Schrödinger'in Kedisi

            

           Erwin Schrödinger (1887-1961), oluşturduğu dalga denklemiyle tanınan ve kuantum mekaniğine yaptığı katkılarıyla Nobel Ödülünü almış Avustralyalı fizikçidir.

            Schrödinger’in kedisi, yine kuantum fiziği ile ilgili ve hakkında pek çok tartışma yapılmış bir düşünce deneyidir.

           

             Deneye göre sağlıklı bir kedi hava alabilen kapalı bir kutuya yerleştirilir. Kutunun içerisinin hiçbir şekilde gözlemlenmemesi ise deneyde kilit bir rol oynar. Kutunun içerisinde bir düzenek vardır.  Bu düzeneğe göre kutuda bozunma olasılığı %50 olan radyoaktif bir parçacık vardır. Parçacığın bozunma olasılığın %50 olması sayesinde parçacığın bozunup bozunmayacağı önceden kestirilemez. Eğer bu parçacık bozunursa ortama ölümcül zehirli bir gaz yayılacak ve kedi ölecek, parçacık bozunmaz ise kedi yaşayacaktır. Böylelikle makroskobik bir sistemdeki kedinin kaderi mikroskobik bir parçacığın davranışına bağlanmıştır.

            Fakat asıl nokta deneyin sonucunda kedinin öldüğü veya yaşadığı değil, deneyin gözlemlenemeyen kısmında kutunun içinde neler olduğudur. Dalga fonksiyonun anlamı “ya bozunma oldu ve kedi öldü ya da bozunma olmadı ve kedi hayatta” gidi uç noktalarda iki olasılığı anlatmaktan ibaret değildir. Eğer Schrödinger’in analizi doğru ise kuantum kuramı, gözlemlenmediği sürece kedinin kutunun içinde iki durumunun da yan yana bulunduğunu söylüyor. Yani kedi hem ölü hem de diridir.

             Kutu açıldığı anda gözlemci de katılımcı olur. Kuantum dilinde bu duruma dalga işlevinin çöküşü denir. Yani birkaç olasılıktan bir tanesine indirgenen durumda gözlemci de evrene dahil olur.

Kuantum Fiziği - Çift Yarıklı Girişim Deneyi

  

Einstein, kuantum dünyası ile ilgili bir düşüncesinde şunları belirtmiştir: Eğer bir tabancadan bir kurşun ateşlerseniz, kurşun Dünya'da ki yerçekimi kanunlarına göre hareket edecektir.  Ancak eğer tabancadan bir elektron ateşlerseniz, elektron yerçekimi kanununa göre değil kuantum dünyasına göre hareket edecektir.

Klasik Fizikten Kuantum Kuramına

            Bilim insanlarının atom ve molekülleri anlamaya yönelik ilk çabaları, kısmi bir başarı ile sınırlı kalmıştır. O günlerde fizikçiler moleküllerin zıplayan toplar gibi davrandıklarını varsayıyordu. Bu yaklaşımla moleküllere ilişkin bazı makroskopik olguları, örneğin gazların basıncını açıklayabilmekteydiler. Bu model atomları bir arada tutan kuvvetleri açıklamakta yetersiz kalmaktaydı. Atom ve molekül gibi küçük taneciklerin özelliklerinin, büyük cisimler için önerilen yasalarla açıklanamayacağını kavramak ve kabullenmek uzun süre almıştır.

            Kuantum kuramı Planck, Einstein, Bohr, De Broglie, Schröedinger, Heisengberg gibi bilim adamlarının katkılarıyla oluşmuş ve bu onlara Nobel Ödülü’nü kazandırmıştır.

            Bu konudaki ilk başlangıcı 1900 yılında kuant konusundaki açıklamalarıyla fizikte yeni bir dönem başlatan Alman Fizikçi Max Plank (1858-1947) yapmıştır. Plank, değişik sıcaklıklarda ısıtılan katıların yayınladığı ışımaya ilişkin verileri incelemiş ve atom ve moleküllerin sadece enerji paketçikleri (kuant) adı verilen belirli miktardaki enerjiyi yayınladıklarını keşfetmiştir.

            O zamana kadar fizikçiler, enerjinin daima sürekli olduğunu kabul etmektedirler. Hâlbuki Plank’ın kuantum kuramı, tüm fiziği alt üst etmiştir. Bu durumun yarattığı yoğun araştırma heyecanı, doğa kavramına yönelik fikirleri de bütünüyle değiştirmiştir.

            19. yüzyılın ikinci yarısında yapılan çalışmalar, cisimlerin belirli sıcaklıkta yayınladıkları ışıma enerjisi miktarının, ışımanın dalga boyuna bağlı olduğunu göstermiştir. Bu bağlılığın dalga kuramı ve termodinamik yasalar çerçevesinde açıklanması çabaları kısmen başarılı olabilmiştir. Bir kuram kısa dalga boyu için enerji- dalga boyu ilişkisini açıklamada başarılı olurken; uzun dalga boyundaki ışımalara açıklama getirememiştir. Bu durum, klasik fizik yasalarında temel bir eksikliğin var olduğu kuşkusunu doğurmuştur.

            Plank, bu problemi alışılagelmiş kavramlardan çok farklı bir varsayım yardımıyla çözebilmiştir. Klasik fizik, atom ve moleküllerin herhangi bir miktardaki enerjiyi yayınlayabileceklerini (veya soğurabileceklerini) varsaymaktadır. Plank ise atomların ve moleküllerin enerjiyi, küçük paketler veya demetler gibi belirli miktarda yayınlayıp soğurabileceğini savunmuştur. Plank, enerjinin elektromanyetik ışıma şeklinde yayınlayabilen veya soğurabilen en küçük miktarına kuantum adını vermiştir. Tek bir kuantumun enerjisi E ise, E=hv (v=dalga frekansı, h=plank sabiti) eşitliği ile ifade edilmiştir.

            Kuantum kuramına göre, enerji daima hv’nın katları olarak yayınlanır. Örneğin enerji hv, 2 hv, 3 hv değerlerinde olabilir. Ancak asla 1,67 hv veya 4,89 hv gibi değerlerde olamaz. Plank, kuramını ilk ortaya koyduğu günlerde enerjinin neden sabit ya da bu şekilde kesikli paketcikler halinde (kuantlı) olduğunu açıklayamadı. Ancak ortaya koyduğu bu hipotezle ısıtılan katıların yayınladıkları ışımaya ilişkin deneysel veriler, elektromanyetik ışıma bölgesinin tamamı için açıklanabilmekte ve kuantum kuramını destekler doğrultudaydı.

