1. Ana Sayfa
  2. Bilim
  3. Kuantum Fiziği Hakkında Herkesin Bilmesi Gereken 6 Şey

Kuantum Fiziği Hakkında Herkesin Bilmesi Gereken 6 Şey

kuantum nedir

1900 yılında, Alman teorik fizikçi Max Plancksiyah cisim deneyinin sonuçlarının neden klasik fizik yasalarına uymadığını araştırmaya çalışırken, enerjinin küçük paketler halinde boşaltılıp dalga boylarında yayıldığını keşfederek yanlışlıkla kuantum mekaniği alanını doğurdu.

Kuantum fiziği beyninizi eritiyor değil mi? Ancak panik yapmanıza gerek yok çünkü bu kafa karışıklığınızda yalnız değilsiniz. Efsanevi fizikçi Richard Feynman’ın dediği gibi: “Kimsenin kuantum mekaniğini anlamadığını rahatlıkla söyleyebilirim.”

Kuantum fiziği hakkında bir şeyler okuyorsanız, aklınızda tutmanız gereken altı anahtar kavram var. Bunları öğrendikten sonra kuantum fiziğinin anlaşılmasını çok daha kolay bulacaksınız.

Her Şey Dalgalardan Oluşur; Ayrıca Parçacıklar…

Evrendeki her şey aynı anda hem parçacık hem de dalga olarak vardır. Greg Bear’ın fantastik duolojisinde (The Infinity Concerto ve The Serpent Mage) sihrin temellerini anlatan bir karakterin “Her şey dalgalardır, hiçbir şey sallanmadan, hiçbir mesafe almadan” dediği bir satır vardır. Kuantum fiziğinin şiirsel bir açıklaması olarak bunu göstersek çok da yanılmayız. Sonuçta evrendeki her şeyin doğasında dalga vardır.

Elbette, evrendeki her şeyin parçacık yapısı da vardır. Biliyoruz, bu tamamen çılgınca görünüyor. Nesneleri hem parçacıklar hem de dalgalar olarak tanımlamak elbette zorunlu bir şey değildir. Daha net bir şekilde açıklayacak olursak, kuantum fiziğinin tanımladığı nesneler ne parçacıklar ne de dalgalardır, ancak dalgaların bazı özelliklerini (karakteristik bir frekans ve dalga boyu, bazıları uzaya yayılmış) ve parçacıkların bazı özelliklerini (genellikle sayılabilirler ve bir dereceye kadar yerelleştirilebilir) taşırlar. 

Kuantum Fiziği Ayrıktır

“Kuantum” kelimesi Latince’de “ne kadar” anlamına gelir ve kuantum modellerinin her zaman farklı miktarlarda gelen bir şeyi içerdiği gerçeğini yansıtır. Kuantum alanında bulunan enerji, bazı temel enerjilerin tam sayı katları halinde gelir. Işık için bu, ışığın frekansı ve dalga boyu ile ilişkilidir. Yüksek frekanslı kısa dalga boylu ışık büyük bir karakteristik enerjiye, düşük frekanslı uzun dalga boylu ışık ise küçük bir karakteristik enerjiye sahiptir.

Her iki durumda da, belirli bir ışık alanının içerdiği toplam enerji, o enerjinin bir tam sayı katıdır. Bu özellik, atomların ayrı enerji seviyelerinde ve katıların enerji bantlarında da görülür.

Kuantum Fiziği Olasılıklıdır

Kuantum fiziğinin en şaşırtıcı ve (en azından tarihsel olarak) tartışmalı yönlerinden biri, bir kuantum sistemi üzerinde tek bir deneyin sonucunu kesin olarak tahmin etmenin imkansız olmasıdır. Fizikçiler bazı deneylerin sonucunu tahmin ettiklerinde, tahmin her zaman belirli olası sonuçların her birini bulma olasılığı şeklini alır ve teori ile deney arasındaki karşılaştırmalar her zaman birçok tekrarlanan deneyden olasılık dağılımlarının çıkarılmasını içerir.

Kuantum Fiziği Yerel Değildir

Einstein’ın fiziğe yaptığı son büyük katkı, çoğunlukla yanlış olduğu için yaygın olarak kabul edilmedi. Einstein, genç meslektaşları Boris Podolsky ve Nathan Rosen ile birlikte 1935 tarihli bir makalede(EPR), onu bir süredir rahatsız eden bir şeyin net bir matematiksel ifadesini sundu, bu ifadeye bizler günümüzde “karışıklık” diyoruz.

EPR makalesi, kuantum fiziğinin birbirinden çok uzak yerlerde yapılan ölçümler için, birinin sonucunun diğeri tarafından belirlendiğini sistemlerin varlığına izin verdiğini savundu. Yani birisi dünyamızda, birisi de uzay boşluğunda bulunan kuantum bağlılığında 2 parçacığımız varsa, dünyadaki parçacık üzerinde yapacağımız etki, uzay boşluğundaki parçacığa da eşdeğer olarak yansıyacaktır.

Kuantum Fiziği (Çoğunlukla) Çok Küçük

Temel olarak parçacıkların momentumu arttıkça dalga boyu azalır. Odada yürüyen bir köpek gibi makroskopik bir nesnenin dalga boyu o kadar gülünç derecede küçüktür ki, odadaki tek bir atom tüm Güneş Sistemi’nin boyutunda olacak şekilde her şeyi genişletirseniz, köpeğin dalga boyu yaklaşık olarak Güneş sistemi içindeki bir atom kadar olacaktır. Şimdi bu hesabı bir de kuantum boyutundaki nesneler için yapın.

Kuantum Fiziği Sihir Değildir

Kuantum fiziğinin bizlere öğrettiği şeyler günlük fizik standartlarına göre oldukça gariptir, ancak iyi anlaşılmış matematiksel kurallar ve ilkeler tarafından katı bir şekilde sınırlandırılmıştır.

Öyleyse, birisi size gerçek olamayacak kadar iyi görünen bir “kuantum” fikri ile gelirse (serbest enerji, mistik iyileştirici güçler, imkansız uzay sürücüleri) bu fikirler için çoğunlukla saçmalık gözüyle bakabilirsiniz. Ancak bu yinede inanılmaz şeyler yapmak için kuantum fiziğini kullanamayacağımız anlamına gelmez.

Yorum Yap
Bu Yazıya Tepkiniz Ne Oldu?

Yorum Yap