ATOMUN
DİĞER UCU : ELEKTRONLAR
|
|
Elektronlar
tıpkı dünyanın güneş çevresinde dönerken, aynı
zamanda kendi çevresinde dönmesi gibi, atom çekirdeğinin
çevresinde dönen parçacıklardır. Aynı, gezegenlerde
olduğu gibi bu dönüş, bizim yörünge adını verdiğimiz
yollarda, çok büyük bir düzen içinde ve hiç durmaksızın
gerçekleşir. Fakat dünyayla güneşin büyüklükleri
arasındaki oran ile atomun içindeki oran çok farklıdır.
Eğer elektronların büyüklüğü ile dünyanın büyüklüğü
arasında bir kıyas yapmak gerekirse, bir atomu
dünya kadar büyütsek, elektron sadece bir elma
boyutuna gelecektir.(1)
En
güçlü mikroskopların bile göremeyeceği
kadar küçük bir alanda dönüp-duran
onlarca elektron, atomun içinde
çok karışık bir trafik yaratır.
Burada dikkat çeken en önemli
nokta, çekirdeği elektrik yükünden
oluşan bir zırh gibi kuşatan
bu elektronların atomun içinde
en ufak bir kazaya yol açmamalarıdır.
Üstelik atomun içinde yaşanacak
en ufak bir kaza atom için felaket
olabilir. Ama böyle bir kaza
asla gerçekleşmez; tüm işleyiş
mükemmel bir düzen ve kusursuz
bir sistem içinde devam eder.
Çekirdeğin çevresinde saniyede
1.000 km. gibi akıl almaz bir
hızla hiç durmadan dönen elektronlar,
birbirleriyle bir kez bile çarpışmazlar.
Birbirlerinden herhangi bir
farkları bulunmayan bu elektronların
farklı farklı yörüngelerde bulunmaları,
son derece şaşırtıcıdır ve "bilinçli
bir tasarım"ın ürünü olduğu
apaçıktır. Kütleleri ve hızları
birbirlerinden farklı olsaydı
çekirdeğin etrafında farklı
yörüngelere dizilmeleri doğal
karşılanabilirdi. Nitekim Güneş
Sistemimiz'deki gezegenlerin
dizilişi bu mantıktadır. |
Yukarıdaki
resimde elektronların dalga
hareketine göre çizdikleri dört
farklı yörünge tipi gösterilmektedir.
Elektronlar parçacık özelliğine
göre de gezegenlerin Güneş'in
çevresinde dönmeleri gibi yörüngeler
çizirler. Fakat elektronların
sahip oldukları bu farklı hareketler,
onların tam olarak tanımlanmasını
engellemektedir. |
|
Yani birbirinden kütle ve
hız olarak tamamen farklı olan gezegenler, doğal
olarak Güneş'in etrafında farklı yörüngelere yerleşmişlerdir.
Ama atomdaki elektronların durumu bu gezegenlerden
tamamen farklıdır. Tıpatıp birbirlerinin benzeri
olan elektronların niçin çekirdek etrafında farklı
yörüngelere sahip oldukları, bu yörüngeleri nasıl
şaşmadan takip ettikleri, akıl almaz küçüklükteki
boyutlarda akıl almaz büyüklükteki süratleriyle
nasıl çarpışmadıkları soruları bizleri tek bir
noktaya götürür. Bu eşsiz düzen ve hassas dengede
karşımıza çıkan tek gerçek Allah'ın kusursuz yaratışıdır:
O Allah ki, yaratandır, (en güzel
bir biçimde) kusursuzca var edendir, 'şekil
ve suret' verendir. En güzel isimler O'nundur.
Göklerde ve yerde olanların tümü O'nu tesbih
etmektedir. O, Aziz, Hakimdir. (Haşr Suresi,
24)
Elektronlar, nötron ve protonların
neredeyse ikibinde biri kadar ufak parçacıklardır.
Bir atomda, protonlarla eşit sayıda elektron bulunur
ve her elektron her bir protonun taşıdığı artı
(+) yüke eşit değerde eksi (-) yük taşır. Çekirdekteki
toplam artı (+) yük ile elektronların toplam eksi
(-) yükü birbirini dengeler ve atom nötr olur.
