Fırat Üniversitesi (FÜ) Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Fahrettin Yakuphanoğlu, Albert Einstein’ın 119 yıl önce ortaya koyduğu ışığın doğasıyla ilgili ’foton teorisi’ni ispatlamak adına nanoteknoloji sistem geliştirdi. Prof. Dr. Yakuphanoğlu, geliştirdiği sistemle Einstein’ın ışığın hem parçacık hem de dalga davranışı gösterdiğine dair teorisini gözle görülür şekilde ispatladı.
Fırat Teknokent de kurduğu Yüksek Teknoloji şirketinde teknolojik ürün geliştiren FÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Fahrettin Yakuphanoğlu, Nobel ödüllü Alman fizikçi Einstein’ın 1905 yılında ortaya attığı foton teorisini ispatlamak adına ’kuantum parçacık algılayıcı’ adını verdiği nanoteknolojik bir sistem üretti. Yakuphanoğlu, geliştirdiği sistem sayesinde bir kaynaktan çıkan ışık hüzmesini sensör yardımıyla madde içerisine göndererek, ışığı oluşturan fotonların ortamda enerji dalga paketçikleri halinde yayıldığını bilgisayar ekranında görüntülemeyi başardı. Prof. Dr. Yakuphanoğlu, ilim insanlarının Einstein’ın foton teorisinden yola çıkarak ışığın hem parçacık yani foton adı verilen enerji paketleri hem de dalga şeklindi davrandığını gözlemlemek adına farklı deneyler yaparak bunu ispatlamaya çalıştıklarını söyledi.
"Kuantum Parçacık Algılayıcı cihazı ile fotonun görüntülenmesini başardım"
Buna ilişkin en meşhur deneyin 1803’de fizikçi Thomas Young tarafından ortaya atılan "Çift Yarık" deneyi olduğunu ifade eden Prof. Dr. Yakuphanoğlu, “Üretmiş olduğum sistem özellikle kuantum fiziği alanında yeni geliştirmiş olduğum bir cihaz. Bu cihaza olan ilgim, özellikle son zamanlarda elektro-optik ve fotonik konusunda yapmış olduğum bilimsel çalışmalardan kaynaklanmaktadır. Işık da bilindiği gibi parçacık ya da dalga davranışı sergilemektedir. Ben de ışığın parçacıktan oluşup oluşmadığını gerçek anlamda ispat etmek amacıyla yeni bir cihaz geliştirmeye karar verdim. Bilindiği gibi Einstein 1905 yılında ışığın parçacık yapısına sahip olabileceğini söyledi. Daha sonra bunu destekleyen Arthur Compton ise yapmış olduğu araştırmalarda ışığın parçacık kavramını fiziğe kazandırdı. Bununla ilgili gerekli teorik bilgileri toplayarak Einstein ilk makalesini Almanya’da bir dergide yayınladı. Orada ‘ışık sürekli bir hareket formuna sahip değil, kesikli parçacıklar formuna sahip’ demiştir. Kesikli parçacık dediğimiz şey ise elektromanyetik dalgaların kuantasına foton diyoruz. Işığın parçacık yapısı uzun yıllarda teoride kaldı ve ışığın fotonlar halinde yayıldığı herhangi bir şekilde deneysel olarak gözlemlenemedi. İlk olarak ışığın dalga yapısı ’Çift Yarık’ deneyi ile ispatlandı. Fakat çift yarık deneyi ışığın fotonlar halinde yani dalga paketcikleri halinde yayıldığı görülmedi. Ben de ışığın fotonlardan oluştuğunu ve fotonlar halinde yayıldığının nasıl ispat edebilirim ve nasıl bir cihaz geliştirebilirim diye, uzun yıllar çalışmaktaydım. Son zamanlarda geliştirdiğim, Kuantum Parçacık Algılayıcı cihazı ile fotonun görüntülenmesini başardım" dedi.
"Bu çalışmayı yapmamdaki sebep, Einstein’ın meşhur teorisini ispatlamak"
Yapmış olduğu çalışmaları hakkında bilgi veren Yakuphanoğlu, “Ben de yapmış olduğum çalışmalarda gerçek anlamda bir ışığın kesikli olarak bir madde içerisinde yayıldığını nasıl ispat edebilir, görüntüleyebilirim bununla ilgili çalışmalar yaparak böyle bir cihaz geliştirmeye karar verdim. Kuantum Parçacık Algılayıcı Cihaz ismini verdim. Foton kavramı şundan dolayı önemli, artık elektronik cihazlardan çok fotonik cihazlar üretilmeye başlandı. Fotonik cihazlar, elektronik cihazlara göre daha yüksek hıza sahip. Daha hızlı bir algılama ve görüntüleme özellikleri var. Dolayısıyla biz bunları kullanarak çok hızlı algılayabilen ya da veri iletişimini çok hızlı yapabilen yeni teknolojik cihazlar geliştirebiliriz. Einstein bu teoriyi 1905 yılında ortaya attı ve daha sonra bununla ilgili bir makale yazarak yayınladı. Yaklaşık 100 yıl boyunca bunun gerçekliği ile ilgili deneyler yapıldı ama biz gerçek anlamda fotonu göremedik. Son zamanlarda ise bir Fransız bilim adamı tarafından, foton odası yapıldı. Bu deneyde bizim yapmış olduğumuz gibi fotonun dalga paketçikleri halinde yayıldığını gösterilemedi. Benim bu çalışmayı yapmamdaki sebep, Einstein’ın meşhur teorisini ispatlamak ve teknolojiye fotonik aygıt kavramını kazandırmaktır ” diye konuştu.
"Elektronik aygıtların yerini fotonik aygıtlar alacak"
Geliştirdiği foton algılayıcı sistemin fotonik teknoloji ile yine nesil cihaz ve aygıtların geliştirilmesine katkı sunacağına aktaran Yakuphanoğlu, “ Artık bu teoriyi bir lise veya ortaokuldaki bir öğrencinin ya da üniversitedeki bir gencin çok kolaylıkla anlatabiliriz. Foton kavramı anladıktan sonra artık ileri teknoloji üretebiliriz. İleri teknoloji de şuanda elektronik yani elektron tabanlı aygıtlar üretmekteyiz. Elektronik aygıtların yerini fotonik aygıtlar alacak. Üreteceğimiz elektronik aygıtların içerisinde hareket edecek olan parçacık foton olacak. Fotonun da hızı saatte 300 bin kilometre bölü saniyeye gibi çok hızlı hareket eder. Dolayısıyla biz hızlı bir şekilde bir veriyi bir noktadan başka bir noktaya transfer edebileceğiz, görüntüleme işlemini çok hızlı yapacağız. Elektron ve foton arasındaki ayırt edici farklardan bir tanesi ise elektron kütlesi var ama fotonun kütlesi yok. Yani bunun kinetik enerjisi yok. Kütle yoksa sadece hız var. Gelecekte artık slim ekranlar, monitörler, bilgisayar ekranlar çok ince olacak. Gelecek yıllarda artık ısıtma da olmayacak, evlerinizin penceresine ışığı geçiren saydam bir plastikle kaplayıp evinizi bile ısıtabileceğiz” şeklinde konuştu.