{"id":9424,"date":"2018-02-26T00:00:21","date_gmt":"2018-02-25T21:00:21","guid":{"rendered":"http:\/\/109.232.216.219\/~bilimvegelecek\/?p=9424"},"modified":"2018-02-26T12:35:09","modified_gmt":"2018-02-26T09:35:09","slug":"yasamin-baslangici-ve-kritik-kuantum-durumlarin-rolu-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/2018\/02\/26\/yasamin-baslangici-ve-kritik-kuantum-durumlarin-rolu-2","title":{"rendered":"Ya\u015fam\u0131n ba\u015flang\u0131c\u0131 ve kritik kuantum durumlar\u0131n rol\u00fc"},"content":{"rendered":"
\"\"
Ya\u015fam\u0131n molek\u00fcler dinami\u011findeki bir\u00e7ok biyokimyasal s\u00fcre\u00e7teki molek\u00fcllerin, en k\u00fc\u00e7\u00fcklerinden proteinlere, kritik kuantum durumlar\u0131nda oldu\u011funu g\u00f6steren ekibin ba\u015fkan\u0131, KanadaCalgary \u00dcniversitesi\u2019nden Stuart Kauffmann.<\/figcaption><\/figure>\n

Evrimin merkezinde yatan sorulardan biri, neden ya\u015fam\u0131n kaosun u\u00e7 noktalar\u0131nda kendisini s\u00fcrd\u00fcrmeyi denedi\u011fidir. Ya\u015fam\u0131n molek\u00fcler dinami\u011findeki bir\u00e7ok biyokimyasal s\u00fcre\u00e7teki molek\u00fcllerin, en k\u00fc\u00e7\u00fcklerinden proteinlere, kritik kuantum durumlar\u0131nda oldu\u011fu g\u00f6sterilmi\u015f. Yani normal elektron transferi, enerji iletimi gibi olaylar\u0131n bu denli karma\u015f\u0131k sistemleri nas\u0131l olu\u015fturdu\u011funu (\u00e7ok daha basit devrelerin yol a\u00e7t\u0131\u011f\u0131 kay\u0131plar d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fcld\u00fc\u011f\u00fcnde) anlamak \u00e7ok da kolay durmuyor. Kanada\u2019daki Calgary \u00dcniversitesi\u2019nden Stuart Kauffmann ve ekibi, bu inan\u0131lmaz karma\u015f\u0131k mekani\u011fin nas\u0131l oldu\u011funa dair bir cevap sunmu\u015f olabilirler.
\n\u00c7al\u0131\u015fmalar\u0131na g\u00f6re, biyomolek\u00fcllerin bir\u00e7o\u011fu kuantum kritik durumdaki iletkenler. Elektronik \u00f6zellikleri \u00f6zellikle bir metal ve yal\u0131tkan aras\u0131ndaki ge\u00e7i\u015f noktas\u0131nda olacak \u015fekilde \u201cayarlanm\u0131\u015f.\u201d Yani di\u011fer bir deyi\u015fle, biyomolek\u00fcller asl\u0131nda tamamen ba\u015fka bir iletken s\u0131n\u0131f\u0131na aitler ve bildi\u011fimiz normal elektron transferi kurallar\u0131n\u0131n d\u0131\u015f\u0131nda da kurallara uyuyor olabilirler. E\u011fer bu yakla\u015f\u0131m do\u011fru ise, bize ya\u015fam\u0131n ba\u015flang\u0131c\u0131 ve do\u011fas\u0131yla ilgili farkl\u0131 ve \u00f6nemli bilgiler sunabilir.<\/p>\n

