Kuantum Dolanıklık

1930'larda, Albert Einstein Kuantum mekaniği konusunda çekinceleri vardı. Bunun üzerine geliştirdiği teoriye göre gelişigüzel bir uzaklıkta da olsa evrende bir noktada olan bir olay bir başkasını anında etkiliyordu. Buna "uzaktan etkileyen korkutucu eylem" dedi. Çünkü bu tarz bir olayın saçma olduğunu düşünüyordu. Bu ışık hızından hızlı iletişim demekti ki bu görelik kuramı ile çelişen bir durumdu. Şimdi ise bu deneyi yapıp bulduğumuz şey gerçekten korkutucu bir olay.

Öncelikle spin (dönüş) denen olayın ne olduğunu anlamamız lazım.

Tüm temel parçacıkların bir dönüşü vardır. Hayır, aslında gerçekten dönmüyorlar. Ancak benzetme uygun bir benzetme. Açısal momentumları var ve uzayda belli bir yönleri var. Şimdi, bu parçacığın dönüşünü ölçebiliriz, ancak öncelikle ne taraftan ölçeceğimizi seçmemiz lazım. Ve bu ölçümün sadece iki sonucu olabilir. Ya parçacık ölçümün yapıldığı yön ile örtüşecek ki buna yukarı dönüş (spin up) diyoruz; ya da parçacığın dönüşü ölçümün yapıldığı yönün tersine olacak ki buna da aşağı dönüş (spin down) diyoruz.

Peki, parçacığın dönüşü dikey olmasına rağmen biz ölçümü yatay olarak yaparsak ne olur? Bu durumda parçacığın yukarı ya da aşağı dönüşü olması ihtimali %50 olur. Ve ölçümden sonra parçacık sahip ölçüldüğü dönüşü sürdürür, yani dönüşü ölçmek parçacığın dönüşünü de değiştirmiş olur.

Peki, parçacığı dikeyden 60 derece gibi bir açı ile ölçersek ne olur? Bu durumda parçacık daha çok ölçümün yapıldığı yönde döndüğü için 3/4 kez yukarı doğru, 1/4 kez de aşağı doğru döner. Bunun olma olasılığı açının yarısının kosinüsünün karesi ile ilişkilidir.

Olasılık (yukarı dönüş) = P (^)  = cos(q/2)²
Olasılık (aşağı  dönüş) = P (⌄)  = sin(q/2)²

Şimdi, Einstein'ın önerdiği gibi bir deney bu parçacıklardan ikisini kullanarak yapılabilir, ancak belirli bir şekilde hazırlanmaları lazım. Mesela kendiliğinden enerjiden oluşmalılar.  Evrenin toplam açısal momentumu sabit olmak zorunda oluğu için, bir parçacığın dönüşü yukarı yönlü ölçülmüş ise aynı yönde ölçülmüş olan diğeri aşağı yönlü olması lazım. Burada delirtmek lazım ki Sadece aynı yönde ölçülmüş parçacıkların dönüşleri birbirinin tersi olur.

İşte burada işler biraz garipleşmeye başlıyor. Tüm parçacıkların iyi belirlenmiş bir dönüş ile oluşmuş olduklarını düşünebilirsiniz, ancak öyle değil. Sebebi ise şu; dönüşlerinin dikey ve ters olduğunu düşünün.

Eğer ikisini de yatay olarak ölçersek, her ikisinin de yukarı yönlü olma ihtimali 50/50 olur. Yani iki ölçümün de aynı yukarı yönlü sonucu verme ihtimali %50 olur ve bu açısal momentumun korunumu yasası ile çelişir. Kuantum mekaniğine göre bu parçacıkların belirli bir dönüşleri yoktur bile. Bu parçacıklar dolanıktır, ki bu basitçe dönüşlerinin birbirinin tersi olduğu anlamına gelir. Yani bir parçacık ölçüldüğü ve dönüşü belirlendiği zaman, anında diğer parçacığın ölçümünün vereceği sonucu biliyorsunuz.  Bu titiz bir şekilde defalarca deneysel olarak test edildi. Hangi açı ile ölçüldüğü, hangi detektörlerin kullanıldığı ya da birbirlerinden ne kadar uzak oldukları fark etmeksizin her zaman birbirlerinin tersi sonucu verdiler. 

Şimdi durup bunun ne kadar çılgınca olduğunu düşünün. İki parçacığın da dönüşü bilinmiyor, siz birini ölçüyorsunuz ve anında öbür parçacığın dönüşünü biliyorsunuz, birbirlerinden onlarca ışık yılı uzakta olsalar bile. Sanki yapılan ilk ölçümün sonucu diğerinin sonucunu ışık hızından hızlı bir şekilde etkiliyor ki bu gerçekten de pek çok teorisyenin yaptığı tespit ile aynı.

 Ancak Einstein buna dâhil değil. Bu Einstein'in canını çok sıkmıştı. O da farklı bir açıklama getirdi; bütün hangi açıdan ölçülürlerse ölçülsünler parçacıkların önceden hangi dönüşe sahip olacaklarına dair gizli bir bilgiye sahip olduklarını iddia etti. Bizim sadece ölçene kadar bu bilgiye sahip olmadığımızı söyledi.

Parçacıklar uzayda aynı noktada oluştukları andan itibaren bilgi parçacıkları içinde olduğu için parçacıklar arasında hiçbir sinyalin ışık hızından hızlı aktarılması gerekmeyecekti.  Bir süre için bilim insanları parçacıklar hakkında onları ölçünceye dek bilemeyeceğimiz şeyler olduğunu kabul ettiler. Ama sonra John Bell bunu test edebilecek bir deney ile çıkageldi. Bu deney parçacıkların baştan beri gizli bilgi barındırıp barındırmadığını belirleyecekti.

Deney şu şekilde çalışıyor; İki tane dönüş detektörü var ve her detektör dönüşü 3 yönden birinde ölçebilecek şekilde tasarlanmış. Bu dönüş yönleri rastgele bir şekilde seçilecek ve birbirlerinden bağımsız olacaklar. Şimdi, dolanık parçacık çiftleri iki detektöre de gönderilecek ve biz ikisinin de aynı, yani ikisi de aşağı ya da yukarı olup olmadığını ya da birbirinden farklı olup olmadığını kaydedeceğiz. Bu deneyi rastgele ölçüm yönlerini değiştirerek tekrar tekrar yapacağız. Bunu iki detektör ne aralıklarla farklı sonuçlar verdiğinin yüzdesini bulana dek devam edeceğiz. Ve önemli olan da bu, çünkü bu oran parçacıkların baştan beri gizli bilgi taşıyıp taşımadığını bize söylüyor.

Şimdi bunun niye böyle olduğunu görmek için, yani parçacıkların gizli bilgileri olup olmadığını görmek için farklı ölçümlerin tahmin edilen frekanslarını ölçelim.  Bunu parçacıkların kendi aralarında gizlice anlaştığı bir plan olarak düşünebilirsiniz. Ve planın yerine gelmesi için gereken tek şart parçacıkların aynı yönde ne zaman ölçülürse ölçülsünler ters dönüş bilgisi vermeleri gerekiyor olması.

Yani örnek planlardan biri olarak, bir parçacık ne zaman ölçülse her ölçüm için yukarı sonucunu verecek ve ikizi her ölçüm yönü için aşağı dönüş sonucunu verecek. Ya da başka ikinci bir plan şu olabilir; ölçülen parçacıklardan biri ilk yön için yukarı dönüş, ikinci yön için aşağı dönüş, üçüncü yön için yukarı dönüş sonucunu verirken ikizi ise ilk ölçüm için aşağı yönlü, ikinci ölçüm için yukarı yönlü, üçüncü ölçüm için ise aşağı yönlü dönüş sonucunu verebilir.  Tüm diğer planlar matematiksel olarak eşdeğer, yani bu iki planı kullanarak farklı sonuçların tahmin edilen değerlerini hesaplayabiliriz.

Birinci plana göre sonuçlar her zaman açık bir şekilde %100 olarak birbirinden farklı olacak. İlki için seçilen yönler fark etmiyor, ancak ikincisi için hangi yönlerin seçildiği önemli.  Örnek vermek gerekirse eğer iki detektör ilk yönde ölçüm yaparsa, A parçacığı yukarı dönüş sonucu verecek, B parçacığı da aşağı dönüş sonucu verecek. Sonuçlar farklı yani.