            Plank’ın kuantum kuramını ortaya atmasından sadece beş yıl sonra 1905’te Albert Einstein (1879-1955), kuantum kuramının gizemini kullanarak fotoelektrik olayını çözdü. Fotoelektrik olayda metal bir yüzeye düşürülen ışık, yüzeyden elektron koparır. Koparılan elektron, devrede bir akım meydana getirir. Ancak eşik frekansının altında uyarma ışığı ne kadar şiddetli olursa olsun, elektron çıkışına neden olmaz. Bu nedenle de fotoelektrik olay ışık-dalga kuramı ile açıklanamamıştır. Ancak Einstein sıra dışı bir yaklaşımla ışık demetinin gerçekte bir parçacık seli olduğunu öne sürmüştür. Günümüzde bu ışık parçacıkları foton olarak adlandırılmaktadır.

            Einstein’in, Plank’ın kuantum kuramından yola çıkarak ışığın aslında dalga olmayıp fotonlardan, yani kuantum paketçiklerinden oluştuğunu öne sürerek sonuca açıklama getirdi. Buna göre elektronların metalden ayrılarak serbest hale geçmeleri için, frekansı yeterince yüksek bir ışık gereklidir. Metal yüzeyine ışık demetinin uygulanması, metal atomlarına bir foton ya da parçacık tabancası ile ateş etmeye benzer. Eğer bu fotonları hv değeri, elektronları metale bağlayan enerjiye tam olarak eşit ise, ışık enerjisi (foton) metalden elektron koparmak için yeterli olacaktır.

 

              Ancak ışığın parçacık gibi davranabileceğinin kesin kanıtı, Arthur Holly Compton (1892-1962) tarafından 1922’de bulundu. Compton, yüksek enerjili X ışınlarının fotonu ile karbon atomunun serbest elektronun çarpıştırılması sonucu, fotonun momentumu varmış gibi davrandığını gözlemledi.

            Newton zamanından beri ışığın davranışını anlamaya yönelik olarak yapılan girişim ve kırınım deneyleri ışığın dalga karakterinde olması gerektiğini söylerken, bu deneyler henüz ışığın parçacık yapısıyla açıklanamamıştı.

            Bu da ışığın davranışına yönelik bir dalga-parçacık ikilemi oluşturmuştu. Fakat aslında her iki varsayımda doğrudur. Işık bazı olaylarda dalga, bazı olaylarda parçaçık gibi davranırken her iki özelliği de aynı anda göstermez. Yani aynı anda hem parçacık gibi hem de dalga gibi davranamaz.

            Danimarkalı bilim adamı Niels Bohr (1885-1962) ise günümüzde de kabul edilen teorisini 1913’te oluşturdu. Bohr’un varsayımları şöyleydi:

1)      Elektronlar, protonların etrafında coulomb çekim kuvvetleri etkisi altında ( + yükün – yükü çekmesi) , dairesel bir yörüngede hareket eder.

2)      Elektronlar çekirdeğin etrafında belirli enerji seviyelerindeki yörüngelerde dolanırlar. Bir üst yörüngeye geçmek için enerji alırken, bir alt yörüngeye geçerken de enerji salarlar.

3)      Elektron ancak, enerjisi E1 olan kararlı bir durumdan, daha düşük enerjili bir E2 durumuna geçiş yaptığında enerji farkıyla orantılı bir enerji yayınlar.

            Bohr yaklaşımı ile helyum ve lityum gibi birden fazla elektron içeren atomların yayılma spektrumlarını açıklayamıyordu. Ayrıca Bohr atom modeline göre elektonlar çekirdeğin etrafında sadece belirli uzaklıklardaki yörüngelerde dolanıyordu. Ve neden bu kısıtlamanın olduğuna dair bir açıklama da yapılamıyordu.

            Ancak 1924 yılında Fransız fizikçisi Louis de Broglie ışık dalgalarının parçacık seli (foton) gibi davranabilmesinden yola çıkarak: elektron gibi parçacıkların da dalga özelliği gösterebileceğini öne sürdü. De broglie bulguları, dalgaların tanecik, taneciklerin de dalga benzeri özellik sergileyebilecekleri sonucuna ulaşmasını sağlamıştır. Broglie ye göre elektronlar, hem tanecik hem de dalga olarak ikili bir doğaya sahiptirler.

            1926 yılında bu sefer Avustralyalı fizikçi Erwin Schrödinger (1887-1961) dalga fonksiyonunun uzaya ve zamana bağlı değişimini gösteren denklemi bulmuştur. Schrödinger elektronların bir durumdan başka bir duruma ani değişimlerini bir keman telinin titreşimleri gibi, bir notadan diğerine geçiş olarak yorumlamıştır.

            1928’de Paul Adrian Maurica Dirac (1902-1984) özel rölavite teorisini kuantum mekaniği ile uyuşturmuştur.

            Elektronların dalga özelliklerinin keşfi, bir dalganın konumunu belirleme problemini de beraberin de getirdi. Dalganın uzayda yayılması, konumunun tam olarak belirlenememesi sorununu ortaya çıkarmıştı.

            Elektronun olağan üstü küçük bir kütleye sahip olması, ikili doğasını anlamayı daha da sorunlu hale getirmektedir. Bir dalga gibi davranabilen atom boyutunda taneciklerin konumunun belirlenmesine yönelik olarak, Alman fizikçi Werner Heisenberg (1901-1976), adı ile anılan ünlü “Heisenberg belirsizlik ilkesini (1927)”  ortaya attı: Bir taneciğe ilişkin hem konum hem de momentum (kütle * hız) aynı anda tam olarak bilinemez. Başka bir deyişle, bir taneciğin momentumunun kesin bir şekilde ölçülebilmesi, o taneciğin konumunun daha az kesinlikle bilinmesi demektir. Elektronun da momentumu ve konumu aynı anda kesin olarak ölçülemeyeceğine göre, elektronun tam olarak tanımlanmış yörüngelerde dönen bir tanecik olarak tasarlanması da mümkün değildir.

Hazır Gıdalar, Hazırlanma Süreçleri ve Tehlikeleri

            Teknolojinin gelişmesi, kentleşme, kadının iş hayatına atılması, yoğun iş temposu, seyahat etme, çocukların okulda daha uzun zaman geçirmeleri, yalnız yaşama gibi etkenler nedeniyle insanlar hazır ve hızlı yemeklere rağbet göstermeye başlamışlardır.  İnsanlar çalışma koşullarının bir zorlaması sonucu kullanımı pratik olduğundan işlenmiş ürünleri tüketme alışkanlıkları kazanmaya başlamışlardır.

Hazır Gıda Nedir?

            Gıda sektöründeki üretim sürekliliğinin sağlanabilmesi için hammaddelerin hasattan sonra uzun süreler dayandırılması önem arz etmektedir. Buna göre hazır gıdalar ambalajından çıkarıldıktan sonra doğrudan veya en düşük seviyede işlem (ısıtma, mikrodalga, ısıtma vb.) uygulanarak servis edilen ve tüketilebilen gıdalardır.

HAZIR GIDALARIN HAZIRLANMA SÜREÇLERİ

Ham Madde Seçimi: Gıda firması satın alacak olduğu ürünün temiz topraklarda, temiz suyla ve temiz havada yetişmiş olması, ürünün hasat sırasındaki işlemlerine dikkat edilmesidir. Ürün taze ve tabi olmalıdır.

