Ana sayfa 117. Sayı 2013 Nobel Kimya Ödülü kimyayı bilgisayar ile buluşturanlara

2013 Nobel Kimya Ödülü kimyayı bilgisayar ile buluşturanlara

Bilim Gündemi

161
PAYLAŞ
Soldan sağa: Martin Karplus, Micheal Levitt ve Arieh Warshel.

Şule Dede

 

Kimya denildiğinde aklımıza laboratuvarda üzerinde beyaz önlükler, ellerinde deney tüpleriyle çalışan biliminsanları gelir. Fakat geçtiğimiz ay Nobel Ödüllerini teslim alan Martin Karplus (Strasbourg Üniversitesi-Harvard Üniversitesi), Micheal Levitt (Stanford Üniversitesi) ve Arieh Warshel (Güney California Üniversitesi), moleküller dünyasına yaptıkları keşfi bir deney tüpü bile kullanmadan, sanal olarak yaptılar.

Karplus, Levitt ve Warshel’in çalışmaları yanma ve fotosentez gibi karmaşık reaksiyonlarını daha yakından çalışma şansı veren sayısal simulasyon programlarını kimya alanına soktu. Geliştirdikleri program Newton’un hareket yasalarını kullanarak çoklu atomların devinimlerinin izini sürüyor. Ayrıca kimyasal bağların kırılmasını ya da şekillenmesini açıklayan kuantum fiziğine daha derin bir bakışı olanaklı kılıyor. Başka bir deyişle kimya alanında kuantum fiziği ile Newton fiziğini bir araya getiriyor.

İsveç Bilimler Akademisi verdiği ödüle ilişkin açıklamasında, eskiden top ve çubuklarla yapılan molekül modellemelerinin bilgisayar dünyasına taşınmasında bu üç biliminsanının 1970’lerde yaptığı araştırmanın büyük rolü olduğuna değindi. Kimya alanında araştırmanın büyük bir adım olduğu şüphesiz. Deneysel kimyacılar laboratuvarda tepkimeye sokulan içeriği ya da sonuç ürününü kolaylıkla söyleyebilirler. Fakat tepkimenin kendisi genelde çok çabuk biter. Programlama bu soruna iyi bir çözüm sunuyor.

Araştırmanın 1960’larda bilgisayarların bir odayı doldurduğu dönemde yapılmış olması ise şaşırtıcı. O dönemde bilgisayar programları minik hafıza dilimlerine sıkıştırılmak zorundaydı; bu yüzden yapılabilecekler sınırlıydı. Fakat Dr. Warshel, yeterince basitleştirdikten sonra bilgisayarda istenilen her şeyin yapılabileceğini fark ettiğini söylüyor. Bu nedenle, geliştirdikleri program için çok fazla hafızaya gerek duymadıklarını ekliyor. O zamanlar henüz bir doktora bir doktora öğrencisi olan Dr. Warshel ve birlikte çalıştığı bilgisayar programcısı Dr. Levitt çok büyük biyolojik moleküllerin dahi davranışlarını hesapladı. Temel aldıkları ise Newton fiziğiydi.

Bu esnada, Harvard Üniversitesi’nde Dr. Karplus’ın araştırma grubu ise kimyasal tepkimeleri canlandıran bilgisayar programları geliştirmişlerdi. Fakat onlar, kimyasal tepkimeleri mikroskobik ölçekte inceleyen kuantum fiziğini temel almışlardı.

Doktorasını tamamlayan Warshel, Karplus’un laboratuar ekibine katıldı ve 1972’de kuantum fiziği ile klasik fiziği belli moleküllerin kimyasal davranışlarını tanımlamak üzere birleştiren bir makale yayımladılar. Sonrasında yeniden bir araya gelen Dr. Warshel ve Dr. Levitt geliştirdikleri yöntemden faydalanabilecekleri yeni bir araştırmaya başladılar. Amaçları enzimatik tepkimeleri bilgisayarda modelleyebilmekti. Enzimler canlılardaki kimyasal tepkimeleri düzenleyen proteinlerdir ve onları modellemek canlıların biyolojik işleyişlerini kavramak için önemliydi. İlk makaleden dört yıl sonra, bu çalışma da başarılı sonuç verdi ve ikinci makale yayımlandı.

Günümüzde kimya alanında bilgisayar teknolojisi ve özellikle simulasyon programları deneyler kadar önemli bir rol oynuyor. Fakat deneyleri tarihin sayfalarına gömecek kadar değil. Biliminsanları simulasyon programlarının kendilerini deneylerin yüzde 90’ını yapmaktan kurtardığını, böylece en önemli sonucun yattığını düşündükleri yüzde 10’una yoğunlaşabildiklerini belirtiyor ve deneyin zorunluluğunun altını çiziyorlar.

Kaynak: http://www.csmonitor.com/Science/2013/1009/2013-Nobel-Prize-in-chemistry-for-mixing-quantum-and-Newtonian-physics-video

http://www.nytimes.com/2013/10/10/science/three-researchers-win-nobel-prize-in-chemistry.html?_r=0

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/facts/chemistry/index.html

KUTU

Nobel Kimya Ödülü hakkında…

*  Bu yıl verilen ödül, 1901’den beri 105. Nobel Kimya ödülü.

* Nobel Kimya Ödülü madalyası İsveçli heykeltıraş ve oymacı Erik Lindberg tarafından tasarlandı. Madalyada doğa, Isis’e benzeyen bir tanrıça şeklinde betimlenir. Onun soğuk ve ciddi yüzünü örten örtü ise bilimi simgeleyen bir kadın tarafından kaldırılmaktadır.

* Biri kimya alanında olmak üzere iki Nobel kazanmış sadece üç kişi mevcut: Marie Curie (Fizik-1903, Kimya-1911), Linus Pauling (Kimya-1954, Barış-1962), Frederick Sanger (Kimya-1958 ve 1980).

* 112 yıldır Nobel Kimya ödülü alanlardan yalnızca dördü kadın. (1911 – Marie Curie, 1935 – Irène Joliot-Curie, 1964 – Dorothy Crowfoot Hodgkin, 2009 – Ada Yonath)

* Kimya alanında Nobel ödülü kazananların yaş ortalaması 58. En genç araştırmacı 35 yaşında, ödülü 1935’te eşi Irène Joliot-Curie ile birlikte alan Frédéric Joliot; en yaşlı olanı ise 2002’de 85 yaşında iken ödüllendirilen John B. Fenn’dir. Bu yıl yaş ortalaması ise 74.

* Bugüne dek 165 biliminsanı Nobel Kimya ödülüne sahip oldu.