12 Ekim 1999: Demenhur'un Oğlu Atomların Hareketini Gördüğünde — Ahmed Zuveyl ve Femtokimya

Mısır'daki küçük bir doğum günü kutlamasında ışıklar söner, mumlar yakılır ve içimizden biri telefonunu kaldırıp ilk üflemenin o anını yakalamaya çalışır. Deklanşöre basarsınız, sonra fotoğrafa bakar ve görüntünün bulanık çıktığını fark edersiniz: çocuğun yanağı bir ışık lekesine, mum alevi ise uzamış bir duman ipliğine dönüşmüştür. İçinizden, kameranın yavaş kaldığını, o anın deklanşörden daha hızlı geçtiğini söylersiniz. Sizi iki saniyeden fazla meşgul etmeyecek bu geçici düşünce, kimyacıları tam bir asır boyunca uğraştıran soruyla birebir aynıdır: mercekten daha hızlı hareket eden bir şey nasıl fotoğraflanır?

Etrafınıza dikkatle bakarsanız her şeyin bir kimyasal tepkime olduğunu görürsünüz: alev alan bir kibrit çöpü, mutfakta bir bez altında mayalanan hamur, güneş ışığından besinini üreten bir yaprak, vücudunuzdaki ağrı düğümünü çözen bir ilaç. Bilim, hikâyenin başını ve sonunu biliyordu: giren maddeler, çıkan ürünler, ölçülebilen ısı. Ama ortada olan biten — iki atom arasındaki bağın kopmadan önce gevşediği o an — kilitli bir kapı gibiydi: kapıyı kapalı görüyor, sonra açık buluyorduk, ama kapıyı çeviren eli hiç görmüyorduk.

Kimyacılar, ne başlangıç maddesi ne de nihai ürün olan bu geçici hâle bir isim verdi: "geçiş hâli". Bu kavram onlarca yıl boyunca etkileri hesaplanabilen ama görülemeyen teorik bir fikir olarak kaldı — kumdaki bir ayak izinin, oradan geçen ama hiç görmediğiniz birinin varlığına işaret etmesi gibi. Sonra 12 Ekim 1999 geldi: İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, Nobel Kimya Ödülü'nün Ahmed Zuveyl adında Mısırlı bir bilim insanına verileceğini açıkladı. Ödülün resmî sitesinde yayımlanan gerekçede, ödülün ona "femtosaniye spektroskopisini kullanarak kimyasal tepkimelerin geçiş hâllerine dair çalışmaları" nedeniyle verildiği belirtildi. Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü (Caltech) o gün yaptığı açıklamada, Akademi'nin gerekçesine atıfla, bu çalışmanın son derece hızlı bir lazer teknolojisiyle bir molekül içindeki atomların bir tepkime sırasında nasıl hareket ettiğinin görülebileceğini ve bu tepkimelerin bir saniyenin milyarda birinin milyonda biri kadar kısa bir sürede gerçekleştiğini kanıtladığını duyurdu.

"Bir saniyenin milyarda birinin milyonda biri" ifadesi kulağa anlamsız geliyorsa, bunu bildiğimiz bir dile çevirelim. Femtosaniye, bir saniyenin milyon milyarda biridir; bunun bir saniyeye oranı, kabaca bir saniyenin otuz iki milyon yıla oranına denktir. Evrendeki en hızlı şey olan ışık bile bir femtosaniyede ancak yaklaşık üçte bir mikrometre yol alır — bu, bir saç telinin kalınlığından yüzlerce kat daha ince bir mesafedir. Atomlar tam da bu zaman aralığında bir molekül içinde titreşir; tek bir titreşim genellikle on ile yüz femtosaniye arasında sürer. Yani bir tepkimeyi izleyen herhangi bir "kamera"nın, titreşimin kendisinden daha hızlı olması gerekir; aksi hâlde görüntü, tıpkı mum fotoğrafı gibi bulanık çıkar.

Femtokimyanın dayandığı fikir, bir lise öğrencisine bile anlatılabilecek kadar zariftir. Son derece kısa bir lazer darbesi ikiye bölünür: ilki moleküle ulaşır ve ona hikâyenin başladığı enerjiyi vererek "sıfır anı"nı kesin olarak belirler. İkincisi ise hesaplanmış bir gecikmeyle arkasından gönderilir — ve bu gecikme herhangi bir elektronik devreyle ayarlanmaz, çünkü hiçbir elektronik zamanlayıcı zamanı bu kadar ince dilimleyemez; bunun yerine ışığın kat ettiği yol birkaç mikrometre uzatılır, böylece fazladan mesafenin kendisi fazladan zamana dönüşür. İkinci darbe, molekülün o andaki durumunu "okur". Deney farklı gecikmelerle defalarca tekrarlanır, okumalar film kareleri gibi birikir ve bu karelerden bir film inşa edilir.

