Türk bilimadamları, 'matematikçi molekül' geliştirdi!

Moleküller, kimyasal girdiler verildiğinde toplama - çıkarma yapabiliyor!

ANKARA - Geçen yılın TÜBİTAK ödüllü bilim adamı Bilkent Üniversitesi Öğretim Üyesi Prof. Dr. Engin Umut Akkaya, hayal sınırlarını zorlayan icadıyla maddenin en küçük yapı taşlarından olan molekülleri, matematiksel işlem yapabilir hale getirdi.

İcatla, bilgisayar işlemcilerinin bu akıllı nano boyuttaki moleküllerden yapılabilmesi için ilk ve en önemli adım da atılmış oldu. Profesörün icadıyla, gelecekte çok daha küçük boyutta molekül bilgisayarların yapımı da hayal olmaktan çıktı.

Bilkent Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Engin Umut Akkaya, çalışmasına ilişkin bilgi verirken, dünya genelinde başka araştırmacıların da moleküllerle elektronik devreler üzerine çalışmalar yürüttüğü anlattı. Akkaya, uzun yıllar süren araştırmaları sonucunda moleküller dünyasıyla makroskopik dünya arasında ışık aracılığıyla iletişim kurabilen bir dizi molekül geliştirmeyi başardıklarını bildirdi.

Kimyasal yollarla çinko ve kadmiyum gibi iyonları input olarak işleyen molekülün tüm tasarımını kendilerinin yaptığını anlatan Akkaya, moleküle ilişkin şu bilgileri verdi:

"Bu molekül, belirli dalga boylarında (farklı renklerde) ışık verebiliyor. Toplama ve çıkarma yapması için gerekli input kimyasal olarak verilebiliyor, output ise ışık ya da kimyasal formda olabiliyor.

Yaklaşık 0.1 nanometreküp hacimindeki floresans özellikli yeni molekülümüze ışık ve kimyasal inputlarla çalışıyor. Böylece istenen matematiksel işlemleri de yapabiliyor. Şu an sadece toplama ve çıkarma yapabilen molekül üzerinde ileride, şifreleme de dahil olamak üzere çok daha geniş alanda uygulamalar geliştirilecek."

"Molekülün sistem tasarımı çok iyi"

Söz konusu çalışmalarıyla bilgisayarların işlem yapan silisyum çiplerinin moleküllerle yapılmasının ilk ve en önemli adımını attıklarını belirten Akkaya, "Kimya alanında bu tip moleküller, biraz da şans eseri elde ediliyordu. Biz bu çalışmamızda ise ilk kez molekülü kendimiz tasarlayarak geliştirdik. Ne yaparsak nasıl davranır düşüncesiyle hareket ettik. Bu nedenle molekülün sistem tasarımı çok iyi ve o nedenle bilim dünyasında çok ses getirdi ve editörler tarafından çalışmamız kimyanın en prestijli dergisi Journal of the American Chemical Society dergisine kapak olarak seçildi" dedi.

Akkaya, derginin 132 yıllık yayın hayatında Türkiye'den sadece 7 makale yayınlandığını da belirterek, bunlardan 5'inin kendi laboratuvarındaki son 5 yıldaki çalışmaların sonuçlarına ait olduğunu söyledi.

Molekülleri akıllı hale getirdiklerini, bu moleküllerin dış dünyayla ve birbirleriyle iletişim kurabildiğini ifade eden Akkaya, daha sonraki çalışmalarında bunları birbirleriyle biraraya gelecek hale getireceklerini kaydetti.

Akıllı moleküller, bilgisayarların yapamadığını yapacak

Bilgiyi işleyebilen molekülün, aynen bilgisayarlarda silisyum işlemciler gibi bir takım input ve output sistemine göre çalıştığını bildiren Akkaya, "Bu çalışmanın bir ötesi için beklenen konu, bilgi işleyen bu molekülleri birararaya getirerek çok daha üst sistemlere ulaşmak. Bu şimdilik mümkün görünüyor. Bu sistem, özellikle çeşitli hastalıkların tedavisinde güdümlü ilaçlar için oldukça önem taşıyor" dedi.

