Nobel Ödüllerini Amerikalı bilimciler topladı
Güncelleme Tarihi:
Oluşturulma Tarihi: Kasım 05, 2004 23:18
Fizik, Kimya, Tıp, Ekonomi olarak toplam 4 bilim dalında verilen Nobel bilim ödülleri 6 Amerikalı, 2 İsrailli ve 1 de Norveçli bilim insanına gitti!
TIP ve FİZYOLOJİ NOBELİ
10 bin kokuyu nasıl tanıyoruz?
Koku alma düzeneğinin nasıl çalıştığını ve hangi genlerle ilişkili olduğunu ortaya çıkartan ABD’li bilim insanları Richard Axel ile Linda B. Buck, Nobel Tıp Ödülü’ne sevindi.
Yakın zamana dek koku alma duyusu hakkında yeterli bilgiye sahip değildik. Kokru alma sistemimiz (öncelikle burnumuz) yaklaşık 10.000 farklı kokuyu nasıl tanıyor, anımsıyordu? Bu sistemin temel ilkeleri neydi? Bu kadar çok kokuyu nasıl bir lellekr sisteminde koruyorduk? Bu mekanizma basit olarak şöyle işler: Kokular, genellikle çok sayıda koku salan moleküllerden oluşur, bu moleküller herhangi bir maddeye aittir ve oradan salınırlar. Bu koku molekülleri, koku alma duyumuzdaki koku alan reseptörlerimizi (alıcıları) faaliyete geçirir. İşte koku almanın en basit mekanizması, ‘koku modeli’ budur. Yaklaşık 10.000 farklı koku, sistemde karşılığı olan reseptörlercüe bellekte depolanır...
İşte, Columbia Üniversitesi Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nden profesör Richard Axel ve Seattle’daki Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nden Profesör Linda B.Buck, 1991 yılında başlayan çalışmalarıyla, koku alma duyusunun çalışma ilkelerini aydınlattılar ve Nobel ödülünü kazandılar.
Yaptıkları kolay bir iş değildi. Koku duyusuyla ilgili 1.000 farklı genden oluşan geniş bir gen ailesini buldular. Bu sayı, genlerimizin yüzde 3’ünü oluşturuyordu, yani yaklaşık 35 bin genimizden yüzde 3’ü, özetle bin tanesi koku alma duyumuzun düzgün çalışmasıyla ilgiliydi.
Bu genler, 1.000 kadar koku reseptör tipini belirliyor. Bu reseptörler, burun epitelyumunun üst kısımlarında küçük bir bölgededir ve solunan havanın içindeki koku salan molekülleri saptıyorlar. Böylece biz de kokuları tanıyoruz.
Koku alma reseptör hücrelerimizin her biri, tek bir tip koku reseptörüne sahiptir ve her reseptör, sınırlı sayıda koku salan maddeyi saptayabilir, ancak birkaç kokuya duyarlıdır. Bu hücreler, ince sinir çıkıntılarını doğrudan, beyindeki koku alma bölgesine gönderir. Burada, çeşitli koku reseptörlerinden gelen bilgiler bir araya gelir ve bir koku modeli oluşur. İşte ilkbaharda duyduğumuz leylak kokusunu başka zamanlarda da leylak olarak anımsamamız, beynimizde oluşan bu koku modeli sayesindedir.
Şarap kokusu
Çağdaş hayatımızda lezzet çok önemlidir. Lezzetli bulduğumuz bir tat, koku alma sistemini etkinleştirir ve hoşumuza giden bu deneyimi oluşturur ve bunu bellekte saklar. İyi bir şarap veya güneşin olgunlaştırdığı çilekler bir dizi koku reseptörünü harekete geçirir ve farklı koku moleküllerini algılamamızı sağlar.
Özel kokularımız vardır, bunlar örneğin çocukluğumuzdan ve çok özel zamanlardan, duygusal anlardan kalmadır. Bu kokuyla yeniden karşılaştığımızda, çocukluğumuza veya duygusal bir anımıza ilişkin anıları harekete geçirir yeniden.
Tabi koku sistemimiz sadece güzel kokuları anımsamaz. Örneğin hayatımızda bir kez bileyediğimiz veya karşılaştığımız kötü kokulu bir bayat midyeyi unutmayız; bu yıllarca canlılığını koruyan bir anı olarak bellekte gizil durur. İçinde midye olan herhangi bir yemeğe sırtımızı çeviririz!