Gıda Üretim Teknikleri: Gıda firmaları üretim talimatları hazırlamalı ve uygulamalıdır. Bu talimatlar sıcaklık, zaman ve basınç gibi ayarlardır. Teknikler ise; ürün asitliği düzenlenmesi, su aktivitesinin kontrolü ve dondurma. 

Çalışan Hijyen Uygulamaları: Gıdalara doğru işlemlerin uygulanması; gıdalara yeni bulaşmaların önlenmesini, var olan bakterilerin tehlikeli olabilecek sayılara ulaşmasını ve gıda zehirlenmesi oluşması engellenebilmesi hijyen talimatlarına uyulması ile mümkündür. Aksi takdirde insan sağlığını tehdit eder.

Hazır Gıdaların Paketlenmesi ve Sunumu: Gıda paketleme malzemesi temiz ve dayanıklı olmalı, toksik olmamalıdır. Paketleme malzemesi, paketlenecek gıdaya uygun, kullanım öncesi depolamaya  da dayanabilmelidir.

Hazır Gıdalarda Bulunan Katkı Maddeleri

Gıda katkıları; tek başına gıda olamayan ancak gıdalara üretim, işleme, depolama veya ambalajlama gibi aşamalarda katılan madde veya madde karışımları ifade etmektedir

Gıda Katkı Maddeleinin Kullanımı:

-Gıdaların görünüşünü, lezzetini, yapısını iyileştirmek,  

-Biyolojik ve besleyici değerrini korumak veya düzeltmek,  

-Gıdalardaki istenilmeyen değişiklikleri engellemek,             

-Ürünün kalitesini ve raf ömrünü arttırmak,            

-Gıdalardaki bozulma ve mikrobiyal gelişmeleri önlemek,       

-Gıdaların zehirleyici ve hastalık yapıcı etkilerini ortadan kaldırmak, amacıyla olmaktadır.

Birleşmiş Gıda Maddeleri Uzmanlar Komitesinin sınıflandırmada göre gıda katkı maddeleri;

Renk Maddeleri: Teknolojik işlem görmüş meyve, sebze, tahıl, et, süt ve şekerleme endüstrisinde kısmen ya da tamamen kaybolan rengi tekrar kazandırmak amacıyla kullanılır.

Koruyucular: Gıdaların mikroorganizmalar tarafından bozulmasını önleyerek, raf ömürlerinin uzatılmasını sağlar.   

                                                 

Antioksidanlar: Gıdaların hava ile teması sonucu meydana gelen oksidasyonu önlemek için kullanılır.

                                                            

Tat ve koku Maddeleri: Üretim sırasında gıdada kaybolan tat ve kokuyu tekrar kazandırmak, zenginleştirmek, çekici hale getirmek için kullanılır. Gıda endüstrisinde kullanılan doğal tat ve koku maddelerine melek otu, fesleğen, bergamot, kakao, tarçın, hardal, safran, nane, misket limonunu örnek olarak verebiliriz.     

Kelatlar: Gıdaların stabilizasyonunda önemli rolleri olan metal ya da toprak alkali iyonlarla karmaşık oluşturarak iyonların etkilerini zayıflatan bu iyonların gıdalardaki etkilerini değiştiren katkı maddeleridir.

Yapı Düzenleyiciler: Stabilizatörler, emülgatörler (yüzey aktif maddeler) ve topaklaşmayı önleyiciler.

Yağla Yer Değiştiren Maddeler:

i. Karbonhidrat yapısındaki katkılar: Modifiye nişastalar, selüloz, gamlar, hemiselüloz ve pektin yapı azaltılmış gıdalarda kullanılarak yağların özelliklerini kısmen karşılamaktadır.
ii. Protein yapısındaki katkılar:  Jelatin özellikle katı ürünlerde (margarin gibi) yağı azaltmada kullanılan önemli bir katkı maddesidir.                           

iii.Kalorisi azaltılmış yapay yağlar : Bu madde kakaolu ürünler ve şekerlemelerde kullanılmaktadır.

Asitler-Bazlar: Tat oluşumu ve koruyucu etkilerin dışında pek çok amaçla kullanılır.

Tatlılaştırıcı Maddeler: Gıdalara şeker tadıvermek amacı ile katılan her türlü tatlılaştırıcı maddedir.

Enzimler: Gıdaların muhafazasında koruyucu amaçla kullanılan enzimler hidrolazlar ve oksidoredüktazlardır.

Ph kontrol: Zayıf asidik bir tat vermeleri ve  ağızda kalan istenmeyen tatları da maskeler.

Polihidro alkoller: Bu maddelerin hidroksil grupları su ile hidrojen bağları oluşturur.

Böylece gıdaların suyu tutulur. Örneğin, tütüne gliserol gibi bir polialkolün katılmasıyla nemden korunur.

E kodlu ürünler ne demektir?            

Avrupa bilimsel komitesi tarafından incelenmiş ve gıda katkı maddesi olarak kullanımında sakınca görülmeyen maddeler için verilmiş onayı belirleyen ve katkı maddesinin kimyasal adı yerine kullanılan tanıtıcı bir işarettir. Örneğin; ürünlerin raf ömrünü iki yıla kadar uzatan E211 kodlu sodyum benzoat.

Hazır Gıdaların Tehlikeleri                        

A. Fiziksel tehlikeler: Gıdalarda bulunmaması gereken cam kırıkları, plastik, kemik, kâğıt, taş, toprak, tahta, metal parçaları, saç, tırnak, sigara külü, sinek, böcek, radyoaktivite ve kirler gibi yabancı maddeler fiziksel tehlikelerdir.

B. Biyolojik tehlikeler: Biyolojik tehlikeler üç gruba ayrılabilir. Birincisi gıda bileşiminde doğal olarak bulunan zehirli kimyasal maddelerdir (örneğin yeşillenmiş ve filizlenmiş patateste oluşan solanin, zehirli bal, zehirli mantarlar gibi). İkincisi gıdalara bulaşan ve uygun koşullarda üretilmeme veya saklanmama nedeniyle hızla üreyen mikroorganizmalar (küfler, parazitler, bakteriler vb.). Üçüncüsü genetiği değiştirilmiş organizmalarıdır (GDO). Biyolojik tehlikeler içerisinde gıda güvenliğini en çok tehdit eden bakterilerdir.

C. Kimyasal tehlikeler: Kimyasal tehlikeler gıda içinde saklandığı ya da bekletildiği kaptan çözünme sonucu geçen veya çevresel atıklardan bulaşan metaller (civa, kurşun gibi), dioksinler, tarım ilaçları, ambalajlarından bulaşan kimyasallar, pestisitler ve veterinerlik ilaçları kalıntıları, önerilen miktarların üzerinde kullanılabilen gıda katkı maddeleridir.

