Nobel Kimya Ödülü 2013

NOBEL KİMYA ÖDÜLÜ 2013

Martin Karplus – Michael Levitt – Arieh Warshel

 

        

 

Bilgisayarlar – Atomların Dünyasındaki Virgil’iniz…

(Virgil olarak bilinen Publius Vergilius Maro (15 Ekim MÖ 70 - 21 Eylül MÖ 19) antik çağda yaşamış ünlü bir Romalı şairdir. Roma İmparatorluğu'nun destanı olarak kabul edilen Aeneis'in de yazarıdır. Dante'nin İlahi Komedya'sındaki ana karakterlerden biridir. Virgil, İlahi Komedya’da Dante'yi cehennemde gezdirmeye yardımcı olmuştur, bu nedenle Nobelprize.org tarafından kullanılan başlıkta “Virgil’in bizi atomların dünyasında gezdirmesi” benzetilmektedir. )

 

İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi 9 Ekim 2013 tarihinde yaptığı basın toplantısıyla 2013 Nobel Kimya Ödülünün Universite de Strasbourg, France and Harvard University, Camrbridge, MA, USA'dan Prof.Dr.Martin Karplus'a, Stanford University, School of Medicine, Standford, CA, USA'dan Prof.Dr.Michael Levitt'e ve University of South California, Los Angeles, CA, USA'dan Prof.Dr. Arieh Warshel'e "kompleks kimyasal sistemler için çok ölçekli modellerin geliştirilmesi için" verildiğini duyurmuştur.

Kimyacılar, moleküllerin modellerini oluşturmak için plastik toplar ve çubukları kullanmışlardır. Ancak günümüzde, modelleme bilgisayarlarca gerçekleştirilmektedir. 1970'lerde Martin Karplus, Michael Levitt ve Arieh Warshel kimyasal prosesleri anlamak ve tahmin etmek için oldukça güçlü programlar oluşturmuşlardır. Gerçek yaşamı yansıtan bilgisayar modelleri günümüz kimyasında gerçekleştirilen birçok gelişimde çok önem arz etmişlerdir.


Kimyasal reaksiyonlar ışık hızında gerçekleşirler. Bir milisaniyenin küçük bir kısmında elektronlar bir atomik çekirdekten diğer atomik çekirdeğe atlarlar. Klasik kimya ayakta durmakta zorlanmaktadır: kimyasal bir proseste her bir küçük adımı deneysel olarak gösterebilmek görsel açıdan mümkün değildir. Kimya Nobel Ödülü verilen metotlar yardımıyla bilim adamları egzoz gazlarının bir katalizör yardımıyla saflaştırılması ya da yeşil yapraklardaki fotosentez gibi kimyasal proseslerin detaylarını bilgisayarlarla ortaya koymaktadırlar. 

 

Karplus, Levitt ve Warshel'in çalışması çığır açan bir çalışma olup, Newton'un klasik fiziğini temel kuantum fiziğiyle birlikte çalışmışlardır. Araştırıcıların çalışmaları öncesinde, kimyacılar her ikisinden birisini seçmek zorundaydılar. Klasik fiziğin güçlü yani, hesaplamaların basit ve de oldukça büyük moleküllerin modellenmesinde kullanılabilir olmasıydı. Zayıflığı ise, kimyasal reaksiyonları simüle etmede yetersizliği idi. Bu amaç için, kimyacılar kuantum fiziği kullanmak zorunda kaldılar. Fakat bu hesaplamalar olcukça büyük hesaplama gücü gerektirmekteydi ve de ancak küçük moleküller için yapılabilir durumdaydı. 

Kimya'da bu yılın Nobel Ödüllü bilim adamları klasik ve kuantum fiziğinin her ikisini de kullanan metotları icat etmişlerdir. Örneğin, insan vücudunda hedef bir proteine bir ilacın nasıl bağlanacağında, ilaçla etkileşimde olan proteinin atomlarında kuantum teorik hesaplamalarını bilgisayarlar gerçekleştirmektedir. Büyük proteinin geri kalan kısmı daha az ihtiyaç duyulan klasik fizikle simüle edilmektedir.

Günümüzde bilgisayarlar kimyacılar için bir test tüpü kadar önemli bir araçtır. Simülasyonlar o kadar gerçekçidir ki geleneksel deney sonuçlarını tahmin ederler.

Çeviri:
Doç. Dr. Levent ÇAVAŞ, Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Fakültesi, Kimya Bölümü

Kaynaklar:

 


Son güncelleme: 07.12.2013 02:09