Ya koku duyusunu kaybettiğimizi düşünün, ne büyük bir engel olurdu hayatımızı sürdürmede! Ne yiyeceklerin güvenli olup olmadığını anlar ne de bayat bir eti farkeder ve zehirlenmeten korurduk kendimizi.
Canlı organizmaların tümü çevrelerindeki kimyasal maddeleri fark edebilir ve tanımlar ve nelerin yenilebilir, nelerin yenilmez olduğuna karar verebilir. Bu yetenek de canlıların hayatta kalmalarını sağlar. Balıklar, görece olarak az sayıda, sadece 100 tane koku alma reseptörüne sahip. Farelerde bu sayı 1.000 kadardır. İnsanlardaki reseptör sayısı farelerinden biraz daha azdır, çünkü genlerin bazıları evrim sırasında yokoldu.
KİMYA NOBEL ÖDÜLÜ
Bedendeki proteinlerin parçalanma süreci müthiş bir makine gibi
2004 Nobel Kimya Ödülü, canlıların yapı taşları olan proteinlerin gelişigüzel bir düzen içinde değil, ayrıntılarına kadar kontrol altında tutulan bir süreç içinde gerçekleştiğini keşfeden, İsrailli Aaron Ciechanover ve Avram Hershko ile Amerikalı Irwin Rose’a verildi.
Bu yıl Kimya Nobelini alan iki İsrailli bilimci Aaron Ciechanover ve Avram Hershko ile Amerikalı bilimci Irwin Rose, bedenimizde proteinlerin büyük bir hızla üretilip parçalanma sürecinin gelişigüzel değil, tamamen hücrenin kontrolü altında gerçekleştiğini ve hücrenin son derece verimli bir kontrol istasyonu gibi çalıştığını keşfetti. Ayrıca, hücre içinde, parçalanması gereken proteinlerin (protein yıkımı süreci) üzerine moleküler bir işaret konduğu da belirlendi, Bilimciler, işarete ‘Ölüm Öpücüğü’ adını verdi! Ölüm öpücüğü alan proteinler, hücrenin Proteazom denilen ‘çöp öğütücüleri’ne yönlendiriliyor; burada küçük parçalara ayrılıyor ve yok ediliyor.
Yaşamın temel taşları
Proteinler bitkiler, hayvanlar ve insanların yaşamının anahtar proteinleri, tüm canlıların temel yapı taşıdırlar. Bu proteinler, zamanı geldiğinde ve işlevleri bittiğinde parçalanarak yok edilir. Üç bilim adamı 1980’li yılların başlarında hücrenin en önemli işlevlerinden biri olan düzenli protein yıkımının gizini çözmüşlerdi, şimdi 20 yıllık bir gecikme ile bu çalışmaları Nobel Kimya Ödülü ile değerlendirildi.
Böylece hücrelerin moleküler temelde, belirli proteinleri parçalayarak bazı temel faaliyetleri nasıl kontrol altına aldığı ortaya çıktı. Bu kontrol mekanizmasıyla aynı zamanda hücre bölünmesini, DNA onarımını, yeni üretilen proteinlerin kalite kontrollerini ve bağışıklık savunmasının önemli kısımları da anlaşıldı.
Protein yıkımı, yani ömrü dolan proteinlerin yokedilmesi mekanizması çalışmazsa, hastalıklar ortaya çıkar. Örneğni Kistik fibroz ve rahim boynu kanseri, daha çok, bu mekanizmanın bozulmasıyla ortaya çıkıyor. Bilimciler, bu hastalıkların tedavisinde kullanılacak ilaçların geliştirilmesinin, bu bilgiler sayesinde gerçekleşebileceği görüşünde.
NOBEL EKONOMİ ÖDÜLÜ
Fiyatta istikrar, yüksek enflasyonu düşürmeyebilir!
Dinamik makroekonomi üzerine araştırmaları, Norveçli Finn E.Kydland ve Amerikalı Edward C.Prescott’a Nobel ödülü getirdi. İki bilimci, makroekonominin iki temel konusuna farklı bir yaklaşım getirdi ve ekonomik politikaların tasarımı ve iş çevrimlerindeki dalgalanmaları tetikleyen etmenleri araştırdı.
