The 2,400-year search for the atom - Theresa Doud

2.400 yıllık atom arayışı - Theresa Doud

Çeviri: Sevkan Uzel Gözden geçirme: Meric Aydonat

What do an ancient Greek philosopher

Bir antik Yunan filozofu ile

and a 19th century Quaker

bir 19. yüzyıl Quaker'ının

have in common with Nobel Prize-winning scientists?

Nobel ödüllü bilimcilerle ortak noktası nedir?

Tarihsel olarak 2.400 yıllık bir ayrılıkları olsa da,

Although they are separated over 2,400 years of history,

her biri şu ölümsüz sorunun yanıtlanmasına katkıda bulunmuştur:

each of them contributed to answering the eternal question:

what is stuff made of?

Varlıkların yapıtaşı nedir?

It was around 440 BCE that Democritus first proposed

Demokritos, dünyadaki her şeyin

boş uzayla çevrili minik taneciklerden oluştuğunu

that everything in the world was made up of tiny particles

ilk öne sürdüğünde tarih M.Ö. 440 civarıydı.

surrounded by empty space.

And he even speculated that they vary in size and shape

Oluşturdukları maddeye bağlı olarak, boyut ve biçimlerinin değişken

depending on the substance they compose.

olduğunu bile tahmin etmişti.

He called these particles "atomos," Greek for indivisible.

Bu parçacıklara Yunanca bölünemez anlamına gelen "atomos" adını verdi.

His ideas were opposed by the more popular philosophers of his day.

Zamanın daha popüler filozofları onun bu düşüncesine karşı çıktı.

Aristotle, for instance, disagreed completely,

Örneğin Aristo, bütünüyle karşıydı.

stating instead that matter was made of four elements:

Maddenin aslında dört elementten oluştuğunu belirtiyordu:

earth, wind, water and fire,

toprak, hava, su ve ateş.

and most later scientists followed suit.

Ardından gelen çoğu filozof da onun örneğini izledi.

Atoms would remain all but forgotten until 1808,

Bir Quaker öğretmen olan John Dalton'un, Aristocu kurama meydan okumaya

karar verdiği 1808 yılına dek atomlar bütünüyle unutulmuş durumda kaldı.

when a Quaker teacher named John Dalton sought to challenge Aristotelian theory.

Whereas Democritus's atomism had been purely theoretical,

Demokritos'un atomculuğu katıksız kuramsal biçimdeyken,

Dalton showed that common substances always broke down into the same elements

Dalton, tanıdık maddelerin hep aynı elementlere aynı oranda

in the same proportions.

ayrıştığını gösterdi.

He concluded that the various compounds

Vardığı sonuç, çeşitli bileşiklerin,

were combinations of atoms of different elements,

her birinin belli bir boyutu ve kütlesi olan,

each of a particular size and mass

ne yaratılabilen ne de yok edilebilen

that could neither be created nor destroyed.

farklı element atomlarının dizilimleri olduğuydu.

Though he received many honors for his work,

Çalışması büyük saygı görmesine rağmen,

as a Quaker, Dalton lived modestly until the end of his days.

bir Quaker olarak Dalton ölene dek mütevazi yaşadı.

Atomic theory was now accepted by the scientific community,

Atom kuramı, bilim çevrelerince artık kabul görmüştü.

but the next major advancement

Bir sonraki büyük ilerleme

would not come until nearly a century later

ancak bir yüzyıl sonra, fizikçi J.J. Thompson'un

with the physicist J.J. Thompson's 1897 discovery of the electron.

1897'de elektronu keşfetmesiyle gelebildi.

In what we might call the chocolate chip cookie model of the atom,

Atomun damla çikolatalı kurabiye modeli diyebileceğimiz biçimde,

he showed atoms as uniformly packed spheres of positive matter

içine eksi yüklü elektronların serpiştirildiği,

filled with negatively charged electrons.

homojen küresel artı yüklü madde paketçikleri olarak tanıttı atomları.

Thompson won a Nobel Prize in 1906 for his electron discovery,

Thompson, elektron keşfinden dolayı 1906'da bir Nobel Ödülü aldı;

but his model of the atom didn't stick around long.

ama atom modelinin ömrü pek uzun olmadı.

This was because he happened to have some pretty smart students,

Bunun nedeni, şansına bir kaç tane çok parlak öğrenci sahibi olmasıydı,

including a certain Ernest Rutherford,

ki onlardan biri de nükleer çağın babası olarak tanınacak olan

who would become known as the father of the nuclear age.

Ernest Rutherford'du.

While studying the effects of X-rays on gases,

X-ışınlarının gazlar üzerindeki etkilerini araştırırken,

Rutherford decided to investigate atoms more closely

Rutherford atomları daha yakından incelemeye karar verip,

by shooting small, positively charged alpha particles at a sheet of gold foil.

altın folyo yaprağına artı yüklü küçük alfa parçacıkları gönderdi.