ISO 22000 HACCP GIDA GÜVENLİĞİ YÖNETİM SİSTEMİ

Tehlike Analizi ve Kritik Kontrol Noktaları Yönetim Sistemi (HACCP), hammadde temininden başlayarak, fıda hazırlama, işleme, üretim, ambalajlama, depolama ve nakliye gibi gıda zincirinin her aşamasında ve noktada tehlike analizleri yaparak, belirli normlara uygun güvenilir gıdaların üretilmesini sağlayan sistemidir. Türkiye'de 16 Kasım 1997 tarihi itivarı ile Türk gıda kodeksi ile gıda sanayiinde HACPP uygulamaları zorunlu hale getirildi.

GIDA İŞLEME TEKNOLOJİLERİ

1.Isı Uygulaması: Bu metodun esası; hava almayacak şekilde kapatılmış kaplarda bulunan gıdalardaki mikroorganizmaların yüksek sıcaklıklarda öldürülmeleridir.

2. Soğuk  Uygulaması İle Muhafaza:  Bu metodun ilkesi, düşük sıcaklık derecelerinde gıdalarda bulunan mikroorganizmaların çoğalma ve faaliyetlerinin kesin olarak durdurulmasına dayanır.

3.Kurutarak Muhafaza: Gıdanın su içeriğinin azaltılmasıyla dayanım süresinin arttırılır.

4. Koruyucu Maddelerle Muhafaza: Gıdaların dayanma süresini arttırmak için Gıda Katkı Maddeleri Yönetmeliğinde belirtilen miktarlarda kimyasal koruyucu maddelerde kullanılabilir.  Bunlar; antimikrobialler ile antioksidanlardır.

5.Dondurma: Gıdaların zun süre bozulmadan saklanabilmesini sağlar.

6.Fermantasyon: Fermantasyona tabi tutulmuş gıdalar, doğal özelliğini tamamen yitirirler ve farklı özellikte yeni bir ürün meydana gelir. En tipik örnekleri turşu ve zeytin salamurası yapımıdır.

7.Kimyasal Maddeler İlave Etme              

     a)şeker, b)tuz. c)asitler

8.Gaz Atmosferinde Saklama: N ve CO₂, yağlardaki acılaşmayı ve oksidasyonu önler.

9.Filtrasyon: Filtre veya santrifüjleme ile sirke, şarap veya berrak meyve suları mikroorganizmalardan arındırılabilir.

10.radyasyon: Bazı ışınların mikroorganizmalar üzerine öldürücü etkileri vardır.”soğuk sterilizasyon” adıyla da bilinir.

GIDA KAYNAKLI HASTALIKLAR      

Gıda güvenliği yeterince sağlanmayan gıdalar  zararlı hale gelerek sağlığımız için gizli bir tehlike oluşturabilmektedir.

-Cipslerin içerdikleri yağlar damar tıkanıklarına yol açar, kalp krizlerine neden olur.
- Trans yağlar; cips, margarin, kurabiye gibi rafine besinlerde bulunur ve kilo alımına sebebiyet verir..
-Doymuş yağ tüketimi günlük 20 gramı aştığında “obezite” riski %80 artıyor.
-Gıdalara kırmızı rengini veren “Karmen Kırmızısı”nın alerjiye neden olduğunu, devamlı tüketilmesi halinde ölüme götüren şok yaratabiliyor.
-Meyve suları gibi E kodu bulunan maddeler çocukların vücutlarında kaşıntı, yüzde döküntü, dikkat eksikliği gibi sorunlara neden olmaktadır.   

Karbon Ayak İzi

             Karbon ayak izi birim karbondioksit cinsinden ölçülen, kurum veya kuruluşların ulaşım, ısınma, elektrik tüketimi vb. faaliyetlerinden kaynaklanan toplam sera gazı emisyon miktarıdır.

            Peki sera gazı nedir? Sera gazı etkisi ise şudur; Dünya’ya gelen Güneş ışınları atmosferden geçip yeryüzüne geldiğinde bir kısmı ısı enerjise dönüşerek aborbe edilirken bir kısmı da Dünya’dan atmosfere yansır. Ancak bilinçsiz tüketim ve kullanım sonucu Dünya atmosferine CO₂ (karbondioksit) , Su buharı , CH₄ (metan) gibi zararlı gazlar salınır. Bu gazlar ise atmosferde birikir. Bunun sonucu Dünya’ya ulaşan Güneş Işınlarının bir kısmı ısı enerjine dönüşerek absorbe edilirken diğer bir kısmı ise atmosferdeki sera gazı etkisi yaratan moleküller tarafından kızılötesi ışık şeklinde tekrar Dünya’ya yayılır. Bu Dünya’nın sıcaklığını artırarak bir sera etkisi yaratır.

            Peki tek başına bir insan kendi payına düşen bu etkiyi nasıl yaratır?

            Bahsedildiği gibi sera etkisi yaratan CO₂, Su buharı, CH₄ gibi zararlı gazların yayılmasıyla. İnsan faaliyetleri açısından bu CO₂ emisyonlarının ölçümüdür. Ve iki ana bileşeni vardır.

            Birincisi doğrudan/birincil ayak izi ve dolaylı/ikincil ayak izi. Birincil ayak izi evsel enerji tüketimi ve ulaşım (sözgelimi araba ve uçak) dahil olmak üzere fosil yakıtlarının yanmasından ortaya çıkan doğrudan CO₂ emisyonlarının ölçüsüdür.

            İkincil ayak izi kullandığımız ürünlerin tüm yaşam döngüsünden bu ürünlerin imalatı ve en sonunda bozulmalarıyla ilgili olan dolaylı CO₂ emisyonlarının ölçüsüdür.

            Karbon Ayak İzimizi Nasıl Azaltabiliriz?

1- Mümkünse güneş enerjisi, rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanmak. Fosil enerji kaynaklarının kullanımını azaltmak.

2- Ev ve işyerlerindeki çöpleri geri dönüşüm kutularına atmak.

3- İhtiyaçlarımızda önceliğimizi geri dönüştürülebilir, daha yeşil ürünlerden yana kullanabilir. Elektronik aletleri satın alırken A sınıfı olanları tercih edilebilir.

4- Özel araçları trafiğe çıkmak yerine toplu taşıma araçları kullanılabilir. Böylelikle emüsyon azaltılabilir. 

5- Satın alınan ürünlerin nerelerde üretildiği ve üretimde hangi malzemelerin kullanıldığı önemlidir. İmalat ya da nakliyesinde yüksek emüsyona sahip ürünlerden kaçınılması doğru olur.  Bunun için de daha çok yurtiçinde üretilen ve uzun kargo süresi olmayan malzemeleri satın almak doğru olacaktır.

Evrim Nedir? Darwin'in Evrim Kuramı..

            Evrim bugün pek çok alanda kullanılan bir terim olmuştur. Ekonominin evrimi, astronominin evrimi, politikanın evrimi gibi pek çok alana yayılmıştır.

