Nobel 2016 – Kimya: moleküler makina yapanlara verildi

Orhan Bursalı
Nobel 2016 – Kimya: moleküler makina yapanlara verildi

Dün Nobel ödülleri törenle verildi. Geçen yıl Aziz Sancar’ın Nobel törenini izlemiştik. Şimdi ise uzaktan izledik. Kimya alanında ödül, moleküler-nano ölçekte makineler yapanlara verildi. Moleküler asansör, moleküler düğüm, moleküler arabalar… Edebiyat ödülünü Kazanan Bob Dylan, yerine gönderdiği Patti Williams, Nobel Yemeği’nde Dylan’ın 1962’de yazdığı A Hard Rain’s Gonna Fall şarkısını söyledi.

Kısaca Nobel ödüllerine bir bakalım:

NOBEL BARIŞ: Juan Manuel Santos. Kolombiya hükümeti ile devrimci silahlı güç olan FARC arasında süregelen 52 yıllık savaşı bitirdi. Barış anlaşmasının mimarı.


juan

Juan Manuel Santos - Kolombiya Devlet Başkanı

***

NOBEL EDEBİYAT: Bob Dylan. Amerikan şarkı kültüründe yeni bir şiirsel anlatım yarattı. Dylan, Nobel ödül törenine gitmedi, ama ödülü kabul ettiğini açıkladı ve yerine arkadaşı Patti Williams’ı gönderdi. Patti, dün geceki Nobel Ödül Yemeği'nde Dylan’ın ilk gençlik şarkısını söyledi. Şarkıyı söylerken şaşırdı ve yeniden başladı. Bob Dylan’a ödülü, İsveç’te üç ay sonra vereceği bir konser sırasında, özel bir törenle verilecek.

bob

Bob Dylan

Biz de Dylan’dan bu şarkıyı dinleyelim: A Hard Rain’s Gonna Fall


***

NOBEL KİMYA: Jean Pierre Sauvage (Fransız), Sir J. Fraser Stoddart (İskoç), Bernard L. Feringa (Hollandalı). Moleküler makineleri tasarlayıp geliştirdiler. Geliştirmiş oldukları bu dünyanın en küçük makinelerin hareketleri kontrol edilebiliyor ve enerji verildiğinde istenilen bir görevi yerine getirebiliyorlar. Makineler, yeni malzemelerin, sensörlerin ve depolama sistemlerinin geliştirilmesinde kullanılabilecek.

kmy

 

Soldan sağa: Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart ve Bernard L. Feringa.

 

***

NOBEL TIP / FİZYOLOJİ: Yoshinori Ohsumi. Japon bilim insanı, parkinson ve bazı kanser hastalıklarının tedavisinde, hücrelerin kendilerini arındırmaları ve yenilemeleri (Otofaji) üzerine araştırmalar yaptı.

yoshinori

Yoshinori Ohsumi

Ohsumi, mayada otofaji genlerini keşfederek bu sürecin tamamının anlaşılmasının yolunu açtı. Örneğin enfeksiyon sonrasında otofaji, istilacı bakteri ve virüslerin nasıl yok edildiğini gösteriyor. Böylece kanser, Parkinson hastalığı, Tip 2 diyabet ve yaşlılarda görülen diğer hastalıkların otofaji mekanizmasının bozulması sonucu ortaya çıktığı netlike kazanmış oluyor. Şimdi otofaji bozukluklarını hedef alan ilaçlar üzerinde araştırmalar yapılmasının zamanı.

Hücre içeriğini nasıl geri dönüştürüyor? Ohsumi’nin buluşu hücrenin içeriğini nasıl geri dönüştürdüğü ile ilgili yepyeni bir algı paradigması yarattı. Böylece açlık duygusuna uyum veya enfeksiyona karşı bedenin verdiği tepki gibi pek çok fizyolojik süreçte otofajın önemi anlaşılmış oldu. Otofaji genlerindeki mutasyonlar hastalıklara yol açtığı gibi, kanser ve nörolojik hastalıkların da aralarında bulunduğu çok sayıda sağlık sorunlarında etkilidir.

***

NOBEL FİZİK: David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane, J. Michael Kosterlitz. Topolojik evre geçişlerini ve maddenin topolojik evrelerini keşfettiler. Maddenin bilinmedik, alışık olmadığımız durumlara geçtiği, gizemli bir dünyanın kapılarını açtılar. İleri matematiksel yöntemlerden yararlanarak süper iletkenler, süper sıvılar veya ince manyetik tabakalar gibi maddenin alışılmadık evrelerini, durumlarını incelediler. Bu öncü çalışmaları sayesinde maddenin yeni ve egzotik evrelerinin keşfinin yolu açılmış oldu. Buluşların, malzeme bilimi ve elektronikte geniş bir kullanım alanı bulması umut ediliyor.

fzk

 

Soldan sağa: David J. Thouless, F. Duncan M. Haldane ve J. Michael Kosterlitz.

 

Topolojik kavramların kullanılması

Üç bilim insanının, fizikte topolojik kavramlardan yararlanması, keşiferinde belirleyici bir rol oynadı. Topoloji, her aşamada değişiklik gösteren özellikleri tanımlayan bir matematik dalıdır. Bilim insanlarının topolojiyi bir araç olarak kullanmaları uzmanları şaşırttı. 1970’li yıllarda Michael Kosterlitz ve David Thouless, süper iletkenliğin ve süper akışkanlığın ince tabakalarda meydana gelemeyeceği yönündeki varolan kuramı ters-yüz ettiler. Süper iletkenliğin düşük sıcaklıklarda meydana gelebileceğini kanıtladılar ve ayrıca süper iletkenliği daha yüksek sıcaklıklarda yok eden evre geçişi mekanizmasını açıkladılar.

