Soru & Cevap: Soru Sor, Cevap Al
Bugün
Bugün bölümü hazırlanıyor.
Bugün bölümü hazırlanıyor.
Kendi kokumuzu alamamamızın temel sebebi, koku sistemimizin sürekli maruz kaldığı uyaranları arka plan gürültüsü sayıp hızla filtrelemesidir. Koku adaptasyonu veya duyusal yorgunluk olarak adlandırılan bu süreçte sinir sistemi, değişmeyen kimyasal sinyallere tepki vermeyi keser.
Olayın temeli doğrudan hücre düzeyindeki desensitizasyon mekanizmasında yatar. Burnumuzdaki koku reseptör nöronları belirli uçucu moleküllerle bağlandığında hücre içinde bir sinyal yolağı tetiklenir ve kalsiyum kanalları açılır. Fakat aynı koku molekülü reseptöre aralıksız bağlanmaya devam ettiğinde, hücre içinde biriken kalsiyum kalmodulin üzerinden geri bildirim vererek sinyal zincirini baskılar. Reseptörler fosforillenip duyarsızlaşır ve hücre, aynı veriyi sonsuza kadar beyne taşıyacak kadar metabolik enerjisini çöpe atamayacağı için adeta reseptörün fişini çeker.
İş sadece periferik reseptörlerde de bitmez. Koku soğancığındaki inhibitör ara nöronlar ve koku korteksi de bu sabit uyarımı yukarı taşımayı reddeder. Evrimsel açıdan bu durum tam bir hayatta kalma filtresidir. Beyin aralıksız kendi teninin veya terinin kimyasal bileşimini analiz etmekle meşgul olsaydı, ortamdaki dumanı, yırtıcı bir hayvanı ya da çürümüş bir besini fark edemezdi. Sistem kaynaklarını korur, statik sinyalleri sessize alır ve yalnızca çevredeki yeni veya değişen kokuları ön plana çıkarır. Kendi kokunuzun yoğunluğunda ani bir sıçrama olmadıkça reseptörler sıfırlanmaz ve burnunuz bu kokuyu yok saymaya devam eder.
Net ve doğrudan bir cevapla başlayalım. Boşlukta ilerleyen iki fotonun birbirini kovalamacada yakalaması mümkün değildir çünkü her iki foton da evrenin mutlak hız limiti olan ışık hızıyla hareket eder. İki aracın hız sabitleyicisini tam aynı değere alıp otobanda peş peşe gitmesi gibi düşünebilirsiniz, arkadaki selektör yaksa bile öndekine asla yetişemez. Üstelik fotonlar kütlesiz ve elektrik yükü taşımayan sakin yolculardır. Normal koşullarda birbirlerinin içinden adeta hayalet gibi geçip giderler, çarpışıp kaza yapmazlar.
Lene Hau ve ekibinin meşhur deneyinde ışığın durdurulması ise boşlukta değil, aşırı soğutulmuş sodyum atomlarından oluşan özel bir ortamda, yani bir Bose Einstein yoğunlaşmasında gerçekleşti. Burada olan şey aslında fotonun aniden el frenini çekmesi değildir. Işık dalgasının taşıdığı kuantum bilgisi atom bulutunun içine aktarılır. Yani ışık, atomik bir uyarılmaya dönüştürülüp geçici olarak depolanır ve kontrol lazeri tekrar açıldığında kaldığı yerden yoluna devam eder. Böyle bir ortamda ışığın grup hızı saatte birkaç kilometreye kadar düşürülebildiği için arkadan gelen farklı bir sinyalin öndekine yetişmesi teknik olarak kurgulanabilir, fakat bu durum fotonların birbirine toslayıp kaynaşması anlamına gelmez.