Ancak onun yerine B detektörü ikinci yönde ölçüm yaparsa sonuç yukarı yönlü dönüş olacak, yani aynı sonucu verecek. Bunu bu şekilde tüm kombinasyonlar için deneyebiliriz ve sonuç olarak bulduğumuz şey 5/9 oranında sonuçların farklı olduğu olur. Yani, ikinci planı kullanarak sonuçlar 5/9 oranında farklı olmalı ve ilk planı kullanarak sonuçlar %100 oranında farklı olmalı. Yani genel olarak parçacıkların gizli bir bilgisi varsa 5/9 oranından çok kere farklı sonuçlar görmemiz lazım.

Peki deney ne sonuç veriyor?

Sonuçlar sadece %50 oranında farklı oluyor. İşe yaramıyor!  Yani deney farklı yönlerde hangi dönüş sonucu vereceklerine dair gizli bir bilgi taşıdıkları varsayımını çürütüyor. Peki, öyleyse Kuantum mekaniği bu sonuçları nasıl açıklıyor? Şimdi detektör A'nın ilk yönde ölçüm yaptığını hayal edelim ve sonuç yukarı yönlü olsun. Bu durumda anında diğer parçacığın aynı yönde ölçüldüğünde aşağı yönlü olacağını biliyoruz ki bu rastgele olarak 1/3 kez oluyor.  Ancak, eğer B parçacığı diğer iki yönden birinde ölçülürse, yani 60 derece açı yapacak şekilde ölçülürse yazının başından da hatırlayacağınız gibi sonuç 3/4 kez yukarı yönlü dönüş sonucunu verir. Seçim yönleri 2/3 oranında rastgele bir şekilde seçildiği için B parçacığı 2/3 çarpı 3/4 eşittir 1/2 kez yukarı yönlü dönüş sonucu verecektir.  Yani iki detektör de sonuçların yarısında aynı sonucu verecek ve diğer yarısında ise farklı sonuç verecek. Ki bu deney sonuçları ile bire bir örtüşüyor.

Yani Kuantum mekaniği konusunda sıkıntı yok. Ancak bu sonuçların nasıl yorumlanacağı konusunda tartışma var.  Bazı fizikçiler kuantum parçacıklarının gizli bir bilgi taşımadığı yönünde bir kanıt olarak görüyorlar ve dönüşlerinin ancak ölçüldükleri zaman bir anlam kazandıklarını söylüyorlar. Diğer fizikçiler ise dolanık parçacıkların ölçüldükleri zaman birbirlerini ışıktan hızlı bir şekilde uyararak gizli bilgilerini güncellediklerini düşünüyor.

Peki, bu ışık hızından hızlı bir şekilde iletişim kurabileceğimiz anlamına mı geliyor?

Herkes bunun olamayacağı konusunda hemfikir, çünkü detektörlerden aldığımız sonuçlar rastgele sonuçlar.  Hangi yönde ölçüm yaparsanız yapın ya da diğer detektörde ne olursa olsun yukarı ya da aşağı yönlü sonuç alma ihtimalimiz %50 oluyor. Sonradan bu gözlemciler bir araya gelip sonuçlarını karşılaştırdıklarında aynı yönü seçtiklerinde birbirlerine göre farklı sonuç aldıklarını görecekler, ancak bunun bilgi iletimine bir faydası olmaz.

İki veri seti de rastgele olur, ancak diğer tarafın karşıtı bir şekilde rastgele olur.

Bu gerçekten de korkutucu, ancak iki yönlü iletişime izin vermiyor, bilginin ışıktan hızlı aktarılmasını sağlamıyor yani görelik kuramını ihlal etmiyor.

Ve işte bu, en azından Einstein’ı mutlu ederdi.

Çeviri: C. Caner Telimenli

Kaynak: https://www.youtube.com/watch?v=ZuvK-od647c&t=82s

Neden Hayvanların Benekleri Var?

Çitanın benekleri doğadaki şablonlara iyi bir örnektir.

Doğa onu gelmez gibi görünen miktarda şablonlar sergiler - bir ineğin lekelerinden tutun da bir cerrah balığının çizgilerine ya da bir çitanın çizgi ve noktalarına kadar - Ancak Alan Turing ( Bilgisayarlarının babası) bu şablonların birbirinden o kadar da farklı olmayabileceğini düşündü. 

Ne demek istediğini göstermek için, tüm şablonları açıklayabilecek basit bir matematiksel kural dizisi oluşturdu. Bu kurallar şöyle: Tüm teorik canlıların içinde aktivatör ve inhibitör denen iki madde var. Aktivatör iki maddenin de üretimini tetiklerken inhibitör üretimi yavaşlatıyor. Yani bu biraz av ve avcı ilişkisi gibi. 

Daha fazla aktivatör tavşan demek daha fazla tavşan üremesi demek, ancak daha büyük tavşan popülasyonu inhibitör tilkiler için daha fazla yiyecek demek, bu da daha fazla tilki üremesi demek. Bu durumda tavşan sayısı azalır bu da daha az tilki demek.

Ancak bundan hariç Turing'in kuralları şunu söyler: Av ve avcı popülasyonu arttıkça kapladıkları alan da artar, ama tilkiler daha fazla alana ihtiyaç duyar. Bu yüzden tilkilerin alanı tavşanlarınkinden daha hızlı genişler.m Böylece tilkiler çevreye yerleşir ve tavşanları kısıtlı bir bölge içinde üremeye zorlarlar. 

Yani bu durumda inhibitör tarafından çevrelenmiş aktivatör bölgesi elde ederiz. Ve aktivatörün inhibitörden fazla olduğu bölgede -bir pigmentin tetiklenmesi gibi- bir takım değişimler olur. Ki bu durumda renkli bir bölge oluşur. Turing'in teorisindeki güzellik ise şu; aktivatör ve inhibitörün yayılma hızı gibi ya da toplam alan gibi değişkenler ile oynayarak bir çok çeşit şablon elde edebilirsiniz. 

Örnek olarak, eğer inhibitörden bir miktar fazla aktivatör ile işe başlarsanız sadece nokta şeklinde lekeler elde edersiniz. Ya da eğer sistemin alanı darsa -bir kuyruk ya da yılan gibi- çizgili bir yapı elde edebilirsiniz. Ya da eğer aktivatör inhibitörden hızlı yayılıyorsa yer yer sızıp diğer noktalar ile birleşebilir bu da labirent tarzı bir şablon oluşturur. 

Dahası, Turing'in kuralları hayvanlardaki şablonlara çok benzer yapılar oluşturmak için kullanılabilir; ineklerdeki lekeler, balıklardaki çizgiler, zürafalarda bulunan mozaik şablonlar ya da poliplerde bulunan dokungaçlar gibi. Tabi bu matematik formüllerinin kağıt üzerinde işlemesi doğanın bunları uyguladığı anlamına gelmez. 

Ve yıllar sonra, bilim insanları hala bu şablonların gerçekten inhibitör ve aktivatörler sayesinde oluşup oluşmadığını araştırıyor. Diğer yandan hiçte Turing tarzı olmayan şablonlarla da karşılaştık; gelişen bi meyve sineğinde görülen bölümler tamamen meyve sineğinin genetik yapısı tarafından belirleniyor. 

Öte yandan umutlandırıcı bir şekilde Turing tarzı sistemler de var; gelişmekte olan farelerde "kirpi sonic" denen bir madde inhibitör gibi davranarak daha az havalı ismi olan bir aktivatör protein ile etkileşime girerek embryonun damağında çizgili bir yapı oluşmasını sağlıyor. Ve uzluvların sonunda değişik bazı proteinler doku büyümesini aktive ve inhibit ederek parmak diye bilinen uzantıların oluşmasını sağlıyorlar. 

Gene de Turing'in teorisi gerçek dünyada gördüklerimizi ne kadar iyi ya da kötü açıklasa da bunun hakkındaki en havalı şey biyologları Turing'in fikirleri hakkında canlı hayvanlar üzerinde kanıt aramaya yönlendirmesi. Yani gözlemden doğan bir teorinin ilham verdiği gözlemler bizi çitanın neden noktaları -ve çizgileri-olduğunu anlamaya yaklaştırıyor. 

Çeviri: C. Caner Telimenli

Kaynak:
https://www.youtube.com/watch?v=alH...

Doğru, tekrar, beyin ve alğı

Hiç insanların neden kolayca bazı şeyleri fazla düşünmeden gerçekmiş gibi kabul edebildiklerini merak ettiniz mi? Bazı olguların doğru olmadığı halde doğruymuş gibi kabul edildiğini gördünüz mü? Ya da yeni bir şey öğrenmenin neden bazen çok zor olduğunu düşündünüz mü? Bunların hepsinin sebebi aslında aynı, bilişsel kolaylık durumu.

