Georges Charpak Kimdir?

Modern fiziğin seyrini değiştiren, parçacık dedektörleri alanında devrim yaratan bir dahi olan Georges Charpak kimdir?

Onun hikayesi, bir Doğu Avrupa gettosundan başlayıp Nazi toplama kampından sağ kurtulduktan sonra Nobel Ödülü’ne uzanan, ardından da dünya çocukları için fen eğitiminde reform yapma tutkusuna dönüşen bir belgesel film senaryosudur. O, parçacıkları saniyede milyonlarca kez yakalayabilen “çok telli oransal oda”yı icat eden ve bu icadıyla tıptan eğitime kadar insanlığa hizmet eden ender bilim insanlarından biridir.

Georges Charpak Biyografisi

1924 yılının 1 Ağustos sabahı, o zamanlar Polonya topraklarında bulunan (bugün Ukrayna sınırları içindeki) Dubrovytsia köyünde, Yahudi bir ailenin çocuğu olarak dünyaya geldi. Gerçek adı Jerzy Charpak’tı. Babası Maurice, annesi Anna Szapiro, küçük Jerzy henüz yedi yaşındayken, daha iyi bir yaşam umuduyla ailesini toplayıp Paris’e göç etti. Bu, onun hayatındaki ilk büyük dönüm noktasıydı; genç Charpak, Fransız eğitim sistemine olan borcunu hep “önüme gelen her şeyi ayırt etmeden yuttum” diyerek anlatırdı.

Ancak kaderin acı cilvesi, onu Paris’te sakin bir okul hayatı beklemiyordu. II. Dünya Savaşı patlak verdiğinde ve Naziler Fransa’yı işgal ettiğinde, Charpak henüz 15 yaşındaydı. Charpak tam bir yıl boyunca ölümün kıyısında yaşadı. Alman muhafızlar, onun siyasi bir mahkum olduğunu düşünüyorlardı; aslında bir Yahudi olduğunu bilmiyorlardı. Kampın 1945’te kurtarılması, onun için sadece fiziksel bir özgürlük değil, aynı zamanda bilime adanmış bir hayatın da başlangıcı oldu. Savaşın bitiminde, 21 yaşında, Fransız vatandaşı olarak hayata yeniden tutundu.

Savaş sonrası Paris, Charpak için adeta bir üniversiteydi. Fransa’nın en prestijli mühendislik okullarından biri olan École des Mines’e girdi ve 1948’de mezun oldu. Ancak onun asıl yuvası, Nobel ödüllü büyük fizikçi Frédéric Joliot-Curie’nin laboratuvarıydı. Collège de France’da Joliot-Curie’nin yanında çalışmaya başlayan Charpak, 1954 yılında nükleer fizik alanında doktorasını tamamladı. Bu yıllarda Fransa Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nde (CNRS) çalışıyor ve genç bir araştırmacı olarak adını duyurmaya başlıyordu.

1959 yılı, Charpak’ın kariyerinde bir dönüm noktası oldu. Cenevre’deki Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’ne (CERN) katıldı. Burada, Amerikalı fizikçi Leon Lederman’ın ekibinde, müon adı verilen temel parçacığın manyetik momentini ölçmeye çalışıyordu. O sırada artık tutkusunu bulmuştu: Parçacık dedektörleri.

Parçacık Fiziğinde Devrim

1960’ların sonlarına kadar, fizikçiler parçacık çarpışmalarının izlerini görmek için “kabarcık odaları” kullanıyordu. Bu yöntem, bir fotoğraf makinesinin flaşı gibi, saniyede sadece bir ya da iki olayı kaydedebiliyordu. Bu, yeni ve daha güçlü hızlandırıcılar çağında felaketti. Fizikçiler, nadir gerçekleşen olayları yakalayabilmek için binlerce, milyonlarca parçacık izini incelemek zorundaydı. İşte tam bu noktada Charpak, 1968 yılında “çok telli oransal oda”yı (multiwire proportional chamber) icat etti.

Charpak’ın buluşu, basit ama dahiyaneydi. Bir kutu gazın içine, birbirine paralel yüzlerce ince tel gerildi. Tellerin üzerinde yüksek voltaj vardı. Yüklü bir parçacık bu kutudan geçtiğinde, gaz atomlarını iyonize ediyor elektronlarını söküp atıyordu. Ortaya çıkan elektronlar, pozitif yüklü tellere doğru sürükleniyor ve bir elektrik sinyali üretiyordu. Bu sinyal, bir bilgisayara doğrudan aktarılabiliyordu.

