Dünyayı değiştirecek keşifler

ODTÜ Bilim ve Teknoloji Müzesi'nin kurucusu ve ODTÜ Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ural Akbulut, Science ve Nature dergilerinde yayımlanan makalelerden ve çeşitli bilimsel kaynaklardan 2011'de dünya bilim dünyasında yaşanan önemli gelişmeleri derledi.

Akbulut'un hazırladığı yazıya göre, geçen yıl ABD'de, bilim adamlarının saniyede 600 milyar fotoğraf çeken kamera icadı, bilim dünyasında en çok konuşulan gelişmeler arasında yer aldı.

ABD'deki MIT'de öğretim üyesi olan Doç. Dr. R. Raskar, lazer ışığının sıvı dolu plastik bir şişenin tabanından girip kapağına çarparak geri yansımasını özel kamerayla videoya çekti.

Halen piyasadaki bilimsel amaçlı en hızlı kamera, saniyede 1-2 milyon kare çekebiliyor. Saniyede 600 milyar kare çeken bu yeni kamera, mevcut teknolojileri birleştiren devrimsel bir buluş oldu.

MIT'de daha önce de hızlı fotoğraf çekim tekniği geliştiren bilim adamları olmuştu. İlk kez MIT'de H. Edgerton, bir merminin elmayı deldiği anın fotoğrafını çekmişti. Edgerton'un 1930'ların sonunda geliştirdiği kameralarla çekilen balonun patlama anı gibi fotoğraflar Life dergisinde yayımlanınca çok ilgi çekmişti.

Yaklaşık 70 yıl sonra MIT'de ışığın hareketinin videoya çekilmesi yeni gelişmelerin habercisi olarak sayılıyor. Kameranın bilgisayarlı tomografi ve benzeri tanı cihazlarında kullanılabileceği açıklandı. Kamera, boyutları küçülür ve maliyeti düşerse yiyecek ve içeceklerin kalite kontrolünde de kolaylık sağlayabilecek.

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ve ışıktan hızlı nötrinolar

İsviçre'de CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda proton parçacıkları tarihteki en yüksek hıza ulaştırılarak çarpıştırıldı. Yerin 100 metre altındaki tünelde 3,5 teraelektronvolt enerjiye ulaşan ışınlar çarpıştırıldı. Çıkan enerji dünyadaki çarpıştırıcılarda kaydedilenlerin en yükseği olarak tarihe geçti.

Deney basına ''Tarihin En Büyük Deneyi'' diye yansıdı. Deneyde proton ve nötrondan çok daha küçük olan ve elektrik yükü olmayan ''nötrino'' denilen parçacıklar da üretildi.
Dr. Autiero adlı bilim adamı bu nötrinoların CERN'den İtalya'daki Gran Sasso yer altı laboratuvarına ulaşırken nasıl davrandığını inceliyordu.

Amacı 730 kilometrelik yol boyunca bilinen 3 nötrino türünün birbirine nasıl dönüştüğünü incelemekti. İtalya'daki laboratuvarda nötrinoların hızının da çok hassas olarak ölçülebileceği anlaşıldı. Ancak hız ölçümü sonunda nötrinoların ışıktan 60 nanosaniye daha hızlı olduğu bulundu. Hatalı ölçüm yapıldığı sanılıp aylarca deney tekrarlandı ve sonuç değişmedi.

Bu buluşun başka bilim adamlarınca doğrulanması halinde Einstein'ın görecelik teorisinin yeniden değerlendirilmesi gerekecek. ABD ve Japonya'da 2012'de bu deney tekrarlanacak ve nötrinoların ışıktan hızlı olup olmadığı kesinleşecek.

''Higgs parçacığının'' izine rastlandı

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın en önemli sonuçlarından biri de yıllardır aranan Higgs parçacığının varlığını gösteren bazı bulgulara rastlanmasıydı.

Henüz varlığı kanıtlanamadı, ama ilk kez varlığı hakkında bir iz bulunması yankı uyandırdı.
Higgs bozonu olarak bilinen Higgs parçacığının varlığı hakkında iki ayrı deneyde iz bulundu. CERN'deki bilim insanları bu önemli buluşu 13 Aralık 2011'de duyurdu. Uzmanlar parçacığın kütlesinin 124-126 GeV civarında olabileceğini açıkladı. Yıllar sürebilecek deneyler sonunda Higgs parçacığı bulunursa, 21. yüzyılın en önemli buluşu olarak tarihe geçeceği belirtiliyor.

