Temel Bilim ve Pratik Yenilikler

-A +A

Temel bilim laboratuvarlarında bilim insanları ve mühendislerin bazen uzun yıllar süren sinerjik çalışmaları sonucunda ortaya konulan yeni donanımlar, pratik yenilikler için de verimli kaynak oluşturuyor. Bu yerel teknik başarılar  “yan ürünler” olarak endüstriyel alanlarda geniş yankı buluyor ve yaygınlaşıyor. Bu bağlamda aşağıdaki örnekler oldukça aydınlatıcıdır:

Parçacık hızlandırıcıları ve radyasyon teknolojileri: Yüksek enerji fiziğinin temel aletleri olarak ortaya çıkan hızlandırıcılar, endüstriyel alanlarda yaygın uygulamalar bulmuş ve radyasyon teknolojilerine yol açmıştır.  Bu hızlandırıcılarda üretilen radyasyon demetlerinin endüstride kullanımı, malzemelerin birçok yapısal özelliğini değiştirir;  kimyasal dönüşümlere gereken ölçüde muntazamlık kazandırırken faydalı özelliklere sahip polimerler, kristaller, yalıtkan ve yarı iletken vb. malzemelerin üretimine yol açıyor. Hızlandırıcılar ve radyasyon teknolojileri mikroelektronik devre tasarımları, tıbbı ürünlerin sterilizasyonu,  ziraat ve gıda ürünlerinin raf ömrünün uzatılması için kullanılır.  Ayrıca hızlandırıcıların baca gazları ve kirlenmiş yeraltı suların temizlenmesi, nükleer atıkların bertaraf edilmesi vb. endüstriyel işlemlerde kullanımı iyi bilinmektedir.

Parçacık dedektörleri ve dedektör teknolojileri: Parçacık fiziği araştırmalarının temelinde “çarpıştır-incele” yaklaşımı yatmaktadır. Bu amaçla geliştirilen dedektörler ve görüntüleme algoritmaları günümüz dedektör teknolojilerine önemli katkılar sağlamaktadır. Bu bağlamda ortaya çıkan Pozitron Emisyon Tomografi (PET) tıpta önemli gelişmelere zemin oluşturmuştur.  Hücrelerin anatomik yapısının yanı sıra fizyolojik fonksiyonlarının da görüntülenmesini sağlayan PET, moleküler tanı ve moleküler tedavi yöntemlerine yol açmıştır. Parçacık fiziği dedektörleri aynı zamanda radyasyon dedektörleridir. Günümüzde radyasyon dedektörleri çeşitli güvenlik alanlarından arkeolojik kazılara kadar günlük yaşamın neredeyse her alanında kullanılmaktadır.

Karanlık madde ve kriyojenik dedektörler:  Bilinen normal madde ile inanılmaz derecede zayıf etkileşen karanlık madde, çağdaş temel bilimin en gizemli araştırma nesnelerindendir. Karanlık madde gözlemleri için geliştirilen oldukça yüksek duyarlıklı kriyojenik (aşırı soğuk)  dedektörler beklemedik pratik yeniliklere yol açmıştır; malzeme bilimine nano ölçeklerde oluşmuş çatlakları (bir atomik bağın kopması gibi) belirleme teknolojisi,  mikrobiyoloji ve tıp alanlarına ise DNA ve protein bölünmelerinin incelenmesi ve tanısı için yeni kütle spektrometreleri kazandırmıştır.

Nükleer Manyetik Rezonans (NMR):  Elektromanyetik radyasyonun dış manyetik alanda bazı nükleerlerle etkileşimi sonucunda gerçekleşen rezonans soğurma olayını incelemek üzere geliştirilen teknik yöntemler, zaman içinde çeşitli uygulama alanları bulmuş ve pratik yenilikler kaynağına dönüşmüştür. Bugün NMR spektrometresinin ve Nükleer Manyetik Tomografisinin (NMT) kullanılmadığı tıp, kimya, biyoloji ve malzeme bilimi alanlarını düşünmek oldukça zordur.

İnternet ve Bilişim: İnternet teknolojisi (“world wide web“) ilk olarak temel bilim araştırmaları çerçevesinde bilim insanları ve üniversiteler arasında otomatik bilgi paylaşımı sağlamak için 1989 yılında CERN’de geliştirilmiştir. Bugün CERN’de yapılan parçacık fiziği deneylerinde ortaya çıkan muazzam boyutlarda veriyi işlemek için hiyerarşik yapıya sahip ve çok sayıda dağıtımlı hesaplama ağlarından oluşan Grid-hesaplama ağ yapısı (“sanal süper bilgisayar“)  geliştirilmiştir. Bu ağ yapısı, yıllar önce CERN’de geliştirilen teknolojinin devamı olarak ortaya konulmuş ve geleceğin büyük veriler interneti olacağı düşünülmektedir.  Grid-hesaplama teknolojisi parçacık deneyleri dışında astrofizik, biyoloji, tıp, yer bilimleri/sismoloji, sanayi süreçleri ve modellemeler gibi alanlarda uygulanmaktadır.

Genel Rölativite ve Navigasyon: Bir evren bilimi olan genel rölativite de teknoloji alanına yenilikçi katkı sağlamıştır.  Zaman akışının görecelilik gerçeği (farklı kütle çekim alanlarında zamanın farklı akması)  günümüzde geliştirilen kesin küresel navigasyon sistemlerinin (GPS) olmazsa olmazlarındandır.

Benzer örneklerin listesi oldukça uzundur. Bütün bu gelişmeler geçmişte defalarca olduğu gibi bugün de aşağıdaki gerçekleri açıkça gözler önüne seriyor:

  • Temel bilim araştırmaları bir bütündür. Temel bilim araştırmalarında “bilimsel atık” yoktur.
     
  • Temel bilim araştırmaları çığır açan pratik yenilikler kaynağıdır.