Her bir çocuğun hayalini süsler, önünde bir engel olsa bile ışığın camdan geçişi gibi geçerek, karşı tarafa ulaşmak. Bir engele takılmadan ışık hüzmesi gibi bir engelden karşıya süzülmek hayal ürünü olarak yazılan romanlarda karşımıza çıkmaktadır. Narnia Günlükleri, Yüzüklerin Efendisi gibi fantastik eserlerde ve Matrix gibi filmlerde sıkça bir duvardan, aynadan yahut başka katı cisimlerden diğer bir âleme geçiş hep ilginç bir şekilde konu edilmiştir. Sebepler dünyasında bu durum herhangi bir yerde gerçekleşmekte midir? Eğer gerçekleşiyorsa fizik kanunlarında “Kuantum Tünelleme” olarak adlandırılan bu hâdise hangi özel şartlara bağlıdır bunu birlikte inceleyelim.
Kuantum Tünelleme Nedir?
Maddeyi teşkil eden atomlarda elektronlar vardır. Elektronlar atom çekirdeği etrafında değişik hızlarda döner. Işıktan daha yavaş hareket eden bu parçacıklar hem parça hem de dalga özelliği gösterir. Elektronların parçacık olarak hareket ederken bir engelden dalga şeklinde geçerek tekrar eski hüviyetine yakın özellikte hareketine devam ettiğini Erwin Schrödinger’in maddenin dalga hâlini açıkladığı “Kuantum Mekaniği”ne ait matematik denklemlerinden anlıyoruz. Kuantum boyutunda parçacıklar hem partikül hem de dalga özelliği göstermektedir. Yukarıdaki şekilde bu parçacığın temsili olarak dalga durumu verilmiştir. Parçacığa eşlik eden dalganın bir enerji bariyerini temsilen nasıl geçtiğini şekilde görmekteyiz. Bu engelin büyüklüğü ve kalınlığı bizim dünyamızda o kadar büyüktür ki kuantum olayını tecrübe etmek çok zordur, fakat basit bir hesaplama yaptığımızda; meselâ, yumruğumuzu sertçe duvara vurduğumuzda tünelleme yaparak duvarı geçme ihtimali 1040’ta bir ihtimaldir. Görüldüğü gibi düşük de olsa yumruğumuzun duvardan geçme ihtimali var. İhtimalin düşüklüğü atom altı parçacık dünyasına göre yavaş bir âlemde yaşıyor olmamızdan kaynaklanmaktadır. Bir elektrondan bahsediyorsak parçacık engele gelmeden dalga taşımaktadır. Engeli geçerken tamamen dalga özelliğine sahiptir. Engeli geçtikten sonra ise yine dalga-tanecik özelliği kazanarak yoluna devam eder. Elektronda gözlenen bir enerji engelini geçme olayına “Kuantum Tünelleme” denir. Bu kuantum tanecik engelden geçerken radyo dalgası gibi davranarak geçer. Bu fenomen çok ilginçtir çünkü Kuantum Mekaniği ihtimaller uzayının sonsuzluğundan bahseder ve bir parçacığın bir engelin karşı tarafında olma ihtimalini doğrular. Bu duruma, kâinatın süper pozisyonda yaratılması denir. Alman Fizikçi Werner Heisenberg ise ölçümün bu süper pozisyonu bozduğunu deneylerle göstermiş ve sonucu Belirsizlik Prensibi (indeterminizm) adı altında formülize etmiştir.[1]
Kur’an’da Kuantum Tünellemeye İşaret