Kuantum kritiklik, b\u00fcy\u00fck molek\u00fcllerin i\u00e7erisindeki elektronlar egzotik kuantum hallerinde olduklar\u0131nda, yani tam iletkenlik ve yal\u0131tkanl\u0131k aras\u0131ndaki s\u0131n\u0131rda olduklar\u0131nda, sahip olduklar\u0131 davran\u0131\u015f\u0131 a\u00e7\u0131klar. Bu molek\u00fcller iletken olduklar\u0131nda, ba\u011fl\u0131 elektronlardan baz\u0131lar\u0131 serbest hareket edebilirken, molek\u00fcller yal\u0131tkan oldu\u011funda serbest hareket edemez. Kuantum kritik durum ise bu elektronlar\u0131n durumlar\u0131 yal\u0131tkan ve iletken aras\u0131nda dengelendi\u011fi zaman olu\u015fur. Bu durumda, elektrik ak\u0131m tahmin edilemez \u015fekilde davran\u0131r ve ak\u0131m bir anda ciddi oranlarda de\u011fi\u015febilir. Bu, normal elektrik devrelerinde asla g\u00f6r\u00fclmeyen bir durumdur.<\/p>\n

B\u00fcy\u00fck molek\u00fcllerdeki elektronlar\u0131n durumlar\u0131, bu eletkronlar\u0131n doldurabilece\u011fi enerji durumu \u015fekillerine bakarak anla\u015f\u0131l\u0131r. Molek\u00fcller iletken veya yal\u0131tkan olduklar\u0131nda, bu \u015fekiller farkl\u0131l\u0131k g\u00f6sterir ve bu sayede bir molek\u00fcl iletken mi, yal\u0131tkan m\u0131 anla\u015f\u0131labilir. Ancak b\u00fcy\u00fck molek\u00fcllerdeki elektron say\u0131lar\u0131 d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fcl\u00fcrse, bu \u00e7ok da kolay bir i\u015f olmayabilir. Mesela, s\u0131radan bir biyomolek\u00fcl olan miyoglobin, 153 aminoasitten olu\u015fur ve 1000\u2019in \u00fczerinde atomu vard\u0131r. Bu tarz molek\u00fcllerin enerji seviyesi \u015fekilleri, g\u00fc\u00e7l\u00fc bilgisayarlar ve belli fiziksel yap\u0131lar\u0131 bar\u0131nd\u0131ran veriler kullan\u0131larak modellenebilir.
\nBu yeni \u00e7al\u0131\u015fmada ortaya konulan ise, bu modellemeler yap\u0131ld\u0131\u011f\u0131nda, kuantum kritik durumdaki molek\u00fclerin kendilerine has enerji seviyesi \u015fekillerini belirleyebildikleri. Yani, biyomolek\u00fcllerin ne kadar\u0131n\u0131n kuantum kritik durumlarda oldu\u011funun s\u00f6ylenebilecek olmas\u0131. Bulduklar\u0131 cevap ise bir\u00e7o\u011funun ger\u00e7ekten de kuantum kritik durumda olduklar\u0131. Bunlar\u0131n i\u00e7inde, kaslarda oksijen depolanmas\u0131n\u0131 sa\u011flayan miyoglobin de var, s\u00fckroz da, B12, D3 vitaminleri de…<\/p>\n

Sadece birka\u00e7 molek\u00fcl hem bu metoda hem de deneylere g\u00f6re yal\u0131tkan. Bu grup i\u00e7erisinde bulunan molek\u00fcllerin \u00e7o\u011fu ise yap\u0131sal molek\u00fcller: \u0130pek, dekstrin, oktadekan… Bu grup i\u00e7erisinde ayr\u0131ca DNA\u2019da bulunuyor. Ba\u015fka \u00e7al\u0131\u015fmalarda yar\u0131-iletken olarak adland\u0131r\u0131lan molek\u00fcl Kauffmann ve grubu i\u00e7in pratik olarak yal\u0131tkan diye adland\u0131r\u0131lm\u0131\u015f. Ayr\u0131ca sadece \u00e7ok az say\u0131da biyomolek\u00fcl\u00fcn iletken enerji seviyesi \u015fekillerine sahip oldu\u011fu bulunmu\u015f. Bunlar da daha \u00e7ok hormonlar.<\/p>\n