Beynimiz de vücudumuzun geri kalanı gibi enerji tasarrufu yapmak üzere evrimleşti. Sürekli en etkin halinde çalışsaydı bu büyük miktarda şeker tüketimine sebep olurdu. Eğer haftada bir av bulup yemek yiyebilen bir canlı iseniz bu sizin açınızdan hiç iyi olmazdı, çünkü karşılayamayacağınız oranda enerji tüketiyor olurdunuz. İşte beynimiz bu soruna bilişsel kolaylık denen yöntemle çözüm buldu. Bu yöntem bir miktar bilgisayardaki “sistem boşta işlemi” gibi düşünülebilir, beyin üzerindeki yükü azaltarak verimliliği artırır.

Peki, bu bilişsel kolaylık işlevi nasıl çalışır?

Bilişsel kolaylık beyninizin ne kadar kendini zorladığını ölçen bir terimdir. Hepimizin bildiği doğru olarak kabul görmüş bazı gerçekler vardır; gökyüzü mavidir, ağaçlar yeşildir gibi. Bilişsel kolaylık beyninizin ne kadar kendini zorladığını ölçen bir terimdir. Facebook'ta gezerken olduğu gibi "kolay" durumundan 14x37 işlemini yapmaya çalışırken olduğu gibi "zor" durumuna kadar. “Doğru" olarak tanımladığımız şeyler genelde bilişsel kolaylık durumu ile alakalıdır. Bu doğruları işlemek için beynimiz fazla çaba göstermek durumunda değildir. Çünkü bunlar hayatımız boyunca tekrar tekrar karşımıza çıkmış olgulardır.

Bu tür şeyler sadece doğru hissettirmekle kalmaz, tanıdık ta gelir. Zahmetsizlerdir ve iyi hissettirirler. Tüm bunlar bilişsel kolaylığın sonuçlarıdır. Şimdi sorun şu ki "bilişsel kolaylık" olgusu farklı yöntemlerle yapay olarak ta yaratılabilir. Bunlardan biri uyarıcıyı sürekli tekrarlamaktır.

Michigan'da bulunan iki üniversitede yapılan klasik bir deneyde deneyi yapanlar üniversite gazetesindeki bazı reklamları çıkardılar ve her reklamın yerine bu kelimeleri reklam başına bir tane olacak şekilde yerleştirdiler.

"KARDIRGA", "SARICIK", "BIWONJNI", "NANSOMA", "IKTITAF"

Bu kelimeler farklı yoğunluklarda gazetelerde göründüler. Bir kelime gazetede sadece bir kere çıkarken diğerleri ikişer, beşer ya da yirmi beşer kez göründü. Kelimelerin basılma sıklığı diğer üniversite gazetesinde tam tersiydi. Araştırmacılar deneyin sonunda anketörler gönderip deneklere kelimelerin anlamını derecelendirmelerini istediler. Bu derecelendirme "bu kelime iyi bir anlama geliyor" yargısından "bu kelime kötü anlamlı" yargısına kadar uzanan bir skalaya sahipti. Ve sonuçlar açıktı. Bir kelime gazetede ne kadar çok kullanılmışsa o kadar çok insan o kelimenin iyi bir şey olduğunu düşünüyordu. Yani yeterli tekrar ile anlamsız bir kelime bile tanıdık bir şeye dönüşebiliyor.

Bilişsel kolaylık ve iyi duyguları tetikliyor. Deneyler ayrıca bu durumun İngilizce konuşanlara Çince karakterler ya da rastgele şekiller gösterilince bile çalıştığını ortaya koydu. Ve bulgular aslında bundan daha da genel sonuçlara sahip. Mesela şarkılar birkaç kez dinlendikten sonra ilk dinlemeye göre kulağa daha güzel geliyor. Ve yıllık fotoğraflarına bakan katılımcılar fotoğrafları birkaç kere da gördükten sonra fotoğraftakileri daha cana yakın buldu. Bu durum ünlü diye tabir ettiğimiz insanların neden bu konumda olduklarını da açıklıyor, maruz kalma miktarının fazlalığı.

Beynimiz aynı zamanda tehditleri algılamak için evrimleşti. Ve yeni olan her şey potansiyel bir tehdittir. Ancak tekrarlanan bir şekilde maruz kaldıktan sonra kötü bir şey olmaz ise o şey tanıdık ve rahat gelmeye başlar ve bir tehditten çok güvenliğin işareti olur. Üstelik bu olgu insanların de ötesine geçer.  Yumurtada iken sürekli bir sese maruz kalan tavuk embriyonları civciv olduklarında aynı ses ile karşılaştıklarında yardım isteme oranı azaldı. Ancak tekrar bilişsel kolaylık yaratmak için tek yol değil. Yüksek kontrasta sahip görseller beyinde bilişsel olarak daha kolay işlendiği için olumlu hissetmemizi sağlar. Bu da çoğu Instagram filtresini açıklıyor.

Bu üç şeyin ortak noktası nedir?

KAHVALTILIK, İSVİÇRE, BÖREK

Peki ya

KÖPRÜ, KAZAK, AĞRI dersek?

İlkinin cevabı peynir, ikincisi boğaz olacak. Tabi her üç kelime seti bağlantı taşımaz. Ancak deneyler sonucunda görüldü ki insanlar bağlantı olup olmadığını birkaç saniyede çözüyor, o bağlantının ne olduğunu hemen çözemeseler bile. Bu durum bilişsel kolaylığın yarattığı bir hissiyattan ötürü oluşuyor. Beyine bir yerlerde bu bağlantılar bir tanımlama sürecini ateşliyor. Ki bu durum insanı iyi hissettiriyor. İşte bu yüzden çoktan seçmeli testlerde cevaptan emin olmadığınızda  "ilk işaretlediğiniz genelde doğrudur" derler.

Şimdi bu doğrumu yanlış mı bir bakalım.

“Tüm güller çiçektir. Bazı çiçekler çabuk solar. Bu sebeple bazı güller çabuk solar.”

-Doğru mu?

Aslında cevap yanlış olacaktı. Güller tam olarak çabuk solan çiçekler grubuna dahil olmak zorunda değiller. Benzer bir şekilde üç soru ile yapılan bir test insanların %90'ının test net bir şekilde basıldığında en az bir yanlış cevap verdiğini gösterdi. Ancak test silik yani zor görülür bir şekilde basılınca hata oranı %35'e düştü. Testi daha az okunaklı yapmak sonuçların doğruluğunu arttırdı. Çünkü bu durum beyinde bilişsel stres oluşturdu, bu da beynin daha fazla çalışmasına sebep oldu. Bu da sezgisel olarak uygun gelen ama yanlış olan sonuca hemen atlayanların sayısını azalttı. Bilişsel kolaylık sezgisel ve yaratıcı olmak açısından yararlı, ancak aynı zamanda sizi daha kolay kandırılabilir yapıyor. Yani testinizin yazılı kısmına ilk aklınıza geleni işaretlemek büyük ihtimalle iyi bir strateji, ancak konu fizik gibi cevapların genellikle sezgisel olmadığı ve pek çok yanlış kanını olduğu alanlarda kuşkucu olmak daha önemli oluyor. Bu uyanıklık ise gayret gerektiren bir durum ve ne yazık ki mutsuzlukla eşdeğer.

Hiç fark ettiniz mi, büyük bilim insanları ve analitik zekâlar huysuz ve kuşkucu karakterler oluyor. Yani düşünüyorum da bu durum sadece kötü sosyal becerilerden ibaret olmayabilir. İşlerini yapabilmeleri için bunun gerekli olması mümkün. İşte bu da öğrenmenin ve kritik düşüncenin getirdiği bir paradoks. Bilişsel kolaylık hoş bir şey, tanıdık ve çaba gerektirmiyor. Sizi gerçekten yaratıcı ve sezgisel yapıyor. Ancak sizi aynı zamanda kandırabilir. Doğru olmayan şeyleri doğruymuş gibi görmenize sebep olabilir. Ve öğrendiğinizi sandığınız halde öyle olmayabilir. Öbür yandan, kuşkucu ve analitik olmak daha fazla zihinsel çaba ister. Kafa karıştırıcıdır ve çok ta hoş hissettirmez ancak gerçeği fanteziden ayırmanın en güzel yoludur.

Bilişsel kolaylığın artıları da var.