Under Thompson's model,

Thompson modeline göre,

the atom's thinly dispersed positive charge

atomun seyrek dağılmış durumdaki artı yükünün

would not be enough to deflect the particles in any one place.

herhangi bir noktada, parçacıkları geri tepmeye yetmesi imkansızdı.

The effect would have been like a bunch of tennis balls

Bu, bir sürü tenis topunun ince bir kağıda çarpıp,

punching through a thin paper screen.

geri tepmesi gibi bir şeydi.

But while most of the particles did pass through,

Ancak, parçacıkların çoğu levhadan geçtiyse de,

some bounced right back,

bazıları gerisin geriye tepti.

suggesting that the foil was more like a thick net with a very large mesh.

Buradan, folyonun çok büyük gözenekli kalın bir ağa benzediği anlaşılıyordu.

Rutherford concluded that atoms consisted largely of empty space

Rutherford, atomların sadece bir kaç elektron ile

with just a few electrons,

büyük ölçüde boşluktan oluştuğu

while most of the mass was concentrated in the center,

ve kütlenin çoğunun, çekirdek adını verdiği merkezde yoğunlaştığı

which he termed the nucleus.

sonucuna vardı.

The alpha particles passed through the gaps

Alfa parçacıkları boşluklardan geçip gidiyor, fakat

but bounced back from the dense, positively charged nucleus.

yoğun, artı yüklü çekirdekten geri sıçrıyorlardı.

But the atomic theory wasn't complete just yet.

Ancak atom kuramı henüz tam değildi.

In 1913, another of Thompson's students by the name of Niels Bohr

1913'te Thompson'un öğrencilerinden bir diğeri olan Niels Bohr

expanded on Rutherford's nuclear model.

Rutherford'un çekirdek modelini geliştirdi.

Drawing on earlier work by Max Planck and Albert Einstein

Max Planck ve Albert Einstein'ın önceki çalışmalarından esinlenerek,

he stipulated that electrons orbit the nucleus

elektronların çekirdek çevresinde sabit enerjilerde ve uzaklıklarda

at fixed energies and distances,

dönmekte olduğunu, düzeyler arasında atlayabildiklerini, ama aralarındaki

able to jump from one level to another, but not to exist in the space between.

boşlukta bulunamadıklarını öngördü.

Bohr's planetary model took center stage,

Bohr'un güneş sistemi modeli büyük ilgi topladı;

but soon, it too encountered some complications.

ancak kısa süre içinde o da zorluklarla karşılaştı.

Experiments had shown that rather than simply being discrete particles,

Deneyler, elektronların ayrık parçacıklar gibi değil de, aynı zamanda

electrons simultaneously behaved like waves,

dalga gibi davrandığını, yani uzayda belli bir nokta ile

not being confined to a particular point in space.

sınırlanmadıklarını göstermişti.

And in formulating his famous uncertainty principle,

Ünlü belirsiz ilkesi ile formüle ettiği üzere, Werner Heisenberg de

Werner Heisenberg showed it was impossible to determine

atom çevresinde gezinmekte olan elektronların hem konumlarını

both the exact position and speed of electrons

hem de hızlarını kesin olarak bilmenin

as they moved around an atom.

imkansız olduğunu gösterdi.

The idea that electrons cannot be pinpointed

Elektronların tek bir noktada değil de,

but exist within a range of possible locations

olası konumlardan oluşan bir bölgede varolduğu fikri,

gave rise to the current quantum model of the atom,

bugün bildiğimiz atomun kuantum modelini ortaya çıkardı.

a fascinating theory with a whole new set of complexities

Yepyeni bir dizi karmaşıklığa sahip olan bu muhteşem kuramın

whose implications have yet to be fully grasped.

işaret ettikleri hâlâ bütünüyle kavranabilmiş değil.

Even though our understanding of atoms keeps changing,

Atomlara ilişkin anlayışımız değişmeyi sürdürse de,

the basic fact of atoms remains,

atomların temelindeki gerçek yerinde duruyor;

so let's celebrate the triumph of atomic theory

öyleyse atom kuramının zaferini

birkaç havai fişekle kutlayalım.

with some fireworks.

As electrons circling an atom shift between energy levels,

Elektronlar atom çevresinde dönerken enerji düzeyleri arasında geçiş yaparlar.

they absorb or release energy in the form of specific wavelengths of light,

Işığın belli dalgaboyları biçiminde enerji yayımlar ya da soğururlar.

resulting in all the marvelous colors we see.

Bu da gördüğümüz bütün o harika renklere neden olur.

And we can imagine Democritus watching from somewhere,

Demokritos'un bir yerlerden izleyip,

satisfied that over two millennia later,

baştan beri haklı olduğunun iki bin yıl sonra ortaya çıkmasına

he turned out to have been right all along.

memnun olduğunu hayal edebiliriz.