Gaziantep İslam Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nin (GİBTÜ) dahil olduğu uluslararası çalışmada, süper-bilgisayar sistemleri kullanılarak teorik ve hesaplamalı yöntemlerle “Hoyle” durumu dahil olmak üzere karbon atom çekirdeğinin birçok uyarılmış enerji seviyelerinde proton ve nötronların geometrisinin detaylı bir analizi gerçekleştirildi.
DEMİR’DEN ELHATISARI’YA TEBRİK
GİBTÜ Rektörü Prof. Dr. Şehmus Demir, Gaziantep İslam Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nin uluslararası arenada bilinirliğinin her geçen gün arttığını ve bu tarz çalışmaların hız kazandığını kaydetti. Rektör Demir, Doç. Dr. Serdar Elhatısarı’yı da böylesine değerli bir çalışmaya imza atmasından dolayı tebrik etti.
BİZİM İÇİN BÜYÜK BİR GURUR KAYNAĞI
Proje içerisinde yer alan GİBTÜ Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi’nden Doç. Dr. Serdar Elhatısarı, “Gaziantep İslam Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden araştırmacının dahil olduğu bir uluslararası araştırma projesinde karbon atom çekirdeğinin iç geometrisi ve uyarılmış enerji seviyesi olan gizemli Hoyle durumuna yeni bir bakış açısı getirildi. Hoyle enerji seviyesinin, evrendeki karbon-oksijen dengesinden sorumlu olduğuna ve dolayısıyla bilinen “yaşamın” temelini oluşturan elementlerin kaynağı olduğuna inanılmakta. Bu araştırma sonuçları, dünyanın saygın dergileri arasında yer alan Nature Communications’da yayınlandı. Bu bizim için büyük bir gurur kaynağıdır” dedi.
ARAŞTIRMAYA TÜRKİYE, ALMANYA, ABD VE ÇİN’DEN BİLİM İNSANLARI KATILDI
Araştırmanın Türkiye, Almanya, Amerika Birleşik Devletleri ve Çin'den bilim insanlarının dahil olduğu uluslararası bir işbirliği ile gerçekleştirildiğini ifade eden Doç. Dr. Serdar Elhatısarı, şöyle konuştu: “Karbon atom çekirdeği, yaşamın yapı taşlarını oluşturan karmaşık organik kimyanın omurgasını oluşturur. Bu çekirdeğin baskın izotopu olan karbon-12’nin fiziği de karmaşıklıklarla doludur. Karbon-12 atom çekirdeği, altı proton ve altı nötron olmak üzere kütle numarası oniki olan bir elementtir. Canlılığın temelini oluşturan karbon-12 içindeki bu proton ve nötronlar tam olarak nasıl bir geometriye sahiptirler? Veya karbon-12 atom çekirdeğinin yüksek enerjili ışınlar ile bombardımana uğraması durumunda bu geometride ne tür değişiklikler meydana gelir? Bu sorular yıllardır hem deneysel hem de teorik çalışmalarla cevap aranmakta. Uzun yıllar süren çabaların sonunda, “evrendeki bilinen yaşamın temelini oluşturan karbon atomu miktarının diğer elementlere kıyasla neden çok daha fazla olduğu” belirsizliğini anlamaya bir adım daha yaklaşılmıştır.”
GİBTÜ’NÜN DÂHİL OLDUĞU ULUSLARARASI ÇALIŞMA
GİBTÜ’nün dahil olduğu uluslararası çalışmada, süper-bilgisayar sistemleri kullanılarak teorik ve hesaplamalı yöntemlerle “Hoyle” durumu dahil olmak üzere karbon atom çekirdeğinin birçok uyarılmış enerji seviyelerinde proton ve nötronların geometrisinin detaylı bir analizi gerçekleştirildiğinin altını çizen Elhatısarı, “Büyük patlamadan (Big Bang) hemen sonra evrende yalnızca hidrojen ve helyum elementleri vardı. Hidrojen-1 çekirdeği sadece bir protondan oluşurken, helyum-4 çekirdeği ise iki proton ve iki nötrondan oluşur. Hidrojen-1 ve helyum-4’ün ötesindeki ağır elementlerin oluşumu ise ancak milyarlarca yıl sonunda yaşlı yıldızlarda devasa basınç ve sıcaklıklar altında oluşmaya başlar. Örneğin iki adet helyum-4 çekirdeğinin füzyonu (birleşimi) kararsız bir çekirdek olan berilyum-8 atom çekirdeğini oluşturur. Berilyum-8 çekirdeğinin oluşmasının temel nedeni, iki helyum-4 çekirdeğinin toplam enerjisinin berilyum-8 çekirdeğinin enerjisine çok yakın olmasıdır. Karbon-12 atom çekirdeğinin oluşması için ise üç adet helyum-4 (veya bir helyum-4 ve bir berilyum-8) çekirdeğinin füzyonunun gerçekleşmesi gerekir. Fakat üç helyum-4 çekirdeğinin toplam enerjisi karbon-12 çekirdeğinin enerjisinden daha yüksek olmasından dolayı, karbon-12 çekirdeğinin direkt olarak oluşumu pek de olası değildir. Bir arada duran üç helyum-4 çekirdeği ile bir karbon-12 çekirdeği arasındaki fark, farklı frekanslarda yayın yapan iki farklı radyo kanalına benzetilebilir. 1950’li yılların başlarında, İngiliz astrofizikçi Fred Hoyle teorik çalışmaları sonucunda yıldızlardaki karbon-12 oluşumunun ancak ve ancak üç helyum-4 çekirdeğinin toplam enerjisine çok yakın kararsız bir karbon-12 durumunun varlığıyla mümkün olabileceğini önerdi. Bu çalışmadan yaklaşık beş yıl sonra Caltech Üniversitesi’nde yapılan bir deneyde bu önerilen ve ilerde Hoyle-durumu olarak adlandırılacak olan uyarılmış enerji durumu deneysel olarak gözlemlendi. Helyumun yanma sürecinde, helyumlar sürekli olarak Hoyle durumunu oluşturur ve sonrasında kararsız Hoyle durumu tekrar helyumlara dönüşürler. Fakat bu döngünün her 2500’de birinde Hoyle-durumu kararlı bir karbon-12 çekirdeğine dönüşür. Bu mekanizma sayesinde helyum yanma sürecinde helyumlar tamamen karbonlara dönüşerek tükenmez ve peryodik cetveldeki daha ağır elementlerin oluşması mümkün olur. “Karbon çekirdeğinde belirgin geometri ve dualite” başlıklı makalede, yazarlar nükleer örgü etkin alan teorisini kullanarak karbon-12’nin nükleer durumlarının yapısını belirlemişlerdir. Hoyle durumunda, helyum-4 çekirdekleri “bükük kol” veya “geniş-açılı üçgen” düzenine sahiptir. Karbon-12’nin daha düşük enerjili tüm durumları, helyum-4 kümelerinin oluşturduğu bir eşkenar üçgen veya bir geniş açılı üçgen biçiminde bir içyapısal şekle sahip olduğu bulunmuştur. Ayrıca, eşkenar üçgen şekline sahip enerji durumları, ortalama-alan teorisindeki parçacık-deşik uyarımları cinsinden bir ikili tanımlamaya sahiptirler” dedi.