Elektronların, taşıdıkları elektrik
yükü itibariyle bazı fizik kurallarına uymaları
gerekir. Bu fizik kuralları "aynı elektrik yüklerinin
birbirini itmesi ve zıt yüklerin birbirlerini
çekmesi"dir.
İlk olarak, normal koşullarda hepsi
eksi yüklü olan elektronların bu kurala uyup birbirlerini
itmeleri ve çekirdeğin etrafından dağılıp-gitmeleri
gerekir. Ancak durum böyle olmaz. Eğer, elektronlar
çekirdeğin etrafından dağılsaydı, tüm evren boşlukta
dolaşan, proton, nötron ve elektronlardan ibaret
olurdu. İkinci olarak; artı yüke sahip olduğu
için çekirdeğin, eksi yüklü elektronları kendine
çekmesi ve elektronların da çekirdeğe yapışmaları
gerekirdi. Böyle bir durumda da çekirdek bütün
elektronları çeker ve atom kendi içine çökerdi.
Ancak bu olumsuzlukların hiçbiri
olmaz. Elektronların az önce belirttiğimiz (1.000
km/s) olağanüstü kaçış hızları, bunların birbirlerine
uyguladıkları itici kuvvet ve çekirdeğin elektronlara
uyguladığı çekim kuvveti o kadar hassas değerler
üzerine kurulmuştur ki, bu üç zıt etken birbirini
mükemmel bir şekilde dengeler. Sonuçta atomdaki
bu muazzam sistem dağılıp parçalanmadan sürüp
gider. Atoma etki eden bu kuvvetlerden tek bir
tanesinin, olması gerekenden biraz daha fazla
veya biraz daha az olması atomun hiçbir zaman
var olmamasına neden olurdu.
Bu etkenlerin yanı sıra, çekirdekteki
protonları ve nötronları birbirine bağlayan nükleer
kuvvetler olmasaydı, eşit yüke sahip olan protonlar
değil kenetlenmek, birbirlerine yaklaşamayacaklardı
bile. Aynı şekilde nötronlar da çekirdeğe hiçbir
şekilde bağlanamayacaklardı. Bunun sonucunda çekirdek,
dolayısıyla atom diye bir şey olmayacaktı.
Bütün bu ince hesaplar, tek bir
atomun bile başıboş olmayıp, Allah'ın kusursuz
denetiminde hareket ettiğinin bir göstergesidir.
Aksi takdirde içinde yaşadığımız evrenin daha
başlamadan sonunun gelmesi kaçınılmaz olurdu.
Daha başlangıç anında bu süreç tersine döner,
evren oluşamazdı. Ancak her şeyin Yaratıcısı,
sonsuz güç ve ilim sahibi olan Allah, evrendeki
tüm dengeler gibi, atomun içinde de çok hassas
dengeler kurmuştur ve bu sayede atom, mükemmel
bir düzen ile varlığını sürdürmektedir.
Gerçekten, gece ile gündüzün
art arda gelişinde ve Allah'ın göklerde ve yerde
yarattığı şeylerde korkup-sakınan bir topluluk
için elbette ayetler vardır.
(Yunus Suresi, 6)
Allah'ın yarattığı bu denge, bilim
adamları tarafından yıllar boyunca araştırılarak
çözülmeye çalışılmış ve sonunda gözlenen olaylara
sadece çeşitli isimler takılmıştır: "elektromanyetik
kuvvet", "güçlü nükleer kuvvet", "zayıf nükleer
kuvvet", "kütlesel çekim kuvveti"… Ancak,
kimse "Neden?" sorusu üzerinde düşünmemiştir.
Örneğin, neden bu kuvvetler belirli şiddetlere,
belirli kurallara göre hareket ederler? Neden
bu kuvvetlerin etkili oldukları alanlar, takip
ettikleri kurallar ve bu kuvvetlerin şiddetleri
büyük bir uyum içindedir?