Kesinlikle bilişsel kolaylık durumunun daha uygun olduğu haller de var. Sonuçta bu yetenek her gün karşılaştığımız durumlara çözüm olması için evrimleşti. Neden düşünmeniz gerekenden daha çok düşünesiniz? Burada önemli olan üstünde daha fazla düşünülmesi gereken şeyleri ayırt edebilmek. Ancak günümüzde fikirleri paylaşmanın ve tekrarlamanın bu kadar kolay oluğu bir dönemde daha uyanık olmamız gerekir. Basitçe gerçekten doğru olan şeyleri daha önce defalarca duyduğumuz şeylerden ayırabilmek için bu gerekli.

Bir şey ne kadar tekrar edilirse o kadar doğru gelmeye başlar.

Yazan/Çeviren

C. Caner Telimenli

Kaynakça:

https://www.youtube.com/watch?v=cebFWOlx848 (çoğu buradan çeviri)

http://www.psc.isr.umich.edu/dis/infoserv/isrpub/pdf/Theattitudinaleffects_2360_.PDF

https://thefinancialbrand.com/42323/advertising-marketing-messages-effective-frequency/

https://en.wikipedia.org/wiki/Effective_frequency

Karbondioksit Oranları Nisan Ayında Uçtu

Hawaii'deki Mauna Loa gözlem evi araştırmaların yürütüldüğü yerlerden biridir.

Havaii'deki bir volkanın tepesinde kurulmuş olan Amerikan ulusal deniz ve atmosfer yönetimi (NOAA) gözlem evi tarafından yapılan araştırmalarda bilim insanlarının ön gördüğü gibi Nisan ayı küresel iklim değişikliğinden sorumlu CO2 gazının yoğunluğunun milyonda 400 birimin üzerine çıktığı bir ay oldu.

Bu durum global sera gazı salınımını azaltmaya çalışanlar için sembolik ancak iç karartıcı bir mihenk taşı oldu. Çünkü karbondioksit miktarı arttıkça buzulları eritip sahil şeridindeki birçok şehri su altında bırakabilecek bir iklim değişikliğini durdurabilecek notadan tehlikeli bir şekilde uzaklaşmış oluyoruz.  

Aslında bu mihenk taşı yani 400 ppm üstü CO2 değerleri daha önce Nisan 2013'te kısa bir süreliğine erişilmişti. Bu durum yaklaşık iki ay sürdükten sonra eski haline dönmüştü.

Müteakip verilerin bahsi geçen gözlem evinin kurulduğu 1958 den beri izlendiği ve Nisan ayının her gününde CO2  değerlerinin 400 ppm'nin üstünde olduğu gözlemlendi. Bu durumun kuzey yarı kürede CO2 değerlerinin dönemsel olarak tavan yaptığı Mayıs ayına kadar sürmesi bekleniyor. Haziranın ilk çeyreğinde kuzey yarı küredeki bitki örtüsünün tekrar canlanması ile CO2 miktarının bir miktar azalması bekleniyor. 

800.000 yıllık süreçteki atmosferdeki karbondioksit miktarı değişimleri. Son büyük sıçrama haricindeki tepe noktaları birer buzul çağının başlangıcını simgeliyor.

Mauna Loa data toplama işlemi başladığında atmosferdeki karbondioksit miktarı sadece 313 ppm idi. Yukarıdaki tabloya göre yılda yaklaşık 2 ppm'ye denk gelen inanılmaz bir dikey çıkışla 400 ppm seviyesi görüldü. Bu durum fosil yakıtların tüketilmesi ile yakından alakalı. Bir CO2 molekülü yüzlerce yıl serbest dolaşabilir, bu da kirlenmenin etkisinin binlerce olmasa dahi yüzlerce yıl hissedilebileceği anlamına geliyor.

Çalışmalar karbondioksit seviyesinin 800.000 yıldır ve büyük bir ihtimalle 15 milyon yıldır bu kadar yükselmediğini gösteriyor. Karbondioksit ve metan gibi sera etkisi yaratan gazlar atmosfere giren enerjiyi tutarak ve geri yansımasını önleyerek ısınmaya sebep olurlar.

Nisan 2014 CO2 ölçümleri

NOAA dönemsel olarak hazırladığı ve global sera etkisi yaratan gazların takip edildiği Sera etkisi Gaz indeksi (AGGI) raporunu yayınladı. Kayıtlar 2012-2013 arasında karbondioksit miktarlarında %1,5 oranında artış olduğu tespit edildi.

Yapılan basın açıklamasında NOAA yetkilileri durumu "Bu atmosferdeki uzun etkili insan kaynaklı sera gazı salınımlarının bir yılda %1,5, 1990'lardan beri ise %34 oranında arttığını gösteriyor." şeklinde özetledi.

NOAA'nn dünya sistemleri araştırma laboratuvarı global izleme bölümü direktörü James Butler "Elektrikli battaniyemizin ısı ayarını sonunda ne kadar sıcak olacağını bilmeyerek açmaya devam ediyoruz." dedi.

Bir iki yıl içinde 400 ppm'lik seviye sürekli bir hal alacak ve bu hızla devam ederse bu yüzyılın sonlarına doğru   CO2 miktarları 450 ppm veya fazlasını görecektir.

Çeviri: C. Caner Telimenli

(Mashable)

Büküm Motoru Konsepti Üzerine Farklı bir Perspektif

 Dr. Richard Obousy'nin önerdiği gelişmiş uzay itki sistemi konsepti lokal kozmolojik sabiti değiştirerek uzay-zaman düzlemi üzerindeki bir uzay gemisinin ön tarafında daralma arka tarafında da genişleme yaratarak egzotik bir itki sistemi yaratmayı planlıyor. Bu fikir Alcubierre büküm balonu fikrine çok benzer olmakla beraber genel görelik yerine Çok boyutlu Quantum alan teorisini getirerek çok farklı bir yaklaşım sunuyor.

 Kip Thorne, Michael Morris ve Ulvi Yurtsever tarafından kaleme alınan "Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition" yani "Kurt delikleri, Zaman makineleri ve Zayıf Enerji Durumu" isimli akademik çalışma fizik yasalarının rastgele seçilmiş gelişmiş bir uygarlığın yetenekleri üzerinde nasıl bir kısıtlayıcı etkisi olduğu üzerine sorular sorulması fırsatını sağlıyor. Ve Alcubierre büküm balonu oluşturmak için yenilikçi bir yöntem tavsiye ediliyor. Yazının ana fikri Quantum yer çekimi teorisinde geçen bir ya da birden daha fazla ekstra boyutun çapının değiştirilmesi ile lokal kozmolojik sabitte asimetri oluşturarak bir uzay aracının hareket ettirilmesidir.

 "Bu kadar erken bir aşamada böyle bir fikrin teorik gelişimi büküm motoru konseptinin nasıl gelişeceği hakkında tahmin yürütmeyi zorlaştırıyor. Saf bir bakış açısıyla bir insan egzotik güç jeneratörüne sahip bir aracın lokal olarak ekstra boyutları maniple edebileceğini hayal edebilir. Bu yolla gelişmiş bir uzay aracı etrafındaki uzay zamanı genişletip büzerek bir itki yaratabilir."  Dr. Richard Obousy

 Aşağıdaki videonun 12. dakikasında Dr. Richard Obousy kendi büküm motoru konseptini öneriyor. Bundan öncesinde ise yöntemin fiziğinden bahsediyor. (video İngilizcedir)



Ekstra boyutları kontrol edebilmek için casimir etkisinden faydalanılabileceği düşünülmektedir. *

Casimir Etkisi nedir?