            Biyolojik evrim ise canlı türlerinin nesilden nesile kalıtsal değişime uğrayarak ilk halinden farklı özellikler kazanmasıdır. Biyolojik evrim denildiği zaman ise birçoğumuzun aklına gelen ilk isim büyük olasılıkla Charles Darwin’dir. Evrim konusunu onunla özdeşleştirmiş bulunmaktayız. Fakat evrim ile ilgili görüşlerin ileri sürülmesi tabi ki de ilk olarak Darwin ile başlamadı. Çok daha öncesinde M.Ö. 6. yüzyılda yaşayan İyonyalı filozoflar evrimden söz etmişlerdir. Thales, Anaksimandros, Herakleitos, Aristotales, gibi pek çok düşünür canlılığın oluşumu ve gelişimi üzerine düşünmüş ve fikirlerini ortaya atmışlardır. Örneğin Thales tüm nesneler ve canlıların sudan oluştuğunu düşünmekteydi. Anaximander, canlıların kaynağının deniz olduğunu ve balık olan atalarımızdan evreleşerek bugünkü formumuza ulaştık demekteydi.

            Aristotales’da evrim düşüncesi daha belirgindi. Görüşlerinde ise ilginç noktalar vardı: Organizmaların basitten karmaşığa doğru geliştiğini, canlıların ilkel düzeyde kendiliğinden oluştuğunu, canlılarda organizmaların ihtiyaca göre oluştuğu gibi.

           Bu düşünceler elbette Ortaçağ teolojisinde kabul göremez türdendi. Tüm gerçek kutsal kitaptaydı ve evrim düşüncesi sapıklıktan ibaretti.

           Fakat Aydınlanma Çağı beraberinde özgür düşünceyi de getirdi. Bir Fransız doğa bilimcisi olan Buffon fosil ve diğer kanıtlara dayanarak canlı türlerin evrimle oluştuğu görüşüne ulaşmıştı. Fakat bu düşüncesiyle kilisenin tepkisini de üzerine çekmişti. Bu nedenle de sözlerini geri aldığını açıklayarak sessizliğe gömüldü.

            Evrim teorisine destek sağlayan bir başka girişim de modern sınıflandırma yöntemine ilişkin çalışması ile Linnaeus’tan geldi.

            Charles Darwin’in dedesi Erasmus Darwin canlıların yaşam döngüleri ile edindikleri beceri veya özelliklerin yeni kuşaklara aktarılmasıyla evrimleştiği görüşündeydi.

            Fransız doğa bilimci Lamark, Erasmus Darwin’in görüşünü geliştirerek oldukça tutarlı bir kuram ortaya attı. Canlıların yaşam döngülerinde kazandıkları özelliklerin ya da uğradıkları değişikliklerin kalıtsal yoldan yeni kuşaklara geçtiğini açıkladı. Bu değişiklerin ise çevre koşullarının etkisiyle olabileceği gibi, organların kullanış veya kullanışsızlığı nedeniyle de olabileceğini belirtti. Lamarck, çevredeki yavaş değişikliklerin canlılarda yeni ihtiyaçlar doğurduğunu, bu ihtiyaçlar sonucunda canlıların hareketlerinin bedenlerinde değişiklikler oluşturduğunu ve bu değişikliklerin sonraki nesillere aktarıldığını söyledi: Kullanılan organlar sinirsel sıvıdan daha çok faydalanıp gelişiyor, buna karşın kullanılmayan organlar köreliyordu. Bilinen en ünlü örneğe göre zürafaların boyunları yüksek dallardaki yaprakları yiyebilmek için uğraşmaları sonucunda uzamıştır ve bu özellik sonraki nesillere aktarılıp türün özelliği olmuştur. Ancak Lamark’ın bu görüşü bilinen kimi evrensel verilere ters düştüğünden bir türlü benimsenememişti.

 

            Darwin’in kuramının iki temel ilkesi vardır. Biricisi canlıların Dünya’da, yeni türlerin oluşumuna yol açan sürekli ama yavaş giden değişimi. İkincisi ise olumsuz koşullara dayanabilen canlıların yaşamlarını sürdürebilmelerine olanak tanıyan doğal seçilimdir. Birinci nokta, türlerin sabitliği varsayımını içeren yerleşik öğeye ters düşmekteydi. İkinci nokta, evrimin, tüm ereksel görünümüne karşın salt mekanik terimlerle açıklanabileceğini göstermekteydi.

            Darwin’in kuramının dayandığı üç olgu vardır. İlki, üreme biçimleri ne olursa olsun, canlıların geometrik diziyle çoğalma eğilimidir. İkinci olgu, bu eğilime karşın türlerde nüfusun aşağı yukarı sabit kaldığıdır. Darwin bu iki olgudan “yaşam savaşımı” ilkesine ulaşır. Üçüncü olgu canlıların az ya da çok belirgin farklılıklar sergilemesidir. Yasam savaşımı ilkesiyle birleşen bu olgu, Darwin’e temel ilkesi olan doğal seçilim kavramını sunar. Belli bir çevreden farklı özellikler taşıyan bireyler arasında yaşam savaşı varsa, doğal koşullara uyum bakımından, özelliklerce üstünlük sağlayan bireylerin (türlerin) egemenlik kurması, diğerlerinin elenmesi kaçınılmazdır.

Charles Robert Darwin'in Hayatı

            Charles Robert Darwin, 12 şubat 1809’da İngiltere’nin Shewsbury kasabasında dünyaya geldi. Annesi zengin bir çömlek imalatçısı olan Josiah Wedgwood’un kızıdr. Darwin 1817’de henüz 8 yaşındayken, annesini kaybetti. Babası Robert Darwin ise doktor olmasının yanı sıra ayrıca bir aristokrat ve otoriter bir aile reisiydi. Robert Darwin her akşam çocuklarını yanı başına toplar ve onlara uygun davranışlar üzerine uzun vaazlar verirdi.

            1817 baharında Charles Darwin, Shewsbury’de bir gündüz okuluna başladı. O zamanlar ilk lakabını almıştı “genç koleksiyoncu”. Darwin eline geçen her türlü şeyi biriktiriyordu; deniz kabuğu, mühür, damga, madeni para, mineraller..

            1818 ile 1825 yılları arasında eğitimini sürdürmesi için Dr.Butler’ın Shewsbury’deki okuluna gitmeye başladı. Bu okuldaki dersler, bilinmesi zamanın ‘beyefendilik ölçüsü’ sanılan Yunan ve Latin edebiyatı ağırlıklıydı.

            Oldukça sağlam ve çeşitli zevlerli vardı genç Darwin’in. Shakespeare, Byron ve Scott’ın eserlerini okumaktan keyif alırdı. (ne yazak ki bu tutkusunu yıllar sonra unutacaktı.) Okumuş olduğu “Dünya’nın Harikaları” adlı kitap onda uzak ülkeler seyahat etme istediğini uyandıran ilk şey olur.