Bütün bu sorular karşısında bilim
adamları çaresiz kalmışlardır. Çünkü yapabildikleri
sadece olayların hangi sırayla geliştiğini tahmin
etmektir. Fakat yaptıkları araştırmaların sonucunda
tartışmasız bir gerçek ortaya çıkmıştır. Evrenin
her yerinde tek bir atomu dahi başıboş bırakmayan
bir akıl ve irade sahibinin müdahalesi görülür.
Bu şekilde bütün kuvvetleri bir uyum içinde bir
arada tutan tek bir güç vardır, o da gücün ve
kudretin tümünü kendisinde barındıran Allah'tır.
Allah dilediği anda dilediği yerde kudretini tecelli
ettirmektedir. En küçük atomundan uçsuz bucaksız
galaksilere kadar tüm evren de ancak Allah'ın
dilemesi ve her an ayakta tutması ile varlığını
sürdürmektedir.
Allah, Kuran'da kendisinden başka
kuvvet olmadığını haber verirken, bunun bilincine
varamayıp Kendi yarattığı aciz varlıkları (canlı
olsun. cansız olsun), O'ndan bağımsız bir güç
ve kuvvet sahibi sanarak o yaratıklara ilahi vasıflar
yükleyenlerin sonunu şöyle bildirmektedir:
... O zulmedenler, azaba
uğrayacakları zaman, muhakkak bütün kuvvetin
tümüyle Allah'ın olduğunu ve Allah'ın vereceği
azabın gerçekten şiddetli olduğunu bir bilselerdi.
(Bakara Suresi, 165)
Bugüne kadar hiçbir bilim
adamı atomdaki, dolayısıyla evrendeki kuvvetlerin
sebebini, kaynağını ve niçin belli durumlarda
belli kuvvetlerin ortaya çıktığını izah edememiştir.
Bilimin yaptığı sadece gerçekleri gözlemlemek
ve bunları ölçüp birer "isim" takmaktır.
|
ELEKTRONLAR İNSANLARIN HİZMETİNDE
Elektrik, hayatımızın en önemli
parçalarından biridir. Onsuz
hiçbir şey yapamıyoruz. Yemek
yerken, televizyon seyrederken,
yolda giderken, temizlik yaparken
tüm hayatımız elektrikle iç
içe...
Bir düğmeye basıyoruz çevremiz
aydınlanıyor, bir düğmeye basıyoruz
tüm elektrikle aletler çalışmaya
başlıyor. İşte elektriğin hayatımızın
her anında kullandığımız bu
haline elektrik akımı deniyor.
Burada söz konusu olan akımı
sağlayanlar ise elektronlar.
Elektrik (-) negatif yük sahibi
elektronların ve iyonların hareketi
sonucu oluşan yük akımıdır.
Günlük hayatta kullandığımız
televizyon, buzdolabı gibi aletler
1-2 amper elektrik çeker. Peki
bu ölçü neyi ifade etmektedir?
Saniyede 1 Amper'lik akım demek,
bir kesitten saniyede 6 milyon
kere milyar elektron geçişi
demektir. Yıldırımda ise bu
sayı 1 milyon kat daha fazladır.
|
|
Bu tür "isim takmalar" bilim dünyasında
büyük buluşlar olarak değerlendirilir. Halbuki,
bilim adamları evrende yeni bir denge oluşturmaya,
yeni bir sistem kurmaya değil, sadece evrende
var olan mevcut dengeyi kavramaya-çözmeye çalışmaktadırlar.
Yapılan şey de çoğunlukla, Allah'ın evrendeki
sayısız yaratılış harikasından birini bir ucundan
gözlemleyip buna bir isim vermekten ibarettir.
Allah'ın yarattığı üstün bir sistemi veya yapıyı
tespit eden bir bilim adamı çeşitli bilimsel ödüllere
layık görülür, yüceltilir, insanlar ona hayranlık
duyarlar. Bu durumda asıl yüceltilmesi gereken
hiç şüphesiz o yapıyı yoktan var eden, akıl almaz
derece hassas dengeler ve karmaşık hesaplarla
donatan ve bunun gibi daha sayısız, olağanüstü
harikaları yaratan, Rahman ve Rahim olan Allah'tır.
Gerçekten, gece ile gündüzün
ardarda gelişinde ve Allah'ın göklerde ve yerde
yarattığı şeylerde korkup-sakınan bir topluluk
için elbette ayetler vardır.