Bundan yaklaşık 50 yıl önce fizikçi hendrik casimir, mikro-makinelerden birleşik doğa teorilerine kadar her şeyi etkileyebilen, bir vakumda (boşlukta) iki yüzey arasındaki çekme kuvveti olabileceğini önerdi.

boşlukta iki aynayı bir biriyle yüz yüze ve küçük aralıklı duruma getirirseniz ne olur? ilk reaksiyonunuz “hiçbir şey” olabilir. fakat gerçekte, her iki ayna, basit vakum sonucu birbirini karşılıklı olarak çekerler. işte bu etkiyi hollandalı teorik fizikçi hendrik casimir 1948 yılında, eindhoven’da philips araştırma laboratuvarı’nda, tüm nesnelerde colloidal çözeltiler üzerine araştırma yaparken bu fenomeni önerdi. bu colloidal çözeltiler; mikron boyutlu parçacıklar içeren bir sıvı karışımında, boya ve mayenozda olduğu gibi, viskoz materyallerdir. böyle çözeltilerin özellikleri nötral atomlar ve moleküller arasında mevcut olan, uzun erimli ve çekici wan der waals kuvvetleri tarafından belirlenir.

iki ayna arasındaki kuvvet casimir kuvveti olarak, bu fenomen ise casimir etkisi olarak bilinir. casimir etkisi yıllarca teorik merak konusu oldu. bu fenomene ilgi son yıllarda daha da arttı. deneyci fizikçiler, mikro-makinelerin çalışmalarını etkileyen casimir kuvvetini, çok duyarlı ölçüm aletleri geliştirerek, gözlediler. bu konuda temel fizik tarafından yeni atılımlar da yapıldı. bir çok teoriysen, 10 veya 11 boyutlu temel kuvvetlerin bileşik alanlar teorisinde “büyük” fazladan boyutların varlığını öngörmektedir. onlar, bu boyutların, milimetrenin altındaki uzaklıklarda, klasik newton kütle çekimini değiştirebileceğini söylüyorlar. casimir etkisinin ölçümü, çok daha sonra, böyle radikal düşünceleri test etmek için fizikçilere yardımcı olabilir.

casimir kuvveti her ne kadar tam bir karşı-sezgi gösterirse de, gerçekte iyi anlaşılır. klasik mekaniğin ilk zamanlarında vakum düşüncesi oldukça basitti. vakum, bir kabın tüm parçacıklarının (içindeki gazın) boşaltılıp sıcaklığının mutlak sıfıra indirildiği durumdur. kuantum mekaniğinin gelmesiyle vakum anlayışı tamamıyla değişti. belirli elektromanyetik alanlarda tüm alanlar (parçacıklar) titreşim yaparlar. bir başka deyişle, bir sabit etrafında aktüel değeri değişen, verilen her hangi bir moment, bir ortalama değere sahiptir. mutlak sıfırda bile, kusursuz bir vakumda bile, bir fotonun yarı enerjisine karşılık gelen ortalama enerjide, “ vakum salınımları (titreşimleri) “ olarak bilinen salınımlar mevcuttur.

bununla birlikte, vakum salınımları bir fizikçinin zihninde soyut değildir. onlar, makroskopik ölçekli deneylerde doğrudan canlandırılabilen, gözlenebilir sonuçlara sahiptirler. örneğin, uyarılmış seviyedeki bir atom uzun süre uyarılmış kalamaz, kendiliğinden foton salarak taban durumuna geri döner. bu fenomen vakum salınımlarının bir sonucudur. bir kurşun kalemi parmağınızın ucunda dik durdurmaya çalışın. eğer eliniz tamamen kararlı ise kalem orada duracak (kalacak), değilse denge bozulacaktır. fakat çok-çok zayıf bozulma (sapma), kalemi daha kararlı bir denge konumuna getirecektir. benzer olarak, vakum salınımları uyarılmış bir atomun taban durumuna inmesine sebep olur.

casimir kuvveti vakum (boşluk) salınımlarının en çok tanınmış mekanik etkisidir. iki ayna arasında bir boşluk olduğunu düşünün (şekildeki gibi). tüm elektromanyetik alanlar çok farklı frekansları içeren bir karakteristik “spektrum”a sahiptir. serbest bir vakumda tüm frekanslar eşit öneme sahiptir. fakat boşluk (oyuk) içerisinde, aynalar arasında ileri-geri yansıyan alanda, durum farklıdır. alan, boşluk içerisine, yarım dalga boyunun tam katları, tam olarak uyabiliyorsa çoğaltılır. bu dalga boyu “oyuk (boşluk) rezonansına” karşılık gelir. diğer dalga boylarında, aksine, alan zorlanır. vakum salınımları ya zorlanır ya da frekansın boşluk rezonansına karşılık gelip gelmediğine bağlı olarak yükselir.

casimir etkisinin tartışmasında önemli bir fiziksel nicelik de “alan radyasyon basıncı”dır. her alan-vakum alanı bile-enerji taşır. tüm elektromanyetik alanlar uzayda yayılırken, akan bir nehrin etrafındaki ve önündeki şeylere basınç uyguladığı gibi, yüzeylere basınç uygular. bu radyasyon basıncı ve elektromanyetik dalganın frekansı enerjinin artması ile artar. oyuk içindeki radyasyon basıncı, bir oyuk rezonans frekansında, dış kısımdakinden daha güçlüdür ve bundan dolayı aynalar bir birinden uzağa itilirler. rezonans dışında, tersine, oyuk içerisindeki radyasyon basıncı dışarıdakinden daha küçüktür ve bundan dolayı aynalar birbirine doğru çekilirler.

dengede, çekme bileşenleri itme bileşenlerinden azıcık daha güçlü etkiye sahiptir. kusursuz iki paralel düzlem ayna için, casimir kuvveti çekicidir ve bu yüzden aynalar bir birlerini çekerler. kuvvet, f; kesit alanı a ile doğu, aynalar arasındaki uzaklığın dördüncü kuvveti (üssü) d4 ile ters orantılıdır. bu geometrik niceliklerden ayrı olarak kuvvet, ışık hızı ve planck sabiti gibi temel değerlere de bağlıdır.

casimir kuvveti birkaç metre uzaklıktaki aynalar için son derece küçük olarak gözlenirken, uzaklık mikronluk düzeyde iken ölçülebilir basmaktadır. örneğin, alanı 1 cm2 ve aradaki uzaklık 1 mm olan iki ayna yaklaşık 10-7 n’luk bir casimir kuvvetine sahiptir, ki bu kuvvet çapı yarım milimetre olan bir su damlasının ağırlığı kadardır. bu kuvvet her ne kadar küçük gözükse de, bir mikrometrenin altındaki uzaklıklarda, iki nötr obje arasında en güçlü olur. gerçekten de, 10 nm (nanometre) aralıklı, tipik bir atom boyutunun yaklaşık 100 katı, casimir etkisi 1 atmosfer basınsının eşdeğeri basınç üretir.

her ne kadar günlük yaşamımızda böyle küçük uzaklıklar ile ilgilenmesek de, onlar “nano yapılı ölçekler” ve “mikro-elektromekanik sistemlerde” önemlidir. bunlar, mikro boyutlu mekanik elemanlar ve hareketli parçalarda, bir silikon örneğini küçük parçalara bölen akıllılıktadır. elektronik bileşenler bilginin ilerlemesi için cihaz üzerine bağlanır, ki o, mekanik parçaların hareketini algılar ve sürdürmesini sağlar. mikro-elektromekanik sistemlerin bilim ve teknolojide mümkün bir çok uygulama alanı vardır. örneğin, bugün bunlar otomobillerde “air-bag basınç sensörleri” olarak kullanılmaktadır.

aralarındaki uzaklık d ve yüzey alanı a olan iki plaka arasındaki casimir kuvveti f=(πhc/480)(a/d4 ) bağıntısıyla hesaplanır. burada h planck sabiti ( 6,62.10-34j.s ), c ışığın boşluktaki hızı ( 3.108 m/s ) dır. bu küçük kuvvet, 1996 yılında steven lamoreaux tarafından %5 deneysel hata ile ölçülmüştür.

fotondan başka parçacıklar da küçük bir etki ortaya çıkarır, fakat sadece foton kuvveti ölçülebilirdir. fermiyonlar itici bir etki oluştururken, fotonlar gibi tüm bosonlar, çekici casimir kuvvetini oluştururlar. eğer elektromanyetizmada süpersimetri olsaydı, o zaman fermiyonik fotonlar da var olacaktı. bu durumda fotonların itme çekme etkisi bir birini yok edecek ve casimir etkisi olmayacaktı. gerçekte casimir etkisinin varlığı gösterir ki; doğada süpersimetrinin olması bir simetri kırılmasını gerektirir.

teoriye göre; vakumda “toplam sıfır nokta enerjisi, tüm olası foton modları üzerinden toplam alındığında sonsuz olur. casimir etkisi; sonsuzlukların götürülmesinde, bir enerji farkından meydana gelir. vakum enerjisi, gravitasyonel (kütle çekim) etkileşmeden dolayı, “kuantum kütle çekim teorisinde” bir bilmecedir. kütle çekim teorisi uzay-zamanın eğriliğine sebep olan büyük bir “kozmolojik sabit” ortaya çıkarır. bu uyuşmazlığa çözüm, kuantum kütle çekim teorisinden beklenmektedir. **

Çeviri ve derleme: C. Caner Telimenli


*(nextbigfuture)
**(İTU Sözlük)

Füzyon Alanında Umut Vadeden Gelişme

 Güneşe de gücünü veren nükleer füzyon sınırsız bir güç kaynağı olabilir. Ancak bunu elde edebilmek için füzyon reaktörlerinin harcadığından daha fazla enerji üretmesi gerekir. Amerika'daki Ulusal Ateşleme Tesisi (NIF) araştırmacılarının bulguları bu amaca ulaşmak konusunda bir umut ışığı yaktı. Kaliforniya Livermore'daki NIF araştırmacıları dünyanın en güçlü lazerinin ürettiği 192 ışın demetini füzyon reaksiyonunu başlatacak olan hidrojeni ısıtıp sıkıştırmak için kullanıyor.

