Atom nasıl bir yapı?

Dışarıdan bakıldığında bir küre gibi betimlenir hep değil mi? O küreyi oluşturan şey ne? Çekirdek mi? Hayır. Elektron bulutu.

Merkezde bir çekirdek var ve çevresinde bir bulut halinde, ışık hızında dolanan elektronlar. Elektronlar bir çekirdeğin çevresinde dönüyor ise ve bu uzaklık belli ise elbette elektronlar dışarıdan bir küre şeklini alacaklardır. Herhalde öyledir diyorum çünkü aslında hiç bir temel parçacık detaylıca teker teker görüntülenemiyor. Yani elektronun, leptonun quarkların vesikalık fotoğrafı yok. Özelliklerini biliyoruz, etkilerini biliyoruz, atomun genel görünümünü biliyoruz, üyeler de böyledirler diyoruz. Ve bu tespitler de birbirleri ile tutarlı olduğu için orada bir şüphe yok.

Peki... O elektronlarla çekirdek arasındaki uzaklık ne kadar biliyor musunuz? Şimdi bilmemkaç virgül bilmemkaç çarpı on üzerine eksi bilmemkaç diye bir rakam versek bunun hiç bir anlamı olmaz. O nedenle benzetim yapalım. Elinizde tuttuğunuz bir futbol topunu bir atomun çekirdeği olarak düşünürseniz, onun çevresinde dolanan elektron 25 km uzaklıkta döner. Bir çok yerde "stadyumun ortasındaki fıstık" benzetmesi yapılır. Bu top benzetimini okuduğum yeri hatırlayamadım (muhtemelen 20 yıl önce falan bilimteknik dergisinde okumuşumdur) ama fıstık benzetimi ile tutarlı. Yani elektron, çekirdekten o kadar uzakta dönüyor ki bu yapılar gözle görünür büyüklükte olsalar ikisi arasında bir ilişki olduğunu bile fark edemeyiz muhtemelen.

Peki buna göre birbirine temas eden maddelerde temas noktası dediğimiz yer neresi? Elektronların bir bulut oluşturdukları yörüngenin çizgisi. Elektron elektrona (daha doğrusu yörüngeler yörüngelere) temas eder ama çekirdekler birbirine temas etmez.

Yani atomun içerisinde devasa bir boşluk var. Yani bildiğimiz tüm maddeler neredeyse tamamen boşluktan ibaret. Peki o boşlukta ne var? Dalgalar var, enerji var, çekim var, var da var. Kuantum alanı işte oralar artık. Başka dünyalar.

Ancak... İşte siz bu maddeyi, karadelik gibi ölçülemez seviyede basıncın var olduğu bir ortama sokarsanız ortada boşluk moşluk kalmaz. Herkesin süpernova patlamasından bahsederken, kara deliklerin oluşumunu anlatırken dile getirdiği "yıldız kendi içine çöker" söylemi bu işte. Elektronlar zaten hareketli ve biraz da oynak parçalar. Çevresinde dolandıkları çekirdekle oluşturdukları yüke göre başka atomlara giderler, başka çekirdeklerle ortak kullanılırlar, birden çok çekirdeğin çevresinde dolanırlar falan. Ne yapacakları belli olmaz. Hatta aslında parça bile değiller. Onları atomdan uzaklaştırmak pek zor değil mesela. Ama çekirdekle birleştirmek zor. Ancak yine de böylesi bir ortamda elektronlar zaten iyice kararsızlaşır. Yıldızların merkezinde, atom çekirdekleri gibi gayet kararlı parçalar kaynaşıp başka atomlar oluşturduklarına göre o elektronların yörüngeleri falan haliyle ihlal ediliyordur, elektronlar öyle bir ortamda zaten darmadağın haldedirler. İşte karadelik gibi, yıldızların merkezinden çok daha yoğun ortamlarda artık bir tavır sergilemek, vay ben onunla birleşmem, yok kardeşim ben nötronla anlaşamıyorum, yok proton leptonla küsmüş falan yok öyle şeyler. Herkes kardeş kardeş geçinecek, hadi gelin karadeliği oluşturalım gibi bir aile ortamı ortaya çıkıyor.

İşte bu noktada sizin söylediğiniz kütle ve hacim denklikleri, görece normal şartlarda geçerli, öyle ortamlarda geçerli değil. Dünya elmaya sıkışıyor. Güneş kadar kütle 10 km'ye iniyor falan. Tanımlanamaz bir yoğunluk o.

Durumlar böyle yani... Ama şunu hatırlayalım: Atomaltı dünyada ilişkiler garip. Kuantum alanlar, güçler, itmeler çekmeler, etkileşimler bizim dünyamızdaki gibi değil. Bir çok parça ya da güç direk gözlemlenemiyor. Etkilerine bakılıyor. O nedenle anlamak için olaya farklı bakmak gerekli. Yok ben illa normal dünyaya ve atomaltına aynı gözle bakacağım diyor iseniz de her şeyin teorisini, yani Newton'la Einstein'ı birleştirip tek bir teoride açıklayacak arkadaşı beklemeniz gerekli. Henüz öyle bir üstat çıkmadı meydana. Bekliyoruz bakalım.

Öyle işte. :)