            Bu zamanlarda Charles Darwin’in bir başka tutkusu da avcılıktır. Zamanının büyük çoğunluğunu ayırdığı bu tutkusu elbette kötü notlarının bahanesi olarak babası Robert’tan büyük bir tepki olarak gelecekti. Babasının söylediği şu sözü ise yıllarca unutamayacaktı :

 “Nişan alıp ateş etmekten, fare yakalamaktan ve köpeklerden başka hiçbir şeyi umursadığın yok. Kendin için de ailen içinde yüzkarası olup çıkacaksın sonunda..”

Shewsbury’deki okulundan sonra Darwin, Edinburg Üniversitesinde tıp eğitimine başladı. 1825 ve 1827 yılları arasında 2 yıl burada eğitimine devam etti. Ancak o yıllarda kloroform kullanılmadığı için ameliyathaneler işkence odası gibiydi. Darwin ise bunu dehşetle karşıladı. Önemsediği birkaç kişi dışındaki hocaların derslerine katılmadı.  

Genç Darwin, doktor olamayacak kadar hassas ve babasına bunu itiraf edemeyecek kadar da korkaktı..

           Edinburg Üniversitesi'nde ona en çok katkı sağlayan şeylerden biri katılmış olduğu "Plinian Topluluğu"ydu. Bu topluk doğa tarihi ile ilgilenen öğrencilerin kurmuş olduğu bir topluluktu. Bu sırada Dr. Grant’tan evrim teorisini öğrenirken, Robert Jameson’dan jeoloji ve bitkilerin sınıflandırılmasını öğrendi.

            Darwin’in derslerdeki başarısızlığı ve doktor olmaktaki isteksizliği babası Robert Darwin tarafından fark edilmiş olsa gerek ki Darwin’i Edinburg Üniversitesi'nden aldı. Ve ona saygınlığa giden başka bir yol önerdi.

           Bu nedenle de Darwin, Cambringe Üniversitesi’nde teoloji eğitimine başladı (1828-1831).

           Burada tanışmış olduğu Profesör Henslow, genç Darwin’in gelişimini etkileyen önemli isimlerden biri olmuştur. Henslow’a yaptığı uzun yürüyüşler sonunda Darwin’in bir kenara bıraktığı doğa tutkusu tekrar canlanır. Henlow’la yaptığı yürüyüşler o kadar sıklaşır ki Darwin’e “Henslow’la yürüyen adam” denmeye başlanır.

“Başka hiçbir şey bana böcek toplamanın verdiği zevki ve şevki tattıramaz. Aslında zevk aldığım şey toplama faaliyetinin kendisiydi”. Charles R. Darwin.

            Chambrig'de ki eğitiminden sonra Darwin, Profesör Henslow’un önerisiyle HMS Beagle gemisinin kaptanı Robert Fitz Roy tarafından iki yıl sürecek bir keşif yolculuğuna davet edildi. Ancak bu keşif yolculuğu planlandığı gibi iki yıl değil beş yıl sürmüştü (gidiş: 27 Aralık 1831, dönüş: 2 Ekim 1836). Darwin bu yolculuk boyunca çeşitli jeolojik oluşumlar, fosiller ve canlılar keşfetti ve yolculuk boyunca bol bol notlar aldı.

            Beagle yolculuğundan döndüğünde Darwin artık gençliğin etkisinden kurtulmuş, olgunlaşmıştı. Fakat gezi süresince geçen beş yılda çok fazla arkadaş da kaybetmişti.

           Zaman ilerledikçe artık evlilik ile sorular kafasını kurcalamaya başlamıştı. O da evliliğin artıları ve eksilerini bir yere not etmeye başladı. Evliliğin artıları “çocuklar, uyumlu bir hayat arkadaşı” gibi şeylerken, eksileri ise “ zaman kaybı, münakaşalar, zorunlu akraba ziyaretleri” gibi şeylerdi. Tüm bunları değerlendirdikten sonra ise not defterinde “evlen evlen evlen” yazıyordu.

            Bunun üzerinde Jos dayısının kızı Emma ile 29 Ocak 1839 günü evlendi. Charles ve Emma'nın 10 çocuğu oldu. Mary Elenor, Charles Waring ve Annie erişkin çağı göremeden öldü. 1842 yılında Darwin ve ailesi uzun yıllar yaşayacakları, Londra'dan 16 mil uzaklıkta küçük Down Köyü'nde ki papaz evini satın alıp, taşındılar.

            1840 Yılında Darwin’ in bundan sonraki tüm yaşamını zehir edecek olan Chagas hastalığını ilk belirtileri çıkmaya başlamıştı. Bu hastalığın sebebi için iki olası sebep gösteriliyordu. Birincisi; Brezilya’da bir böcekten bulaşan Chagas mikrobuydu. İkincisi ise yaşadığı ikili hayat. Bu ikili hayat şöyle özetlenebilir ki Darwin bir din adamıydı (Cambridge'de teoloji eğitimi) fakat evrim teorisi ile ilgili düşünceleri bununla tamamen çelişiyordu. Ne açıkça düşüncelerini ifade edebiliyor ne de saklayabiliyordu. Bu da onun hep ikili bir hayat yaşamasına ve sıkıntı çekmesine sebep olmuştu.

            Evrim teorisi ile ilgili yazısını yayımlamayı uzun yıllar erteledi. Düşüncelerini yayınlarsa diye sakındığı şey kendisinin toplumdaki geleceğinden çok çocuklarının itibar kaybetmesi korkusuydu.

            Ancak arkadaşlarıyla yaptığı bilimsel yazışmalarda 1858 yılında Alfred Wallece isimli bir bilim insanıyla aynı sonuçlara ulaştığını fark etti. Ve bunun üzerine kitabını yayınlamaya karar verdi. 1859 Kasımına kadar hızlı bir şekilde çalışıp kitabını tamamladı ve “Evrim ve Türlerin Başlangıcı” ile ilgili teorisi yayımladı.1250 kopya ilk günden tükenir.

            Ancak Darwin bilim çevresince yanlış değerlendirilmişti. Yayımlamış olduğu kitapta herkes tek bir noktaya odaklanmıştı: maymunlar ve insanların ortak atadan türevlenmesi. Ancak bu bile yanlış anlaşılmış ve Darwin'in insanların maymundan geldiğini söylediği düşünülmüştü (Darwin'in evrim teorisi düz bir hatta değil, çatallanmış bir şekilde ilerlemektedir).

           Darwin’in evrim teorisi ile ilgili düşünceleri uzun bir süre dalga konusu oldu. 1871’de  Hornet (Eşekarısı) dergisi bir karikatürün de Darwin'i maymun vücuduyla resmeder.

 

           Ölümüne yaklaşırken Darwin, 1881 yılının son günleri ve 1882 yılı içinde Darwin, bir dizi hafif şiddetle kalp krizi geçirdi. 15 nisan Cumartesi günü başlayan şiddetli baş ağrısı Salı gecesi bilinç kaybıyla devam etti. 73 yaşında öldüğünde tarih 19 Nisan Çarşamba 1882’ yi gösteriyordu.

