Bilim insanları 2016’da kütle-çekimi dalgalarının keşfini duyurduklarında , bütün dünyada yankı uyandırdı. Bu uzay-zamanda göze görünmeyen dalgaların var olduğunu sonunda onaylamıştı. Bu durum temel araştırma yapan bilim insanları için çok önemli bir andı.
Temel araştırmalar uygulamalı araştırmalardan farklıdır. Uygulamalı araştırmalar yeni bir ürün keşfetmek veya belirli bir problemin çözümü için teknolojiyi geliştirme ve ilerletmeyi hedefler. Fakat uygulamalı ve temel araştırmalar birbirine derin bir şekilde bağlıdır.
Nobel ödüllü MIT teorik fizikçisi Frank Wilzeck’e göre, “ uygulamalı araştırmalar bildiğiniz kıtaların keşfedilmesidir, fakat temel araştırmalar bir botla yola çıkmak ve nereye gideceğiniz görmektir. Hemen tekrar geriye dönmek zorunda kalabilir veya denizde batabilirsiniz veya yeni bir kıta keşfedebilirsiniz. O yüzden çok daha risklidir, ve her zaman kar edemeyebilirsiniz.”
Fakat başarılı olunduğunda, sadece gemide yer alanların yararlanabileceği yeni olasılıklar ortaya çıkarır.
Fiziğin büyük kısmı, özellikle parçacık fiziği temel bilimler şemsiyesinin altında yer alır. Teorik fizikçi jim Gates’e göre, parçacık fiziğinde madde ve enerjinin doğası ve doğal olarak uzay ve zamanın doğası hakkında gözlemlerle ulaşılabilen bazı çok derin sorulara cevaplar aranır.
Elbette ki en iyi bilinen temel bilim araştırmacılarından bir tanesi kütle-çekimi dalgalarının varlığını öngören Albert Einstein’dır. Einstein hayatını yerçekimi ve uzay- zaman arasındaki ilişki gibi temel konseptleri açıklamak için adadı. Wilczek’e göre, onun yaptıklarına motive eden şey yeni bir ürün ortaya koymaktan ziyade, var olan bir problemi çözmekti.
Einstein’ın çalışmaları sadece evren hakkındaki bilgilerimizi arttırmadı, aynı zamanda yeni teknolojik gelişmelere de yol açtı.
Örneğin, özel ve genel görelilik teorileri hakkındaki bilgilerimiz olmasaydı, GPS teknolojisi mümkün olamayacaktı. Cep telefonunuzda yer alan GPS alıcısı konumunu, Dünya etrafında dolanan en yakın 4 uydudan gelen zamanlanmış sinyallerden belirler. Bu uydular Dünya’nın yerçekiminden dolayı çok hızlı bir şekilde hareket ettiklerinden, Dünya üzerinde bulunan alıcıdan farklı bir zamana maruz kalırlar. Mühendisler Einstein’ın teorilerini kullanarak bu zaman farkını hesaplayabilirler.
Temel araştırmalar yapılırken keşfedilen şeyler ile ilgili geniş bir liste yapmak mümkündür. Örneğin, 1989 yılında CERN Avrupa araştırma merkezinde, bilgisayar bilimcisi Tim Berners-Lee araştırmacılar arasında bilginin nasıl paylaşılabileceğini ararken interneti keşfetti.
Fizikçi Isidor Isaac Rabi çekirdeğin manyetik alan içerisindeki özelliklerini 1930 yıllarda Columbia üniversitesinde araştırırken, nükleer manyetik rezonansın temel prensibini keşfetti. Bu prensipler manyetik görüntüleme tekniği olan MRI’ ın temelini oluşturur.
MRI’ın yaygın olarak kullanılabilmesi de temel bilimler alanında ki araştırmalar sayesinde olmuştur. MRI makinelerinin çalışabilmesi için büyük süper-iletken mıknatıslara ihtiyaç vardır. Şans eseri, Rabi’nin buluşunun medikal görüntülemede kullanılması için yapılan araştırmalar sırasında, Amerika Enerji Bakanlığı Fermi Hızlandırıcı Laboratuvarında parçacıkların doğasını araştırabilmek için Tevatron parçacık hızlandırıcı inşa ediliyordu. Tevatron’ un inşası için çok büyük miktarda süper-iletken kablolara ihtiyaç vardı.
Dünyada bu kadar büyük miktarda süper-iletken kablo ihtiyacı ilk kez Fermi Laboratuvarında oluyordu. Fermi Laboratuvarındaki bilim insanları istedikleri performansı elde edebilmek için büyük miktarda paralar harcıyorlardı. Dolayısıyla Fermi Laboratuvarı sayesinde bir süper-iletken üretim piyasası oluştu ve MRI makinelerinde bunun kullanılması mümkün hale geldi.
Doktorlar MRI sayesinde insan vücudunun detaylı resimlerini elde ederek, bir çok hastalığın tanımlanması ve tedavisini mümkün hale getirdiler.
Parçacık fiziği için kullanılıp başka alanlarda da kullanılmaya başlanan araçlardan birisi de parçacık fiziği detektörleridir. Örneğin, 1980 yılında parçacık fizikçiler tek bir fotonu yakalayabilen bir detektör geliştirdiler. Bugün bu detektörler tümör, kalp hastalıkları ve sinir sistemi bozukluklarını bulabilmek için kullanılıyor. Bu PET taraması denilen bir metot ile yapılıyor. PET taramasından önce hastaya radyoaktif iz sürücü bir boya enjekte edilir. İz sürücü boya normal madde ile etkileşen karşı madde parçacıkları yayınlar. Karşı madde parçacıkları normal madde ile etkileşirken, PET tarayıcıları tarafından algılanabilen fotonlar yayınlarlar. Bu şekilde var olan problemi ortaya koyabilen resimler oluşturulur.
Bill Gates’in dediği gibi, “bilim kurgu filmlerinde gördüğünüz bir çok cihaz ve konsept temel bilimler alanındaki araştırmalar devam etmediği sürece gerçekleşemeyecek. Gelecekte uzay gemileri inşa etmek için, şimdi araştırma yapmaya devam etmemiz gerekir.”
Kütle -çekimi dalgalarının buluşundan elde edilen bilgi birikiminin ne tür uygulamalara neden olacağını öngörmek çok zor. Bu evrenin nasıl işlediği hakkında elde ettiğimiz bir bilgi olarak kalabilir yada şansımız yaver giderse yapılacak yeni buluşlarla birlikte başka şeyler de getirebilir.
Kaynak:
