BİLİM VE TEKNOLOJİ HABERLERİ

Raşit Gürdilek

olduğu ve değişmemelerinin de bir doğal seçilim avantajı olarak ortaya çıktığı sonucuna vardılar. Ayrıca protein kodlamayan bölgelerin, aynı tür içinde statik, türler ara-sındaysa değişken olması da, bu türlerin türleşmede anahtar rol oynadığı inancını güçlendirdi. Ev-rim genetiği alanında kayda değer bu-

birleşmesinden kaynaklandığının ortaya çıkarılması. - Beyin hücrelerinin bağlanış biçimiy-le hastalıkların ilişkisi. 2005 yılında şizofreni, Tourette sendromu ve dis-leksi gibi bozuklukların, beynin sinir-sel bağlantılarında ana karnındayken meydana gelen yanlışlıklardan kaynak-landığının anlaşılması.

2005 Bilim Raporu

Bilim Dergisi Science editörleri, geleneksel olarak her yılın sonunda yaptıkları değerlendirmede 2005 yılının en önemli bilimsel ve teknolojik gelişmeleri sıralamasının en üstüne "evrimin işbaşında görün-tülenmesini" koydular. Bilimcileri bu seçimi yapmaya yönelten, 2005 yılın-da genetik alanında kaydedilen önemli gelişmeler. Bunların da başında uluslararası bir araştırmacı-

lunan bir başka çalışma da 1918 yılında dünyada 20-50 milyon kişinin ölmesine neden olan İspanyol Gribi'nin aslında masum bir "kuş gribi"

■ Dünya nereden geldi? 2005 yılında bazı bilim-ciler Güneş Sistemi'ni oluşturan malzemeden yapılı olduğuna inanılan Dünya'daki kayalar ya da mete-oritler gibi gökcisimlerine daha yakından baktıkla-rında, bunların atomlarının dikkat çekici biçimde farklı olduğunu gördüler. O halde, Dünyamız yapı-taşlarını nereden buldu? Kimi bilimciler bu duru-mu Dünya'daki malzemenin Güneş Sistemi'nin baş-ka bir bölümünden gelmiş olmasıyla açıklarken, ki-mileri de dünyayı oluşturan orijinal malzemenin ge-

lar grubunun şempanze genomunun (toplam gen havuzunun) haritasını açıklaması geliyor. Genom veri-leri, evrim kuramına göre mil- yonlarca yıl önce ortak bir atadan ayrıldığımız şempan- zelerle aramızdaki yakın akrabalığı doğruluyor: in-san ve şempanze genomları-nı oluşturan yaklaşık 6 mil-yar nükleotid bazdan yalnızca %1'i farklı. Ortalama protein far-kıysa 2 amino asitten daha az. Ancak,

olarak ortaya çıkıp, birkaç küçük mutas-yon sonucu insanlara atlayıp öldürü-cü bir bulaşıcı hastalık olduğunun ortaya çıkarılması oldu. Bu ger-k çek, tehlikeli bir kuş gribi tü-rünün yeniden insanlara bu-laşmaya başlaması göz önün-

de tutulduğunda acilen yanıtlan-" ması gereken bir tehdit ola-rak önem kaza-nıyor.

zegenin derinliklerinde gömülü olduğunu düşünüyorlar. - Yaşamsal proteinin yakın çekim resmi. Bilimciler geçtiğimiz yıl hücrelere potasyum iyonlarının giriş ve çıkışlarını denetleyen potasyum kanallarının en ayrın-tılı moleküler resmini oluşturdu-lar. Bir bilgisayar için transistör-ler neyse, sinir ve kas hücreleri için proteinler de o.

insana kıyasla şempanze genomunda çok da-ha fazla kodlama yapmayan DNA eklenmiş ya da çıkarılmış durumda. Bu da iki tür arasındaki top-lam farkı %4'e çıkarıyor. İşte bu farklılıklar katalo-ğunun bir yerlerinde bizi insan yapan, örneğin iki ayak üzerinde dik yürüyüşümüz, büyük ve yaratıcı beynimiz, seyrek tüylerimiz gibi özelliklerimizi be-lirleyen genler yer alıyor. Gerçi bu özelliklerin ge-netik kökenlerini ortaya çıkarmaktan henüz çok uzağız; ama yine de genetikçiler daha şimdiden beyni ve davranışları etkileyen bazı genleri yalıtma yolunda önemli adımlar attılar. Bu arada evrim kuramındaki doğal seçilim meka-nizmasınca yararlı bulunan genleri ortaya çıkarmak için sürdürülen çalışmalar da, yaşayan insanlar ara-sındaki genetik farklılıkları kataloglayan resmi ve özel araştırma kurumlarının ortaya çıkardığı bulgu-larla ivme kazandı. Örneğin, geçtiğimiz yıl bir ortak çalışma, dört populasyondan alınan örneklerde bir milyon kadar tek nükleotid polimorfizmleri denen farklılıkları kataloglayan insan haploid haritasını (HapMap) yayımladılar. Bu genetik farklılıklar evri-min hammaddesi sayılıyor ve insanın yakın geçmiş-te geçirdiği evrimsel değişimlere ışık tutması bekle-niyor. Geçtiğimiz yıl bilimciler çeflitli türlerin DNA'sı için-de protein kodlamayan bölgelerin, gen bölgelerin-den daha yavaş değişime uğradığını, dolayısıyla gen diziliminin çok büyük bölümünü oluşturan bu "işlevsiz" bölgelerin organizmalar için çok önemli