            Ailesi onu bölgedeki bir kilise avlusuna, çocuklarının mezarlarının yanına gömmeyi düşünüyordu. Ancak Darwin ailenenin ikna edilmesiyle Westminster Abbey Katedrali’nde

Sir Isaac Newton’un yanına gömülmüştür.

Standart Model ve Atom Altı Parçacıklar

            Bir elementin, bütün özellikleri taşıyan en küçük yapı taşını atom olarak adlandırıyoruz. Atom ise oluşumuna katkı sağlayan daha küçük parçacıkları barındırır bünyesinde: elektron, proton ve nötron. Peki, bu parçacıkların da oluştuğu daha temel parçacıklar var mıdır?

            Tam da bu sırada standart modelden bahsetmekte fayda var. Standart modele göre evrende temel parçacık olarak 6 çeşit kuark ve karşıt parçacıkları, 6 çeşit lepton ve karşıt parçacıkları, foton, 8 çeşit gluon ve 3 çeşit vektör bozonu vardır. Bu parçacıkların nasıl bir araya geldiklerini, birbirleriyle nasıl etkileştiklerini de 3 kuvvet ile açıklayabilmektedir: şiddetli kuvvet, elektromanyetik kuvvet ve zayıf kuvvet.

Temel Parçacıklar

            Kuarklar ve leptonlar, kuvvet taşıyıcı parçacıklar olan bozonlarla etkileşime girerek, evrendeki görünür maddeleri şekillendiriyor. Bu parçacıklar standart modelde temel madde kabul edilip başka alt parçacıkları yoktur.

            Altı çeşit olan kuarklar; yukarı (u) ve aşağı (d), tılsım (c ) ve garip (s) , üst (t) ve alt (b) kuark ikililerinden oluşuyorlar. Bunları karşıtları ise “yukarı karşıt” şeklinde adlandırılıyor.

            Standart modele göre ise kuarklar, proton ve nötronların temel parçacıklarıdır. Proton 2 yukarı kuark (yükü=2/3) ve bir aşağı kuarktan (yükü=-1/3) oluşur. Bu nedenle protonun yükü de 2.2/3-1/3= +1’dir. Nötron ise 1 yukarı kuark ve 2 aşağı kuarktan oluştuğu için de yükü 2/3-2/3= 0’dır.

            Leptonlarda temel parçacıklardan birisidir. İki gruba ayrılır. Elektronun da bulunduğu ilk 3’lü grubun diğer iki üyesi muon ve tau parçacıklarıdır. Diğer 3’lü grup ise nötr leptonlar yani nötrinolardır. Toplamda 6 tane olan leptonların bir de karşıtları bulunmaktadır.

            Kuarklar ve leptonlar, kütleleri bakımından üç sınıfa ayrılmaktadır. Yükleri ise +2/3, -1/3, 0 veya -1 olabiliyor. Bu yüklere sahip parçacıklar olası dört farklı bir yük bir araya getirilince üç grup elde edilir. Bu gruplar;

I. Yukarı kuark (+2/3), aşağı kuark (-1/3), elektron nötrinosu (0) ve elektron (-1).
II. Tılsım kuark (+2/3), garip kuark (-1/3), muon nötrinosu (0) ve muon (-1).
III. Üst kuark (+2/3), alt kuark (-1/3), tau nötrinosu (0) ve tau (-1).

             Bu üç gruba “parçacık nesiller” denilmektedir. Bu nesillerin en hafifi olan 1.neslin üyeleri ise evrendeki görünür maddeleri oluşturuyor. Çünkü diğer nesil parçacıkları, oluştukları takdirde hızla bozunarak, bir alt neslin parçacıklarına dönüşünüyor. Sonuç olarak bakıldığında I. nesile ulaştıklarında kararlılığa da ulaşıyorlar.

            Bu durumda, üst iki nesil, evrenin ilk aşamasında büyük miktarda oluşmuştur. Ancak geçen zamanda da bozunarak  I. nesil parçacıklara dönüşmüş olmaları gerekiyor. Laboratuarlarda ise evrenin oluşumuna ilişkin yapılan deneylerde yüksek enerjili parçacık çarpışmaları oluşturulabiliniyor.

           Leptonlardan farklı olarak kuarkların bir de “renk yükü” vardır. Kuarkların elektrik yükü iki farklı (+2/3, -1/3) değer alabilirken, renk yükleri üç farklı değer alabiliyor. Bu farklı renk yükü değerlerine ise kırmızı, yeşil ve mavi renk yükü deniyor. Karşıt parçacıklar renk yükü olarak; karşıtı oldukları parçacığın renk yükünün karşıtını taşıyor. Yani 'karşıt kırmızı', 'karşıt yeşil' veya 'karşıt mavi' gibi...

            Bu renk yükü isimlendirmesinin tabi ki, bildiğimiz ışık veya renklerle hiçbir ilgisi yoktur. Bu isimlendirmeye yol açmış olan benzerlik şudur: Farklı renk yüklerine sahip üç kuark bir araya geldiklerinde, ortaya nötr renk yükü çıkıyor. Tıpkı; mavi, yeşil ve kırmızı temel renklerin bir araya gelmesi halinde, renksiz veya “nötr” sayılan beyaz ışığın oluşması gibi. 

            Kuarklarla leptonlar, boyutları kesin olarak bilinmemekletir. Ancak bir lepton olan elektron ve kuarkların hepsini yarıcapı ise, kesinlikle 10^-18 metrenin altındadır. Bilindiği kadarıyla hepsi de, iç yapıları olmayan temel parçacıklardır. 

Kuvvet/ Etkileşim

            Standart Model ile ifade edilen kuvvetler şiddetli kuvvet, elektromanyetik kuvvet ve zayıf kuvvettir.

            Elektromanyetik kuvvet, elektrik yükü olan bütün kuvvetler tarafından hissedilir. Foton, elektromanyetik kuvvetin taşıyıcısıdır. Ancak kendisi elektrik yükü taşımadığı için elektromanyetik kuvveti hissetmezler. Nötronların, gluonların ve Z bozonunun elektrik yükü olmadığı için elektormanyetik kuvveti hissetmezler.

            Bütün kuarklar ve leptonlar ise zayıf kuvveti hissederler, yani zayıf etkileşim yükleri vardır. Zayıf etkileşimler, W bozonları ve Z bozonun alaışverişi sonucu da ortaya çıkarlar.

            Protonun elektrik yükünün 2/3 katı elektrik yüküne sahip u, c ve t kuarkları, artı yüklü bir W+bozonu yayabilir veya eksi yüklü bir W-bozonu ile birleşebilir. Bu durumda protonun elektrik yükünün -1/3 katındaki elektrik yüküne sahip d, s veya b kuarklardan birine donüşebilir. Yine  d, s veya b kuarkları da  bir W-bozonu yayıp veya bir W+ bozonu ile birleşip bir u, c veya t kuarklarına dönüşebilirler. Bu dönüşümlerin aynı kuark ailesi içinde olması ise farklı aileler arasında olmasından daha olasıdır. 

