Kuantum mekaniğinden gelen kötü kokular – Dr. Çağrı Yalgın
Dr. Çağrı Yalgın
ile bilim, Finlandiya ve Fin kültürü
Kuantum mekaniğinden gelen kötü kokular
Posted on 2013-05-05 2019-06-10 by Çağrı Yalgın
Geçenlerde burnumuzun değişik maddelerin kokularını nasıl aldığına dair yeni bir araştırma yayınlanınca koku duyumuz haberlere düştü. Diğer duyularımız — yani görme, işitme, dokunma ve tat — iyice anlaşıldı ama kokunun mekanizması esrarını hâlâ koruyor.
Her bir molekülün ayrı bir şekli var: Molekülde ne kadar atom varsa şekli o kadar karmaşıklaşabilir. Moleküllerin muhtemel şekilleri saymakla bitmez ve genelde bir maddenin kokusunun bu şekilden kaynaklandığı düşünülür. Burnumuzun her bir bölgesinde belirli moleküllerin şekline uyan almaçlar bulunur. Doğru molekül doğru almaça rastladığında, bir anahtarın bir kilide uyması gibi, ne kokladığınızı bildiren bir sinyal beyne doğru yola çıkar.
Ama Dr Luca Turin, daha önce kokunun mekanizması üzerine daha tartışmalı bir kuram üzerine araştırmalar yayınladı. Koku almaçlarımızın değişik molekülleri nasıl algıladığını, kimyasal bağların titreşimiyle ve kuantum etkileriyle açıklayan farklı bir yaklaşımı var.
Kuramını sınamak için Dr Turin basit bir molekülü alıp içindeki tüm hidrojen atomlarını döteryumla değiştirdi. Molekülün şekli aynı kaldı, ama döteryum hidrojenden ağır olduğundan molekülün içindeki kimyasal bağların titreşimi değişti. İnsanların hidrojenli molekülün kokusunu döteryumlu molekülünkinden ayırt edebildiğini gösteren Turin, bunu klasik “anahtar-kilit” kuramının hatalı olabileceğine dair güçlü bir delil olarak görüyor.
Dr Jennifer Brookes, University College London’da ve Harvard Üniversitesi’nde koku algısı üzerinde çalışan bir Sir Henry Wellcome burslusu. Koku algımızın kuantum mekanik temelini de, deneyselden ziyade kuramsal verilerle araştırıyor. Brookes’un kuramları “anahtar-kilit” modeliyle uyuşmayarak Turin’inkileri destekliyor.
Hidrojen sülfür ve dekaborun molekül yapıları (Kaynak: Brookes vd., 2013)
Meselâ, en keskin kokulu kükürt bileşiklerinden biri çürük yumurta kokusu veren hidrojen sülfür. Hidrojen sülfür, merkezinde bir kükürt atomuna ve bundan V şeklinde uzanan iki hidrojen atomuna sahip küçücük bir molekül. Ama bu belirgin kokuyu veren tek molekül bu değil. Dekaborun [B10H14] kokusu buna çok benziyor, ama bunun on bor atomundan oluşan sepet gibi bir şekli var. “Anahtar-kilit” modelinin bunu açıklaması çok zor, ama iki molekül de aynı enerjiyle titreştiklerinden Turin’in ortaya attığı kuantumlu kurama uyuyor.
Ferrosen ve Nikelosen’in molekül yapıları (Kaynak: Brookes vd., 2013)
Ayrıca, Brookes şekli birbirine benzeyen ferrosen [Fe(C5H5)2] ve nikelosen [Ni(C5H5)2] adlı iki bileşikten bahsediyor. İkisinin de merkezinde bir metal atomu (ferrosende demir, nikelosende nikel) ve bu atomun etrafında özdeş yapılar var. Şekilleri ve boyutları birbiriyle aynı, ancak ferrosenin kokusu baharlı, nikeloseninki yağlı. Merkezdeki atom farklı olduğundan kokuları da farklı ve bu da Turin’in kuramını destekliyor.
Brookes şekli önemsiz bulmuyor. Moleküllerin almaçlara uyması açısından şekil önemli, tıpkı manyetik bantlı kartlardaki gibi: Kartın okuyucudan geçebilmesi için belirli bir şekilde olması gerekiyor, ama asıl önemlisi karttan okunan bilgi.
Bu örnekler “anahtar-kilit” modeline karşı delil sağlasa da “manyetik kart” kuramına yönelik şüphe hâlâ çok. Bilim camiasındaki yerleşik kuramlara meydan okuyan yeni araştırmalar hem tartışmalı hem de heyecan verici oluyor. “Manyetik kart” modelinin bulduğu olumlu yankı sayesinde diğer araştımacıların da bunu biraz daha incelemeye başlamasını umuyor Brooks. Hattâ kim bilir, belki canlılardaki diğer sistemlerin de işleyişlerini sorgulatmaya başlatabilir.