2004 Ekonomi ödülünü alan bilimciler, geleceğin ekonomik politikalarına ilişkin beklentilerin, zaman tutarlılığı ile ilgili sorunlara nasıl yol açtığını gösterdiler. Kydland ve Prescott’un araştırmalarının sonuçlarına göre, hatalı politikalardan kaynaklandığı sanılan bazı olayların kaynağı olarak genel bir sorunu gösteriyor. Mesela diyelim ki, para politikalarında ana hedef, fiyatlarda istikrarın sağlanması.. Ancak bu ana hedef tutturulsa bile, ekonomi yüksek enflasyon sarmalından çıkamayabilir. İki araştırmacı, ekonomik politikaların siyasal açıdan uygulanabilirliğini ve güvenirliliğini araştırmak üzere tasarlanan yöntemlerin, hangi temele oturtulması gerektiğini gösterdiler. Ve, ekonomik politika kararlarının merkezine tek tek alınan önlemleri değil, karar alma kurumunu bütün olarak oturttular.
İki araştırmacı, bu arada, iş döngüleri kuramını ekonomik kalkınma kuramı ile birleştirdiler ve arz alanındaki şokların daha büyük etkileri olabileceğini ileri sürdüler.
Kydland ve Prescott’un daha dayanıklı ve sağlam modellerin temelini attıkları ve geliştirdikleri yöntemlerinin bugün modern makroekonomilerde yaygın bir şekilde kullanıldığı belirtildi.
FİZİK NOBEL ÖDÜLÜ
Maddenin en küçük parçacığı olan Kuark Kuramı’na Nobel
31 yıl önce, maddenin en küçük parçası olan kuarklar üzerinde yaptıkları buluşları, Amerikalı üç bilim insanına Nobel Fizik Ödülü kazandırdı.
Fizik Nobel Ödülü, madde ile ilgili en temel sorulardan bazılarına yanıt bulan Amerikalı bilimcilere verildi. Bilim hep merak etmiştir: Doğanın en küçük yapı taşları nedir? Bu yapı taşı parçaçıklar nasıl bir araya gelir ve çevremizde gördüğümüz her şeyi nasıl oluştururlar? Doğada hangi kuvvetler etkilidir ve bunlar nasıl çalışır? Bu sorulara yanıt bulmak için fizikçiler yüzyıldır çalışıyor; bugün büyük parçacık hızlandırıcılarında parçacık fiziğinin karmaşık yapısı anlaşılmaya çalışılıyor.
İşte Santa Barbara’daki Kaliforniya Üniversitesi, Kavli Kuramsal Fizik Enstitüsü’nden Profesör David J.Gross, Pasadena’daki Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden (Caltech) H.David Politzer, ve Cambridge’deki Massachusetts Institute of Technology’den (MIT) Frank Wilczek de, fiziğin bu en çok merak edilen sorularından biri için bir kuram geliştirdiler. Ve Kuark parçaçıkları için, 1973 yılında bir model oluşturdular. Bu modelin doğru olduğu anlaşıldıktan 31 yıl sonra da Nobel’e hak kazandılar.
Kuarkların hareketi
Fizikçilerin kuramı ‘Şiddetli kuvvet’ veya ‘renk kuvveti’ ile ilgiliydi. Buna göre, atomik çekirdek içinde etkin bir kuvvet olan şiddetli kuvvet, proton ve nötronun içindeki kuarkların arasında görülür. Üç fizikçinin geliştirdikleri matematiksel çözüme göre kuarklar birbirine ne kadar yakınlaşırsa, ‘renk yükü’ o kadar zayıflar. Kuarklar gerçekten de birbirine çok yakınlaşırsa, aralarındaki kuvvet o kadar zayıflar, öyle ki, neredeyse serbest parçacıklar gibi hareket eder.