(Yunus Suresi, 6)
HIZLANDIRILAN PARÇACIKLAR
Hızlandırıcılar ve Çarpıştırıcılar
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
karmaşık parçacık fiziği deney düzenekleriyle
gerçekleşitirilebilir. Çok karmaşık
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 ileri teknoloji
olanakları kullanan deneysel çalışmalar
sayesinde maddenin yapısı hakkındaki
bilgilerimiz hızla gelişmektedir.
Parçacık fiziğinin araştırmaları
kilometrelerce uzunluktaki parçacık
hızlandırıcı laboratuarlarında yapılır.
Parçacık hızlandırıcılarından 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 detektör sistemleri ile
gerçekleştirilir.
1950’li yıllardan
başlayarak hızla gelişen hızlandırıcı
ve detektör teknolojileri sayesinde
çok yüksek enerjili çarpışmalar
gerçekleştirmiş ve bu çarpışmaların
gelişmiş detektör sistemlerinde
incelenmesi ile maddenin temeli
diyebildiğimiz 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 laboratuarları, kurulmaları
ve çalıştırılmalarının çok masraflı
oluşları nedeniyle dünyada sayılı
birkaç merkezde de 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 laboratuarlardan SLC’nin
uzunluğu 3 km. CERN’in uzunluğu
ise 27 km.dir. Ama devlik yarışında
birincilik, ABD’nin Texas
eyaletinin merkezinde kurulmakta
ve çember çapı 85 kilometreyi bulacak
olan Amerikan projesi SSC’ya
aittir... Söz konusu makinelerin
maliyet de (SSC için bu rakam toplam
6 milyar dolardır) boyutlarıyla
birlikte doğal olarak artmaktadır.
(2)
CERN parçacık fiziği laboratuarı
yer 100 metre altında ve 27 kilometre
uzunluğunda inşa edilmiştir. Parçacıklar
bu uzun tünelde önce hızlanıp, daha
sonra birbirleriyle çarpıştırılırlar.
CERN
parçacık fiziği laboratuarı İsviçre-Fransa
sınırında kurulmuş, 19 Avrupa ülkesinin
üyeliği ile oluşan uluslar arası
nitelikte bir araştırma merkezidir.
Türkiye’ni de gözlemci statüsünde
bulunduğu bu laboratuarın temel
araştırma konusu maddenin temel
yapısı ve bu yapıyı oluşturan temel
parçacıklardır. 3000’e yakın
fizikçi, mühendis, teknisyen ve
idari personelin çalıştığı laboratuarda
6000’in üstünde üye fizikçi
laboratuara gelerek çalışmalar yapabilmektedir.
|
|
Elektronların
Yörüngesi
En güçlü
mikroskopların bile göremeyeceği kadar küçük
bir alanda dönüp duran onlarca elektron,
daha önce de belirtildiği gibi atomun içinde
son derece karışık bir trafik yaratırlar.
Ancak bu trafik, en sistemli şehir trafiğiyle
bile kıyas edilemeyecek kadar düzenlidir
ve elektronlar hiçbir şekilde birbirleriyle
çarpışmazlar. Çünkü elektronların her birinin
ayrı bir yörüngesi vardır ve bu yörüngeler
hiçbir zaman birbiriyle çakışmaz.
Atom çekirdeğinin
çevresinde 7 tane yörünge vardır. Asla
değişmeyen bu 7 yörüngedeki elektron sayısı
da bir matematiksel formülle belirlenmiştir:
2n2. Atomların tüm yörüngelerinde
bulunabilecek en fazla elektron sayısı
işte bu formülle sabitlenmiştir (formüldeki
"n" harfi, yörünge numarasını belirtir).
Evreni oluşturan sınırsız
sayıdaki atomun elektron yörüngelerinin
asla şaşmadan 2n2 formülüne
uyarak belirli bir sayıda kalmaları bir
düzenin göstergesidir. Elektronlar inanılmaz
hızlarda hareket etmelerine rağmen, atomun
içinde herhangi bir kargaşanın çıkmaması
da yine bu eşsiz düzenin bir devamıdır.