Higgs parçacığı, 1960'larda P. Higgs tarafından öne sürüldüğü için Higgs bozonu adını aldı. Parçacık fiziğinin Standart Modeli evrende küçük parçacık ve etkileşim kuvvetlerini açıklar. Ancak bu model parçacıkların (maddenin) niçin bir kütlesi olduğunu açıklayamıyor.

Bilim dünyası, parçacıkların kütlelerini Higgs bozonu sayesinde kazandığını kabul ediyor. Bu nedenle bu parçacığın bulunması modern fizik alanındaki bir eksiği tamamlayacak ve bu alandaki en büyük buluş olacak.

Evrende dünya benzeri gezegenler bulundu

ABD'nin Kepler uzay teleskopu evrende dünya benzeri gezegenler buldu. NASA'nın 2009'da uzaya gönderdiği teleskopun bulduğu gezegenlerden 10'u dünyaya yakın boyutlarda ve kendi güneşleri etrafında dönüyor.

Gezegenlerde su ve oksijen içeren atmosfer varsa oraya ulaşan insanların normal yaşam sürdürmesi mümkün olabilir. Yıllardır gelecekte insanların yaşamını sürdürebileceği gezegenler aranıyordu.

Kepler, dünya benzeri ilk gezegenleri buldu. Kepler-22b adlı gezegen hakkındaki bilgiler 5 Mart 2011'de açıklandı. Kepler-22b dünyaya 600 ışık yılı uzakta, çapı dünyanın 2,4 katı ve güneşi etrafında 290 günde bir tur atıyor. Atmosferi varsa yüzey sıcaklığı 22°C yok ise -11°C olarak hesaplandı. Bu gezegenlerden hangisinde yaşanabileceğini öğrenmek yıllar sürecek.

Yeni teleskoplarla bu gezegenlerin detaylı incelenmesi gerekiyor. Kepler-22b'nin bulunması gelecek için önemli bir adım kabul ediliyor.

Farelerde yaşlanma durduruldu

ABD'de Mayo Klinik'teki bilim adamları, yaşlılık nedeniyle derinin kırışması ve kataraktı farelerde önledi.

J. M. Van Duersen ve ekibi yaşlanma hücresi denilen ''senescent'' hücrelerini farelerden uzaklaştırdı. Yaşlanma hücrelerinin katarakt veya dejenere eklemlerde (artrit) biriktiği biliniyor ama zararı bilinmiyordu.

Van Duersen, bu hücrelerin çevrelerindeki dokulara zarar verdiğini buldu. Farelere verilen özel bir ilaçla yaşlanma hücreleri, kendi kendilerini yok etti.

İlaçla yaşlanma hücreleri uzaklaştırılan farelerde, katarakt gelişmedi ve normal farelere oranla daha uzun süre koşabildiler. Normal farelerde yaşlanma nedeniyle derideki yağ hücreleri azalınca derileri kırıştığı halde yaşlanma hücreleri uzaklaştırılan farelerde kırışıklık olmadı. Detaylı araştırmalardan sonra insan deneylerine başlanacağı açıklandı.

Japon uydusu Asteroitten örnek alıp dünyaya getirdi

Japon uzay aracı ''Hayabusa'' 2003'te ilk kez ay dışında bir uzay cisminden kaya tozu toplamak için uzaya gönderildi. Hedef, Mars ve Jüpiter gezegenleri arasındaki ''asteroit kuşağı''na ulaşmaktı.

Asteroit kuşağındaki ''Itokawa'' asteroitine inen uzay aracı yüzeyden kaya tozu topladı.
Itokawa asteroitinin boyu 500, eni de sadece 200 metre. Uzay aracı 2010'da paraşütle Avustralya'ya indi. Tozların analiz sonuçları 2011'de Science dergisinde yayımlandı.
Asteroitin yapısının dünyaya düşen meteorlara benzediği, ama dünyadaki kayalara benzemediği açıklandı. Asteroitler dünyaya düşen meteorlardan daha soluk görünüyor.
Bunun nedeninin asteroitlerin mikrometeorlar tarafından aşındırılması olduğu da analizlerden anlaşıldı. Asteroit kuşağındaki asteroitlerin bu aşınma nedeniyle birkaç milyon yıl sonra yok olabileceği sanılıyor.

