Maddenin Yapısını Anlamak

**SERDEM** · 08.09.11, 23:29

Maddenin Yapısını Anlamak

Kuşkusuz, maddenin yapısını derinlemesine anlamak için, onun temel öğelerini, yani atomlarını incelemek gerekir.

Ancak genellikle, bir tek atomun yapı özelliklerini, çevre etkilerinden ayırmak çok zordur. Gerçekten, katı ve sıvılarda, atomlar, komşuları ile kuvvetlice etkileşirler ve ortak bir davranış gösterirler; gazlarda ise, atomların hiç durmak bilmeyen ısıl kökenli düzensiz hareketleri(Brown hareketi), onların, birbirleri ile sıkça çarpışmalarına neden olur; bu ise, atomların yapısını, az da olsa, bozar. Bu duruma çözüm olarak düşünülmüş olan, iyice seyreltilmiş bir gazda ya da serbest uçuşlu (içindeki atomian birbirlerinden yeterince uzak) bir atom demetinde ise, atomlararası çarpışmaların önemli ölçüde azaltılabilmiş olmasına karşılık, yine de, çözülemez gibi görünen bir sorun vardır: Atomlar çok hızlı (birkaç yüz m/s büyüklüğündeki hızlarla) hareket ettiklerinden, özel bir atomu, onu izlemek ve yakından incelemek üzere yerelleştirmek(lokalize etmek) imkânsız olur.

Aslında fizikçiler, birkaç on yıldır, böyle atom topluluklarında duyarlı deneyler yapmayı ve kuantum mekaniğinin büyük yasalarını doğrulamayı başarabiliyorlar. Ancak yine de, yalnızca, içindeki parçacık sayıları hiç de az olmayan parçacık toplulukları üzerinden “ortalaması alınmış” gözlemleri yapabiliyorlar. Oysa, bir tek atomun ya da az sayıda atomun nasıl davrandığının sırlarını çözmek; bu sonsuz küçük sayıdaki parçacıkların, rastgele bir davranış mı ya da belirli bir düzenlilik mi gösterdiklerini anlamak için, atomları çok küçük bir uzay bölgesine kapatmak, başka deyişle onları tuzaklamak gerekir.

Bir atomu, kendisine dokunmadan, verilen bir uzay bölgesine kapatmak kolay değildir; çünkü atomlar, elektriksel ya da manyetik kökenli uzaktan etkilere oldukça az duyarlıdır. Oysa, atom iyonlaştırılmış ise, yani ona bir elektrik yükü kazandırılmış ise, işimiz kolaylaşır. Acaba bir atom nasıl iyonlaştırılır? Bunun için, atomun doğal elektron topluluğuna, elektron eklemek ya da bu topluluktan elektron çıkarmak yeterlidir. Böylece oluşan iyon, manyetik ve elektriksel etkilere çok duyarlıdır. Dolayısı ile, elektromanyetik çekme ve itme etkilerini birleştirerek, iyon, küçük bir uzay bölgesine kapatılabilir.