            Eğer zayıf etkileşim Z bozonu alışverişi sonucu ortaya çıkarsa da parçacık türünde bir değişim olmaz.

            Standart Model oluşturulana kadar kadar yapılan gözlemler, bir kuarkın aynı yükü taşıyan bir başka kuarka dönüşmediğini gösteriyordu. “Fakat daha gelişmiş hızlandırıcılarda yapılan daha hassas deneyler Standart Model’in bu tahminini doğruladı. 

            Ayrıca zayıf kuvveti elektromanyetik kuvvetten ayıran bir diğer özelliğiyse, zayıf kuvveti ortaya çıkaran Z ve W bozonları zayııf kuvveti hissederler ve zayıf yük taşıyan başka parçacıklar ile W ve Z bozon alışverişinde bulunabilirler.

           Standart Model'in açıkladığı üçüncü      kuvvet/etkileşim ise, şiddetli kuvvettir. Bu kuvveti sadece kuarklar ve gluonlar hissederler. Bu kuvvet kuarkları birbirine bağlayarak (yapıştırarak) proton, nötron ve diğer hadronların oluşmasını sağlarlar.

            Standart modeldeki bu noktadaki temel eksik görüldüğü gibi dördüncü bir kuvvet olan kütle çekimi kuvvetinin yer almamasıdır. Standart Model'in, kütle çekimini de kapsayacak şekilde geliştirilmiş halinde bir de, parçacıklarla etkileşime girerek onlara kütle kazandıran Higgs bozonu var. Higgs bozonu için yapılan deneyler devam etmektedir.

Modern Atom Teorisine Gelirken..

           

            Madde bugün sadece günümüzün değil, geçmişin hatta çokta geçmişin merak uyandıran konularından biriydi. Empedocles, Aristoteles gibi düşünürler varlığın ateş, hava, su, toprak olmak üzerine değişmez dört ana maddeden oluştuğunu söylerken, Harekleitos “ana varlık ateştir” demiştir. Democritos ise maddelerin gözle görülemeyecek kadar küçük olan bölünemeyen atomlardan oluştuğunu ileri sürmüştü.

            Aradan geçen yüzyıllar içerisinde bilimde deneye dayalı araştırmalar atomun varlığını destekler nitelikteydi. Onunla ilgili John Dalton, J.J. Thomson, E.Rutherford, N. Bohr gibi bilim insanları isimlerini tarihe yazdıran çalışmalar yaptı. Elbetteki bu çalışmalarda eksik ve düzetilmesi gereken yerler çoktu, fakat onlar hem kendi zamanlarındaki hem de kendilerinden sonraki bilim insanlarına ışık tutmuşlardı. Bilim zaten böyle bir niteliktedir. Bilgiler elde edildiği gibi ebediyen kalmaz. Yeni veriler elde edildikçe, yanlış bilgiler ayıklanır, eksikler düzeltilir ve bu bilimin ilerlemesini sağlar.

            Bohr, günümüzdeki modern atom teorisine yakın bir model öne sürmüştü. Fakat onun enerji seviyeleri ile ilgili açıklamaları çok elektronlu atomları açıklamada yetersiz kalıyordu.

            Ancak ardından Louis de-Broglie, Heisenberg ve Schrödinger gibi bilim adamlarının yaptığı çalışmalar modern atom teorisinin gelişmesine büyük katkıda bulundu. Broglie, maddenin küçük taneciklerinin bazen tanecik bazen dalga özelliği gösterebildiği tezini ortaya koydu (Ancak ikisi de aynı anda değil) (1924).

            Heisenberg 1920’li yıllarda atomdan küçük taneciklerin davranışını inceleyerek, belirsizlik ilkesini ortaya attı : “Bir taneciğin nerede olduğu kesin olarak biliniyorsa aynı anda taneciğin nereden geldiği veya nereye gittiğini kesin olarak bilemeyiz. Benzer şekilde taneciğin nasıl hareket ettiğini biliyorsak onun yerini kesin olarak bilemeyiz”. Yani bir elektronun yerini ve hızını aynı anda belirleyemeyiz. Bunu yapabilmek için taneciği görmek gereklidir. Taneciğin görülmesi için gönderilen ışık dalgası da elektronun yerini ve hızını değiştirir. Bu nedenle de atomda elektronların çekirdek etrafında belirli dairesel yörüngeler de döndüğü söylenemez.

            Son desteği de Heisenberg’in çalışmalarını destekler nitelikte Avustralyalı fizikçi Erwin Schrödinger yapacaktı. Onun açıklamalarına göre: “Atom içindeki elektronların doğru konumundan söz etmek mümkün değildir. Ancak elektronların bulunma ihtimallerinin yüksek olduğu yerler tespit edilebilir.”

            Nobel ödüllü İngiliz fizikçi Sör James Chadwick’in 1932'de nötronun yapısını keşfetmesi ile de artık modern atom teorisi oluşturulmaya hazırdı.

            Modern atom teorine geldiğimizde artık günümüzde atomun bölünebileceğini, atomun maddenin en küçük yapı taşı değil de, kimyasal bir elementin bütün özelliklerini taşıyan en küçük yapı taşı olduğunu biliyoruz. Atom taneciklerinden pozitif yüklü proton ve yüksüz nötron birlikte atomun merkezinde yani çekirdekte bulunmaktadır. Bulundukları bu yer atomun o kadar küçük bir yerini işgal eder ki, bir futbol sahasının ortasında duran küçük bir bilye gibidir.

            Elektronlar ise atomdaki çok hızlı taneciklerdir. Proton ve nötronun kütleleri birbirine yakınken, elektronun kütlesi o kadar küçüktür ki atomun kütlesini hesaplamada bile ihmal edilir. Ancak atomun çekirdek dışında kalan bütün hacmi elektronların faaliyet sahasıdır. Bunun için diyebiliriz ki elektronlar atomun hacmini oluşturan taneciklerdir.

                                                                                    

            Peki nerede bulunur bu elektronlar ? Kesin yerlerini tespit etmek mümkün değildir. Ancak dediğimiz gibi bulunma olasılığı olan yer tespit edilebilir. O da şöyledir ki Shörödinger’e göre hidrojen atomunun elektronu çekirdekten sonsuz uzaklıkta bulunabilirler. Elektronun bulunma olasılığının yüksek olduğu yerler ise elektron bulutu adını alır.

            Modern atom teorisine göre atom içinde elektronların davranışını belirlemek için sayı ve semboller kullanılır. Elektronun durumunu açıklayan bu sayılara kuantum sayıları denilir.

            Kuantum sayıları ;

1. Baş kuantum sayısı (n),
2. Orbital (yörüngesel) kuantum sayısı (l),
3. Manyetik kuantum sayısı (m_l),
4. Spin manyetik kuantum sayısı (m_s)

            Bu basamaklar sırayla takip edildiğinde ise bir atomun elektronun bulunma olasılığının en fazla olduğu yer yani orbitaller tespit edilebilir.