Bu konuya uygun bir yorumlamaya ait en belirgin işaretler Târık sûresinde geçmektedir. “Delen Işık” anlamına gelen Târık, her ne kadar yıldız olarak açıklansa da atom boyutu ile ilgili Târık sûresi 11. âyette âlemlerin dönüşümünü ifade eden “zâti’r-rac’”, elektronların kendi âlemindeki dönüşümünü açıklayarak bu tür parçacıkların hem parça hem dalga özelliği gösterdiği vurgulanmış olabilir. 3. âyette ise karanlığı delerek geçen yıldız tabirinden tefsirlere de baktığımızda elektronların engeli ışıktan oklar gibi tünelleme yaparak, -kapıyı şiddetle çalıp geçerek ifadesi- bu parçacıkların karşıya geçebildiğini düşündürmektedir.[2]
Yıldızlardan Koku Almaya Kuantum Tünelleme Mekanizması
Tünelleme olayı sadece mikro varlıklarda değil büyük boyutlarda yıldızlarda atom kaynaşmasında da gerçekleşir. Atom çekirdeklerinin kaynaşarak birleşmesi olayına füzyon denir. Bu olay yalnızca yıldızlarda gerçekleşir. Atom çekirdeğinin parçalanarak yarılması ise fizyon olarak adlandırılır. Çekirdek kaynaşması füzyon sırasında, ayrışmaya (fizyona) göre 3000 katı daha fazla enerji açığa çıkar. Güneşte, yıldızlarda meydana gelen nükleer reaksiyon tam da budur. Çekirdekler aynı yüke sahip olduğundan birbirini iter, kaynaşması söz konusu değildir. Fakat kâinatta yaratılan basit bir kanun olan Kuantum Tünelleme ile parçacıklar çok güçlü nükleer kuvvet engelini aşarak kaynaşır ve hayat için lüzumlu ışık ve enerji kâinata saçılır.
Elektronikte LED ve transistörler elektronların tünelleme akımı ile çalışır. Fotovoltaik paneller elektronların tünelleme geçişi ile elektrik üretir. Tablet ve telefon pillerinde de aynı şekilde elektronların tünelleme özelliği kullanılarak şarj ve deşarj işlemi gerçekleştirilir. Tabiat incelendiğinde bu düzen ve matematiğin biyolojik canlılığın temelini oluşturduğu anlaşılmaktadır. Hayvanlarda hücre içi yapım ve yıkım olayları, besin zinciri, biyokimyevî metabolizma dönüşümleri, kuşların beyinlerindeki yön bulmalarına vesile olan mekanizma, bitkilerde fotosentez olayı gibi en hayatî reaksiyonlar elektron tünelleme ile gerçekleşmektedir. Biolumünesans denen prensip ile ışık yayan deniz canlıları ve ateş böceklerinin de Kuantum Tünelleme prensibi ile çalıştığı düşünülmektedir.[3]
Koku Almada Kuantum Tünelleme
Burnumuzun kokuya teması ve beynin de bunu koku olarak algılaması ile ilgili değişik teoriler bulunmaktadır. Burnumuzun bir trilyon farklı kokuyu algılayabildiği tahmin edilmektedir.[4]
Etrafımızdan koku molekülleri, solunan hava ile burnumuza gelir. Burun deliğinden giriş yapan bu moleküller, burun boşluğundan sarı bölgedeki mukus (sümük) tabakasına yapışır; bu bölgedeki duyu hücrelerinin “sil” adı verilen hassas uzantılarında reaksiyon gerçekleşir.