Dalgalardaki sönümleme ve güçlendirme meselesine gelirsek, fotonlar dalga parçacık ikiliği gereği kesinlikle girişim yaparlar. İki ışık dalgası üst üste bindiğinde dalga tepeleri ve çukurları birbirini güçlendirebilir veya tamamen sıfırlayabilir. Ancak burada çok kritik bir detay vardır. Sönümleyici girişim gerçekleştiğinde fotonlar birbirini yok etmez. Tıpkı aynı evde iki kardeşin televizyon kumandası için zıt yönlere asılıp kumandayı hareketsiz bırakması ama kumandanın yok olmaması gibi bir durumdur. Kuantum mekaniğinde yıkıcı girişim, fotonun o karanlık noktada bulunma olasılığını sıfıra indirir. Enerji yok olmaz, yapıcı girişimin olduğu aydınlık bölgelere yeniden paylaştırılır.
Peki fotonlar birbirini hiç mi hissetmez derseniz, standart kuantum elektrodinamiğinde fotonların doğrudan çarpışması ancak olağanüstü yüksek enerjilerde ve sanal parçacık çiftleri üzerinden çok küçük bir ihtimalle gerçekleşir. Fenerleri birbirine tuttuğunuzda ışık huzmelerinin birbirini görmezden gelip dümdüz geçmesi bundandır. Fakat son yıllarda laboratuvarlarda Rydberg atomları gibi aşırı doğrusal olmayan optik ortamlar kullanılarak iki fotonun birbiriyle etkileşime girmesi, hatta "fotonik molekül" adı verilen yapılar oluşturması sağlandı. Kısacası fotonların birbirini yakalaması veya el ele tutuşması için boş uzay değil, arabuluculuk yapacak çok özel bir atomik ortam gerekir.
yeteneğin az olması problem değil yetenek geliştirilebilir bir şey eninde sonunda istenilen seviyede olmasa bile bir gelişim sağlanır ancak doğuştan varolan yeteneğin körelmesi sonrasında o yetenek tekrar uyandırılmak istendiğinde zaman alabilir.
İdeal bir senaryoda ikisi de diğerini kesemez, her iki keskin uç da aynı anda ve simetrik olarak ezilip körelir. Kesme eylemi, bir cismin diğerine göre daha sert olması veya kuvvetin uygulandığı temas alanının daha dar kalması sayesinde malzemenin bağlarını yerel olarak yırtmasıdır. Karşımızda birebir aynı malzemeden yapılmış ve aynı geometriye sahip iki cisim varken, hiçbir tarafın diğerine mekanik bir üstünlük kurması mümkün değildir.
Burada temel dayanağımız Newton'ın etki ve tepki prensibidir. Siz cisimleri ne kadar güçlü ittirirseniz ittirin, iki keskin kenarın birbirine temas ettiği noktada oluşan kuvvet büyüklükleri birbirine tamamen eşittir. Üstelik temas yüzey alanları da özdeş olduğu için, uç noktada oluşan mekanik gerilim iki cisim için de aynı anda yükselir. Malzemenin akma veya kırılma sınırına gelindiğinde, iki taraftaki atomik bağlar eşzamanlı olarak pes eder. Biri diğerini dilimleyemez, her iki kenar da birbirini ezerek plastik deformasyona uğrar ve düzleşir. Mutfaktaki iki özdeş bıçağın ağzını birbirine vurduğunuzda bıçakların birbirini kesmeyip sadece çentiklenmesi tam olarak bu yüzdendir.
Gerçek dünyaya, yani mikroskobik ve atomik seviyeye indiğimizde ise doğanın kusursuz simetriden pek hoşlanmadığını görürüz. En gelişmiş laboratuvarda üretilmiş iki jilet bile atomik ölçekte birbirinin tıpatıp aynısı olamaz. Kristal kafes yapısındaki minik bir dizilim kusuru, temas anındaki mikroskobik bir açı farkı veya birkaç atomluk bir pürüz, gerilimin bir tarafta diğerinden milisaniyeler önce birikmesine yol açar. Bu durumda zayıf kalan kenar önce eğilir veya çatlar, kuvvet vektörü yön değiştirir ve cisimler birbirinin üzerinden kayar. Fakat bu durum da bir kesme değil, asimetrik bir kırılma ve kaymadır.
Özetle iki inatçı ve eşit güçteki keskin cisim karşılaştığında kazanan bir kılıç ustası çıkmaz. İki taraf da aynı anda körelerek masadan beraber mağlup ayrılır.