Atomun Yapısındaki Saklı Güç Atom son derece küçük olmasına rağmen içinde evrende gördüğümüz sistemle kıyaslanabilecek kadar kusursuz, eşsiz ve kompleks bir sistem bulunmaktadır. Son derece küçük olan bu yapının içinde neler vardır? Hava, su, dağlar, hayvanlar, bitkiler, vücudunuz, oturduğunuz koltuk, kısacası en küçüğünden en büyüğüne kadar gördüğünüz, dokunduğunuz, hissettiğiniz her şey atomlardan meydana gelmiştir. Her iki eliniz de, ellerinizde tuttuğunuz bu dergi de atomlardan oluşur. Atomlar öyle küçük parçacıklardır ki, en güçlü mikroskoplarla dahi bir tanesini görmek mümkün değildir. Bir atomun çapı milimetrenin milyonda biri kadardır. Bu küçüklüğü bir insanın gözünde canlandırması pek mümkün değildir. O yüzden bunu bir örnekle açıklamaya çalışalım: Elinizde bir anahtar olduğunu düşünün. Kuşkusuz bu anahtarın içindeki atomları görebilmeniz mümkün değildir. Görebilmek için elinizdeki anahtarı dünyanın boyutlarına getirdiğinizi farz edelim. Anahtar dünya boyutunda büyürse, işte ancak o zaman anahtarın içindeki her bir atom bir kiraz büyüklüğüne ulaşır ve siz de onları görebilirsiniz. Her atom, bir çekirdek ve çekirdeğin çok uzağındaki yörüngelerde dönüp-dolaşan elektronlardan oluşmuştur. Çekirdeğin içinde ise proton ve nötron ismi verilen başka parçacıklar vardır. Çekirdeğin Yapısı Nasıldır? Çekirdek, atomun tam merkezinde bulunmaktadır ve atomun niteliğine göre belirli sayılarda proton ve nötrondan oluşmuştur. Çekirdeğin yarıçapı, atomun yarıçapının onbinde biri kadardır. Biraz önce bahsettiğimiz gibi, elinizdeki anahtarı dünya boyutlarına getirdiğinizde ortaya çıkan kiraz büyüklüğündeki atomların içinde çekirdeği arayalım. Ama bu arayış boşunadır, çünkü böyle bir ölçekte bile çok daha küçük olan çekirdeği gözlemleme olanağımız kesinlikle yoktur. Çekirdeği görebilmemiz için atomumuzu temsil eden kiraz yeniden büyüyüp 200 metre yüksekliğinde kocaman bir top olmalıdır. Bu olağanüstü boyuta karşın atomumuzun çekirdeği yine de çok küçük bir toz tanesinden daha iri bir duruma gelmeyecektir. Ancak burada son derece şaşırtıcı bir durum vardır: Hacmi atomun 10 milyarda biri olmasına rağmen, çekirdeğin kütlesi atomun kütlesinin %99.95ini oluşturmaktadır. Peki bir şey nasıl olur da bir yandan kütlenin yaklaşık tamamını oluştururken, diğer yandan da hemen hemen hiç yer kaplamaz? Bunun sebebi, atomun kütlesini oluşturan yoğunluğun, atomun çekirdeğinde birikmiş olmasıdır. Bunu sağlayan ise güçlü nükleer kuvvet ismi verilen kuvvettir. Bu kuvvet sayesinde atomun çekirdeği dağılmadan bir arada durabilir. Buraya kadar anlattıklarımız tek bir atomun içindeki kusursuz sistemin sadece birkaç küçük detayıydı. Aslında atom, üzerine ciltlerce kitap yazılabilecek kadar kapsamlı bir yapıya sahiptir. Ancak burada gördüğümüz bu birkaç küçük detay bile onu muhteşem yapısıyla birlikte Allahın yarattığını görebilmek için yeterlidir. Protonlar ve Elektronlar Arasındaki Denge Atomun içindeki kusursuz düzenin biraz daha detayına inmekte yarar görüyoruz. Bilindiği gibi elektronlar, sahip oldukları elektrik yükü nedeniyle çekirdeğin etrafında sürekli olarak dönerler. Bütün elektronlar eksi (-) elektrik yükü ile yüklüdürler, bütün protonlar ise artı (+) yüke. Ve atomun çekirdeğindeki artı yük, elektronları kendine doğru çeker. Bu nedenle elektronlar, hızlarının kendilerine verdiği merkez-kaç gücüne rağmen, çekirdeğin etrafından ayrılmazlar. Atomun merkezinde ne kadar proton varsa, dışında