğunda iyileşme görülüyor. "Bu durumda, şüphelenilecek ne var?" diye sorarsanız cevabım akupunktur uygulayıcılarının kullandıklar yöntemler ile tedavi edici mekanizmaları açıklama şekilleri.

İğnelerin vücüdun sadece belirli bölgelerine batırılmalarının büyük önem taşıdığı iddia edilen akupunktur konusunda yapılan kontrollü deneyler iğnelerin tamamıyle rastgele batırıldığı hastalarda da aynı başarı yüzdesiyle iyileşme olduğunu gösteriyor. Bir de her tedavi uygulayıcısının üzerinde standart bir anlaşma sağlayamadığı kendi teknikleri olmaması da işin diğer tarafı. Burada bir sorun var gibi? Kadın programlarında saatlerce vücüdumuzun "Aku" enerji noktaları konusunda dersler veren güleç yüzlü adamlar yanılıyorlar mı? Akupunktur ile tedavilere verilen cevaplar bir tür plasebo(ilaçmış gibi verilen fonksiyonsuz madde) etkisi mi?

BBC'nin haftalık Bilim Podcast yayını "Dr Karl and Naked Scientist"de ilgimi çeken bir akupunktur araştırmaları konulu makaleden yola çıkarak biraz araştırma yaptığımızda akupunkturun her yerde "bilimsel" olarak aktarılan yöntemlerinin pek de bildiğimiz "bilimle" ilişkili olmadığını görüyoruz. (Sesli yayını dinlemek için tıklayınız - mp3)

Konuyla ilgili Skeptic Society'nin haftalık raporu eSceptic'te Harriet Hall tarafından yayınlanmış makale akupunktur'un geçmişi ve tedavi yöntemlerinin sorgulanması konusunda bir çok aydınlatıcı bilgi veriyor. İncelemenizi tavsiye ederim :

Puncturing the Acupuncture Myth -eSkeptic

Ayrıca Quantum Diaries Surviver blogunda Thomas Dorigo'nun geçen günlerde yaptığı muhteşem bir literatür taraması sonucu oluşturduğu akupunktur tedavilerinin bilimsel açıdan değerlendirildiği yazıyı mutlaka okumanızı tavsiye ederim :

Is acupuncture effective? - Quantum Diaries Survivor

Bilimin hak ettiği yer

Geçtiğimiz hafta televizyonlarda sabahtan akşama kadar Obama'yı ve başkanlık yemin törenini izledik. Obama'nın başkanlığının tüm dünya için büyük umutlar taşıdığını iddia edenler var, umarız ki öyle olur. Bizim konumuzla ilgili olarak Obama başkanlık yemini sırasında beklenmedik ve gerçekten umut verici şeyler de söyledi. Bunlardan biri : " Bilimi hak ettiği yere tekrar getireceğiz..." Bu deyişi çeşitli kesimlerde büyük yankılar buldu; uzun süredir bütçe kesintisi yaşayan bilim yatırımlarından, çevreci oluşumlara kadar bu çıkışın ne anlama geldiği ve gerçekçi olup olmadığını konuşuluyor.

Konuyla ilgili Scienceblogs.com ve SEED dergisi bir kamuoyu yoklaması başlattı ve "Bilimin hak ettiği yer"i sorgulamaya açtı. Scienceblogs yazarlarının yanında diğer bilimadamlarının da görüşlerini belirttiği projede birçok ilgi çekici fikir bulunuyor. İncelemek için aşağıdaki bağlantıyı kullanabilirsiniz :

The Rightful Place Project - ScienceBlogs

Bunun yanında NewYork Times'da Pazartesi günü yayınlanan "Elevating Science, Elevating Democracy" yazısı ile Dennis Overbye bilimin anlamını ve modern toplumumuzdaki işlevlerine değiniyor. Bilimin paylaşımcı ve yeniliklere açık olmasının demokrasi süreçlerine katkı sağladığını savunuyor. Makaleyi okumak için aşağıdaki bağlantıdan yararlanabilirsiniz

Elevating Science, Elevating Democracy (NewYork Times)

Uzun Mesafede Kuantum Işınlama

Kuantum bilgisayar dönemine gittikçe yaklaşıyoruz. Araştırmacılar bunun öncesinde fotonlar arasında kısa mesafede bilginin ışınlanmasını(quantum teleportation) başarmışlardı, yeni yayınlanan sonuçlara göre artık atomlar arasında uzun mesafelerde bilgi ışınlamasının gerçekleştirildiği belirtiliyor. Kuantum dolaşıklık (entanglement) olarak bilinen özellikten yararlanılarak gerçekleştirilen bu ışınlama tekniğinde %90 başarı elde edildi.

Kuantum ışınlama şu anda sadece atom ve atom altı parçacıklar arasında spin ve foton polarizasyonu(kutuplanması) gibi bilgilerin fiziksel bir ortam kullanılmadan gönderilmesini ifade ediyor. Sistemin altında yatan prensibi anlamak için öncelikle kuantum dolaşıklığına bir göz atmak için GökGünce'de yayınlanan "ISS'de Kuantum Deneyi" yazısının ilk bölümünü okumanızı tavsiye ederim.

Maryland ve Michigan Üniversitesi'nden araştırmacılar ışınlama için aralarında 100 metre mesafe bulunan temel enerji düzeyindeki iterbiyum atomlarını kullandılar ve lazerle ışıma yapmasını sağlayarak ışımanın renklerinden yola çıkarak atomun kuantum durumları(quantum states) elde edildi.