İlk adımını attıkları çalışmalarında asıl hedeflerinin dışarıdan kontrol edebilebilen ya da kontrol programı yüklenebilir molekül tasarımları yapmak olduğunu dile getiren Akkaya, "Yani moleküler robotiğe doğru giden bir yapılara ulaşmak istiyoruz" dedi.

Akkaya, akıllı moleküllerin gelecekteki kullanımına ilişkin şöyle konuştu:

"Şimdiden 20 yıl sonra bilgisayar yerine bir kap içinde sıvı bir bilgisayar olur mu? diye düşündüğümüzde şu an bundan şüpheliyim. Ama bugün atılan temeller üzerine kurulacak moleküler sistemlerden yararlanarak yapılacak multi-fonksiyonel ilaç taşıyıcı sistemleri, ilaç taşıyıcı moleküler robotik sistemler, pekala mümkün olabilir. Yani aslında biz bugünün yarı iletken tabanlı bilgisayarlarının yaptığını değil, yapamadıklarını hedefliyoruz."

Bilkent Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi ve UNAM-Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Enstitüsü Müdür Yardımcısı Prof. Dr. Engin Umut Akkaya, geçen yıl kanser tedavisinde umut olarak  gösterilen fotodinamik terapi yönteminin etkinliğini büyük oranda arttıran nanoteknoloji tabanlı, ileride de ilaç olarak geliştirilebilecek molekül senteziyle TÜBİTAK Bilim Ödülü almıştı.

Türk mühendisler 40 milyon bilinmeyenli denklemi çözdü !