Koku Almada Anahtar-Kilit Modeli
Koklanan maddeye ait moleküller ile bu duyu sinirlerinin silli ucunun (reseptörler) birbiriyle etkileşimi hakkında birkaç teori bulunmaktadır. Bunlardan biri şekil teorisidir. Bu teoriye göre, koku molekülleriyle reseptör ucu, anahtar-kilit mantığı ile çalışmaktadır. Mukusa yapışan molekül, reseptörde anahtarın tırtıklı tarafı şeklindeki 300 boşluktan hangisine uyarsa o molekülün beyinde kodlanmış koku kodu ile devreye girerek, algılanması sağlanır. Fakat bir trilyon koku alabildiğimize göre, reseptörlerde en az milyonlarca farklı desende çıkıntı ve boşluklar olmalıdır. Bu durum bu teorinin zayıflığını göstermektedir. Ayrıca Hidrojen sülfit (H2S) ve Metil sülfür (CH3SH) molekül modelinde kükürt-hidrojen bağı burnumuzda aynı etkiyi yaparak çürük yumurta gibi kokar. Aynı şekilde molekül modelleri birbirine benzeyen izovanilin ve vanilya kokusunu burun ayırt edebilmektedir. İzovanilin tıbbî bir kimyevî maddedir, vanilya ile aynı molekül sayısına sahip olsa da farklı maddelerdir. Koku alma ile ilgili anahtar-kilit modelini bu moleküller geçersiz kılar, çünkü molekül yapısı aynı olmasına rağmen burnumuz molekülleri ayırt edebilmektedir. Bu teori kısmen doğru görünse de burnumuzun çalışma prensibini açıklayamaz.[5]
Koku Almada Rezonans Teorisi
Diğer bir teori ise titreşim ve rezonans teorisidir. Rezonans, bir titreşim üretildiğinde karşı taraftaki alıcının bu dalga ile uygun bir etkileşimi demektir. Radyo dinlerken istasyonla radyomuz rezonans olduğunda dinleme yapabiliriz. Bir sazın telleri farklı frekansta salınabilir, bundan dolayı kulağımıza tınılar farklı gelir. Burada olduğu gibi her molekülün titreşimi de farklıdır. Koku moleküllerini de burnumuzdaki sillerin üzerindeki reseptörlerin ayırt edebildiği düşünülmektedir. Burundaki bu mekanizmanın bir ışık-lazer ile çalışan madde analizinde kullanılan analiz cihazı gibi çalıştığı düşünülmektedir. Buna benzer bir titreşim metodu ile burnumuzun kokuları tetkik ettiği düşünülmektedir. Fakat burnumuz karanlıkta bu ışığı nereden bulmaktadır? Bir lazer teknolojisine sahip olmayan burnumuz, moleküllerin titreşimlerini birbirinden ayırt ederek, bu sarımsak, bu gül diye nasıl tanımlayabilmektedir? Bunun cevabı Kuantum Tünelleme denen teori ile açıklanabilmektedir. Burnumuza giren maddenin elektronları, Kuantum Tünellemesine uygun olarak moleküllerin rezonans frekansı ayırt edilerek kokuların farklılığı idrak edilmektedir. Bu hâdise inelastik tünellemeşeklinde adlandırılan yöntemle gerçekleşir. Bu işleyişe göre elektronlar reseptörle etkileşimde bir miktar enerji kaybeder, fakat bağlanma olmaz. Elektronlar her türlü maddede aktif olarak bulunduğu hâlde bazıları bu yüzden kokmaz. Elektronların yerleşmesi için enerji farkı (potansiyel) gerekir. Bu şekilde sinir hücrelerinin sillerini ateşleyerek uyarının beyine gönderilmesine vesile olurlar. Elektronların koku moleküllerindeki titreşime göre reseptördeki farklı boşluklara yerleşerek enerji farkı ile koku algısının oluşması meydana getirilir. Akılları durduran böyle moleküler seviyede harika bir elektronik-dijital sistemi, akılsız atomların kendi kendilerine tesis etmeleri hiç mümkün müdür?
