Lise Meitner, radyoaktivite ve nükleer fizik alanında öncü çalışmalara imza atan bir fizikçiydi. Nükleer fisyonun keşfedildiği ekibin bir parçasıydı ve bu sürece “fisyon” adını veren de kendisiydi. Ancak 1945 yılında Nobel Kimya Ödülü yalnızca çalışma arkadaşı Otto Hahn’a verilecekti.
Nükleer fizyon, uranyum gibi çok büyük atomların daha küçük atom çiftlerine bölünmesiyle gerçekleşen fiziksel bir süreçtir. Bu süreç, hem nükleer bombaların hem de nükleer enerji santrallerinin temelini oluşturur. Ancak uzun yıllar boyunca fizikçiler, uranyum gibi büyük atomların (atom kütlesi 235 ya da 238) bu şekilde bölünmesinin enerjik açıdan imkânsız olduğunu düşündü.
Bu düşünce, 11 Şubat 1939’da yayımlanan kısa bir mektupla değişti. Nature dergisine gönderilen bu yazı, yalnızca uranyumun nasıl bölünebileceğini açıklamakla kalmıyor, bu sürece bir isim de veriyordu: fisyon. Mektubun arkasında Avusturyalı fizikçi Lise Meitner ve yeğeni Otto Frisch vardı. İkili, bu olayın fiziksel açıklamasını yaparak nükleer fiziğin gidişatını kökten değiştirdi.
Bu makale nükleer fizik için büyük bir atılımdı. Ancak Lise Meitner bugün hâlâ gölgede kalmış durumda. Çünkü Yahudi bir kadın olarak dönemin bilim dünyasındaki kutlamalara dâhil edilmedi. Hikâyesi, bilim tarihinde derin bir adaletsizliği temsil ediyor.
Bir atomu parçaladığınızda ne olur?
Lise Meitner, fizyonla ilgili açıklamasını “sıvı damlacığı modeli”ne dayandırdı. Bu model, atom çekirdeğini bir su damlasına benzetir ve çekirdeği bir arada tutan kuvvetleri yüzey gerilimiyle açıklar.
Meitner, bir atom çekirdeğinin yüzey geriliminin, çekirdeğin elektrik yükü arttıkça zayıfladığını fark etti. Yük çok yüksekse – örneğin uranyumda olduğu gibi (yük = +92) – yüzey gerilimi neredeyse sıfıra yaklaşır. Bu durumda çekirdek, nötron gibi yüksüz bir parçacıkla çarpıştığında, iki parçaya ayrılabilir. Her bir parça da çok yüksek kinetik enerjiyle fırlar.
Meitner bununla da yetinmedi. Bilim insanlarının neden yanıldığını da anlattı. O dönemde araştırmacılar uranyumu nötronlarla bombardımana tuttuğunda, çekirdeğin bölündüğünü değil, bu nötronları içine aldığını sanıyorlardı. Onlara göre uranyum, bu nötronları emerek onları artı yüklü protonlara dönüştürüyor ve böylece periyodik tabloda uranyumdan sonraki, yani “transuranyum” (uranyum ötesi) elementlere dönüşüyordu.
Bazı bilim insanları, nötron bombardımanının gerçekten transuranyum elementler oluşturup oluşturamayacağı konusunda şüpheliydi. Bunlar arasında Marie Curie’nin kızı Irène Joliot-Curie ve Lise Meitner de vardı.
Joliot-Curie, bu yeni ve sözde transuranyum elementlerden birinin, kimyasal olarak annesinin keşfettiği radyuma çok benzediğini tespit etmişti. Ona göre, ortaya çıkan element büyük ihtimalle uranyumdan türeyen yeni bir element değil, doğrudan radyumdu
Ancak Meitner farklı bir açıklama getirdi. Ona göre söz konusu element radyum değil, radyuma kimyasal olarak çok benzeyen baryum olabilirdi. Bu fark Meitner için kritikti. Çünkü baryum Meitner’in uranyumun parçalanması teorisine göre ortaya çıkacak bir fisyon ürünüydü. Radyum ise değildi; onun atom kütlesi baryuma göre çok fazlaydı. Bu nedenle, baryumun varlığı Meitner’in fisyon açıklamasını doğrudan destekliyordu.
Lise Meitner, nötronların uranyumu gerçekten parçalayabileceğini göstermek için Otto Hahn’a doğrudan bir çağrıda bulundu. Hahn, uranyum örneklerini yeniden saflaştırdı ve kimyasal analiz yaptı. Ortaya çıkan sonuç şaşırtıcıydı: örneklerde radyum değil, baryum vardı.
Bu keşif, uranyum çekirdeğinin ikiye bölünüp farklı ve daha hafif çekirdekli elementlere dönüştüğünü kanıtladı. Yani Meitner’in fisyon teorisi doğruydu. Uranyum, bir nötron darbesiyle parçalanmış ve yepyeni elementler ortaya çıkmıştı.
