Chien-Shiung Wu

Chien-Shiung Wu (sadeleştirilmiş Çince de 吴健雄; geleneksel Çince de ise 吳健雄. Wú Jiànxióng şeklinde okunur.) 31 Mayıs 1912’de doğmuş, 16 Şubat 1997’de hayatını kaybetmişti. Radyoaktiviteye önemli katkılar yapmış Çin kökenli Amerikalı bir deneysel fizikçidir. Manhattan Projesi'nde çalışmış, gaz yayınımıyla (difüzyon) uranyum metalini U-235 ve U-238 izotoplarına ayrıştıran bir yöntem geliştirmiştir. Eşlem korunumu çürüten ve Wu’nun önderliğinde yapılan Wu Deneyi en önemli çalışmalarından birisidir. Bu çalışması çalışma arkadaşları Tsung-Dao Lee ve Chen-Ning Yang’a 1957 Nobel Fizik Ödülünü kazandırmış, ayrıca Wu’ya da 1978 yılında Wolf Fizik Ödülünü kazandırmıştır. Deneysel fizikteki ustalığı sık sık Marie Curie ile karşılaştırılmasına neden olmuş, ayrıca ‘Fiziğin Leydisi’, ‘Çinli Madam Curie’, ‘Nükleer Araştırmanın Kraliçesi’ gibi saygın takma isimler kazandırmıştır.

Chien-Shiung Wu Çinin Jiangsu bölgesinde, Taicang’da Liuhe kasabasında yaklaşık Şangaya 64 km (40 mil) uzaklıkta 31 Mayıs 1912’de doğmuştur. Babası Wu Zhongyi (吳仲裔), Wu’yu dönemin önemli Çinli filozof ve eğitimcilerinden Hu Shih’in derslerine katılmaya teşvik etmiştir. Babasıyla oldukça yakındı ve babası Wu’nun ilgilerini ona kitaplarla, dergilerle, gazetelerle sarılı olduğu bir ortam yaratarak teşvik etmeyi tutku haline getirmişti. Henüz 11 yaşındayken Suzhou Kadınlar ‘Normal Okulu-2’ye(Normal Okulu/Normal School lise mezunlarını öğretmen olarak eğiten okulların genel adıdır.) gitmek üzere evden ayrıldı.

1929 senesinde Wu Nanjing’deki Ulusal Merkezi Üniversite’ye başvurdu. Dönemin hükûmet düzenlemeleri ‘’Normal Okul’’ mezunlarının üniversiteye gidebilmek için en az 1 yıl öğretmenlik yapmasını zorunlu kılıyordu. Bu nedenle 1929 yılını Hu Shih tarafından kurulmuş olan Şangay’daki Çin Halk Okulunda (中國公學) öğretmenlik yaparak geçirdi.

1930’dan 1934’e kadar Wu Ulusal Merkezi Üniversite’de eğitim gördü. Eğitimine matematik ile başladı ancak ardından fizik bölümüne geçti. Diplomasını Nanjing’deki Ulusal Merkezi Üniversite’nin fizik bölümünden aldı. Mezun olduktan sonra 2 yıl fizik alanında master’a devam etti, bir yandan da Zhejiang Üniversitesinde asistanlık yaptı. Wu, master derecesini alınca Sinica Akademisinin Fizik Enstitüsü’nde araştırmacı olarak çalışmaya başladı. 1936 yılında ise Amerika Birleşik Devletleri’ne taşında.

Wu fizik çalışmalarını Çinin fiziksel şartlarında mümkün olandan yüksek seviyelere taşımaya karar vermişti. Bu nedenle Amerikan üniversitelerine, özellikle California’dakilere başvurularda bulundu. Michigan State Üniversitesi’nden olumlu cevap alması üzerine Taicang’lı bir kimyager olan arkadaşı Dong Ruofen (董若芬) ile birlikte Çinden Amerikaya Uzun bir deniz yolculuğuna çıktı.

