Bilim insanları, bir “kuantum” dünyasında nasıl yaşanacağını anlamaya artık bir adım daha yakın; üstelik salt “Karınca Adam” filmini izledikleri için de değil.
Mesela Dünya atmosferinin, ozon katmanını meydana getiren ve bildiğimiz şekliyle yaşamı koruyan o narin, koruyucu bariyerinin mikroskobik görüntüsünü düşünelim. Bu hava katmanında, oksijen molekülleri sürekli Güneş’ten gelen morötesi (UV) ışınların saldırısına uğruyor. Söz konusu ışınlar, foto çözüşme şeklinde bilinen kimyasal bir süreç yoluyla parçalanıyor. Bu süreç çıplak gözle görülemese de, bilim insanları bu mikro etkileşimleri ölçeklerin en küçüğünde; kuantum seviyesinde gözlemleyebiliyor.
Missouri Üniversitesinde çalışan bilim insanları, geçenlerde Science bülteninde yayımlanan çalışmalarında foto çözüşmenin, atmosferdeki bir kirletici olan formaldehitte kuantum seviyesinde meydana getirdiği etkilere yönelik kanıtlar sunuyor. Missouri Üniversitesi Fen ve Sanat Fakültesinde kimya profesörü ve çalışmanın eş yazarı olan Arthur Suits’e göre bulgular, foto çözüşme tepkimelerine bir araya gelen, çarpışan ve yeniden bağlanan “bilardo topları” gibi klasik şekilde davranılamayacağını gösteriyor.
“Kimyasal tepkimeleri klasik bağlamda “bilardo topları” gibi düşünürsek, bir molekülün gerçekte neler yaptığını gözümüzden kaçırırız” diyor Suits. “Bir molekül çok soğuk hale geldikçe, kuantum etkilerinin de büyük önem kazandığı iyi biliniyor. Burada şaşırtıcı olan şey ise yüksek foto çözüşme enerjisinde kuvvetli kuantum etkilerinin ortaya çıkması. Bu yeni tespit, molekülün nasıl davrandığına yönelik bakışımızı değiştirmenin yanında kimyasal bileşimin genelini de etkileyebilir. Bunun sonucunda kimya bilimi, kuantum özelliklerine eklenen bu yeni boyut sayesinde beklenmedik yollara sapabilir.”
Araştırmacıların yeni çalışması, bir molekülün foto çözüşme yoluyla parçalara ayrıldığı fakat parçaların geri dönüp birbirleriyle etkileşime girdiği bir dolaşım durumuyla ilgili. “Bilardo topu” modelleri, şimdiye dek bu gibi deneylerle tamamen uyuşabiliyormuş. Yeni çalışma ise daha detaylı ölçümlere bu şekilde davranılamayacağını gösteriyor.
Bunun yerine araştırmacılar, gözlemledikleri olağan dışı özellikleri doğrulamak için daha karmaşık bir kuantum modeli kullanmak zorundalar. Suits elde edilen bulguların günün birinde, atmosferdeki kimyasal süreçlerin hem ozonun bizi koruduğu stratosferde hem de tehlikeli bir kirletici halini aldığı yerde, kuramsal olarak daha iyi anlaşılmasına yardımcı olacağını düşünüyor.
“Atmosferin kimyasını anlamak istiyorsanız, mesela ilk önce ışık emildiği zaman ve bir molekül ayrıştığı zaman neler olduğunu anlamanız gerekiyor” diyor Suits. “Kimyagerler, foto çözüşmede kuantum seviyesinde neler gerçekleştiğini düşünmek zorunda olmadıklarını ve bunun sadece atomların klasik bilardo topu etkisi olduğunu düşünebilirler; fakat biz durumun her zaman böyle olmadığını kimyagerlerin sezgilerini belli bir dereceye kadar geliştirebilmeleri gerektiğini gösteriyoruz.”
Kaynak: Columbia – Missouri Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