J. C. Brookes, A. P. Horsfield ve A. M. Stoneham, 2012. The swipe card model of odorant recognition. Sensors 12:15709–15749.
S. Gane, D. Georganakis, K. Maniati, M. Vamvakias, N. Ragoussis E. M. C. Skoulakis, L. Turin, 2013. Molecular vibration-sensing component in human olfaction. PLoS ONE 8: e55780.
Özgün yazı: N. Wilkinson, 2013. Quantum mechanics stinks. Wellcome Trust Blog Linsans: CC BY-NC 2.0 UK
Şekiller, özgün yazıda yoktu, Brookes vd.’nin (2013) açık erişimle yayınlanmış makalesinden aktarıldı.
Yazıdaki kaynakların her ikisi de açık erişimlidir, okuyabilirsiniz.
Makalede adı geçen Luca Turin kendi kuramını şu TED videosunda tanıtmıştı, Türkçe altyazılarla izleyebilirsiniz:
Bu yazı daha önce Açık Bilim’de yayınlandı.
Önceki yazıYatak odasından geçen bir Nobel hikâyesi
Sonraki yazıÖkaryotlar kulübüne giremeyen bakteri
akademik kariyer alıntı Amerika Birleşik Devletleri antropoloji araştırma Artturi Ilmari Virtanen Aysu Uygur Açık Bilim bilim bilim haberciliği bilim insanı bilim kadınları bilim tarihi biyoloji dil doktora Drosophila melanogaster elektron mikroskobu eleştirel düşünce eLife Estonya 🇪🇪 etik evrim feminizm Fin kültürü Finlandiya'dan Türkiye 🇫🇮🇹🇷 Finlandiya 🇫🇮 Fin milliyetçiliği Fukuşima Nükleer Enerji Santrali gazetecilik genetik genetiği değiştirilmiş organizmalar Helsingin sanomat Howy Jacobs inceleme Japonya 🇯🇵 kadın hakları Kalevala karikatür kitap klinik veri milliyetçilik mimari mizah Muhabbet Teorisi Mustafa Kemal Atatürk müzik News Quiz Nobel hastalığı Nobel Kimya Ödülü Nobel Tıp/Fizyoloji Ödülü not Osmanlı tarihi paleoantropoloji podcast Rusya Rusça sinirbilim siyaset Sovyetler Birliği sözdebilim T24 tarih Tevfik Uyar Thomas Hunt Morgan Tim Hunt Twitter Türk tarihi tıbbî etik tıp video 📺 Yalansavar Ömer Gökçümen Öz Finler İsveççe konuşan Finler
Blogdaki son yazılar
Doktora, şapka ve kılıç
Hayır, Finlandiya haftada 24 saatlik mesaiye geçmiyor
Neden Sankt Peterburg?
Aziz Lucia Günü
Pul dünyasından: Kutadgu Bilig
Ankara’da bir Fin kimyacı
Finlandiya cumhurbaşkanının Türk odası
Bu nasıl akademik etik?
Helsingin sanomat’ta Atatürk’ün ölümü
Ömer Gökçümen ile tükürükteki evrim 📻
Finlandiya’nın kooperatif mucizesi
Jean Sibelius ve Finlandiya
Tohoku’nun dalgaları her yere yayıldı
Ferhat Kaya ile evrimden dersler 📻
Zehirli mantarlar da doğaldır
Hvitträsk’in aşk dörtgeni
Yalansavar’ın iç yazışmalarını ifşa ediyorum
Bir beynin bütün bağlantılarını öğrenmemize yalnızca 2 sene kaldı
Finlandiya komünizme mi geçiyor?
[A]slında Dr. Mehmet Öz’ün yakınmaya hiç hakkı yok
Ben senin kuantum olabilme ihtimalini sevdim
Bilimde atıf, “etki değeri” ve diğer göstergeler
Eva’nın polkası — ama Japonca
Fok kurtarma harekâtı
Onlar Finli değil, Fin!
GDO araştırmacısı Kevin Folta’nın e-postaları
Estonya’nın Rusça meselesi
Tüm klinik deney verileri açık olmalı
“Bu memleketin tahribi şu veya bu grubun işi değildir.
Bir tedavi yönteminin işlemediğini nereden biliyoruz?
CNN Türk’ten Sayın Emin Çapa’nın, bir genç bilim insanı arkadaşımıza söyledikleri benim başıma daha…
Gazeteciler ve bilim
Başvurunuzu uzatmayın, öz tutun
Ne zaman vitamin alalım?
Eşine “yardım”a dair benim de düşündüklerimi Bol Bilim yazısında Pınar Yolum dile getirmiş.
Piri Reis ve biz
Türkiye’de bir nükleer kaza olursa haberimiz olacak mı?
Finlandiya’nın İsveççe meselesi
Kuşku tüccarlarıyla bir beş yıl daha geçti
Sinekler ve insanlar
Bilimsel yayınların “hakem denetimi”
Bundan 30 sene sonra, şu an uygulanan tedaviler canilik olarak görülebilir mi?