Kuarklar birbirinden uzaklaştığı zaman bunun tersi geçerli olur: Kuarklar arasındaki mesafe büyüdükçe kuvvet şiddetlenir. Bu özellikler lastik bantlara benzetilebilir. Bant çekildikçe kuvvet artar. Bu keşif, ‘Kuantum KromoDinamik-QCD’ diye bilinen yepyeni bir kuramı doğurdu. Bu kuram, elektromanyetik kuvvet (yüklü parçacıklar arasındaki kuvvet), zayıf kuvvet (Güneş’in enerji üretimi için önemli) ve şiddetli kuvvet (kuarklar arasındaki kuvvet) ile birleşen tüm fiziği tanımlayan kuram olan Standart Model’e çok büyük katkı sağladı.
QCD kuramı sayesinde fizikçiler, kuarkların aşırı yüksek enerjilerde neden serbest parçacıklar gibi davrandığını açıklayabilecek duruma geldiler. Proton ve nötronların içinde kuarklar sürekli üçlü gruplar içinde bulunuyorlar.
Mikro ve makro kosmos
Bizler doğada ilk olarak yerçekimi kuvvetinin farkına vardık. Bu kuvvet, maddelerin yere düşmesini sağlıyor. Bu kuvvetin yarattığı etkileşimin, gezegenlerin ve galaksilerin hareketlerini yönlendirdiği biliniyor..
Yeryüzüne çarpan gök cisimlerinin yol açtığı kraterlere bakılınca, yerçekiminin şiddetli bir kuvvet olduğu görülür. Uyduları uzaya çıkartmak için güçlü roketlere olan gereksinim de bunu gösterir.
Fakat, mikrokozomosta, yani madde içindeki, elektronlar ve protonlar gibi parçacıklar söz konusu olduğunda bu ‘yerkeçimi’ güçlü değil çok zayıftır.
Fizikçiler, Mikrokozmosta geçerli olan üç kuvveti, Standart Model diye adlandırdıkları fizik modeli ile tanımlarlar. Bu üç kuvvet elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve şiddetli kuvvettir. Dördüncüsü de makrokozmosta yaşadığımız yerçekimi kuvvetidir.
Standart Model kuarkları, leptonları ve kuvvet taşıyan parçacıkları tanımlar. Kuarklar, sözgelimi, atomik çekirdeğin protonlarını ve nötronlarını inşa eder. Atomların dış kaplamasını oluşturan elektronlar leptonlardır ve bilindiği kadarıyla daha küçük yapı taşları içermez. Atomlar birleşerek molekülleri oluşturur; moleküller yapıları oluşturur ve bu şekilde tüm evren tanımlanabilir.
10 bin kokuyu nasıl tanıyoruz?
Koku alma düzeneğinin nasıl çalıştığını ve hangi genlerle ilişkili olduğunu ortaya çıkartan ABD’li bilim insanları Richard Axel ile Linda B. Buck, Nobel Tıp Ödülü’ne sevindi.
Yakın zamana dek koku alma duyusu hakkında yeterli bilgiye sahip değildik. Kokru alma sistemimiz (öncelikle burnumuz) yaklaşık 10.000 farklı kokuyu nasıl tanıyor, anımsıyordu? Bu sistemin temel ilkeleri neydi? Bu kadar çok kokuyu nasıl bir lellekr sisteminde koruyorduk? Bu mekanizma basit olarak şöyle işler: Kokular, genellikle çok sayıda koku salan moleküllerden oluşur, bu moleküller herhangi bir maddeye aittir ve oradan salınırlar. Bu koku molekülleri, koku alma duyumuzdaki koku alan reseptörlerimizi (alıcıları) faaliyete geçirir. İşte koku almanın en basit mekanizması, ‘koku modeli’ budur. Yaklaşık 10.000 farklı koku, sistemde karşılığı olan reseptörlercüe bellekte depolanır...
İşte, Columbia Üniversitesi Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nden profesör Richard Axel ve Seattle’daki Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nden Profesör Linda B.Buck, 1991 yılında başlayan çalışmalarıyla, koku alma duyusunun çalışma ilkelerini aydınlattılar ve Nobel ödülünü kazandılar.
Yaptıkları kolay bir iş değildi. Koku duyusuyla ilgili 1.000 farklı genden oluşan geniş bir gen ailesini buldular. Bu sayı, genlerimizin yüzde 3’ünü oluşturuyordu, yani yaklaşık 35 bin genimizden yüzde 3’ü, özetle bin tanesi koku alma duyumuzun düzgün çalışmasıyla ilgiliydi.