İki arkadaş 1936’da San Francisco’ya vardı. Berkeley’deki California Üniversitesini gördükten sonra Wu’nun lisansüstü eğitim planları tamamen değişti. Burada Çin Cumhuriyetinin kendi kedisini Çin İmparatoru ilan eden ilk devlet başkanı Yuan Shikai’nin torunu, fizikçi Luke Chia-Liu Yuan ile görüştü. Buna ilaveten Wu’nun başarıları ona, kısa süre içerisinde cyclotron parçacık hızlandırıcısını (cyclotron parçacık hızlandırıcısı; yüklü parçacıkları dairesel yörüngelerde merkezden dışarıya doğru ivmelendiren bir tür parçacık hızlandırıcısı) icat edip fizikteki uygulamalarını geliştirerek 1939 Nobel Fizik Ödülünü kazanacak olan Ernest O. Lawrence’ın altında çalışma şansını verdi. Bu nedenle Michigan’da çalışma planlarından vazgeçerek Berkeley’e kaydoldu. Fizik doktorasını hızla 1940 yılında tamamlayarak hem araştırmasında hem de eğitiminde büyük ilerlemeleri bir kısa süre içerisinde katetti. 1942 yılında vatandaşı Yuan’la evlendi. 1947 yılında oğulları Vincent Yuan (袁緯承) dünyaya geldi. İleride Vİcent’de fizikçi oldu. 16 Şubat 1997’de 84 yaşında geçirdiği inme sonucu New York’ta hayatını kaybetti. Hayatını kaybettiğinde Columbia Üniversitesinde fizik profesörüydü.

Wu ve Yuan evlendikten sonra ABD’nin doğu yakasına taşındı. Burada Wu önce Smith Üniversitesinde öğretim üyesi oldu, ardından 1942-1944 arasında New Jersey’deki Princeton Üniversitesinde çalışmaya başladı. Princeton Üniversitesi Fizik Bölümünde ders veren ilk kadın oldu. Ardından 1944 yılında kendisini 1980 yılına kadar çalışmaya devam edeceği New York’taki Columbia Üniversitesinde buldu.

1942-1944 arasındaki 2 yılı Wu Berkeley Üniversitesinde araştırma asistanı olarak geçirdi. Aynı zamanda Şangay’daki Ulusal Bilim Akademisinde ve Smith Üniversitesinde dersler verdi. Bu dersler genellikle x ışını örütçözümbilimi hakkındaydı. 1958’de kadrolu profesör oldu ve Ulusal Bilim Akademisi’ne seçildi.

Columbia Üniversitesinde Wu ayrıca Manhatten Projesinin araştırma ve geliştirilmesine katıldı. Gaz yayınımı (difüzyonu) yöntemiyle uranyum metalini U-235 ve U238 izotoplarına ayrılmasının gelişimine katkıda bulundu. Bu yöntem Oak Ridge, Tennesee yakınlarındaki yapımı 1944 yılında başlamış olan K-25 tesislerinde çok büyük ölçeklerde uygulandı. 1946 yılından 1952’te kadar Columbia Üniversitesi fizik bölümünde araştırmacı üye olarak çalıştı. Ardından 1958’e kadar 6 yıl boyunca doçent unvanıyla çalıştı. 1958’de profesörlük unvanını aldı ve 1981’de de emekli oldu. Bu sırada Columbia Üniversitesinde nükleer radyasyonun şiddetini ölçmek için kullanılan Gieger sayacının geliştirilmesinde de çalıştı.