Üç boyutlu malzemelerde topolojik evre

1980’lerde Thouless çok ince, elektriksel olarak iletken tabakalarla yapılmış bir deneyi açıklamayı başardı. Bu deneyde iletkenlik tam sayı basamakları olarak hassas bir şekilde ölçülüyordu. Thouless bu tam sayıların doğası gereği topolojik olduğunu gösterdi. Yaklaşık bu dönemde Duncan Haldane, topolojik kavramların küçük mıknatıs zincirlerinin özelliklerinin anlaşılmasında nasıl kullanılabileceğini keşfetti.

Artık, yalnızca tabaka veya ipte değil, sıradan üç boyutlu malzemelerde de çok sayıda topolojik evreyi biliyoruz. Son 10 yıl içinde bu alan, yoğunlaştırılmış madde fiziği araştırmalarının da gelişmesini sağladı. Bu da topolojik maddelerin yeni nesil elektronik ve süper iletkenlerde veya kuantum bilgisayarlarında kullanılması umudunu yeşertti.

Komite, ödülün yarısının Thouless’e verildiğini, diğer yarısının ise Haldane ve Kosterlitz arasında paylaştırıldığını kaydetti.

***

NOBEL EKONOMİ: Oliver Hart (İngiliz) ve Bengt Holmström (Fin). Sözleşme kuramına katkıda bulundular. Modern ekonomileri sayısız sözleşme bir arada tutar. Hart ve Holmström’ün geliştirdiği yeni kuramsal araçlar, gerçek yaşamdaki sözleşmeleri ve kurumları anlamamızda çok önemli bir rol oynayacak. Ayrıca bu araçlar, sözleşme tasarımındaki olası tuzakları saptamakta da yol göstericidir.

eko

 

 

Soldan sağa: Oliver Hart ve Bengt Holmström.

 

 

Toplumda çok sayıda ilişki, sözleşmeye bağlanmıştır. Bunlar hisse sahipleriyle üst yönetim kademesi arasında, sigorta şirketi ile otomobil sahipleri arasında veya bir kamu kurumu ile tedarikçileri arasında olabilir. Bu tür ilişkiler tipik olarak çıkar çatışmalarına sahne olabilir; bu nedenle sözleşmelerin iki tarafa da karşılıklı yarar sağlaması için düzgün bir şekilde tasarlanması gerekir.

Hart ve Holmström, sözleşme tasarımı sırasında ortaya çıkabilecek çok sayıda sorunu çözümlemek için sözleşme kuramını bir çerçeveye oturttular. Bu sorunlara örnek olarak tepe yöneticiler için performansa dayalı ücret sistemi, sigortada masrafa kaydedilen katılım payları ve kamu-sektörü faaliyetlerinin özelleştirilmesi gösterilebilir...

Optimal bir sözleşme nasıl yapılır?

1970’li yılların sonlarına doğru Bengt Holmström bir şirketin hisse sahipleri ile şirketin CEO’su arasında optimal bir sözleşmenin nasıl tasarlanacağını gösterdi. Bu modelde optimal bir sözleşmede risklerin teşviklere karşı nasıl değerlendirilmesi gerektiği belirtiliyordu. Daha sonraki çalışmalarında Holmström bu sonuçları, daha gerçekçi ortamlarda genellemeye tabi tuttu.

1980’li yıllarda Oliver Hart sözleşme kuramının yeni bir dalına katkılarda bulundu. Bu dal tamamlanmamış sözleşmeler gibi çok önemli bir konuya değiniyordu. Bir sözleşmede her olasılığa karşı özel bir maddenin yer alması mümkün olmadığı için, kontrol haklarının optimal dağılımına ilişkin ayrıntılı bir açıklama gerekiyordu.

Başka bir deyişle, sözleşmenin hangi tarafının, hangi koşullarda karar verme yetkisine sahip olacağı belirtilmeliydi. Hart’ın tamamlanmamış sözleşmeler konusundaki bulguları, mülkiyet ve şirketlerin kontrol sorunlarına açıklık getiriyordu. Bu çalışma, siyasi bilimler ve hukukun yanı sıra ekonominin çeşitli dalları üzerinde de derin izler bıraktı. Hart’ın araştırmaları hangi şirketlerin birleşebileceğine, nansmanın özkaynak ve kredi oranlarına, okul veya hapishane gibi kurumlardan hangisinin kamu veya özel sektör tarafından sahiplenilmesi gerektiğine ışık tutuyordu.

Hart ve Holmström’ün katkıları sözleşme kuramının yepyeni bir araştırma alanı olarak ortaya çıkmasına yol açtı. İkili, son birkaç on yılda bu kuramın çok sayıda uygulama alanını inceleme şansına kavuştular. Ve sonuçta optimal sözleşme düzeni sayesinde, politikaların ve kurumların sağlam bir temele oturtulmasını sağlamış oldular.

***

Not: Nobel ödülleri üzerine haber Herkese Bilim Teknoloji dergisinin 28. ve 29. sayılarında yayınlanan yazılardan oluşuyor. Dergideki yazıları hazırlayan Reyhan Oksay. Sunum slaytlarından bazıları, bu konudaki bir konuşmamdan alındı.

Orhan Bursalı


Orhan Bursalı