\u00c7al\u0131\u015fman\u0131n \u00f6zetini ise \u015fu \u015fekilde sunuyorlar: \u201cBiyokimyasal s\u00fcre\u00e7lerde aktif rol alan molek\u00fcllerin \u00e7o\u011fu tam olarak kuantum kritik durumlardalar ve bir\u00e7o\u011fu kritik iletkenler.\u201d Bu \u00f6nemli oldu\u011fu kadar da beklenmedik olan bir bulu\u015f, \u00e7\u00fcnk\u00fc biyolojideki iletken mekanizmas\u0131n\u0131n elektronik devrelerdekine g\u00f6re \u00e7ok farkl\u0131 oldu\u011funu \u00f6ng\u00f6r\u00fcyor. Beklenmedik, \u00e7\u00fcnk\u00fc olas\u0131 enerji seviyesi durumu perm\u00fctasyonlar\u0131 \u00e7ok b\u00fcy\u00fck; bu nedenle biyomolek\u00fcllerde, bu durumlardan birinin \u015fans\u0131na kuantum kritik bir durum olmas\u0131 inan\u0131lmaz derecede az ve neredeyse imk\u00e2ns\u0131z. Bu durumda, modellemenin molek\u00fcllerin bir\u00e7o\u011funun bu durumda oldu\u011funu s\u00f6ylemesi, son derece kayda de\u011fer. \u00c7al\u0131\u015fmada, bu olas\u0131l\u0131k \u015f\u00f6yle a\u00e7\u0131klanm\u0131\u015f:<\/p>\n

\u201cKimyasal ve biyolojik evrim sadece \u00e7ok k\u00fc\u00e7\u00fck bir olas\u0131 biyomolek\u00fcl k\u00fcmesini se\u00e7mi\u015f g\u00f6z\u00fck\u00fcyor. 1050\u2019de bir olan bir k\u0131sm\u0131. Bu k\u00fcme, proteinler i\u00e7in daha da k\u00fc\u00e7\u00fck bir par\u00e7a.\u201d Yani, evrimsel olarak, kuantum kritik durumda olan molek\u00fcller inan\u0131lmaz bir avantaja sahipler.<\/p>\n

Peki bu durumlar\u0131n evrimsel olarak avantaj\u0131 tam olarak nedir? Bu, yeni tan\u0131mlanm\u0131\u015f iletkenlik durumu canl\u0131larda nas\u0131l \u00e7al\u0131\u015f\u0131yor? Ve neden bu, evrimsel olarak bu kadar \u00f6nemli role sahip kompleks sistemlerde bu kadar \u00f6nemli bir etken? Bunlar, e\u011fer model do\u011fru ise, gelecekte cevaplanmas\u0131 gereken sorular.<\/p>\n

Kaynaklar<\/strong><\/p>\n

1) https:\/\/medium.com\/the-physics-arxiv-blog\/the-origin-of-life-and-the-hidden-role-of-quantum-criticality-ca4707924552<\/p>\n

2) http:\/\/arxiv.org\/pdf\/1502.06880v2.pdf<\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Evrimin merkezinde yatan sorulardan biri, neden ya\u015fam\u0131n kaosun u\u00e7 noktalar\u0131nda kendisini s\u00fcrd\u00fcrmeyi denedi\u011fidir. Ya\u015fam\u0131n molek\u00fcler dinami\u011findeki bir\u00e7ok biyokimyasal s\u00fcre\u00e7teki molek\u00fcllerin, en k\u00fc\u00e7\u00fcklerinden proteinlere, kritik kuantum durumlar\u0131nda oldu\u011fu g\u00f6sterilmi\u015f. Yani normal elektron transferi, enerji iletimi gibi olaylar\u0131n bu denli karma\u015f\u0131k sistemleri nas\u0131l olu\u015fturdu\u011funu (\u00e7ok daha basit devrelerin yol a\u00e7t\u0131\u011f\u0131 kay\u0131plar d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fcld\u00fc\u011f\u00fcnde) anlamak \u00e7ok da kolay durmuyor. […]<\/p>\n","protected":false},"author":620,"featured_media":20268,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[172,19,32,26],"tags":[657,200,328,595],"class_list":["post-9424","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-135-sayi","category-bilim-gundemi","category-evrim","category-fizik","tag-evren","tag-evrim","tag-kuantum-fizigi","tag-yasam"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t