“KGB, Sovyet meslektaşım Alexei Ekimov ile olan ilişkimi araştırdı”

2023 Nobel Kimya Ödülü, “kuantum noktalarının keşfi ve sentezi için” üç bilim adamına verildi. Bunlardan biri olan Louis Brus, haftalık podcast Strong The One Weekly podcast’i için bu röportaja yanıt veriyor.

SORMAK. 1980’lerde Bell Laboratuarlarında çalışıp kuantum noktalarını keşfettiğinde, bunu bir kaza olarak düşünebiliriz. Yarı iletken nanopartiküller ile kolloidler (kolloid, çözünmeyen parçacıkların sıvı bir ortamda dağıtıldığı bir karışımdır) üzerinde çalıştı. Lazeri onlara doğrulttuğunda yaydıkları renklerin sabit olmadığını gördü.

CEVAP. Kolloidi yaptığımız ilk gün spektrumun beklenenden farklı olduğunu gözlemledik. Ancak ikinci ve üçüncü günde yine “normal” oldu. Bu değişikliği ilk kez gördüğümde şaşırdım. Bu yüzden neler olduğunu anlamaya çalışmaya başladım.

Boyutu küçültüldüğünde parçacığın özelliğinin değiştiğini fark ettim.

S. Bulduğum şey bir kuantum noktasıydı: ışığı emen ve onu farklı bir dalga boyunda yayan, nanopartiküllerden oluşan bir tür kristal. İşin ilginç yanı, ortaya çıkan rengin parçacığın boyutuna bağlı olarak değişmesidir. Milimetrenin birkaç milyonda biri kadar olan bir kuantum nokta kristalini nasıl görebilirsiniz?

C. Işığın dalga boyundan daha küçük olduğu için optik mikroskopla görülemez. Ancak onu gözlemlememize olanak tanıyan elektronik mikroskoplar gibi başka türde özel mikroskoplar da vardır. Farklılıkları göstermek için kullandığımız yöntem, her biri farklı parlak renklere sahip bir dizi cam kavanozu sıraya koymaktır çünkü her birinin içinde farklı boyutlarda kuantum noktaları bulunur.

Soru: Ödül alan arkadaşlarınızdan biri olan Alexei Ekimov, renkli camda kuantum noktalarını gözlemlemiş bir Rus bilim insanıydı, ancak o zamanlar onun keşiflerinden haberdar değildiniz…

C. Bu doğru. O zamanlar Soğuk Savaş tüm hızıyla sürüyordu. Alexei’nin makalesi Rus bilimsel dergilerinde Rusça olarak yayınlandı. Ve o dönemde çalışmaları hakkında konuşmak için Batı’ya gitmesine izin verilmiyordu.

Bu arada boyuta bağlı kuantum etkilerini açıklayacak bir model yapmaya çalışıyordum. Etrafımdaki tüm fizikçilere küçük parçacıklar üzerine daha önce yapılmış bir çalışma olup olmadığını sordum. Ancak Alexei’nin adı ve işi ortaya çıkmadı. Bana kimsenin bu konu üzerinde çalışmadığı söylendi. Temel olarak, hiç kimse onun makalelerini görmediği için.

O zamanlar laboratuvarda sentetik kimya üzerinde çalışıyordum ve Amerikan kimya topluluğunun bir parçasıydım. O zamanlar Sovyetler Birliği’nde cam endüstrisinde endüstriyel teknoloji üzerinde çalışıyordu.

Sonunda makalelerini bulduğumda Ekimov ve meslektaşlarına merhaba demek için belgelerimin olduğu Sovyetler Birliği’ne bir mektup yazdım. Mektup ulaştığında KGB, Rus bilim adamlarını araştırdı ve onların Batı’daki biriyle neden temasa geçtiklerini bulmaya çalıştı. Ama gerçek şu ki, mektubum postaya ulaştığında ne benimle ne de Batı’daki herhangi biriyle konuşmamışlardı.

