Atomun Diğer Ucu: Elektronlar

Atomun Diğer 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.19
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 hayranlık uyandırıcıdır. Kütleleri ve hızları birbirlerinden farklı olsaydı çekirdeğin etrafında farklı yörüngelere dizilmeleri doğal karşılanabilirdi.
Nitekim Güneş Sistemimiz'deki gezegenlerin dizilişi bu mantıktadır. 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 birarada tutan 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.
güneş sistemi
Elektronlar çekirdeğin çevresinde, aynı gezegenlerin Güneş'in çevresinde dönmeleri gibi çok hassas bir ölçüye göre dönerler.
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.
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, kitabın girişinde de değindiğimiz gibi, 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?


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)


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.

HIZLANDIRILAN PARÇACIKLAR Hızlandırıcılar ve Çarpıştırıcılar
CERN parçacık fiziği laboratuvarı
CERN parçacık fiziği laboratuvarı İsviçre-Fransa sınırında kurulmuş, 19 Avrupa ülkesinin üyeliği ile oluşan uluslararası nitelikte bir araştırma merkezidir. Türkiye'nin de gözlemci statüsünde bulunduğu bu laboratuvarın temel araştırma konusu maddenin temel yapısı ve bu yapıyı oluşturan temel parçacıklardır. 3000'e yakın fizikçi, mühendis, teknisyen ve idari personelin çalıştığı laboratuvarda 6000'in üstünde üye fizikçi 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 kullanan 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.
CERN parçacık fiziği laboratuvarı
CERN parçacık fiziği laboratuvarı yerin 100 metre altında ve 27 kilometre uzunluğunda inşa edilmiştir. Parçacıklar bu uzun tünelde önce hızlandırılıp, daha sonra birbirleriyle çarpıştırılırlar.
1950'li yıllardan başlayarak hızla gelişen hızlandırıcı ve dedektör teknolojileri sayesinde çok yüksek enerjili çarpışmalar gerçekleştirilmiş ve bu çarpışmaların gelişmiş detektör sistemlerininde incelenmesi ile 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 sayılı 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 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'ye aittir… Söz konusu makinelerin maliyeti de (SSC için bu rakam toplam 6 milyar dolar'dır) boyutlarıyla birlikte doğal olarak artmaktadır.20
Allah, Kuran'da Kendisi’nden 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.
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.

Allah, yedi göğü ve yerden de onların benzerini yarattı. Emir, bunların arasında durmadan iner; sizin gerçekten Allah'ın her şeye güç yetirdiğini ve gerçekten Allah'ın ilmiyle her şeyi kuşattığını bilmeniz, öğrenmeniz için. (Talak Suresi, 12)
elektirikli aletler

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 elektrikli aletler çalışmaya başlıyor. İşte elektriğin hayatımızın her anında kullandığımız bu haline elektrik akımı deniyor. Burada söz konusu olan akımı sağlayanlar ise kitabın başından bu yana incelediğimiz 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 milyar kere milyar elektron geçişi demektir. Yıldırımda ise bu sayı 1 milyon kat daha fazladır.

19. Taşkın Tuna, Uzayın Ötesi, Boğaziçi Yayınları, 1995, s. 52
20. Stephen Hawking'in Evreni, David Filkin, BBC Books, Aksoy Yayıncılık, s 142, 143