5 Ekim 2016 Çarşamba

Fotosentezdeki Quantum

Bilim adamlarının açıklayamadığı bir konu varsa üstesinden gelebilen tek düşünçe Quantum Fiziği. Quantumla ilgili temel bilinen şeyler elektronun aynı anda iki yerde bulunabilmesi, gözlemciye göre hareket etmesi, aniden kaybolup başka bir yerde belirmesi diyebiliriz. Atom altı bu parçacığın garip davranışları fizikçilerin ve bilimadamlarının sürdürdüğü deterministik yaklaşımı bir anda bitirdi. Fizikçiler quantum mekaniğinin sadece atom altı parçacıklarda gerçekleştiği savını yakın bir zamanda bıraktı ve daha büyük ölçekli alanlarda da quantum kurallarının olduğunu dile getirmeye başladılar.

Bitkilerin fotosentez işlemi ki güneş enerjisini besin olarak sentezleyen yegane işlem, kuşların göç yolları ve koku alma gibi daha macro düzeyde yaşanan olaylar artık quantum ile izah edilmeye çalışılıyor. Quantum etkisi canlıların hayatına bir doping etkisi yaratıyor olabilir ve onların daha esnek ve yumuşak çalışan bir makina olmalarına yardım ediyor olabilir. 

Fotosentez

Bir dereceye kadar çok basit bir işlem, bitkiler yeşil algler ve birçok bakteri fotosentez yapabiliyor. Güneş ışığını karbondioksit ile yakıp enerjiye dönüştürebiliyorlar. Eskiden biyologlar tarafından bu işlem basit bir kimyasal olay olarak kabul ediliyordu.





Güneşten çıkan bir foton milyonlarca kilometre yol aldıktan sonra fotosentezi gerçekleştirecek olan hücreye ulaşır ve oradaki bir elektrona çarpar. Fotonun çarpması ile elektron harekete geçer ve "pinball" oyununda olduğu gibi rastgele bir şekilde sağa sola çarpmaya başlar. Bu çarpmalardan ortaya çıkan enerji de hücrenin enerji ihtiyacını karşılar. Tabi ki her çarpmada elektron biraz enerji kaybeder ve bir zaman sonra durmak zorundadır. Bu noktaya kadar her şey normal. Fizikçileri şaşırtan ise foton ile harekete geçen elektronun çok daha uzun süre enerjisini kaybetmeden uzun bir süre hareket ederek, daha çok noktaya çarpması ve maksimum enerji sağlaması. Fizikçiler bunun ancak bir şekilde mümkün olacağını açıklıyorlar, elektron optimum rota ile hareket etmeli. Bu da demek oluyor ki elektron gideceği en uygun rotayı biliyor ve ona uygun şekilde hareket ediyor. Peki elektron en uygun rotayı nasıl hesaplıyor olabilir. Quantum fiziğinde süper pozisyon olarak adlandırılıan ve elektronun aynı anda bir çok yerde bulunabilmesi olarak tanımlanan bir kural mevcut. Foton çarptığı anda elektron süpersopizyon özelliğini kullanarak en iyi rotayı hesaplıyor. Böylece tek seferde daha fazla yol kataderek daha fazla noktaya çarpıyor ve maksimum enerji üretmeyi başarıyor. Bu da herhangi bir yaprağın yapay güneş enerjisi panellerine göre kat ve kat verimli olmasını açıklıyor.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönderme