Çarpıcı Bir Hikâye

    Londra'daki Amerikan Büyükelçiliği'nin yakınlarında, sakin bir sokakta, sıcak hava, ateşe dayanıklı kapılar ve duvardan duvara sentetik halılar gibi, teknolojinin insan hayatını kolaylaştırıcı pek çok örneğini sunan modern bir otel var. Müşteriler elleriyle veya anahtarlarıyla kapı kilidine dokunduğunda, bu hoş ortamın hesaba katılmayan bir özelliği ile karşılaşıyorlar: elektrik çarpması.
    Bu sorun, çoğunlukla yün, pamuk gibi doğal malzemelerin kullanıldığı ve nemli bir iklimin hüküm sürdüğü Britanya'da pek yaygın değil, ancak sorunun kökleri elektrik biliminin başlangıcına dek uzanıyor.

Otel müşterilerini zıplatan çarpılmalara durağan elektrik neden oluyor. Fabrikalar ve elektrik santrallarının olmadığı günlerde, elektrik üretimi, daha çok doğa felsefecilerinin ilgi alanına giren epey tehlikeli bir işti. Elektrik biliminin ilk öğrencileri, 3000 yıldan daha uzun bir süre önce Suriye'de yaşamış kadınlardı. Sol ellerinde işlenmemiş yün sarılı bir öreke, sağ ellerinde de örekeden gelen gevşek yün liflerini sağlam bir iplik halinde büken bir iğ tutarak, yün eğiriyorlardı. İğ çoğunlukla kehribardan yapılıyordu. Kehribarın durmadan hav ve toz çektiğini fark eden kadınlar, bu alete Harpaga (tutucu) ismini vermişlerdi. Bu sözcük daha sonra İngilizceye de taşındı.
    Bu zekice gözlemden sonra gelişme yavaş oldu. Yün eğiren kadınlar tarafından fark edilen bu ilginç özelliği taşıyan malzemeler, kehribarın Eski Yunancasından gelme bir sözcük olan 'elektrikli' sözcüğüyle adlandırılmaya başlandı. Ancak elektrik ile mıknatıslık birbiriyle çokça karıştırılıyordu. Aradaki farkı kavrayan bir kaç bilginden biri de Aziz Augustinus'tu. Sürekli elektrik üreten ilk makineyi, yaklaşık 300 yıl önce, Magdeburg belediye başkanı Otto von Guericke yapmıştı. Bu makine yalnızca, elle ovuşturulduğu zaman elektriklenen, 'yaklaşık bir bebek başı büyüklüğünde' bir kükürt topağından oluşuyordu. Daha özenli yapılan ve bir makine ile döndürülen elektrik topları, eğitim ve eğlence amaçlı olarak çokça kullanıldı.
    Stephen Gray, Charterhouse'da (İngiltere'de parasız yatılı bir okul) okuyan bir öğrenciydi. Hatır hutur yemek yemeyi ve dinsel düşüncelere dalmayı sevmediğinden, zamanını yakınlardaki Grey Friars School'dan öğrencilerin yardımıyla elektrik araştırmaları yaparak geçiriyordu. 1730 yılının baharında, iki ipek halat yardımıyla havada asılı duran bir çocuğun ayaklarına elektrik etkisi uygulayarak ve çocuğun yüzünden kıvılcımlar çıkartarak müthiş bir deney yaptı. Birkaç yıl sonra, bir Fransız diplomatı ve amatör bir bilim adamı olan Charles Du Fay bu deneyden hareketle önemli sonuçlara ulaştı.
    Elektrik, diyordu Du Fay, akışkan bir şeydir. Metallerin içinden serbestçe akabilir, fakat başka maddeler tarafından engellenir. Du Fay bu maddeleri elektrikli biçiminde adlandırıyordu, bizimse artık yalıtkan olarak tanımlamamız gerekiyor. Yalıtkan bir maddenin üzerinde bir elektrik yükü üretilirse, yük bu madde üzerinde kalır ve durağan elektrik meydana getirir. Elektrik yükü, iletken bir maddenin, örneğin bir metalin üzerinde epey kolay üretilir, ancak bu yük genellikle iletkenin üzerinden hemen akar. Öte yandan metal bir nesne, çevresinden dikkatli bir biçimde yalıtılırsa, bir elektrik yükünü, bir kehribar parçası veya bir kükürt topağı kadar iyi tutar.
    Elektrik akışkanı, diye devam ediyordu Du Fay, iki türlü olabilir. Balmumu ovuşturulduğunda reçinemsi elektrik üretilirken, cam üzerindeki sürtünme ile de camsı elektrik üretilebilir. Elektrik yükü bir cisimden diğerine ancak cisimler birbirine temas ederse aktarılabilir, iki cisim de aynı tür elektrik akışkanı ile yüklenmişse birbirlerini iterler, ancak cisimlerden biri camsı diğeri de reçinemsi elektrik ile yüklü ise, cisimler arasında bir çekim kuvveti gözlenir.
    1747 yılında Benjamin Franklin, elektriğin yalnızca tek bir türü olduğuna dair şaşırtıcı ölçüde yenilikçi bir görüş ileri sürdü, Camsı elektriklenme, diyordu, yalnızca bir fazlalıktır (diğer bir deyişle artı bir yüktür) ve reçinemsi elektriklenme de bir eksikliktir; bu da benzer biçimde, eksi yük olarak nitelendirilir.
    Yüz elli yıl sonra, elektriğin tek bir akışkan olduğu kuramı deney yoluyla kesin olarak kanıtlandı. Temel birim, Franklin'in sınıflandırmasına göre eksi yüklü olması gereken bir parçacık olan elektrondu.
    J. J. Thomson'un 1897 yılında elektronu keşfetmesinden kısa bir süre önce, Baltimore'lu H. A. Rowland, bir başka önemli deney daha yaptı. Ebonitten yapılma yuvarlak ve yassı bir cismin üzerine bir elektrik yükü koydu, cismi hızla döndürdü ve yakına yerleştirilen bir pusulanın iğnesinin saptığını gösterdi. Bu yolla uzun süredir kuşku duyulan bir şeyi, elektrik akımının yalnızca elektrik yükünün bir hareketi olduğunu kanıtladı.
    On dokuzuncu yüzyılın sonuna gelindiğinde, çağlar boyunca filozofların ve zanaatkarların ilgisini çeken elektrik bir muamma olmaktan çıkmıştı. Öte yandan, eski moda durağan elektriklenme yirminci yüzyılda daha da önemli olacaktı. Durum konuya meraklı biri tarafından şöyle dile getiriliyordu :

    Maryland, MS 1653
    Kasım ayı civarında, yukarıda adı geçen eyalette görevli Binbaşı Nicholas Sewall'un eşi Bayan Susanna Sewall'un giydiği bütün elbiselerin üzerinde, (ateş almış gibi) tuhaf kıvılcımlar çaktı ve bu Hazreti Meryem yortusuna (şubat ayının ikinci gününe) kadar sürdü. Adı geçen Susanna, Albay John Harris, Bay Edward Braines, Albay Edward Poneson gibi kişilerin yanında, birkaç elbisesini giydi ve elbiseler sallandığı zaman kıvılcımlar çıktı ve ateşe atılmış defne yapraklan gibi bir ses çıktı...

    Bayan Sewall durağan elektriğin ilk kurbanlarından biriydi. Yine de bu çileli durumu centilmen dostlarını eğlendirmek gibi iyi bir amaç için kullanmasını bildi. Sonraki seansların birinde iç etekliğini kız kardeşi Bayan Digges ile değişti ve parıltılı bir gösteri daha sunarken Yeni Dünya'daki ilk elektrik deneyini de gerçekleştirmiş oldu.
    Günümüzde yaygın olarak kullanılan malzemelerle durağan elektrik üretmek mümkün. Örneğin, iç çamaşırları çıkartılırken veya saç taranırken bile elektrik kıvılcımları üretilebilir. Maryland'in ilk sakinlerini bu kadar çok şaşırtan şey aslında iki sürece dayanıyor. Bu süreçlerin ilki, iki katı madde birbirleriyle temas edip ayrıldığında, neredeyse her zaman elektrik yüklerinin oluşmasıdır. Elektriklenme çoğunlukla maddeler ayrılmadan önce birbirlerine sürtülerek arttırılır, ancak hiçbir sürtünme olmadan da elektrik yükü elde edilebilir.
    Metaller, inşaat malzemelerinin çoğu ve vücudumuzun dokuları da dahil olmak üzere pek çok madde, elektrik akımlarının oldukça serbest hareket etmesine izin verir. Bu nedenle, sürtünme veya temas yoluyla oluşabilen elektrik yükleri genellikle kısa sürede toprağa akar.
    Yalıtkan maddelerin üzerinde oluşan yükler hareket etmez ve neredeyse süresiz olarak birikebilir. Yükün çevresindeki elektrik alanı, yük taşıyan nesne ile en yakındaki topraklanmış iletkeni birbirinden ayıran hava yalıtımını yenecek kadar büyük olduğunda, sınıra ulaşılır. Bu durumda yük, çoğunlukla görünür bir kıvılcımla kaybolur. Yük bir insanın vücudunda ise, kıvılcımdaki akıma bağlı olarak algılanabilir bir elektrik çarpması yaşanabilir.
    Yürüdüğümüz zaman zeminde ve ayakkabılarımızın tabanında elektrik yükleri oluşur. Bir ayakkabı üzerindeki yük genellikle, zemine basıldığı zaman kaybolur ve ayakkabı havaya kalktığında da yeniden ortaya çıkar. Zemin iyi bir yalıtkan ile, örneğin sentetik bir halı veya başka yapay bir malzeme ile kaplanmışsa, yük toprağa akamaz, yürüyen kişinin derisine ve giysilerine yayılır. Kapı kolu veya ışık anahtarı gibi topraklanmış bir nesneye dokunulur dokunulmaz da elektrik yükü, geçişi sırasında hafif bir çarpma etkisi yaratarak en kolay yoldan toprağa akar.
    Pek çok durumda bu etki yalnızca rahatsız edicidir, ancak bazen tehlikeli de olabilir. Durağan elektriğin akışı ile oluşan kıvılcım, çevrede narkoz gazları, örneğin eter varsa, bir patlamaya neden olabilir.
    Narkoz gazlarının patlayıcı olanları çoğunlukla günümüz cerrahisinde kullanılmıyor, yine de ameliyathanelerde durağan elektriğin birikmesine karşı pek çok önlem uygulanır. Plastik maddeler ve yapay kumaşlar kullanılmaz. Sedye tekerlekleri, serum boruları ve diğer aletlerde kullanılan plastik, oldukça iyi bir elektrik iletkenliği olan özel üretilmiş bir plastiktir. Böylece durağan elektriğin birikmesi engellenir. Zemin mozaik değilse, elektriksel özellikleri önceden incelenmelidir.
    Durağan yük, plastik levha, kâğıt ve sentetik kumaş üretiminde de bir derttir. Bu malzemelerin üretiminde kaçınılmaz olan sürtünme, tabakaların veya ipliklerin denetlenemeyen bir biçimde uçuşmasına yol açabilen büyük yükler meydana getirir. Suriyeli kadınların 3000 yıldan daha önce keşfettikleri gibi, elektrik yükü taşıyan nesneler, dokuma ürünlerinin görünüşünü bozabilecek derecede toz çeker. Seyrek de olsa, durağan elektriklenmenin yol açtığı kıvılcım atlaması fabrikalarda yangınlara veya patlamalara neden olabilir.
    Bu sorunla başa çıkmanın yolu, havayı iyonize etmek, yani elektronlarla ve artı yüklü atomlarla doldurmaktır. Durağan elektriklenme eksi yüklüyse, yüklü yüzey havadaki artı yükleri çeker ve nötr (yüksüz) bir elektriksel duruma geri döner. Artı yüklü bir durağan yük de benzer bir biçimde havadan çekilen elekronlar taralından ortadan kaldırılır, iyonların ve elektronların havaya verilmesi devam ettiği sürece, potansiyel bir tehlike olan durağan yük birikmeleri anında dağıtılır.
    İyonize etmenin basit bir yolu, uygun bir radyoaktif kaynağı elektriklenen nesnenin yanına yerleştirmektir. Kaynağın sürekli olarak yaydığı ışınım havanın iyonize olmasını sağlar ve (uzun ömürlü bir izotop seçilmişse) işlem kendi başına yıllarca devam eder.
    Durağan elektriklenme her zaman tehlikeli değildir, örneğin, boya damlacıklarına büyük bir elektrik yükü verilerek boya püskürtme işleminin verimi büyük ölçüde artırılıyor. Böylece, yükleri nedeniyle birbirlerini iten damlacıkların yüzeye daha düzenli dağılmaları sağlanıyor. Aynı yöntem tarımsal ilaçlamada da kullanılıyor.
    Birkaç yıl boyunca İskoçya'da, tütsülenmiş balık üretiminde bu yöntemin çok ilginç bir uygulaması gerçekleştirildi. Duman balığın üzerine eşit olarak dağıtılamadığından geleneksel yöntem çok verimli değildir. Yeni yöntemde duman, yüksek gerilimli tellerden oluşan bir ızgaranın içinden üfleniyordu. Elektriklenen duman parçacıkları daha sonra, elektriksel itme kuvvetinin etkisi altında her yöne eşit olarak dağıldıkları tütsüleme odasına alınıyordu.
    Teknik açıdan bu yöntem, -romantik efsaneler ne derse desin- çoğunlukla gelişigüzel olan babadan kalma bu işlemde büyük bir gelişmeydi. Ne yazık ki, bilimsel yöntemlerle tütsülenmiş balıkları üstünlüğünü hem bu işi yapanlara hem de tarafsız çeşnici jürilerine göstermek güçtü. Yine de bazı ülkelerde, jambon, hindi ve hatta sardalye için elektriklenmiş duman kullanılıyor.