Araştırmanın detayları için PhysicsWorld'deki makaleyi okuyabilirsiniz :

Atoms teleport information over long distances - PhysicsWorld

Bu araştırmalar kuantum bilgisayarların geliştirilmesi için büyük önem taşıyor. Kuantum bilgisyarlar hakkında temel bilgilerin olduğu yazıya Physics Buzz'dan erişebilirsiniz :

What in the heck is "Quantum Computing" - Physics Buzz

Kral Kelebeklerin Yolculuğu

Kuzey Amerika'dan yola çıkıp yaklaşık iki ayda 2000 km yol alarak Meksika'nın 3000 metre yüksekliğindeki ormanlarına göç.. Bu olay göçmen kuşlar için söylendiğinde çok da şaşırtıcı değil ama konu kral kelebekler olduğunda şaşırmamak elde değil. Turuncu-siyah renkleri ve 10cm'ye ulaşan kanat açıklıklarıyla kelebekler arasında en görkemli görüntüye sahip bu tür, her yıl istisnasız bu uzun yolculuğa çıkıyor ve günde ortalama 80km yol alıyor.

Kas yapısı bu kadar narin olan bir canlının Meksika'ya göçü bilim adamlarını uzun süredir düşündürüyor. Şubat ayı Geo dergisinde de yer verilen kral kelebeklerin göçü konusu benim de ilgimi çekti. Göçmen kuşlar ya da diğer canlılar gibi gelişmiş bir sinir sistemine sahip olmayan on milyonlarca kelebeğin her yıl nokta vuruş bir şekilde Meksika'daki 1000 kilometrekarelik alanda buluşmaları gerçekten kafa karıştırıcı. Bu probleme çözüm arayan araştırmacılar kral kelebeklerle çeşitli deneyler gerçekleştiriyorlar. Önerilen çözümler arasında kelebeklerin Güneş'in konumuna ve manyetik alan çizgilerine duyarlı oldukları görülüyor. Yapılan kontrollü deneylerde bu etkilerin sonuçları açık bir şekilde gösterilmiş.

Fakat en kafa karıştırıcı konu ise yolculuk boyunca hava koşulları nedeniyle milyonlarca kelebeğin de telef olduğu bu göçler evrim sürecinde nasıl oluyor da tür için avantajlı bir konum elde ediyor. Bu konuda soru işaretleri hala giderilebilmiş değil.

Bu muhteşem canlıların davranışlarını yakından takip etmek için Amerika'da amatör tutkunların da katkıda bulunduğu MonarchWatch projesi her yıl bu göç hareketinin haritasını ve sonuçlarını yayınlıyor.

>Bu hafta, 27 Ocak 2009, PBS Nova kanalında yayınlanacak bir belgesel de Kral Kelebekler hakkında. Yönetmen Nick de Pencier'in kral kelebeklerin yolculuğunu takip ettiği muhteşem belgesel 28 Ocak'tan itibaren kanalın sitesinden tam program halinde izlenebilecek. (Yayın ABD dışına yapılmıyor, Ktunnel ile erişebilirsiniz) Program hakkında fikir almak için özet bir video ve yönetmen ile yapılan bir röportaja göz gezdirebilirsiniz.

Kuantum Yorumlamalarına Tepki

20.yy'da bilim adına yaşanan en büyük dervrimlerden biri olan Kuantum Fiziği, ortaya koyduğu günlük deneyimlerimizle uyuşmayan olasılıklara dayalı bir evren portresiyle kafa karıştırıyor. Kuramın ilk yapı taşlarını kendisi inşa etmesine rağmen Einstein dahi kuantum fiziğine bir türlü ısınamamış ve "Tanrı zar atmaz" diyerek fikrini belirtmiştir.

Atom ve atom altı parçacıklar ölçeğinde etkileri gözlenen kuantum fiziğinin matematiksek yorumlanmasının yanında bir de çeşitli felsefik yorumları bulunuyor: Parçacıkların aynı anda farklı yerlerde bulunması, dalga fonksiyonunun çökmesi, paralel evrenler gibi...Bir de bunların yanında popüler kültürde günümüzde sıkça rastladığımız metafizik yorumlar var ki(Kuantum benlik, kuantum düşünce vs vs...), bunlar kuramın matematiksel özünü anlamadan popülist yaklaşımlarla oluşturulmuş fikirlerden ibaret.. Bunlara hiç girmeyelim..

The Reference Frame blogunda fizikçi Luboš Motl, kuramın matematiksel önermelerinden yararlanılarak oluşturulan kavramsal yorumlamalara karşı güzel bir yazı yayınladı. Motl, Kuantum Fiziği'nin altında derin anlamlar aramanın nafile olduğunu, kuramın matematiksel olasılık temelli yaklaşımının gerçek evreni fazlasıyla betimlediğini iddia ediyor. Aşağıdaki bağlantıdan yazıya erişebilirsiniz:

Anti-quantum Zeal - The Reference Frame

Kuantum Fiziği'nin kavranmasının neden bu kadar güç olduğuna dair bir yazı da zamanında Physics and Physicist blogunda yayınlanmıştı, ona da göz atabilirsiniz:

Why is Quantum Mechanics so Difficult - Physics and Physicists