Bu genler, 1.000 kadar koku reseptör tipini belirliyor. Bu reseptörler, burun epitelyumunun üst kısımlarında küçük bir bölgededir ve solunan havanın içindeki koku salan molekülleri saptıyorlar. Böylece biz de kokuları tanıyoruz.
Koku alma reseptör hücrelerimizin her biri, tek bir tip koku reseptörüne sahiptir ve her reseptör, sınırlı sayıda koku salan maddeyi saptayabilir, ancak birkaç kokuya duyarlıdır. Bu hücreler, ince sinir çıkıntılarını doğrudan, beyindeki koku alma bölgesine gönderir. Burada, çeşitli koku reseptörlerinden gelen bilgiler bir araya gelir ve bir koku modeli oluşur. İşte ilkbaharda duyduğumuz leylak kokusunu başka zamanlarda da leylak olarak anımsamamız, beynimizde oluşan bu koku modeli sayesindedir.
Şarap kokusu
Çağdaş hayatımızda lezzet çok önemlidir. Lezzetli bulduğumuz bir tat, koku alma sistemini etkinleştirir ve hoşumuza giden bu deneyimi oluşturur ve bunu bellekte saklar. İyi bir şarap veya güneşin olgunlaştırdığı çilekler bir dizi koku reseptörünü harekete geçirir ve farklı koku moleküllerini algılamamızı sağlar.
Özel kokularımız vardır, bunlar örneğin çocukluğumuzdan ve çok özel zamanlardan, duygusal anlardan kalmadır. Bu kokuyla yeniden karşılaştığımızda, çocukluğumuza veya duygusal bir anımıza ilişkin anıları harekete geçirir yeniden.
Tabi koku sistemimiz sadece güzel kokuları anımsamaz. Örneğin hayatımızda bir kez bileyediğimiz veya karşılaştığımız kötü kokulu bir bayat midyeyi unutmayız; bu yıllarca canlılığını koruyan bir anı olarak bellekte gizil durur. İçinde midye olan herhangi bir yemeğe sırtımızı çeviririz!
Ya koku duyusunu kaybettiğimizi düşünün, ne büyük bir engel olurdu hayatımızı sürdürmede! Ne yiyeceklerin güvenli olup olmadığını anlar ne de bayat bir eti farkeder ve zehirlenmeten korurduk kendimizi.
Canlı organizmaların tümü çevrelerindeki kimyasal maddeleri fark edebilir ve tanımlar ve nelerin yenilebilir, nelerin yenilmez olduğuna karar verebilir. Bu yetenek de canlıların hayatta kalmalarını sağlar. Balıklar, görece olarak az sayıda, sadece 100 tane koku alma reseptörüne sahip. Farelerde bu sayı 1.000 kadardır. İnsanlardaki reseptör sayısı farelerinden biraz daha azdır, çünkü genlerin bazıları evrim sırasında yokoldu.
KİMYA NOBEL ÖDÜLÜ
Bedendeki proteinlerin parçalanma süreci müthiş bir makine gibi
2004 Nobel Kimya Ödülü, canlıların yapı taşları olan proteinlerin gelişigüzel bir düzen içinde değil, ayrıntılarına kadar kontrol altında tutulan bir süreç içinde gerçekleştiğini keşfeden, İsrailli Aaron Ciechanover ve Avram Hershko ile Amerikalı Irwin Rose’a verildi.
Bu yıl Kimya Nobelini alan iki İsrailli bilimci Aaron Ciechanover ve Avram Hershko ile Amerikalı bilimci Irwin Rose, bedenimizde proteinlerin büyük bir hızla üretilip parçalanma sürecinin gelişigüzel değil, tamamen hücrenin kontrolü altında gerçekleştiğini ve hücrenin son derece verimli bir kontrol istasyonu gibi çalıştığını keşfetti. Ayrıca, hücre içinde, parçalanması gereken proteinlerin (protein yıkımı süreci) üzerine moleküler bir işaret konduğu da belirlendi, Bilimciler, işarete ‘Ölüm Öpücüğü’ adını verdi! Ölüm öpücüğü alan proteinler, hücrenin Proteazom denilen ‘çöp öğütücüleri’ne yönlendiriliyor; burada küçük parçalara ayrılıyor ve yok ediliyor.