Science editörleri, araların-da bir sıralama yapmaksızın 2005'in önemli atılımları olarak şunları saydılar: ■ Gezegen ve Güneş Sistemi araştır-

malarının Ay'a, Merkür'e, Venüs'e Mars'a, bir kuyrukluyıldıza, bir asteroite, Satürn'e ve niha-yet Güneş Sistemi'nin sınırına yollanan araçlarla iv-me kazanması. Bu keşif seferlerinin en çarpıcısı, Satürn'e gönderilen Cassini uzay aracının, halkalı gezegenin dev uydusu Titan'ın yüzeyine Huygens adlı bir sonda indirerek bu esrarlı dünyanın perde-sini aralaması oldu.

■ Derin okyanus sularının ısınmasından, ve tropik kasırgalarının sayı ve şiddetinin artmasına; Arktik okyanusundaki buz örtüsünün azalmasın-dan, kuşların göç yollarını değiştirmelerine kadar insan kaynaklı iklim değişikliği konusundaki kanıt-lar 2005 yılında hızla çoğaldı. Daha da önemlisi ABD'li siyasetçiler, alarm zillerini duymaya başladı-lar. ■  Hücre haberleşme mekanizmalarının aydınlanma-sı. Hücrelerin kimyasal ve çevresel uyarılara verdik-leri tepkilerin dinamik resmi, 2005'te netlik kazan-maya başladı. Bunu kolaylaştıran, bilimcilerin hüc-reye gelen ve hücreden çıkan çok sayıda sinyalden oluşan ağları aynı anda izleme çabaları oldu. So-nuçta, örneğin kontrollü hücre ölümünde (apop-toz) rol oynayan 8000 sinyalin dinamik işleyiş mo-deli çıkarıldı. -  ITER'in yerinin belirlenmesi. Hidrojen izotopları-nın çekirdeklerini birleştirerek enerji elde etme yöntemi olarak özetlenebilecek füzyon süreciyle enerji oluşturma yolunda önemli bir deneysel aşa-ma oluşturacak olan ITER reaktörünün kurulacağı yer konusunda Japonya ve Fransa arasında süren çekişmenin, Fransa lehinde sonuçlanması. Science, 23 Aralık 2005

■ Çiçekli ve başka türden pek çok bitkinin sergiledi-ği şaşırtıcı davranışın arkasındaki moleküler meka-nizmaların ortaya çıkarılması. ■ Nötron yıldızlarının doğasının anlaşılmasında sağ-lanan ilerlemeler. Örneğin, kısa süreli gama ışını patlamalarının, bir karadelikle bir nötron yıldızının

Ocak 2006 7 BİLİM ve TEKNİK

BİLİM VE TEKNOL0Jİ HABERLERİ

2004 yılında Andre Geim ile, Manchester Üniversitesi (İn-giltere) ve Rusya'daki Cher-nogolovka Mikroelektronik Teknolojisi’nden ekip arka-daşları, yalnızca 1 atom kalın-lığında, 2 boyutlu karbon zarları olan grafenin, grafit-

kadar; ama yine de elektronun normal bir ilet ken içindeki hızından kat kat fazla. Ayrıca ilet-kenlerin büyük çoğunluğundaki elektronların davranışlarının, relativistik olmayan kuantum mekaniksel etkileşimlerle açıklanabilmesine kar-şılık, grafen içindeki elektronların, kütlesiz Di-rac fermiyonları diye adlandırılan relativistik parçacıklar gibi incelenmeleri gerekiyor. Her iki ekip de grafen elektronlarında yeni gö-rülen bir "kesirli büyüklükte" bir kuantum Hall etkisi gözlemiş. Bu, yarıiletkenler içindeki elektronlar için gözlenen klasik kuantum Hall etkisinin relativistik benzeri. Araştırmacılar ay-rıca, grafen zar içinde hareketli elektron bu-lunmadığı durumlarda bile grafenin elektrik iletkenliğinin belli bir alt sınırdan daha aşağı inmediğini belirlemişler. Bu, şimdiye kadar ka-bul görmüş bilgilerle çelişiyor; çünkü tüm öte-ki sistemlerde yük taşıyıcılar ortadan kalktığın-da iletkenlik de kayboluyor. Physics World, Aralık 2005