Bu buluşun sonuçları yıkıcıydı:

• Hız:Artık fizikçiler, saniyede milyona kadar parçacık olayını kaydedebiliyordu. Bu, kabarcık odalarına göre bin kat daha hızlıydı.
• Hassasiyet:Tellerin birbirine çapraz konumlandırılmasıyla, parçacığın üç boyutlu izi milimetrenin altında bir hassasiyetle belirlenebiliyordu.
• Otomasyon:Veriler, dev fotoğrafların gözle incelenmesi yerine, anında bilgisayar analizine hazır hale geliyordu.

Charpak bu icadıyla sadece bir alet yapmamıştı; adeta parçacık fiziğinin “Hubble teleskobunu” inşa etmişti. Bu dedektör sayesinde, daha sonra Samuel C.C. Ting J/psi parçacığını, Carlo Rubbia ise W ve Z bozonlarını keşfetti. Her iki bilim insanı da bu keşifleriyle Nobel Ödülü kazandı ve kullandıkları dedektörlerin temelinde Charpak’ın icadı vardı.

Nobel Ödülü ve Bilime Etkisi

Charpak, bu devrimsel buluşu nedeniyle 1992 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü. İlginç bir anekdot olarak, ödülü kazanacağı haberi, meslektaşı Ioannis Giomataris ile birlikte yeni bir dedektör olan “hadron-kör dedektör” üzerinde çalıştıkları bir deneyin hemen ertesinde geldi. Ödülü kazandığında, artık emekli olalı bir yıl olmuştu ve Paris’teki ESPCI Paris’te ders vermeye devam ediyordu.

Charpak’ın icadı, fizik laboratuvarlarının dışına da taştı. Tıp alanında, X-ışını görüntüleme sırasında hastaların (özellikle çocukların) maruz kaldığı radyasyon dozunu ciddi oranda azaltan yeni nesil dedektörlerin geliştirilmesini sağladı . Charpak, bu teknolojiyi ticarileştirmek için birkaç şirketin kurulmasına öncülük etti. Artık o, sadece bir laboratuvar fizikçisi değil, aynı zamanda bir insanlık gönüllüsüydü.

La main à la pâte: Eğitimde Reform

Charpak’ın belki de Nobel Ödülü kadar kalıcı bir mirası, eğitim alanındaki çalışmalarıdır. 1990’ların ortasında, arkadaşı Leon Lederman’ı Chicago’da ziyaret ettiğinde, okullarda uygulamalı bilim eğitimi veren bir projeyi gördü. Bu fikir onu derinden etkiledi. Döndüğünde, Fransa’da aynı şeyi yapmaya karar verdi. 1996 yılında, Fransız Bilimler Akademisi’nin desteğiyle “La main à la pâte” (Eller Hamurda) projesini başlattı.

Projenin mantığı son derece basitti: Çocuklar bilimi, tahtadan ya da kitaptan okumamalı, kendi elleriyle yaparak, deneyerek, sorgulayarak öğrenmelidir. İlk başta birkaç yüz öğretmenle başlayan bu hareket, kısa sürede Fransa genelinde binlerce öğretmene ulaştı ve eğitim bakanlığının resmi desteğini aldı. Bugün Fransız ilkokul öğretmenlerinin yaklaşık %40’ı bu yöntemi kullanıyor. Dahası, bu proje sadece Fransa’da kalmadı; Brezilya, Arjantin, Çin, Türkiye ve daha birçok ülkeye yayıldı.

Charpak, hayatının son dönemlerinde nükleer enerjinin barışçıl kullanımının hararetli bir savunucusu oldu ve astroloji gibi sözde bilimlere karşı kitaplar yazdı. O, 29 Eylül 2010’da Paris’te, 86 yaşında hayata gözlerini yumduğunda, arkadaşlarının deyimiyle “gülümseyen ama esnek olmayan, yüce gönüllü bir bilim insanı” kaybetmiştik.

Georges Charpak, bir bilim insanının sadece keşifleriyle değil, bu keşifleri nasıl insanlığın iyiliği için kullanmayı seçtiğiyle de hatırlanması gerektiğinin en güzel kanıtıdır.

Künye / Kişisel Bilgiler

Kaynakça

• Wikipedia, Georges Charpak
• Bioreg Bilim Dergisi, *Eğitim Gönüllüsü Bir Bilim İnsanı: Georges Charpak (1924-2010)*, Dr. Sinem Özgür ve Dr. Adil Denizli
• Encyclopaedia Britannica, Georges Charpak | Biography, Nobel Prize, & Facts
• France 24, Nobel Physics laureate Georges Charpak dies at 86
• Nature, Obituary: Georges Charpak (1924–2010), Ioannis Giomataris
• Nobel Prize Museum, Charpak Georges
• PHYSICS TODAY, Georges Charpak, Ioannis Giomataris, Michel Spiro
• org, Georges Charpak – Biographical
• Oxford Reference, Georges Charpak