NIF Füzyonu   Hohlraum adlı kabın içine 192 lazer demeti odaklanıyor Kabın içinde çok soğuk ve katı hidrojen izotopu karışımı bulunuyor Kaba çarpan lazer kabın X-ray ışını saçmasına neden oluyor X-ray ışınları yakıtı yüksek sıcaklıklara çıkarıyor Eğer yakıtın sıcaklığı ve basıncı uygunsa füzyon gerçekleşiyor

 Eylül ayında yapılan bir deney sırasında dünyada ilk kez reaksiyonu başlatmak için kullanılan enerji miktarı yine reaksiyon sayesinde elde edilen enerjiden düşük çıktı. Bu sonuç araştırma merkezinin amacı olan "ateşleme" hedefine yani nükleer füzyonun lazerlerin sağladığı kadar enerji üretmesi amacına tam oturmuyor. Bunun sebebi sistemin "verimsiz" olması yani lazerler tarafından üretilen tüm enerjinin yakıta aktarılamaması. Ama bu gelişme yine de birkaç yıl içinde füzyon alanındaki en anlamlı gelişme olarak yorumlanıyor, bu da NIF araştırmacılarının ateşleme gerçekleştirip kendi kendine sürdürülebilen bir füzyon tepkimesi elde etmek amacına bir adım daha yaklaştığını gösteriyor. Araştırmacılar yaklaşık yarım yüzyıldır kontrollü bir füzyon tepkimesi için uğraşıp başarısız oluyor. NIF araştırmacılarının füzyon alanında beklenen kırılma noktasını sağlaması umuluyor.
 2009 yılında NIF sorumluları 30 Eylül 2012'de net enerji üreten bir füzyon tepkimesi gerçekleştirmeyi planlamışlardı ancak öngörülemeyen teknik problemler yüzünden planlanan tarih yakalanamadı, reaksiyon sonrası elde edilen güç matematiksel hesaplamaların öngördüğü değerden çok daha düşük çıktı. Daha sonra 3,5 milyar dolarlık tesis hedefini değiştirip füzyon araştırmalarından tesisin önceden de hedefleri arasında olan nükleer silah araştırmalarına yöneldi. Ancak son araştırmalar matematiksel hesaplamaların doğru olduğunu gösterdi ve bu da NIF araştırmalarına ve dolayısı ile füzyon araştırmalarına taze kan sağlayacağı öngörülüyor.
 Füzyon su anda kullanılan ve atomu parçalayan fisyonun aksine atomları birbirine kaynaştırarak enerji üretiyor. Lawrence Livermore Ulusal Araştırma Laboratuvarına bağlı NIF aralarında miyarlarca dolarlık ve Fransa'nın Caradahhe bölgesinde inşa edilen ITER projesi de dahil dünyadaki sayılı füzyon araştırma merkezlerinden biridir. Ancak ITER NIF'ten farklı olarak lazer yerine manyetik hapsetme yöntemi kullanıyor.

Çeviri: C. Caner Telimenli

(BBC)

NIF füzyon reaktörü ve 500 Terawatt Lazeri

Kendi Kendini Birleştiren Robotlar

 M-Blok diye adlandırılan küp şeklindeki küçük robotlardan oluşan ve dış parçası olmayan küçük robotlar içlerindeki çarklı mıknatıs sistemi sayesinde birleşip hareket edebiliyorlar.

 Bilim insanları minyatür sürü robotlar gibi çalışan bu makineleri  terminatör filmindeki şekil değiştirebilen sıvı metal T-1000 androidine benzetiyorlar. 

Araştırmalar MIT'in Bilgisayar Bilimleri ve Yapay Zeka laboratuvarı tarafından yürütülüyor.

 Massachusetts Institute of Technology (MIT) Bilgisayar Bilimleri ve Yapay Zeka laboratuvarı (CSAIL) araştırmacıları tarafından geliştirilen bu teknoloji binalara ve köprülerde geçici tamir amacıyla ya da geçici ve modifiye edilebilen iskele olarak kullanılabileceği düşünülüyor.

 Modüler robotların verilen görev ya da arazi şartları ne olursa olsun adapte olabilme yetenekleriyle başarılı olabilecekleri öngörülüyor.

 CSAIL araştırmacısı John Romanishin " Biz yerde rastgele dağılmış yüzlerce küpün birbirini tanımasını, birleşmesini ve otomatik olarak bir sandalyeye, merdivene ya da bir masaya dönüşebilmelerini istiyoruz." dedi.

M-Blok çarkı ve iç tasarımı

 M-blokları şu an için kablosuz bağlantı üzerinden gönderilen bilgisayar komutları ile yönetiliyor. Araştırmacılarsa gelecekte bloklara yüklenecek algoritmalarla kendi başlarına hareket edebilmelerini ve farklı ortamlara adapte olabilmelerini umuyor.

  Kameralar ve sensörlerle donatılmış blokların ileride savaş halinde ya da acil durumlarda belirli görevleri nasıl gerçekleştirebileceklerini çözebilmelerini umuyor.

Çeviri: C. Caner Telimenli

 (BBC)

Mars Zıpzıp Konsepti "Mantıklı"

 Şu an için Mars görevlerinde aracın yüzeyde hareket edebilmesi için tekerlekler kullanılmaktadır. Ancak aracın hareketleri kum tuzakları , kayalar ve uçurumlar yüzünden engellenebilmektedir. Hopper denen ve "Zıpzıp" diye çevirebileceğimiz teknoloji ile  araçlar bir sonraki uygun araziye geçiş yapabilir.

 Araştırmayı yapan takım Leicester Üniversitesi ve Astrium Space şirketi tarafından destekleniyor. Karbondioksit'in Mars yüzeyinden emilip sıkıştırılması ve sıvılaştırılması ile çalışacak radyoizotop termal roket motoru kullanılmasını öneriyorlar. Sıvılaştırılan karbondioksit radyoaktif kaynak tarafından alındığı bölme içerisinde ısıtılarak hızlı bir şekilde gaz haline dönüşerek aracın egzozundan çıkar ve oluşan tazyik hareket oluşturur. Hesaplamalara göre oluşan itiş gücü sayesinde bir tonluk bir araç bir seferde 900 metrelik bir sıçrayış gerçekleştirebilir.
Leicester Üniversitesi Uzay araştırma merkezinden Hugo Williams'ın dediğine göre "Bu yaklaşımın avantajı daha agresif yer şekillerini daha kolay geçebilmeniz ve size verdiği ekstra mobilitedir, bu yöntemle en başarılı Mars araçlarının katettiği mesafeden daha uzun mesafeler katedilebilir."

 Takım bu öneriyi ilk kez 3 yıl önce dile getirmişti, o günden beri takım fikirlerini geliştirmek için üzerinde çalışmaktalar. Özellikle aracın bacakları ve gaz sıkıştırma sisteminin detayları üzerinde çalışıyorlar. Çalışmanın kötü tarafı ise uzay araçlarının bacaklarında kullanılan iniş sırasındaki çarpışma şiddetini azaltmaya yarayan bal peteği tasarımın parçalanmaya müsait olması. Eğer bir kez inecekseniz mükemmel bir tasarım, ancak araç o bacakları sıçramalarda tekrar kullanacaksa sorun çıkaracak bir durum olduğu açık. Takım hareketli parçaları olan ama dünyada kullandığımız araçlarda olduğu gibi hidrolik sıvılar kullanmayan tasarımlar arıyor.