Türk mühendisler 40 milyon bilinmeyenli denklemi çözdü Türk bilim adamları, İngiltere'den ödünç aldıkları bilgisayar sistemi ile en büyük integral problemini çözmeyi başardı. 40 milyon bilinmeyenli denklemin çözülmesinin sağlık ve savunma sanayiine katkı yapacağı belirtiliyor. Cep telefonlarının sağlığa etkisi de bu sayede tespit edilebilecek. 
Yabancı meslektaşlarına kıyasla kısıtlı imkânlarla çalışan Türk bilim adamları, uluslararası bir başarıya imza attı. Bilkent Üniversitesi Bilişimsel Elektromanyetik Araştırma Merkezi (BiLCEM), tarihteki en büyük integral problemini çözerek dünya rekoru kırdı. Proje lideri Prof. Dr. Levent Gürel ve ekibi, yazılımını ve donanımını kendilerinin hazırladığı paralel bilgisayar sistemi ile 40 milyon bilinmeyenli bir denklemi çözdü. Bu sayede çok üst düzey modellemeler yapmanın mümkün olacağı ve simülasyon sistemi ile özellikle savunma ve sağlık sektörlerinde büyük aşama kaydedileceği belirtiliyor. 
Projenin amaçlarından biri ise cep telefonlarının insan sağlığı üzerindeki etkilerini tespit etmek. Daha önce ABD'nin Illinois Üniversitesi'nde görevli bilim adamları en çok 22 milyon bilinmeyenli denkleme ulaşabilmişti. Rekor, alanında dünyanın en önemli kuruluşu Elektrik-Elektronik Mühendisleri Enstitüsü'nce haziran ayında bilim dünyasına duyurulacak. Başarının ilginç bir de öyküsü var: Yüksek kapasiteli bilgisayarlara ulaşma imkânı olmayan ekip, kendi ürettikleri yazılımlar ile bir paralelleme metodu oluşturdu ve INTEL firması ile temasa geçti. İngiltere'deki sistemini ödünç veren firma, çalışanlarının tatilde olduğu bir hafta sisteme Ankara'dan erişim sağladı. Hafta boyu süren aralıksız çalışma, rekoru da beraberinde getirdi. 
Prof. Dr. Levent Gürel'in liderliğini yaptığı ve doktora öğrencisi Özgür Ergül ile Tahir Malas'tan oluşan BİLCEM ekibi, uzun süredir proje üzerine çalışıyordu. Kendi hazırladıkları yazılımlarla çok çekirdekli birden fazla bilgisayarı bir araya getirdiklerini kaydeden Levent Gürel, yaklaşık 250 gigabyte'lık bir hafıza kapasitesine ulaştıklarını dile getirdi. Bu kadar büyük hafızaya sahip bilgisayarların milyonlarca dolarlık maliyeti olduğunu hatırlatan ekip başkanı, kendi kullandıkları sistemin sadece 150 bin dolar değerinde olduğunu ifade etti. 
Türk mühendisler tarafından geliştirilen çalışma, bilim dünyasında karşılaşılan büyük problemlere çözüm olabilecek nitelikte. Sistemin öncelikli olarak savunma ve sağlık sektörlerinde kullanılması hedefleniyor. Yüksek seviyeli elektromanyetik modelleme sistemi ile uçakların gelişmiş radar çözümlemeleri yapılabilecek, radara yakalanmayan uçak ve gemiler tasarlanabilecek. 
Nano optik görüntüleme ile çok küçük partiküllerin incelenmesi sağlanabilecek. Çalışmanın en önemli amaçlarından biri ise cep telefonunun insan sağlığı üzerindeki etkilerini tespit edebilmek. 
Bilkent Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Başkan Yardımcısı Prof. Dr. Ergin Atalar da çözülen denklemin çok önemli olduğunu belirterek askerî ve sağlık alanında yapacağı katkılara dikkat çekti. Radar sistemlerinin bu çözümle daha detaylı bilgiler verebileceğini anlatan Atalar, "Uçağın büyüklüğünü ve modelini bile tespit edebilirler." diye konuştu. Projenin tıpta da kullanımının mümkün olduğunun altını çizen Prof. Dr. Ergin Atalar, cep telefonunun insan beynini kaç dakikada ne kadar ısıttığı ve bunun ne derece zararlı olduğu bilgisinin elde edilebileceğini dile getirdi.

Matematiğin Şaşırtan Yüzü!

Bunları Biliyor muydunuz?

Bu  yazımız tam da bu başlığın ismine yakışır şekilde şaşırtıcı, ilginç matematiksel gerçekleri içeriyor. Bakalım aşağıda anla­tılan matematik dünyasının ilginç kurallarını ve olay­larını önceden bili­yor muydunuz. 23 kişilik bir grubun içerisinde aynı gün doğum günü­nü kutlayan iki kişi bulma olasılığınız %50′den fazladır.

İstanbul’da aynı sayıda saç teline sa­hip iki kişinin yaşaması olasılığı 1′e çok yakındır. (“pigeonhole” prensibi)

Aynı çevre uzunluğuna sahip tüm şe­killer arasında en büyük alan daireye ait­tir. Benzer şekilde aynı alana sahip tüm şekiller arasında en kısa çevre uzunluğu dairenindir.

Sonsuz çevre uzunluğuna sahip bir şeklin sonlu bir alanının olması müm­kündür. (Ör: kartanesi olarak adlandırı­lan fraktal)

1995 yılında Japon Hiroyuki Goto, pi sayısını 42195. basamağına kadar eksik­siz ezberden söyleyerek Guiness Rekor­lar Kitabı’nda da yer alan en uzun pi sa­yısını hatırlama rekorunun sahibi olmuş­tur. (n = 3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510 58209 74944 59230 78164 06286 20899 86280 34825 34211 70679 82148 08651 32823 … )

M.S. 825 yıllarında Bağdat’ta yaşayan Mohammed ibn-Musa al-Khwarizimi adlı matematikçi “Kitab al-jabr wa al-muqaba-lah” (“Yenileme ve Sadeleştirme Bilimi”) adlı cebir konularının işlendiği bir kitap yazmıştır. Bugün İngilizce’de kullanılan “algebra” kelimesi kitabın başlığındaki “al-jabr” kelimesinden, “algorithm” keli­mesi ise yazarın adındaki “al-Khwariz-mi”den gelmektedir.