da o kadar elektron olur. Bu sayede atomların elektriksel yükü dengelenir. Ancak protonun hacmi de, kütlesi de, elektrondan çok daha fazladır. Eğer bir karşılaştırma yapmak gerekirse, aralarındaki fark, bir insanla bir fındık arasındaki fark gibidir. Ama yine de elektrik yükleri birbirinin aynıdır. Peki, acaba proton ve elektronun elektriksel yükleri eşit olmasaydı ne olurdu? Bu durumda evrendeki tüm atomlar, protondaki fazla artı elektrik nedeniyle, artı elektrik yüküne sahip olacaklardı. Bunun sonucunda da evrendeki her atom birbirini itecekti. Evrendeki Atomların Her Biri Birbirini İtse Neler Yaşanır? Böyle bir durumda yaşanacak olan olaylar çok olağandışıdır. Atomlardaki bu değişiklik oluştuğu anda, şu anda bu dergiyi tutan elleriniz ve kollarınız bir anda paramparça olurlar. Sadece elleriniz ve kollarınız değil, gövdeniz, bacaklarınız, başınız, gözleriniz, dişleriniz, kısaca vücudunuzun her parçası bir anda havaya uçar. İçinde oturduğunuz oda, pencereden gözüken dış dünya da bir anda havaya uçar. Yeryüzündeki tüm denizler, dağlar, Güneş Sistemindeki tüm gezegenler ve evrendeki bütün gök cisimleri aynı anda sonsuz parçaya ayrılıp yok olurlar. Ve bir daha da evrende hiçbir gözle görülür cisim var olmaz. Üstelik canlılar için böyle bir olayın yaşanması elektron ve protonların elektrik yükleri arasındaki dengenin 100 milyarda bir oranında değişmesiyle gerçekleşebilir. Evrenin yok olması ise bu dengedeki milyar kere milyarda bir oynama ile meydana gelir. Yani evrenin ve canlıların varlığı, çok hassas dengelerle mümkün olmaktadır. Bu dengenin ortaya koyduğu gerçek ise, evrenin, rastgele ortaya çıkmamış, belirli bir amaca yönelik olarak düzenlenmiş olduğudur. Tüm evreni yoktan var edip, sonra da onu dilediği biçimde düzenleyen yegane kudret ise, elbette ki Kurandaki ifadeyle tüm alemlerin Rabbi olan Allahtır. Kuranda bildirildiği gibi, Allah, göğü bina etmiş, sonra ona belli bir düzen vermiştir. Yaratmak bakımından siz mi daha güçsünüz yoksa gök mü? (Allah) Onu bina etti. Boyunu yükseltti, ona belli bir düzen verdi. (Naziat Suresi, 27-28) Atomdaki Boşluk Bir atomun çok büyük bir bölümü boşluktan oluşmaktadır. Burada her insanın aklına aynı soru gelir: Böyle büyük bir boşluk neden vardır? Şimdi şöyle düşünelim: Atom, en basit anlatımla içinde bir çekirdek ve onun çevresinde dönen elektronlardan oluşmaktadır. Çekirdekle elektronlar arasında başka hiçbir şey yoktur. Bu, hiçbir şey olmayan mikroskobik büyüklük, aslında atom ölçeğine göre çok geniştir. Bu genişliği şöyle örneklendirebiliriz: Çapı 1 cm. olan küçük bir bilye, çekirdeğe en yakın elektronu temsil ederse, çekirdek bu bilyeden 1 km. ötede bulunacaktır. Bu büyüklüğün kafamızda daha iyi canlanabilmesi için şöyle bir örnek verebiliriz: Temel parçacıklar arasında çok büyük bir boşluk egemendir. Eğer bir oksijen çekirdeğinin protonunu şu önümdeki masanın üstünde duran bir toplu iğnenin başı gibi düşünürsem, o zaman çevresinde dönen elektron Hollanda, Almanya ve İspanyadan geçen bir çember çizer. (Bu satırların yazarı Fransada yaşamaktadır.) Onun için, bedenimi oluşturan tüm atomlar birbirlerine değecek kadar bir araya gelseydi, artık beni göremezdiniz. Zaten, artık beni çıplak gözle hiçbir zaman gözlemleyemezdiniz: Neredeyse milimetrenin birkaç binde biri boyutunda ufacık bir toz kadar olurdum. (Jean Guitton, Tanrı ve Bilim, Simavi Yayınları, 1993, s. 62) İşte bu noktada evrende bilinen en büyük mekânla, en