Dürüstlük adına, olmayanı da söylemek gerekir: kimse bir merceğin önüne oturup, aynada bir yüz görür gibi tek bir atomu çıplak gözle görmedi. Kaydedilen şey, molekülün her an soğurduğu ya da yaydığı ışığın parmak izidir — atomların dizilişi ve aralarındaki mesafeler değiştikçe değişen bir parmak izi — ve hareketin görüntüsü, birbirini izleyen bu parmak izlerinden yeniden inşa edilir. Yani buradaki "kamera" sözcüğü, sonucu anlatan dürüst bir mecazdır; bir mercek ve filme dair harfi harfine bir tasvir değildir. Bu ayrımı özenle vurguluyoruz, çünkü bilimi sadeleştirmek, bilim insanlarının yaptığından daha büyük bir iddiaya dönüşmemelidir.

Yaşanan gelişmenin önemi şuydu: kimya artık yalnızca "öncesi" ve "sonrası"ndan sonuç çıkaran bir bilim olmaktan çıktı. Yalnızca iki uç değil, yolun kendisi de ölçülebilir hâle geldi; yalnızca varsayılan bir kavram olan geçiş hâli, artık soru sorup yanıt alabileceğiniz bir şeye dönüştü. Buradan "femtokimya" adında tam bir alan doğdu: bir bağ nasıl kopar, bir tepkime neden bir yolu diğerine tercih eder, bir katalizör tam olarak nereye müdahale eder. Yoldaki o belirleyici anı anlayan kişi, ilke olarak onu yönlendirebilir de — o günden bu yana kataliz, enerji ve ilaç araştırmacılarını meşgul eden şeyin özü tam da budur.

Bu çalışmanın sahibi, 26 Şubat 1946'da Demenhur'da doğdu ve Desuk'ta büyüdü. İskenderiye Üniversitesi Fen Fakültesi'nden onur derecesiyle mezun oldu, aynı üniversitede spektroskopi — yani maddenin yaydığı ışığı okuma bilimi — alanında yüksek lisansını tamamladı, ardından doktora için Pennsylvania Üniversitesi'ne gitti ve 1974'te doktorasını aldı. İki yıl sonra, Kaliforniya Üniversitesi Berkeley'de IBM bursuyla çalıştıktan sonra 1976'da Caltech'te öğretim üyesi oldu ve burada Kimyasal Fizik Linus Pauling Kürsüsü'nü yürüttü. Kasım 2009'da, isimleri birlikte açıklanan ilk ABD Bilim Elçileri grubuna seçildi; üç kişilik bu grubun görev alanı Kuzey Afrika, Orta Doğu ile Güney ve Güneydoğu Asya'yı kapsıyordu.

Bu hayat hikâyesinde bir mucize arayan biri, bulamayacaktır. Onun yerine küçük bir kentte bir devlet okulu, Mısırlı bir üniversitede bir fen fakültesi ve her yerdeki her öğrencinin ihtiyaç duyduğu şey vardır: kendisine dikkat eden bir hoca ve ilk denemede sonuç vermeyen bir cihaza karşı yılların sabrı. Ahmed Zuveyl, 1978'de Barış Ödülü'nü alan Devlet Başkanı Enver Sedat ve 1988'de Edebiyat Ödülü'nü alan yazar Necip Mahfuz'un ardından Nobel kazanan üçüncü Mısırlıydı; bilim dalında ise ilkiydi. Bildiğimiz kadarıyla, bu satırların yazıldığı tarih itibarıyla doğa bilimlerinden birinde Nobel Ödülü kazanan tek Mısırlı olma özelliğini hâlâ koruyor.

Ardından Mısırlıların lazerden daha iyi tanıdığı bir dönem başladı: Zuveyl Bilim ve Teknoloji Şehri. Kurum, aynı yılın Aralık ayında yayımlanan 2012 tarihli ve 161 sayılı Kanun'la kuruldu; kanun o dönemde şehri, kâr amacı gütmeyen, kamu tüzel kişiliğine sahip bağımsız bir bilimsel araştırma kurumu olarak tanımlıyor ve merkezini Gize Valiliği'ndeki 6 Ekim Şehri'nin Şeyh Zayed bölgesinde belirliyordu. 2012 metnine göre şehir; bir bilim ve teknoloji üniversitesini, enerji, tıp, malzeme, çevre, uzay, nanoteknoloji ve bilgi sistemleri gibi alanlarda araştırma enstitülerini ve o dönem "Teknoloji Piramidi" adı verilen, araştırmaları uygulamaya aktaran bir merkezi kapsıyordu. Kanun, şehri Merkezi Denetim Kurumu'nun (Mısır'ın devlet denetim kurumu) gözetimine tabi kılıyor, fazlalıklarını ve cari faaliyet gelirlerini vergi ve harçlardan muaf tutuyordu.