Yaşamın temel taşları
Proteinler bitkiler, hayvanlar ve insanların yaşamının anahtar proteinleri, tüm canlıların temel yapı taşıdırlar. Bu proteinler, zamanı geldiğinde ve işlevleri bittiğinde parçalanarak yok edilir. Üç bilim adamı 1980’li yılların başlarında hücrenin en önemli işlevlerinden biri olan düzenli protein yıkımının gizini çözmüşlerdi, şimdi 20 yıllık bir gecikme ile bu çalışmaları Nobel Kimya Ödülü ile değerlendirildi.
Böylece hücrelerin moleküler temelde, belirli proteinleri parçalayarak bazı temel faaliyetleri nasıl kontrol altına aldığı ortaya çıktı. Bu kontrol mekanizmasıyla aynı zamanda hücre bölünmesini, DNA onarımını, yeni üretilen proteinlerin kalite kontrollerini ve bağışıklık savunmasının önemli kısımları da anlaşıldı.
Protein yıkımı, yani ömrü dolan proteinlerin yokedilmesi mekanizması çalışmazsa, hastalıklar ortaya çıkar. Örneğni Kistik fibroz ve rahim boynu kanseri, daha çok, bu mekanizmanın bozulmasıyla ortaya çıkıyor. Bilimciler, bu hastalıkların tedavisinde kullanılacak ilaçların geliştirilmesinin, bu bilgiler sayesinde gerçekleşebileceği görüşünde.
NOBEL EKONOMİ ÖDÜLÜ
Fiyatta istikrar, yüksek enflasyonu düşürmeyebilir!
Dinamik makroekonomi üzerine araştırmaları, Norveçli Finn E.Kydland ve Amerikalı Edward C.Prescott’a Nobel ödülü getirdi. İki bilimci, makroekonominin iki temel konusuna farklı bir yaklaşım getirdi ve ekonomik politikaların tasarımı ve iş çevrimlerindeki dalgalanmaları tetikleyen etmenleri araştırdı.
2004 Ekonomi ödülünü alan bilimciler, geleceğin ekonomik politikalarına ilişkin beklentilerin, zaman tutarlılığı ile ilgili sorunlara nasıl yol açtığını gösterdiler. Kydland ve Prescott’un araştırmalarının sonuçlarına göre, hatalı politikalardan kaynaklandığı sanılan bazı olayların kaynağı olarak genel bir sorunu gösteriyor. Mesela diyelim ki, para politikalarında ana hedef, fiyatlarda istikrarın sağlanması.. Ancak bu ana hedef tutturulsa bile, ekonomi yüksek enflasyon sarmalından çıkamayabilir. İki araştırmacı, ekonomik politikaların siyasal açıdan uygulanabilirliğini ve güvenirliliğini araştırmak üzere tasarlanan yöntemlerin, hangi temele oturtulması gerektiğini gösterdiler. Ve, ekonomik politika kararlarının merkezine tek tek alınan önlemleri değil, karar alma kurumunu bütün olarak oturttular.
İki araştırmacı, bu arada, iş döngüleri kuramını ekonomik kalkınma kuramı ile birleştirdiler ve arz alanındaki şokların daha büyük etkileri olabileceğini ileri sürdüler.
Kydland ve Prescott’un daha dayanıklı ve sağlam modellerin temelini attıkları ve geliştirdikleri yöntemlerinin bugün modern makroekonomilerde yaygın bir şekilde kullanıldığı belirtildi.
FİZİK NOBEL ÖDÜLÜ
Maddenin en küçük parçacığı olan Kuark Kuramı’na Nobel
31 yıl önce, maddenin en küçük parçası olan kuarklar üzerinde yaptıkları buluşları, Amerikalı üç bilim insanına Nobel Fizik Ödülü kazandırdı.
Fizik Nobel Ödülü, madde ile ilgili en temel sorulardan bazılarına yanıt bulan Amerikalı bilimcilere verildi. Bilim hep merak etmiştir: Doğanın en küçük yapı taşları nedir? Bu yapı taşı parçaçıklar nasıl bir araya gelir ve çevremizde gördüğümüz her şeyi nasıl oluştururlar? Doğada hangi kuvvetler etkilidir ve bunlar nasıl çalışır? Bu sorulara yanıt bulmak için fizikçiler yüzyıldır çalışıyor; bugün büyük parçacık hızlandırıcılarında parçacık fiziğinin karmaşık yapısı anlaşılmaya çalışılıyor.