küçük mekân arasında bir benzerlik ortaya çıktığını fark ederiz. Öyle ki, gözlerimizi yıldızlara çevirirsek, orada da atomdakine benzer bir boşlukla karşılaşırız. Yıldızlar arasında da, galaksiler arasında da milyarlarca kilometrelik boşluklar mevcuttur. Ama bu boşlukların her ikisinde de muazzam kusursuzlukta bir düzen hakimdir. Hızlandırılan Parçacıklar Hızlandırıcılar ve Çarpıştırıcılar CERN parçacık fiziği laboratuvarı İsviçre-Fransa sınırında kurulmuş, 19 Avrupa ülkesinin üyeliği ile oluşan uluslararası nitelikte bir araştırma merkezidir. Türkiyenin de gözlemci statüsünde bulunduğu bu laboratuvarın temel araştırma konusu maddenin temel yapısı ve bu yapıyı oluşturan temel parçacıklardır. 3000e yakın fizikçi, mühendis, teknisyen ve idari personelin çalıştığı laboratuvarda 6000in üstünde üye fizikçi, bu laboratuvara gelerek çalışmalar yapabilmektedir. Maddenin temel yapı taşı olan parçacıkları araştırmak, atomdan milyonlarca defa daha küçük parçacıkları incelemekle mümkündür. Bu çok küçük parçacıkları incelemek ise ancak çok küçük ve kompleks parçacık fiziği deney düzenekleriyle gerçekleştirilebilir. Çok kompleks deneyler ise, çok yönlü bilgisayar kullanımı ile kontrol edilebilir. Yüksek enerji parçacık fiziği maddenin temelinde bulunan yapı taşlarını ve bunların birbirleri arasındaki etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Son yıllarda yüksek teknoloji olanakları kullanılan deneysel çalışmalar sayesinde maddenin yapısı hakkındaki bilgilerimiz hızla gelişmektedir. Parçacık fiziğinin araştırmaları kilometrelerce uzunluktaki parçacık hızlandırıcı laboratuvarlarında yapılır. Parçacık hızlandırıcılarında yüklü parçacıklardan, çoğunlukla proton ve elektronlar, elektromanyetik alan içinde hızlandırılır ve yönlendirilir. Hızlandırılan parçacıklar ya sabit hedefler ile ya da birbirleri ile çarpıştırılır. Bu çarpışmalar sonucunda ortaya çıkan parçacıkların incelenmesi çeşitli dedektör sistemleri ile gerçekleştirilir. 1950li yıllardan başlayarak hızla gelişen hızlandırıcı ve dedektör teknolojileri sayesinde çok yüksek enerjili çarpışmalar gerçekleştirilmiş ve bu çarpışmalar gelişmiş dedektör sistemleriyle incelenmiştir. Sonuçta da maddenin temeli diye bildiğimiz proton ve nötronların kuark ismini verdiğimiz parçacıklardan oluşan bir alt yapısı olduğu anlaşılmıştır. Ulaşılan yüksek enerjilerde yapılan ölçümler protonun yarıçapının yüzde biri kadar olan uzaklıklarda maddenin yapısını araştırma olanağı sağlamıştır. Hızlandırıcı laboratuvarları, kurulmaları ve çalıştırılmalarının çok masraflı oluşları nedeniyle dünyada birkaç merkezde bulunmaktadır. En önemlileri Cern (Cenevre), DESY (Hamburg), Fermilab-FNAL (Chicago) ve SLC (California) olarak sayılabilir. Yüksek enerji fizikçileri bu merkezlerde büyük gruplar halinde deneysel çalışmalara katılmakta ve atomun sırlarını araştırmaktadırlar. Bu laboratuvarlardan SLCnin uzunluğu 3 km., CERNin uzunluğu ise 27 km.dir. Ama büyüklük yarışında birincilik, ABDnin Texas eyaletinin merkezinde kurulmakta ve çember çapı 85 kilometreyi bulacak olan Amerikan projesi SSCye aittir Söz konusu makinelerin maliyeti de (SSC için bu rakam toplam 6 milyar dolardır) boyutlarıyla birlikte doğal olarak artmaktadır. CERN parçacık fiziği laboratuvarı yerin 100 metre altında ve 27 kilometre uzunluğunda inşa edilmiştir. Parçacıklar bu uzun tünelde önce hızlandırılıp, daha sonra birbirleriyle çarpıştırılırlar. (makale harun yahya)