Columbia’da Wu Çin doğumlu teorik fizikçi Tsung-Dao Lee ile bizzat tanıştı. 1950’lerin ortalarında Lee ve bir diğer Çinli teorik fizikçi, Chen Ning Yang, eşlem korunumu üzerine çalışmaya başladılar. Deneysel sonuçlara dair yaptıkları kütüphane araştırmalarında bu kanunun elektromanyetik etkileşimler ve büyük kuvvet (güçlü nükleer kuvvet) için geçerli olduğu sonucuna vardılar. Ancak bu teori henüz küçük kuvvet (zayıf nükleer kuvvet) için sınanmamıştı ve Lee ve Yang’ın kuramsal çalışmaları kuramın büyük ihtimalle bu tür etkileşimlerde geçerli olmayacağını gösteriyordu. İkili eşlem korunumunu zayıf nükleer kuvvet için test edebilmek için birçok laboratuvar deneyi tasarladı. Lee bu deneylerin içinden en uygun olanını seçmesi, laboratuvar gereçlerini tasarlaması ve ardından deneyi uygulaması için Wu’dan yardım istedi. Wu bu deneyi, yapmayı, deneye bir radyoaktif kobalt-60 örneğinin çok düşük sıcaklıklara kadar soğutulmasının da eklenmesi şartıyla kabul etti. Kobalt-60 beta ışınımı yaparak bozunan bir iztoptu ve beta ışıması Wu’nun bir diğer uzmanlık alanıydı. Aşırı düşük sıcaklıklar kobalt atomlarının termal titreşimlerini neredeyse sıfıra indirmek için gerekliydi. Wu ayrıca kobalt-60 örneğinin atomik çekirdeğindeki bütün spinleri aynı yöne toplamak için örneğe düzgün bir manyetik alan uygulamak zorundaydı. Bu aşırı soğuk sıcaklıkta gerçekleştirilecek deney için Wu’nun da Ulusal Standartlar Bürosunun sıvı-gazlar konusundaki uzmanlığına ihtiyacı vardı. Bu nedenle deneyi gerçekleştirebilmek için Maryland’deki Ulusal Standartlar Bürosunun merkezine beraberinde deney ekipmanlarıyla gitti.

Lee ve Yang’ın teorik hesaplamaları kobalt-60 atomlarının yaydığı beta parçacıklarının asimetrik olarak yayılması gerektiğini öngörüyordu ve bu durum eşlem korunumu kanunu çürütüyordu. Wu’nun NBS’deki deneyleri bu fikri doğruladı: zayıf nükleer etkileşim altında eşlem korunmuyordu. Aynı durum kısa bir süre içerisinde Wu’nun Columbia Üniversitesindeki meslektaşları tarafından başka deneylerle de doğrulandı. Bu deneylerin sonuçları yayınlandıktan kısa bir süre sonra birçok laboratuvarda farklı deney düzenekleriyle test edildi ve birçok kez doğrulandı. Wu’nun 1965’te yayınlanan Beta Bozunumu adlı kitabı günümüzde hala nükleer fiziğin temel referans kitabı olarak kabul edilir.

Wu’nun yaptığı bir diğer önemli deney ise Pryce ve Ward’ın ters yönlere ilerleyen iki fotonun kuantum kutuplaşmalarının bağıntılarına ilişkin hesaplamalarının doğrulanmasıydı. Bu deney, dolaşık bir foton çiftinin doğurduğu kuantum sonuçlarının (EPR) Einstein-Podolski-Rosen paradoksuuna veya durumuna uygulanabilirliğinin ilk deneysel doğrulanışı olmasıyla önemliydi. Wu ayrıca 1956 yılında yaptığı bir deneyle çekirdekteki etkileşimleri açıklayan simetri yasasını çürüttü.

Wu, 1956 Haziranında tamamladığı ve 1957’de basılan ‘’Beta Bozunumunda Eşlem Korunumuna Dair Deneyler’’ kitabında beta bozunumu deneyinden topladığı verileri ve bulgularını paylaştı. Onun bulguları ilk kez eşlem korunumuna uymayan bir durum tespit etmemizi sağlamış oldu.

Wu daha sonra hemoglobini deforme ederek orak hücresi hastalığına yol açan moleküler değişimleri inceleyen araştırmayı yönetti. 1960’a kadar Mössbauer etkisi üzerine çalıştı ve ardından manyetizimle ilgili çalışmaya başladı.