Günümüzün en popüler arama moto­ru olan “Google” kelimesi aslında mate­matiksel bir terim olan “Googol” kelime­sinden gelmektedir. 1 rakamını takip eden 100 adet sıfırın oluşturduğu sayıya (yani 10¹⁰⁰) 1 Googol denilmektedir.

Dünya matematik yarışmasında birinci Türkler oldu

Kocaeli'nde eğitim veren Özel Erkul İlköğretim Okulu öğrencileri, 180 bin yarışmacının katıldığı Dünya Matematik Olimpiyatı'nda altın madalya almayı başardı.
Ahmet Güneri, İrem Narman ve Kadir Aslantaş'tan oluşan matematik olimpiyat takımı Türkiye'ye madalya kazandırmış olmanın mutluluğunu yaşıyor. 6. sınıftan itibaren bu yarışmaya hazırlanan öğrenciler yoğun bir çalışma programının ardından gelen birinciliğin sevincini şu sözlerle dile getiriyor: "3 yıldır birlikte aynı takım arkadaşları ile çalışıyoruz. 6. sınıfta başladığımız olimpiyatların 3 yıl sonra karşılığını alıyoruz.

Hedefimiz geleceğin bilim adamları olmak ve Amerika'da aldığımız bu başarıya paralel NASA gibi bir kurumun Türkiye'de bulunmasını sağlamak ve ülkemizde bu çalışmaları yapmaktır." Amerika'nın dışında Singapur 6, Kanada 5, Çin 2, Honk Kong 1, Filipinler 1 ve Guam Adaları 1 madalya kazandı. Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan Nebraska Üniversitesi tarafından yapılan ve dünyanın en prestijli yarışması olarak kabul edilen İlköğretim Okulları Dünya Matematik Olimpiyatı'nın (AMC-8) bu yıl 22'ncisi düzenlendi. İnternet üzerinde yapılan yarışmaya dünya genelinde 180 bin öğrenci katıldı. Türkiye'den de çok sayıda öğrencinin katıldığı yarışma sonuçlandı. Sonuçlara göre Türkiye'de bir tek Özel Erkul İlköğretim Okulu altın madalya aldı. Okulun başarısını kutlayanlar arasında Milli Eğitim Bakanı Hüseyin Çelik de yer aldı. Altın madalya alan öğrenci ve öğretmenleri dün makamında kabul eden Çelik, "Geleceğin Türkiye'sini kuracak olan siz değerli gençlerin bilgiyi uygulamaya dökmenizi istiyorum." dedi.
Bu yıl 22.si düzenlenen AMC-8'de okul puanları, yarışmaya katılan 3 öğrencinin doğru cevap toplamına göre hesaplanıyor. Öğrencilere 25 adet soru soruluyor ve 66 ile 75 puan arasındaki okullara ödül veriliyor. Türkiye'den yarışmaya katılan okullar arasında Özel Erkul İlköğretim Okulu öğrencileri, 66 puanı bularak altın madalya almayı başardı.
Özel Erkul İlköğretim Okulu Matematik Olimpiyatı koordinasyon sorumlusu Kıvanç Yanık, öğrencilerle uzun süredir olimpiyatlara hazırlandıklarını söyledi. Alınan bu başarının kendilerine yeni başarı yolunda güç vereceğini ifade eden Yanık, "Öğrencilerimiz 6. sınıfta ilköğretim müfredatını bitirdiler, 7. sınıfta ise lise müfredatını bitirdiler ve ilköğretimde çıkmış olimpiyat sorularını çözdüler. Bundan sonra da ulusal ve uluslararası düzeydeki yarışmalarda öğrencilerimizin başarısı için yoğun bir çalışma programı ile hazırlıklarımız devam edecektir." dedi.

