2014 Nobel Ödülleri

Fizik Ödülü ışıkta devrim yapanlara

2014 yılı Nobel Fizik Ödülü, son yıllarda farkında olalım, olmayalım, günlük yaşamımızın her alanında yararlandığımız ışık yayan Diyotlar, ya da daha alışık olduğumuz beyaz LED (light-emitting diode) ışıkları olanaklı kılan mavi LEDleri geliştiren biri ABD vatandaşı üç Japon fizikçiye verildi.

Nobel Ödül Komitesi tarafından 7 Ekim’de yapılan açıklamada ödülün “Parlak ve enerji tasarruflu beyaz ışık kaynaklarını olanaklı kılan verimli mavi ışık LEDlerini geliştirdikleri için (Japon fizikçiler) Isamu Akasaki, Hiroshi Amano ve (ABD vatandaşı) Shuji Nakamura’ya verilmiştir” dendi.

Televizyonlardan, sıvı kristalli bilgisayar ve mobil cihaz ekranlarına, araba farlarından uzaktan kumanda cihazlarına kadar yaşamımızın parçası olan pek çok cihaz ve uygulamanın vazgeçilmezi olan LED’lerin avantajı, enerjiyi çok daha az ve verimli kullanmaları. Normal lambalarda ışık bir vakum kap (ampul) içinde, genellikle tungstenden olan ince bir telin, içinden geçen elektrik akımına direnç gösterip ısınıp ışık yaymasıyla üretiliyor. Ancak, enerjinin büyük bölümü ısı olarak harcanıyor. LEDler ise elektronların yarı iletken bir malzeme üzerindeki hareketi sayesinde foton (ışık) yayıyor. 40 Watt gücündeki bir sıradan ampulün ürettiği ışığı yalnızca 4-5 Watt güç harcayarak üreten bir bir LED lambanın ortalama ömrü 50.000 saat kadarken, sıradan ampulün ömrüyse yalnızca 1200 saat. 

Beyaz ışık, farklı enerjilerde (dalga boylarında) olan kırmızı, yeşil ve mavi ışığın birleşmesiyle elde ediliyor. Daha kısa dalga boylarına sahip kırmızı ve yeşil ışık yayan LEDlerin 1950’ler ve 1960’larda geliştirilmiş olmasına karşılık, beyaz ışık için gerekli üçlüyü tamamlayacak mavi LED’lerin ilk örnekleri, birbirlerinden bağımsız olarak çalışan üç fizikçi tarafından 1980’lerin sonu ve 1990’ların başında geliştirildi. Bunlar, çok daha geniş bant aralığına sahip galyumnitrit (GaN) tabanlı yarıiletkenlerin geliştirilmesi ve ardından bunlara farklı malzemeler (safsızlık) katılarak verimlerinin artırılmasıyla elde edildi. Nihayet 1993 yılında, üniversite eğitimini Japonya’da gördükten sonra ABD vatandaşlığına geçip California Üniversitesi’nde (Santa Barbara) çalışmaya başlayan Nakamura, yeterli verimlilikte ışık sağlayan ilk mavi LED’i geliştirdi.

Kimya Ödülü “nanomikroskopi” öncülerine

İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi tarafından yapılan açıklamada, Nobel Kimya Ödülü’nün, “Süper çözünürlüklü floresans mikroskopisini geliştirdikleri için” Amerikalı bilimciler Eric Betzig (Howard Hughes Tıp Enstitüsü), William E. Moerner (Stanford Üniversitesi) ve Alman kanser araştırmacısı Stefan W. Hell (Max Planck Biyofiziksel Kimya Enstitüsü ve Almanya Kanser Araştırma Merkezi) arasında paylaştırıldığı belirtildi. Araştırmacılara ödülü getiren teknik, canlı hücreler içinde nanometre (metrenin milyarda biri) ölçeklerindeki moleküllerin hareketlerinin üç boyutlu olarak görüntülenebilmesini sağlıyor.

Fizyoloji ve Tıp Ödülü, beynin GPS’ini bulanlara

Nobel Komitesi, 2014 Fizyoloji ve Tıp Ödülü’nü, kişilerin bulundukları yerleri tanıyıp yeniden bulmalarını sağlayan zihinsel haritaları oluşturan beyin hücreleri ve bunların nasıl çalıştıklarını belirleyen iki farklı kuşaktan bilimciler arasında paylaştırdı. Komite, ödülün yarısının University College London (UCL) kıdemli araştırmacılarından John O’Keefe’ye, öteki yarısının da, kısa bir süre UCL’de O’Keefe’nin öğrencisi olduktan sonra Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde çalışmaya başlayan Norveçli çift May-Britt ve Edvard Moser’a verildiğini açıkladı.

O Keefe, 1970’lerde sıçanlarla yürüttüğü deneylerde, hayvanların beyinlerindeki hipokampus adlı bölgedeki hücrelerden birinin, sıçan odadaki aynı noktaya geldiğinde etkinleştiğini belirledi. Aynı türden başka nöronlar da, hayvan odadaki belli noktalara geldiğinde etkinleşiyordu. O’Keefe bunları “konum hücreleri” olarak adlandırdı. Yeni bir ortamı girintisi çıkıntısıyla keşfettikten sonra bu konum hücre grupları, keşfi yapılan mekân hakkında zihinsel bir harita oluşturabiliyorlardı.  

Otuz yıl sonraysa Norveçli çift May-Britt ve Edvard Moser, beynin entorital korteks adlı bir başka bölgesinde başka türden bir hücre grubunun, keşif süresince düzenli aralıklarla etkinleştiklerini keşfettiler. Araştırmacıların “kafes hücreleri” diye adlandırdıkları bu hücrelerin, “konum hücreleri “ ile birlikte bir koordinat sistemi oluşturdukları belirlendi. Bu hücrelerin oluşturduğu zihinsel yer belirleme haritası sayesinde nerede olduğumuzu bilebiliyor ve o yeri daha sonra gördüğümüzde tanıyabiliyoruz.