 Astrium'da görev sistemleri mühendisi olan Mike Williams "İnsanların okuldaki bilim derslerinden hatırlayabileceği manyetik bir sistem kullanıyoruz." diye açıklıyor. "Bakır bir tüpten bir mıknatıs bıraktığınızda aşağı düşmesini beklersiniz, ama mıknatısın oluşturduğu girdaplı akımlar karşı manyetik alan oluşturur ve mıknatıs bu sayede yavaşlar." dedi ve ekledi, "Hiçbir şey sıkıştırılmadığı ve hidrolik sıvı olmadığı için sıcaklık ve ortamın etkileri sistemi kötü etkileyemez."

 Araştırmanın son aşaması Avrupa uzay ajansı  (ESA) tarafından desteklendi. 1000 kg'lik bacak uzunluğu 4 metre ve gövde genişliği 2,5 metre olan tasarım sayesinde 20 kg kadar bilimsel cihaz taşınabileceği öngörülüyor. Çalışma ayrıca geliştirilmesi gereken dalları da ortaya çıkardı. Örnek olarak kullanılan sıkıştırma sistemi hareket etmek için gerekli olan yeterli yakıt miktarına ulaşabilmek için birkaç haftaya ihtiyacı var. Pratik olabilmesi için bu surenin iyiden iyiye düşürülmesi gerekiyor.

 Mike Williams "Bazı teknolojilerin limitlerine rağmen sanıyorum ki bu görevin gerçekleştirilebileceğini kanıtladık." diye konuştu. "Erken dönemindeki konsept tasarımların çok hızlı bir şekilde yanlış olduğu ortaya konabiliyor. Buradaki durum kesinlikle bu değil." diye de ekledi.

Curiosity aracı hedefi olan dağa ulaşabilmek için tehlikeli bir kum tuzağından geçmek zorunda

 Marsta bir zıpzıp görüp göremeyeceğimiz ise ayrı bir konu. Şu an tekerlekli araçlar çok iyi bir iş çıkartıyor ve eğer farklı bir tür yöntemle ilerleyecek bir araç göndermeyi seçersek alternatifler çok fazla. Bunların arasında uçaklar, balonlar ve rüzgarda ilerleyen yabani kadife çiçeği tarzı araçlar da var.

"Zıpzıp konsepti buradan nereye gider bilmiyorum" diyor Hugo Williams."Ancak bu türden araştırmaları yapmamızın sebebinin sırf bir görevle alakalı değil daha sonrasında gelecek olan görevleri ya da dünyada geliştirilecek olan teknolojilere ön ayak olmak." diye de ekliyor.

Çeviri: C.Caner Telimenli

(BBC)

Nükleer Füzyon; Ne zaman?

 Küresel iklim değişiminin ağırlığının hissedildiği  ve insanlığın enerji gereksiniminin çoğunun fosil yakıtlardan sağlandığı bu çağda pek çok kişi çözümün nükleer enerji de dahil olmak üzere alternatif enerji kaynaklarında olduğunu düşünüyor. Şu an için bütün nükleer reaktörler fisyon temellidir : Ağır atomları kontrollü bir şekilde daha hafif atomlara bölüp işlem sırasında enerji üretmektedir. Her şey iyi giderken fisyon güvenli bir enerji kaynağı olmasına rağmen radyoaktif yakıt, sorunlu atıklar ve en son örnek yüksek maliyetli Fukushima kazası gibi problemler de mevcuttur.

 Nükleer füzyon prensipte daha temiz ve daha ucuz bir yakıt kaynağı olan hidrojenin izotopu olan ve sudan elde edilebilen döteryum kullanmaktadır ve atık olarak sadece helyum üretmektedir. Matrix filminde, SimCity 2000 gibi oyunlarda ve birçok politik hayalci tarafından kaçınılmaz bir şekilde geleceğin enerji kaynağı olarak görülen füzyon ne yazık ki hala gerçekleşmekten çok uzakta ve bir şakada olduğu gibi "füzyon geleceğin enerji kaynağı - ve her zaman da öyle kalacak"

 Bunun sebebi devamlı bir füzyon reaksiyonunun - başlatılması ve devam ettirilebilmesi için ürettiğinden daha az bir enerjiye gereksinim duyan - imkansız ya da çok zor olması  söz konusu değildir. Bilindiği gibi füzyon reaksiyonunun en başarılı örneklerinden biri ölüm ve şiddet uğruna güvenlik kontrolü feda eden hidrojen bombasıdır. Füzyon reaktörlerinin ise açık bir şekilde sınırlandırılmış olması gerekmektedir.

Kozmik Çarpıştırıcı

  Kararlı bir reaksiyon elde edebilmek için ne gerektiğini anlayabilmek için en iyi bilinen reaktör olan yıldızlara bir göz atalım. Güneş gibi bir yıldızın içindeki güçlü kütle çekimi hidrojeni sıkıştırıp plazma - eşit miktarda proton ve elektronlardan oluşan bir karışım - haline getirir. 15 milyon derece gibi sıcaklıklar ve yüksek basınç protonların yüklerinden kaynaklana itim kuvvetinin üstesinden gelip birbirlerine temas etmelerine ve nötrona dönüşmelerine ve büyük miktarda enerji salmalarına sebep olur.

 Açıkça söylemek gerekirse biz bu koşulları istesek bile sağlayamayız. Yıldızların hidrojeni kontrol etmeye yetecek kadar bir kütleleri var ancak bizim o lüksümüz yok ve bu yüzden fizikçilerin elektromanyetizmayı kullanması gerekiyor. Ayrıca bilim insanları reaksiyona hidrojen yerine döteryum ya da trityumla başlayarak gereken enerji miktarını düşürebilirler. (trityum bir proton ve 2 nötrondan oluşan bir hidrojen izotopu olduğu için hidrojenin kendisinden ya da döteryumdan daha kararlı bir seçim) Yine de sıcaklık ve basınç yüksek olması gerekiyor ve bu sebeple reaksiyonu başlatmak için gereken enerji miktarı da yüksek olmalı, bu da enerji üretme amacını baltalıyor.

 Zorluğun bir sebebi plazmanın doğasında yatıyor. Oksijen gibi sıradan bir gazı bir kabın içine koyduğunuzda kabın hacmini küçülterek ısı ve basıncı arttırabilirsiniz. Ancak plazma bulunduğu kabı eritebilecek sıcaklıkta yüklü parçacıklardan oluşur. Ayrıca şartlar çok dikkatli bir şekilde kontrol edilmezse elektronlar protonlar ile tekrar bir araya gelip füzyon açısından işe yaramaz doğal bir hidrojen oluşturur. Benzer sebeplerle kabın gaz içermemesi gerekir.

 Hidrojen dışındaki elementlerle füzyon reaksiyonu başlatmak için bir umut var ve bunlar daha fazla protona sahip oldukları için daha uygun elementler. Bu durum aynı zamanda atomların birbirini itmesini arttırarak füzyonu başlatmak için gerekli enerji miktarını arttırmaktadır. Araştırmalara konu olan bu elementler helyum lityum ve bor olmakla birlikte bu elementler dünya üzerinde hidrojene kıyasla çok daha az miktarda bulunmaktadır.

Tokamak Türü Reaktör Modeli

Sıcak Simitler

 Durum tamamen umutsuz da sayılmaz. Araştırmacılar füzyon problemi için çoğu döteryumu akıllıca yöntemlerle sıkıştırmak üzerine birkaç değişik çözüm peşinde koşuyorlar. Bunlardan en eskisi güçlü manyetik alanların duvar gibi davrandığı manyetik hapsetme yöntemidir. Bunun en bilinen örneği  1950 lerde Sovyetlerde yapılan tokamak reaktörüdür. Bu reaktörde döteryum ve trityum elektronlar atomlardan bağlarını koparana dek ısınacakları simit şeklindeki bir yapının içine enjekte edilir. Merkezdeki manyetik alanlar plazmayı sıkıştırırken plazmanın yüksek ısısı tepkimeyi devam ettirir. Ancak ne yazık ki İngiltere'deki Torus (JET) ve ABD'deki Tokamak Füzyon Test Reaktörü (TFTR) reaktörleri sisteme girenden daha fazla enerji üretemedi. Şimdiyse  ITER (Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktörü) yeni bir umut oldu. 15 miyar Euro'luk bu proje Fransanın güneyinde simdiye kadar yapılan en büyük tokamak reaktörünü kurmayı amaçlıyor. 2020 civarında operasyonel olması beklenen reaktörün ilk testlerine 2028'de başlaması planlanıyor. Ancak Amerikan senatosunun Iter'e olan finansal desteğini çekme kararı gibi lojistik problemler projeyi baltalıyor.