MATEMATİKTE BAŞARI DA BAŞARISIZLIK DA GENETİK

ABD’de yapılan bir araştırma sayılarla ilgili doğuştan gelen duyarlılığın, matematik yeteneğine sahip olmada okulda alınan eğitimden daha önemli olduğunu ortaya çıkardı. ABD’li bilim adamları matemetikte iyi olmanın, kişinin doğuştan sahip olduğu yeteneğe ve okula başlanan ilk yıllarda alınan eğitim olmak üzere iki faktöre bağlı olduğunu belirtirken, bu iki faktörün birbiriyle olan ilişkisini incelemek üzere bir araştırma yaptılar.

Maryland’de bulunan John Hopkins Üniversitesi araştırmacılarından Justin Halberda, yaptığı araştırmada yaşları 14 olan 64 çocuğa tahmini sayı algılama (ANS) adı verilen bir ölçüm testi yaptı. Seçilen çocukların hepsi geçmişte çok benzer matemetik eğitimi almış ve 5- 11 yaş arasında düzenli olarak matematik testlerine girmişti.

Halberda ve ekibi, katılımcılara bilgisayar ekranında yanıp sönen ışıklar gösterdi. Her ışık, mavi ve sarı renkte, 10-32 kez yanıp söndü. Deneklerden 200 milisaniyelik sürede akıllarında kalan renk ve yanıp sönen ışık sayısını söylemeleri istendi. Bazıları renkleri ve sayıları daha kolay algılayabilirken, bazıları da zorlandı. Tahminleri en yüksek seviyede yapan çocukların, zeka testlerinde en yüksek puan alan çocuklar olduğu ortaya çıktı. Halberda, deneklerin tümünün 5 yaşındayken, yani okula henüz başlamamış ve matematikle tanışmamışken IQ testine tabi tutulduklarını, testi başarıyla geçen çocukların IQ testlerinde en yüksek zeka seviyesine sahip olan çocuklar olduklarını belirtti.

Daha önce yapılan bir başka araştırmada da, bir Amazon kabilesinde eğitim görmemiş çocuklarla Fransa’da eğitim görmüş çocuklara ANS testi uygulanmış, iki grup arasında bariz bir fark olmadığı ortaya çıkmıştı.

Halberda, okulda görülen matematik derslerindeki başarı ya da başarısızlıkların büyük oranda genetiğe bağlı olduğunu söyledi. ABD’li araştırmacı ayrıca, ANS’nin güçlü bir test aracı olduğunu, buna rağmen yüzde 100 kesinliği olmadığını da sözlerine ekledi.

Civcivler toplama çıkarma yapabiliyor!

İtalya'nın Padova ve Trento üniversitelerinden bilim adamları, civcivlerin aritmatikten anladıklarını ortaya koyuyor.

ANKARA - Bilim adamları, civcivlerin iki paravanın arkasına yerleştirilen nesneleri "toplayıp-çıkartma" kabiliyetine sahip olduğunu denemeler yoluyla gösterdi. Araştırmanın liderlerinden Lucio Regolin, denemeler sonucunda civcivlerin, hangi paravanın arkasında daha fazla sayıda nesne olduğunu bulmak için "temel aritmetiğe" başvurduklarını belirtti.

Proceedings of the Royal Society B. dergisinde yayımlanan araştırma sonuçlarında, civcivlerin her zaman, yumurtadan çıkar çıkmaz annelerine yakın kalmaları ya da onu izlemeleri gibi tanıdık nesnelere yakın kalmaya çalıştıkları kaydedildi. Regolin ve meslektaşları denemelerinde, civcivlerin tanıdık bulacaklarını tahmin ettikleri yumurta şeklindeki çikolataların içinden çıkan sarı plastik kutuları kullandı.