Bilim insanları gerçekten koku alma mekanizmasının kuantum gerçeğine dayanıp dayanmadığını, yani frekans teorisini doğrulamak için hidrojen atomunun bir çeşidi olan döteryumu canlılar üzerinde denediler. Hidrojen ile döteryum aynı cins atomlardır. Döteryum hidrojenden ağır olduğundan titreşim frekansı azalır bunun dışındaki kimyevî özellikleri aynıdır. Ve inanılmaz sonuç; yapılan deneyler burnumuzun bu farkı bile anladığını göstermektedir. Çünkü bu iki hidrojen molekülünün frekansı dışında her şeyi aynıdır. Bu deney sirke sineği, balıklar ve insanlar üzerinde gösterilmiştir, bulgular burnumuzun Kuantum Tünelleme ile çalıştığını ortaya koymaktadır. Bulguların hayret verici diğer yönü ise sümüksü sıvının zemin teşkil ettiği, biyo-yumuşak bir dokuda böylesine yüzde yüzlük verime yakın çalışan kuantum sistemi aklın alamayacağı bir sonucu ortaya çıkarmasıdır.[6]
Efendimize (sallallâhu aleyhi ve sellem) Kokunun Sevdirilmesi
Şekilde Carvon (Karvan) molekülünün iki ayrı yapısını görmekteyiz. Molekül yapıları, atom sayıları aynı moleküllerin dizilimi sadece sağ ve sol olarak farklıdır. Bu kimyevî madde kimyon, nane ve cam reçinesi gibi bitkilerde bulunur. Bu moleküllerden biri nane gibi, diğeri kimyon gibi kokar. Her ikisinin titreşim frekansı aynıdır bu iki madde arasındaki farkı burnumuz algılayabilmektedir. Bu sonuç burnumuzun molekül şekillerini de kullandığını göstermektedir. Burun ve koku üzerinde yapılan araştırmalar hemen hemen tat algısı için de geçerlidir. Bu duyular yaratılan nimetleri algılamada çok önemli role sahiptir. Yaratan’ın, nimetlerini algılamada duyularımıza bu kadar hassas sistemleri yerleştirmesi, nimetlerin varlığını hissedip şükre vesile olması içindir. Peygamber Efendimiz (sallallâhu aleyhi ve sellem) güzel kokunun kendisine sevdirildiğini ifade ederken, bir taraftan güzel kokunun ruhu güçlendiren yönüne dikkat çekmekte, diğer yönden gelecekte kullanılabilecek Aromaterapi’ye (koku ile tedavi) işaret olarak yorumlanabilir.[7]
Kuantum Tünelleme olayı yıldızlar, süpernovalar, beyaz cüceler gibi devasa gök cisimlerinde çekirdek kaynaşması şeklinde gerçekleşirken, aynı basit kanunla burnumuzda koku alma duyusu kazandırılması Rabb’imizin bir şeyden her şey yapabileceğinin veya mikro âlemler ile makro âlemlerde aynı kanunları işletebileceğinin de göstergesidir. Yıldızlarda ve burunda aynı kanunun icrası, yaradılışın bir bütünlük arz ettiğini, kanunların tek bir elden ihdasını gösterir. Bütün bu bilgilerle zerrelerin bir kanun koyucu olmayıp, bir kanuna tâbi olduğuna; sanatçı değil sanat olduğuna, düzen ve nizâmın bizzat Allah’ın (celle celâluhu) irade ve sıfatından gelen, yaratılmışların zorunlu olarak buna uydukları kanunlar manzumesi olduğuna açık bir şekilde şahit olmaktayız.
Kaynaklar
[1] Belirsizlik İlkesi, https://tr.wikipedia.org/wiki/Belirsizlik_ilkesi, Nisan, 2024.
[2] Kur’an Yolu Tefsiri, Cilt: 5, sayfa: 596-597 (bk. Zemahşerî, IV, 240-241; Şevkânî, V, 486-487).
[3] Xin, H., Sim, W. J., Namgung, B., Choi, Y., Li, B. & Luke, P. (2019): “Quantum biological tunnel junction for electron transfer imaging in live cells”, 19 July 2019, https://www.nature.com/articles/s41467-019-11212-x
[4] Morrison, J. (2014): “Human Nose Can Detect 1 Trillion Odors”, March 20, https://www.scientificamerican.com/article/human-nose-can-detect-1-trillion-odors/
[5] Balachandran, V., & Parimala, K. (2012): “Vanillin and isovanillin: Comparative vibrational spectroscopic studies, conformational stability and NLO properties by density functional theory calculations”, September. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1386142512003290
[6] Turin, L. (2013): “Secret of scent lies in molecular vibrations”, https://www.ucl.ac.uk/news/2013/jan/secret-scentliesmolecularvibrations#:~:text=Results%20from%20the%20study%20appear,in%20the%20journal%20PLOS%20ONE.
[7] Gülen, M. F. (2008): “Ubûdiyet ve Kulluğu ile Efendimiz”, Sonsuz Nur, Cilt 1, s: 590, Işık Yay.