S. Onunla şahsen tanıştınız mı?

C. Evet, Ekimov ve diğer bilim adamları 1980’lerin sonundaki glasnost sırasında Sovyetler Birliği’nden ayrılabildiler. Ekimov ve şu anda Amerika Birleşik Devletleri Deniz Araştırma Laboratuvarı’nda çalışan teorik işbirlikçisi Sasha Efros ayrıldı. Onlarla Amerika Birleşik Devletleri’ne varır varmaz tanıştım.

**P. Kuantum noktalarıyla ilgili sorunlardan biri, onları ilk gözlemlediğinizde, onları nasıl üreteceğiniz ve sabit tutacağınızdı. 90’lı yıllarda meslektaşı Moungi Bawendi anahtarı buldu. Kuantum noktalarının uygulanmasında şu ana kadar gördüğünüz en şaşırtıcı şey nedir?

C. Normalde yeni bir malzeme icat edildiğinde bunun ne işe yaradığını anlamak uzun zaman alır. Her gün üretim sorunlarıyla karşı karşıya kalan endüstrideki insanlarla konuşursanız, tabandan bilim adamlarının önerdiği fikirlerin bazen o kadar da iyi olmadığını görürsünüz. Ancak kazandığımız bilgi ve bilimsel ilkeler, yeni cihazların tasarlanmasına yardımcı olmak için kullanılabilir.

İlk uygulamaları biyolojik görüntülerin elde edilmesi olmuştur. Biyokimyacılar, hücrelerin ve organların haritasını çıkarmak için diğer moleküllere kuantum noktaları eklerler. Hatta tümörleri tespit etmek ve ameliyatlar sırasında cerrahlara rehberlik etmek için bile kullanıldılar.

Ayrıca ekran sektörüne, bilgisayar ekranlarına ve televizyon ekranlarına da sıçradılar. Uygulaması elektriği üç renge dönüştürmenizi sağlar: kırmızı, yeşil ve mavi. Bu üç renkten farklı oranlarda her türlü görüntü oluşturulabilir.

Ancak teknolojiyi geliştirmek çok cesaret ve çok para gerektirir. Risk almanız gerekiyor ve bu konuda Japonya’daki Samsung Corporation’a çok fazla kredi vermemiz gerekiyor. Düz ekranlar ve kuantum noktalı televizyonlar yapmaya başlayabilecekleri noktaya ulaşmak için bu parçacıkların teknolojisine yüz milyarlarca dolar yatırım yaptılar.

S. Çalışmanız, temel araştırmanın önemine, meraklı olmanın değerine, açık bir amaç veya görünürde endüstriyel uygulama olmaksızın gizemleri çözmeye çalışmanın bir örneğidir. Bugün temel araştırmalara başlayan genç bir kimyagere ne mesaj verirsiniz?

C. Dünya çok büyük bir yer ve çok sayıda farklı alanda temel araştırmalar yapılabiliyor. Eğer olağanüstü bir başarı elde ederseniz ve gerçekten ilginç bir şey keşfederseniz, dünyada bazı uygulamaları olabilecek bir problem seçmelisiniz.

İyi ya da kötü, seçim yapmak zorundasınız ve bu biraz sezgi gerektirir.

Bunu yapmanın iyi bir yolu, teknoloji için önemli olduğunu bildiğiniz ancak bilimsel temelinin şu anda bilinmediği bir konuyu tercih etmektir. Henüz kimsenin temel ilkelerini anlamadığı, tamamen kara bir kutu olan bir şey. Bu tür sorunların ortadan kaldırılması gerekiyor.

Soru: Nobel Ödülü’nü kazandığınıza göre artık sizin için ne gibi değişiklikler olacak?

A. Dün postacı geldiğinde kapıdaydım ve yüzüm yerel gazetede çıktığı için beni tanıdı. Ve bana şöyle dedi: “Daha önce hiç Nobel Ödülü sahibi birinin elini sıkmamıştım.”

İyisiyle kötüsüyle, beğensem de beğenmesem de şu anda özel bir kategoride olduğum yer burası. Halen üniversitede ofisim var ama bir araştırma grubum yok. Bunu gençlere bırakmaya çalışıyorum. Dolayısıyla bu tanınmanın araştırmam açısından muhtemelen 40 yaşında olsaydım olacağından daha az anlamı var.