ten nasıl oluşturulabileceğini göstermişlerdi. Şimdiyse Geim ve Manchester, Chernogolovka ve Hollanda'daki Radboud Üniversitesi'nden araştırmacılar, onlardan bağımsız olarak da New York'taki Columbia Üniversitesi'nden Phi-lip Kim ve ekibi, bu yeni karbon biçiminin mü-kemmel bir iletken olduğunu göstermiş bulunu-yorlar. En dikkat çekici bulguysa, grafen içinde-ki elektronların, durağan kütleleri olmayan ve saniyede 1 milyon metre hızla yol alan relativis-tik parçacıklar gibi davrandıkları. Gerçi bu hız, ışığın boşluk içindeki hızının ancak 300'de biri işte tam bu gereksinime yanıt veren bir yöntem geliştirmişler. Alvin Solomon yönetimindeki ekip, kabaca küre biçimli olan UO2 granüllerini (tanecik), çok daha yüksek ısı iletkenliğine sahip berilyum oksit (BeO) tozuyla kaplamışlar. Yandaki şekilde görüldüğü gibi, kaplanmış granüller kapsüllere doldurulduğunda BeO, granüller arasındaki tüm boşlukları doldurmuş. Sinterleme (metal parçacıklarının basınç ya da ısıyla yüzeylere yapıştırılması) işleminin sonunda yeni kapsüllerin, standart olanlara kıyasla %50 daha yüksek ısı iletkenliğine sahip oldukları gözlenmiş. Solomon, yeni kapsüllerle doldurulmuş yakıt çubuklarının daha çok güç üreteceği ve reaktör içinde

Elektronlar Kütlelerini Yitiriyorlar Fizikçiler, "grafen" denen karbon zarlarda elektronların, durağan kütleleri yokmuş gibi davrandıklarını belirlediler. İletkenlik için bir taban değer ve kuantum Hall etkisinin alışıl-madık bir biçimini de kapsayan bulguların, ku-antum kuramının masaüstü incelemeleri ve karbon temelli elektronik için yeşilışık yaktığı düşünülüyor. Nükleer Enerji İçin Daha Verimli Yakıt Günümüz nükleer reaktörlerinin yakıtı genellikle yakıt çubuklarının içine doldurulmuş uranyum dioksit kapsüllerinden oluşuyor. UO2 her ne kadar güvenli ve kararlıysa da termal iletkenliğinin (ısı geçirgenliği) düşük oluşu, yakıt içinde büyük sıcaklık farklılıklarına yol açıyor. İletkenlik, yakıt yandıkça daha da düşüyor ve bu da, kapsülün yararlı ömrünü kısaltıyor. Dolayısıyla ısılarını daha iyi aktaran kapsüller daha verimli reaktörler için bir gereksinim. Purdue Üniversitesi (ABD) nükleer mühendisleri de

normalde üç yıl olan kalış sürelerinin uzayacağı görüşünde. Araştırmacıların yeni hedefi, geliştirdikleri süper yakıtı reaktör içinde denemek. Physics Today, Kasım 2005 bir değerin üzerindeyse aynı yöne çevrilebilir. Atomlar böyle bir durumdayken küçük bir enerji girdisi, bazı atomların spinlerini bu genel yönden saptırabilir. Bu sapış yayılabilir ve incelenen madde örneği

içinde ilerleyen bir dalga gibi davranabilir. Örneğin sıcaklığı yeteri kadar düşükse, ilerleyen dalga bir sahte parçacık (quasiparticle), bir magnon olarak düşünülebilir. Dahası, spinlerin tek vücut

halinde statik biçimde eğilişi, kuramda magnonların oluşturduğu bir BEC olarak tanımlanıyor. Almanya, Rusya, İngiltere ve Polonya'dan bir grup bilimci, antiferromanyetik bir malzeme olan Cs2CuCl4'yi incelemişler. Manyetik alan, kritik eşik olan 8,51 Tesla'nın altında ve sıcaklık, mutlak sıcaklığın milikelvin düzeylerindeki bir eşik değerin altında indiğinde, magnonların yoğuşum özellikleri sergilediklerini gözlemişler. Araştırmacılara göre uygun adım davranan magnonların sayısı 1023, yani 100 milyar kere trilyon. Physics Today, Kasım 2005

Bose-Einstein yoğuşumu (Bose-Einstein Condensation - BEC), atomların mutlak sıfıra (-273°C) 1 derecenin olağanüstü küçük kesirleri kadar yakın sıcaklıklarda (milikelvin) tek bir atom gibi davrandıkları, maddenin özel bir haline deniyor. Bu

yoğuşumla ilgili deneyler, genellikle gazlarla yapılıyor. Şimdiyse bir grup bilimci, bu işi bir kristal içinde (sezyum bakır klorür) başarmış bulunuyor. İçsel bir manyetizması olan herhangi bir grup atomun spin yönleri, eğer alanın gücü belli

BİLİM ve TEKNİK 8 Ocak 2006