Bu, tesadüflerin asla açıklayamayacağı
bir düzendir. Bu düzenin var olabilmesinin
tek açıklaması Kuran'da bildirildiği gibi
Allah'ın her şeyi kudretinin bir tecellisi
olarak düzen ve intizam içinde yaratmış
olmasıdır. Allah yarattığı bu düzeni Kuran
ayetlerinde haber vermiştir: |
 |
 |
Elektronlar atomun
içinde son derece karmaşık bir yörünge
izlerler. Bu küçük alanda şehir
trafiğinden çok daha kalabalık bir
ortam oluşmasına rağmen, en ufak
bir düzensizlik yaşanmaz. |
|
...
Allah, her şey için bir ölçü kılmıştır. (Talak Suresi,
3)
... her şeyi yaratmış, ona bir düzen
vermiş, belli bir ölçüyle takdir etmiştir. (Furkan
Suresi, 2)
... O'nun katında her şey bir miktar
(ölçü) iledir. O, gaybı da, müşahede edileni de
bilendir. Pek büyüktür, yücedir. (Rad Suresi,
8-9)
Yere (gelince,) onu döşeyip-yaydık, onda
sarsılmaz-dağlar bıraktık ve onda her şeyden ölçüsü
belirlenmiş ürünler bitirdik. (Hicr Suresi, 19)
Gökyüzü, Onu da yükseltti ve mizanı (ölçüyü)
koydu. (Rahman Suresi, 7)
Güneş ve ay (belli) bir hesap iledir.
(Rahman Suresi, 5)
... Şüphesiz, Allah her şeyin hesabını
tam olarak yapandır. (Nisa Suresi, 86)
KURAN'DAN
İŞARETLER
Elektronların yörüngesi konusunu
incelerken Kuran'da bu konuya
işaret eden bir ayethakkında
da düşünmek gerekir. Atom çekirdeğinin
çevresinde 7 yörünge vardır.
Her yörüngenin üzerinde ise
sayısı belli olan elektronlar
bulunmaktadır. Kuran ayetlerinde
göküyüzünün ve yeryüzünün tabakalarını
oluşturan katmanları anlatmak
için kullanılan 7 kat gök ifadesi,
atomun göğü olarak bilinen görüngelere
de işaret ediyor olabilir.
O, biri diğeriyle
"tam bir uyum" (mutabakat)
içinde yedi gök yaratmış olandır.
Rahman (olan Allah)ın yaratmasında
hiçbir" çelişki ve uygunsuzluk"
(tefavüt) göremezsin. İşte
gözü(nü) çevirip-gezdir; herhangi
bir çatlaklık (bozukluk ve
çarpıklık) görüyor musun?
(Mülk Suresi, 3)
Bu sayı
hiçbir zaman değişmez; ne altı
olur ne de sekiz. Burada mucizevi
olan şey, elektronun yedi yörüngesine
işaret eden bu sayının ayetle
tam bir uyum göstermesidir. |
|
Ayetlerden anlaşıldığı gibi Alemlerin Rabbi olan
Allah, her şeyi kusursuz bir ölçü, hesap ve düzen
içinde yaratandır. Bu ölçü ve hesap, atomun en
küçük parçacığından uzaydaki devasa gök cisimlerine,
güneş sistemlerine, galaksilere kadar, bunların
arasındakiler de dahil, bütün varlıklar alemini
içine alır. Bu da Allah'ın sonsuz gücünün, ilminin,
sanatının ve hikmetinin bir sonucudur. Allah,
yarattığı varlıklardaki ve sistemlerdeki mükemmel
ölçü, düzen, denge ve hesaplarla bu sıfatlarını
insanlara tanıtır. Sonsuz kudretini gözler önüne
serer. İşte bütün bilimsel araştırmaların, hesaplamaların
insanı ulaştırması gereken asıl gerçek budur.
Dipnotlar |
 |
1 Taşkın Tuna, Uzayın
Ötesi, Boğaziçi Yayınları, 1995, s. 52
2 Stephen Hawking'in
Evreni, David Filkin, BBC Books, Aksoy Yayıncılık,
s 142, 143 |
|