Bakteriler yardımıyla kişiye özel ilaç olanağı doğdu

Alman-Fransız bilim adamlarının ortak çalışmasında insanların farklı kan grupları olduğu gibi 3 farklı bağırsak bakteri grubundan birine sahip olduğunu Nature dergisine araştırmacı Dr. D. Ehrlich tarafından açıkladı.

Örneğin birinci gruptakilerde bakteriler karbonhidratları kolay parçaladığı için obezite riski düşük oluyor. İkinci grupta (prevotella) bakteriler bağırsak mukozasını aşındırdığı için ağrılara neden oluyor. Üçüncü grupta bakteriler, hücrelerin şeker almasını kolaylaştırdığı için kilo almaya neden oluyor. Fransız doktorlar, hastanın bağırsak bakterileri incelenerek kişiye özel ilaçlarla tedavi etmenin mümkün olacağını açıkladı.

Uzayda, evrenin başlangıcında oluşmuş hidrojen gazı bulundu

Evren oluşurken önce bir protonu olan hidrojen atomları ortaya çıktı. Zamanla hidrojen atomları kaynaştı ve helyum, karbon ve oksijen oluştu. Ardından yeni elementler kaynaşarak diğer tüm elementleri oluşturdu. Bu nedenle evrenin her yerinde bu elementlerin karışımına rastlanır.

İlk kez uzayda saf hidrojenden oluşan gaz bulutuna rastlandı. Evrenin ilk oluştuğu dönemden kalan bu hidrojen gazı bilim dünyasında şok yarattı. Yaklaşık 11 milyar ışık yılı uzakta olan bu saf hidrojen bulutunun varlığını California Üniversitesinden M. Fumagalli açıkladı. Bulutta hidrojen dışında başka bir element izine rastlanmadığı Science dergisinde yayımlandı.

Alzheimer hastalığını durdurabilecek önemli gelişme

İngiltere'de Profesör J. Collinge ve ekibi, Alzheimer hastalığını durdurabilecek bir keşif yaptı. Collinge bir beyin hastalığı olan CJD'nin tedavisi için iki antikor geliştirdi. Bu antikorların, Alzheimer hastalığına etkisini incelemek için farelerde denediler ve hastalığın durduğunu buldular. Hastalarda ''amiloid beta'' proteini, beyinde sinir hücrelerine bağlanır ve sinir hücrelerinin haberleşmesini engelleyerek hafıza kaybına neden olur. İngiltere'de geliştirilen antikorlar bu zararlı amiloid proteinlerini bloke ederek farelerde hastalığı durdurdu. İnsan deneylerinin uzun süreceği açıklandı.

Çinliler nanoboyuttaki malzemeye düğüm attı

Çin'in en iyi üniversitelerinden Zhejiang Üniversitesinde, karbon atomlarından oluşan uzun elyaflar üretildi. Ardından insan saçından çok ince olan iplikçiğe düğüm atıldı. Z. Xu ve C. Gao önce ''grafen oksit'' sıvı kristallerini bükerek nano iplikçikler oluşturdu. Daha sonra grafen iplikçiklerine dönüştürülen elyafa düğüm attılar. Asıl hedefleri, karbonlardan oluşan elyafları yüksek teknoloji ürünü olarak değerlendirmekti ve bunu başardılar. Grafen son yıllarda çok ilgi çeken bir malzeme oldu. Grafen, bir karbon atomu kalınlığındaki karbon tabakasıdır. Grafenin önemini keşfeden ekip 2010'da Nobel Fizik Ödülü almıştı.

AIDS tedavisinde önemli gelişme

AIDS'i önlemek için aşılar yanında yeni anti virüs ilaçlarının geliştirildiği açıklandı. Roma'da yapılan Uluslararası AIDS Derneği toplantısında tenofovir virüs ilacı verilen kişilerin hastalığa yakalanmadığı açıklandı.

Botswana'da AIDS hastalarına ilaç verildiğinde hastalık bulaştırma riskinin yüzde 96 oranında azaldığı açıklandı. ABD Aşı Araştırma Merkezi'nden G. Nabel de aşı çalışmalarının başarıyla sürdüğünü belirtti.

Nabel, aşıların AIDS'i önlemede en güvenilir çözüm olacağını vurguladı.