İşte Santa Barbara’daki Kaliforniya Üniversitesi, Kavli Kuramsal Fizik Enstitüsü’nden Profesör David J.Gross, Pasadena’daki Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden (Caltech) H.David Politzer, ve Cambridge’deki Massachusetts Institute of Technology’den (MIT) Frank Wilczek de, fiziğin bu en çok merak edilen sorularından biri için bir kuram geliştirdiler. Ve Kuark parçaçıkları için, 1973 yılında bir model oluşturdular. Bu modelin doğru olduğu anlaşıldıktan 31 yıl sonra da Nobel’e hak kazandılar.
Kuarkların hareketi
Fizikçilerin kuramı ‘Şiddetli kuvvet’ veya ‘renk kuvveti’ ile ilgiliydi. Buna göre, atomik çekirdek içinde etkin bir kuvvet olan şiddetli kuvvet, proton ve nötronun içindeki kuarkların arasında görülür. Üç fizikçinin geliştirdikleri matematiksel çözüme göre kuarklar birbirine ne kadar yakınlaşırsa, ‘renk yükü’ o kadar zayıflar. Kuarklar gerçekten de birbirine çok yakınlaşırsa, aralarındaki kuvvet o kadar zayıflar, öyle ki, neredeyse serbest parçacıklar gibi hareket eder.
Kuarklar birbirinden uzaklaştığı zaman bunun tersi geçerli olur: Kuarklar arasındaki mesafe büyüdükçe kuvvet şiddetlenir. Bu özellikler lastik bantlara benzetilebilir. Bant çekildikçe kuvvet artar. Bu keşif, ‘Kuantum KromoDinamik-QCD’ diye bilinen yepyeni bir kuramı doğurdu. Bu kuram, elektromanyetik kuvvet (yüklü parçacıklar arasındaki kuvvet), zayıf kuvvet (Güneş’in enerji üretimi için önemli) ve şiddetli kuvvet (kuarklar arasındaki kuvvet) ile birleşen tüm fiziği tanımlayan kuram olan Standart Model’e çok büyük katkı sağladı.
QCD kuramı sayesinde fizikçiler, kuarkların aşırı yüksek enerjilerde neden serbest parçacıklar gibi davrandığını açıklayabilecek duruma geldiler. Proton ve nötronların içinde kuarklar sürekli üçlü gruplar içinde bulunuyorlar.
Mikro ve makro kosmos
Bizler doğada ilk olarak yerçekimi kuvvetinin farkına vardık. Bu kuvvet, maddelerin yere düşmesini sağlıyor. Bu kuvvetin yarattığı etkileşimin, gezegenlerin ve galaksilerin hareketlerini yönlendirdiği biliniyor..
Yeryüzüne çarpan gök cisimlerinin yol açtığı kraterlere bakılınca, yerçekiminin şiddetli bir kuvvet olduğu görülür. Uyduları uzaya çıkartmak için güçlü roketlere olan gereksinim de bunu gösterir.
Fakat, mikrokozomosta, yani madde içindeki, elektronlar ve protonlar gibi parçacıklar söz konusu olduğunda bu ‘yerkeçimi’ güçlü değil çok zayıftır.
Fizikçiler, Mikrokozmosta geçerli olan üç kuvveti, Standart Model diye adlandırdıkları fizik modeli ile tanımlarlar. Bu üç kuvvet elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve şiddetli kuvvettir. Dördüncüsü de makrokozmosta yaşadığımız yerçekimi kuvvetidir.
Standart Model kuarkları, leptonları ve kuvvet taşıyan parçacıkları tanımlar. Kuarklar, sözgelimi, atomik çekirdeğin protonlarını ve nötronlarını inşa eder. Atomların dış kaplamasını oluşturan elektronlar leptonlardır ve bilindiği kadarıyla daha küçük yapı taşları içermez. Atomlar birleşerek molekülleri oluşturur; moleküller yapıları oluşturur ve bu şekilde tüm evren tanımlanabilir.