Ardından, kuruluş kanununu değiştiren 166 sayılı ve 2019 tarihli Kararname-Kanun (Mısır'a özgü, kanun hükmünde kararname niteliğinde bir düzenleme), 22 Aralık 2019'da yayımlandı ve Resmî Gazete'de yayımlanmasını izleyen günden itibaren yürürlüğe girdi. Değişiklik, kanunun başlığından "Mısır'ın Bilimsel Rönesans için Ulusal Projesi" ibaresini çıkardı, şehrin adına "İnovasyon" kelimesini ekleyerek adını "Zuveyl Bilim, Teknoloji ve İnovasyon Şehri"ne çevirdi, ana merkezini yine Gize Valiliği'ndeki 6 Ekim Şehri olarak sabitledi ve teknoloji transfer merkezinin adını "Teknoloji Piramidi"nden "Bilim ve Teknoloji Vadisi"ne değiştirdi — bu isim, bugün hâlâ şehrin kendi internet sitesinde yer alıyor. Değişiklik ayrıca birinci ile yedinci maddelerin metinlerini de değiştirdi: şehre, yükseköğretimden sorumlu bakanın başkanlık ettiği, on önde gelen bilim insanı ile beş kamu şahsiyetinden oluşan bir mütevelli heyeti; ayrıca Bakanlar Kurulu Başkanı'nın kararıyla oluşturulan ve şehrin icra başkanının başkanlık ettiği bir yönetim kurulu kazandırdı. İcra başkanı da Bakanlar Kurulu Başkanı'nın kararıyla dört yıllık, bir kez yenilenebilir bir süre için atanıyor.

Bu değişikliği yalnızca yasal bir olgu olarak aktarıyoruz; şehrin performansını değerlendirmek, rakam ve yayımlanmış raporlar gerektiren ayrı bir mesele. Bu satırların yazıldığı tarih itibarıyla öğrenci sayısı, mezun sayısı ve araştırma çıktılarına dair denetlenmiş rakamlara sahip değiliz, bu yüzden burada kanunun ne dediğiyle yetiniyor, fazlasını iddia etmiyoruz. Bizim için önemli olan, "bilimsel araştırma için bir şehir" fikrinin artık Mısır'da numarası ve yılıyla belli bir yasal dayanağa kavuşmuş olması; herhangi bir vatandaş bu kanuna başvurup okuyabilir, ardından — kimsenin lütfu değil kendi hakkı olarak — ne kadarının gerçekleştiğini sorabilir.

Ahmed Zuveyl, 2 Ağustos 2016'da yetmiş yaşında hayatını kaybetti. Her 12 Ekim'de İsveç'ten gelen o duyurunun yıl dönümü geri döner ve beraberinde kutlamadan daha ağır bir soru getirir: kimsenin görmediği o ana bakmayı meslek edinmiş bir adamın mirasıyla ne yapacağız? Bize göre yanıt ne bütçelerde ne de binalarda başlıyor; musluğu gerçekten akan bir okul laboratuvarında, öğrencisinin bir deneyi iki kez yanlış yapmasına izin veren bir öğretmende ve sonucuna ikna olmadığı bir ölçümü tekrarladığı için oğlunun "iki yılını boşa harcadığını" düşünmeyen bir ailede başlıyor.

Bu yüzden telefonunuzdaki o bulanık mum fotoğrafına bir dahaki bakışınızda, Demenhurlu bir bilim insanını yarım asır meşgul eden sorunun tam da bu soru olduğunu hatırlayın: bize tek bir an gibi görünen şey, aslında başı, ortası ve sonu olan bir hikâyedir ve biz onu göremeyiz — çünkü yavaş olan hikâye değil, gözlerimizdir. Çocuğunuza o fotoğrafı gösterin ve ona, Mısırlı bir adamın bundan milyarlarca kat daha hızlı olan bir şeyi izlemenin yolunu bulduğunu, üstelik bunun onunkine benzer bir sınıfta başladığını anlatın.