 Birçok çevre ise Ataletsel hapsetme (inertial confinement) yönteminin daha iyi bir seçenek olduğunu düşünüyor. Bu yöntem yüksek enerjili fotonlarla - X ışınları - hidrojen ve izotoplarını bombalayarak kontrol altına almayı ve sıkıştırmayı amaçlıyor. Sistemi tamamen çevreleyen lazerler tarafından ateşlenen X ışını darbeleri hidrojeni ısıtıp sıkıştırıp iyonize ederek reaksiyonun başlamasını sağlıyor. Bu modelin en büyük problemi çok fazla enerji tüketen X ışını lazerleri konusu ve bu konu üzerinde araştırmacılar  Amerika'da SLAC laboratuvarı ve Avrupa'da X-ray'siz Elektron Lazeri çalışmasında problem üzerinde çalışıyorlar.

 ABD'deki Sandia Ulusal Araştırma Laboratuvarında  Z-makinesi isimli cihaz manyetik ve ataletsel hapsetme yöntemlerinin bir karışımını sunuyor. Z-makinesi tam olarak bir füzyon reaktörü olmasa da (nükleer silah modelleri üretiyor) kullandığı manyetik alan ve X ışını lazerleri misket şeklinde bir hidrojen kütlesini sıkıştırmak için bombardıman amacı ile kullanılıyor.

 Sıkıştırma ve hapsetmenin başka yolları da var ve kuşkusuz bir şekilde daha fazlası da olacaktır. Bu yollardan biri Muonları kullanarak döteryum füzyonu için gereken enerji bariyerini aşağılara çekmek. Muonlar elektronların daha ağır ve kararsız versiyonu olduğu için basınçla sıkıştırıp reaksiyon başlatmayı kolaylaştırıyor. Ancak muonları yapmak ve onlardan oluşan atomları hazırlamak için gereken enerji hesaba katıldığı zaman bu yolla çalışan bir reaktörün istenen verimi verip veremeyeceği şüpheli bir hale geliyor.

 Peki bu sorunların bir çözümü yok mu? Birçok konuda olduğu gibi insan dehası ve pratik engeller bu konuda belirleyici oluyor. Füzyon reaktörleri pahalı ve bu yola yatırılan para bir umut ışığına tutunuyor. Daha açık belirtmek gerekirse ola ki bir gün füzyon reaktörleri verimli bir şekilde üretim yapmaya başlarsa yapılan yatırımın kat ve kat fazlasını sağlayarak emeklerin karşılığını vermesi umuluyor.

Çeviri:  C. Caner Telimenli

(BBC)

İşgalci Karıncalar; "Kaçak yolcu" Böcekler Dünya Turunda

  İşgalci karınca problemi düşünülenden daha kötü

 Bilim insanları sanılandan daha fazla sayıda karıncanın istemsiz olarak taşımacılık sistemi ile nakledildiğini keşfetti. Bulundukları bu yeni habitat içinde bu karınca kolonilerinin çevreye, yapılara ya da insanlara zarar verme riski bulunuyor. Araştırma Royal Socierty Biology Letters'da yayınlandı.

 Baş yayıncı İspanya'daki Gerona üniversitesinden Veronica Miravete "Küçük boyutlarından dolayı karıncalar kutuların içinde hava, kara ya da deniz yolu ile toprak, bitki veya tahta parçaları ile birlikte farkında olmadan taşınıyorlar." dedi.

Küçük Gezginler

 Araştırma ekibi Hollanda, Amerika Birleşik Devletleri ve Yeni Zellanda'daki egzotik karınca sayısını inceledi ve daha önce rapor edilenden çok daha fazla sayıda karınca olduğu tespit edildi. Bu bilgiden yola çıkarak bilim insanları 768 farklı çeşit karınca türünün dünya çevresinde dolaşmakta olduğunu  ve bu türlerden 600 kadarının başarılı olup yeni ortamlarında koloni kurduğunu tahmin ediyor. Dr. Miravete Dolaşımda çok fazla sayıda karınca olduğunu, bunların %85 kadarının başarılı bir şekilde koloni kurduğunu ve bu durumun etrafımızda fark edilmemiş pek çok koloni olduğuna işaret ettiğini belirtti.

 Biryerden başka bir yere taşınan pek çok tür bir tehdit oluşturmasa da  bazı türler sorun çıkartabiliyor, özellikle işgalci karınca türleri bunların arasında en kötüsü sayılabilir.

Ateş karıncaları acı veren iğneleri ile çevreye yerleşmesi hoş karşılanmayan bir türdür.

 Avrupa kıt'ası dahilinde saldırgan Arjantin karıncaları mega koloniler inşa ederek yerel karınca türlerinin yok olmasına sebep oluyor. Haliyle bu durum ekosistem üzerinde kötü etkiler oluşturuyor. ABD'de güney Amerika Rasberry çılgın karıncalarının elektrikli cihazların içine yuva kurarak kısa devrelere sebep olmaları büyük sorunlara sebep oluyor. Ateş karıncaları sokmaları ise bu türün de hoş karşılanmamasına sebep oldu. Araştırmacılar bu türlerin yayılmasının durdurulması için önlem alınması gerektiğini belirtiyor. Dr. Miravete egzotik karınca türlerinin bir kez yuvalandıktan sonra uzaklaştırılmalarının çok zor olacağını söylüyor.

 "Türlerin geçişlerini engellemek için sınır öncesi sirk değerlendirmesi, kara liste ve karantina denetimleri gibi yöntemler bulunsa da bu dolaşımı durdurmanın en iyi yolu yayılması olası türlerin olduğu bölgelerdeki nakliye yollarının izlenmesidir." diye de ekliyor.

Çeviri: C. Caner Telimenli

 (BBC)

Laboratuvar Üretimi Kırmızı Et

 Bilim insanları bir inekten aldıkları bir hücreyi Hollanda enstitüsünün laboratuvarında çizgili kas hücrelerine çevirip hamburger eti ürettiler. Uzmanlar bu yöntemin sürekli büyüyen et tüketimine uygun bir çözüm olabileceğini belirttiler. Ayrıca daha az et tüketiminin de ilerideki olası sorunlara karşı etkili olabileceğini eklediler.

 Maastricht üniversitesinden  Prof Mark Post bu et üretiminin arkasındaki isim olarak açıklamalarda bulundu. " Bugün ilk kez laboratuvarda üretilmiş hücrelerden yapılmış bir et tanıtılacak. Bunu yapıyoruz çünkü hayvan yetiştirmek çevreye zarar veriyor, ileride ihtiyaçları karşılamayacak ve hayvanlar için kötü." dedi.

 Ancak Oxford üniversitesinden  Prof Tara Garnett çözüm bulucuların sadece teknolojik çözümlerden daha fazlasını hedeflemeleri gerektiğini belirtti.

 "Dünyada 1.4 milyar kişi obezken 1milyardan fazla kişinin aç yattıyor." diyen Prof Tara Garnett . Çözümün daha fazla et üretmekte değil dağıtım, erişim ve ödenebilirlik açısından daha düzgün sistem kurmak ve gerektiği yere ihtiyacı olan kişiye ulaştırabilmek olduğunu ekledi.

Çeviri: C. Caner Telimenli

(bbc)

Farenin Beynini Yıkamak

 Bilim insanları bir farenin hafızasıyla oynayarak daha önceden kötü anılar yaratmış bir yerin farklı bir yerle eşleştirilmesini sağlayıp o yer için sonradan oluşturulmuş bir anı yaratmış oldular. Genetik mühendislik ile üzerinde oynanmış farelerin nöronlarına fiber optik kablolar bağlanarak nöronların ışığa tepki vermesini sağlayan ve optogenetik olarak adlandırılan bu yöntem sayesinde farenin nöronlarını ışıkla şartlandırarak farenin yeni konum ile kötü anıların oluştuğu konum arasında ilişkilendirme yapması sağlandı. 

• Fare ilk önce mavi bir kutunun içine konup bu ortamda harekete geçen nöronlar işaretlendi.
• Bu hücreler sonrasında ışığa tepki verecek şekilde programlandı.
• Sonrasında fare farklı bir ortama konup daha önce işaretlenen hücreler ışıkla uyarıldı.
• Hayvan bu sayede ilk (Mavi) ortamı hatırlarken hala içinde bulunduğu kırmızı kutuda düşük miktarda elektrik şoku verildi.
• Fare sonrasında tekrar mavi ortama konulduğunda bu ortamda hiç elektirikle şoklanmadığı halde korku ibareleri gösterdi.

Çeviri: C. Caner Telimenli

      (bbc)