Regolin, bu plastik kutuları, her seferinde bir tane olmak üzere paravanın arkasına saklayarak bir civcivin gözü önünde "kaybettirdiklerini" söyledi.

Haberin devamı ↓

---

---

Civciv bu mini matematik sınavını bir kutunun içinden izlerken plastik kutuların 2 tanesinin bir paravanın 3 tanesinin de diğer paravanın arkasına yerleştirildiğini anlatan Regolin, kutusundan serbest bırakılan civcivin, hafızasını kullanarak iki paravandan en çok nesneyi bulundurana gittiğini saptadıklarını ifade etti. Paravanların arkasındaki nesnelerin birinden diğerine geçirilerek sayılarının değiştirilmesinin de bu "aritmetikçi' civcivleri kandıramadığı kaydedildi.

Primatların ve maymunların sayabildikleri ve hatta evcil köpeklerin basit toplamalar yapabildiklerinin halihazırda bilindiğini kaydeden uzmanlar, bu çalışmanın, bu kadar genç bir hayvanın, önceden eğitilmeden, bu kabiliyete sahip olduğunu gösterdiğini belirtti.

Erkekler Matematikte kızlardan iyi değilmiş!

Science dergisinde yayınlanan bir haber, matematikte erkeklerin kızlardan daha iyi olduğuna dair genel kanıyı yalanladı.Oldukça yaygın bir kanaat olan kadınların çoğunun bilim ve teknoloji alanlarında kariyer yapacak donanımlarının olmadığı kanısının aksine, ikinci sınıftan on birinci sınıfa kadar 7 milyondan fazla öğrenciden edinilen test sonuçlarının analizine göre kız ve erkek öğrencilerin matematik puanları arasında herhangi belirgin bir farka rastlanmadı.
Bu çalışma aynı zamanda erkeklerin matematik dehası olmaya kızlardan daha yatkın oldukları varsayımını da sarstı. Araştırma sonuçlarına göre, en yüksek puana ulaşan yüzde 5'lik grupta erkek öğrenciler kadar kızlar da yer aldı.
Araştırmayı yöneten Wisconsin üniversitesinden Psikolog Janet Hyde "Hem aileler hem de öğretmenler matematikte erkeklerin kızlardan daha iyi olduğu yargısını taşımaya devam ediyor." dedi ve ekledi: "Bence bu yargı tam olarak doğru değil."
Hyde ve meslektaşları 2005 ve 2007 yılları arasındaki matematik testlerinin sonuçlarını ayrıntılı olarak incelediler.
Araştırmacılar, California ve diğer dokuz eyaletteki kızlar ve erkeklerin ortalama puanlarını karşılaştırarak hiç bir eyalette kızların ya da erkeklerin belirgin bir üstünlüğü olmadığı sonucuna vardılar.
Sorular karmaşık muhakeme yeteneklerini ölçmeye yönelik tasarlanmış olduğu halde, cinsiyetler arasındaki farklılıklar ihmal edilebilir düzeyde kaldı.
Araştırmaya katılmamış olan Claremont McKenna College'dan psikoloji profesörü Diane Halpern " Bu verilerde kızların matematikte başarılı olamayacağına dair hiçbir şey yok". diye konuştu. Halpern, ayrıca kızların ders müfradatından elde edilmiş testlerde daha iyi puanlar aldığını belirtti.
Doksanlı yıllarda yapılan çalışmalarda erkek ve kız öğrencilerin ilk okulda matematik testlerinde eşit puanlar alırken liseye gelindiğinde erkeklerin kompleks problemler içeren testlerde kızları geride bırakmaya başladığı tespit edilmişti.
Hyde, seçkin üniversitelere girebilme kaygısının kızları üst düzey matematik dersleri almaya itmiş olmasını, doksanlı yıllarlada yapılmış testler ile günümüzde yapılan testlerin sonuçları arasında ortaya çıkan bu farklılığın bir sebebi olabileceğini düşünüyor.