Lise Meitner Geri Planda Bırakıldı
Lise Meitner, çağının en büyük keşiflerinden birine imza atmasına rağmen, hak ettiği takdiri göremedi. Yahudi olması ve kadın olması, onun önüne iki büyük engel koydu. Yahudi karşıtlığı nedeniyle İsveç’e sığınmak zorunda kaldı.
Eğer yalnızca bir engelle karşılaşsaydı belki bilim camiası onu dışlamayacaktı. Ama iki kimliği birden, onu dışarıda bıraktı. Nükleer fisyonun keşfi üzerine yayımlanan makalede onun adı geçmedi. Keşfi birlikte gerçekleştirdikleri erkek meslektaşları ise ödüllerle onurlandırılacaktı.
Lise Meitner, Almanya’dan sürgüne gitmiş olsa da Hahn ve Fritz Strassmann ile yazışarak çalışmayı sürdürdü. Bu zorlu koşullarda ortaya çıkan en önemli sonuç, uranyumun baryuma bölündüğünü gösteren bulguydu.
Ancak makale yayımlanırken, Hahn siyasi baskılardan çekinerek Meitner’in adını dışarıda bıraktı. Üstelik katkısını da önemsiz gösterdi. Oysa baryumu izole etme fikrini ona veren bizzat Meitner’di. Hahn, mekanizmayı açıklayamayınca bu görevi Meitner üstlendi. Nature dergisine yazdığı mektupta, atom çekirdeğinin nasıl parçalandığını, yani fisyonun fiziğini ilk kez o açıkladı.
Oysa Hahn, uranyumun nasıl bölündüğünü kendi başına açıklayamıyordu. Makalesinde bu süreci açıklayan hiçbir fiziksel mekanizma sunamadı. Buna karşılık Meitner, birkaç hafta sonra Nature dergisine yazdığı mektupta, Hahn’ın bulgusunu açıklayan fisyon sürecini adım adım anlattı. Kısacası, “Hahn’ın keşfi” olarak tanıtılan olayın arkasındaki fiziksel çözümü yazan yine Meitner’di.
Bu yaşananlar Meitner’ın durumunu değiştirmedi. Nobel Komitesi, 1944 Nobel Kimya Ödülü’nü “ağır atom çekirdeklerinin fisyonunun keşfi” gerekçesiyle yalnızca Otto Hahn’a verdi. Oysa “fisyon” terimini ilk kez kullanan kişi Hahn değil, Meitner’dı. Hatta Hahn’ın orijinal makalesinde bu terim hiç geçmiyordu.
Bu karar, Nobel tarihindeki en tartışmalı örneklerden biri haline geldi. Pek çok eleştirmen, bunun açık bir cinsiyetçilik ve ırkçılık örneği olduğunu savundu. Marie Curie, kendisinden önce gelen bir başka kadın nükleer fizikçi olarak iki Nobel kazanmıştı. Ancak Meitner’ın nükleer fiziğe yaptığı katkılar Nobel Komitesi tarafından hiçbir zaman takdir edilmedi. Sonuçta bilim dünyasına yön veren isimlerden biri olmasına rağmen Meitner, hâlâ çoğu insan tarafından tanınmıyor.
Sonuç Olarak
Savaştan sonra Meitner, Stockholm’de kalmaya karar verdi ve İsveç vatandaşı oldu. Hayatının ilerleyen dönemlerinde geçmişte yaşananları geride bırakmayı seçti. Hahn ile yeniden bağlantı kurdu ve seksenli yaşlarındaki bu iki eski dost arkadaşlıklarını yeniden canlandırdı. Nobel Komitesi, hatasını hiçbir zaman resmen kabul etmedi. Ancak Meitner’a yapılan haksızlık bir nebze olsun 1966 yılında telafi edildi. ABD Enerji Bakanlığı, Meitner’a, Hahn’a ve Strassmann’a birlikte Enrico Fermi Ödülü’nü verdi. Gerekçe, “doğal radyoaktivite üzerine öncü çalışmalar ve fisyonun keşfine yol açan kapsamlı deneysel araştırmalar”dı.
Bu yirmi yıllık gecikmiş takdir, Meitner’ın hayattayken onurlandırılmasını sağladı. Kaderin ilginç bir cilvesi olarak, Meitner ve Hahn 1968 yılında, sadece birkaç ay arayla, 89 yaşındayken hayatlarını kaybetti.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Meitner, L., Frisch, O.R. Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction. Nature 143, 239–240 (1939). https://doi.org/10.1038/143239a0
- Lise Meitner – the forgotten woman of nuclear physics who deserved a Nobel Prize. Yayınlanma tarihi: Kaynak site. Conversation. Bağlantı: Lise Meitner – the forgotten woman of nuclear physics who deserved a Nobel Prize
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
