Kuantum mekaniği, maddenin ve enerjinin atom ve atom altı düzeydeki davranışıyla ilgilenen bir fizik dalıdır. Enerji ve maddenin devamlı olmadığı, bunun yerine kuanta adında olan ayrı birimlerde var olduğu fikrine dayanır.
Kuantum mekaniği, gerçeklik anlayışımızı zorlayan bir takım ikilem, bulmaca ve paradoksa yol açmıştır. Bunlardan en ünlüleri şunlardır:
- Müşahit tesiri
- Schrödinger’in kedisi
- EPR paradoksu
- Bell’in teoremi
- Kuantum dolanıklığı
- Çoklu dünyalar yorumu
Bu paradokslar birtakım fizikçileri, evrenin bizim algıladığımız şeklinde olmadığına ve gerçeklik ile alakalı hemen hemen anlamaya başladığımız daha derin gerçeklerin olduğuna inanmaya yöneltmiştir.
Kuantum ikilemleri, bulmacaları ve paradoksları ile alakalı daha çok informasyon için lütfen aşağıdaki kaynaklara bakın:
| Hususiyet | Tarif |
|---|---|
| Kuantum mekaniği | Madde ve enerjinin atom ve atom altı düzeydeki davranışının incelenmesi |
| Kozmoloji | Evrenin kökeni, evrimi ve yapısının incelenmesi |
| Paradoks | Kendisiyle çelişiyor şeklinde gözüken ya da mantıksal olarak olanaksız olan bir anlatım ya da vaziyet |
| Bulmaca | Çözülmesi zor bir mesele |
| Fizik | Madde ve onun hareketi ve özellikleriyle ilgilenen tabiat bilimi |
Kuantum Fiziği Nelerdir?
Kuantum fiziği, maddenin ve enerjinin atom ve atom altı düzeydeki davranışının incelenmesidir. Tabiat ananın fizyolojik özelliklerini atom ve atom altı parçacıklar ölçeğinde ele alan bir fizik dalıdır.
Kuantum fiziği, dünyaya ilişik anlayışımızı kökten değiştiren temel bir bilimdir. Lazerler, transistörler ve nükleer santraller şeklinde yeni teknolojilerin geliştirilmesine yol açmıştır. Ek olarak belirsizlik ilkesi ve maddenin dalga-parçacık ikiliği şeklinde gerçekliğin doğasına ilişik yeni bakış açılarına da yol açmıştır.
Kuantum fiziği kompleks ve sıkıntılı bir mevzudur, sadece bununla birlikte büyüleyicidir. Devamlı gelişen bir emek verme alanıdır ve gelecek yıllarda dünyaya ilişik anlayışımızı değiştirmeye devam etmesi muhtemeldir.
III. İkilemlerin Miktarları
Kuantum ikilemleri, kuantum mekaniğinin garip ve sezgiye aykırı doğasından meydana gelen bulmacalar ve paradokslardır. En meşhur kuantum ikilemlerinden bazıları şunlardır:
- Müşahit tesiri
- Schrödinger’in kedisi
- EPR paradoksu
- Bell’in teoremi
- Kuantum dolanıklığı
- Çoklu Dünyalar yorumu
Bu ikilemler fizikçileri onlarca senedir zorluyor ve bunların iyi mi çözüleceği hikayesinde hala bir düşünce donanması yok. Kuantum mekaniğinin garip ve mükemmel hayatına bir bakış sunuyorlar ve yeni inceleme ve keşiflere esin vermeye devam ediyorlar.
IV. Müşahit Tesiri
Müşahit tesiri, bir sistemi gözlemleme eyleminin o sistemin durumunu değiştirdiğini belirten kuantum mekaniğindeki bir olgudur. Bu, bir sistemin durumunun gözlemlenip gözlemlenmediğinden bağımsız olduğu klasik fiziğin tersidir.
Müşahit tesiri, kuantum mekaniğinin en sezgiye aykırı yönlerinden biridir ve gerçekliğin doğası ile alakalı bir takım münakaşaya yol açmıştır. Birtakım fizikçiler, müşahit tesirinin gerçekliğin nesnel olmadığını, aksine deney eylemiyle yaratıldığını gösterdiğini savunurlar. Ötekiler ise müşahit tesirinin kuantum mekaniği anlayışımızın sınırlamalarının bir kararı bulunduğunu ve gözlemlerimizden bağımsız olarak mevcud reel bir nesnel gerçeklik bulunduğunu savunurlar.
Müşahit tesiri birçok deneyde gösterilmiştir, bunların en ünlüsü çift yarık deneyidir. Bu deneyde, iki yarık bulunan bir ekrana bir elektron demeti gönderilir. Elektronlar gözlemlenmiyorsa, her iki yarıktan da geçerler ve ekranda bir teşebbüs deseni oluştururlar. Sadece, elektronlar gözlemleniyorsa, yalnızca bir yarıktan geçerler ve bir teşebbüs deseni oluşturmazlar.
Çift yarık deneyi, bir elektronu gözlemleme eyleminin, elektronla fizyolojik olarak etkileşime girmiyor olsa bile, davranışını değiştirebileceğini göstermiştir. Bu, deney eyleminin bir halde elektronun dalga fonksiyonunu, şu demek oluyor ki elektronun durumunun matematiksel tanımını çökerttiğini göstermektedir.
Müşahit tesiri kompleks ve tartışmalı bir olgudur ve hala tam olarak anlaşılamamıştır. Sadece kuantum mekaniğindeki en mühim ve temel kavramlardan biridir.
Schrödinger’in Kedisi
Schrödinger’in kedisi, kuantum mekaniğinde üst üste binme ve dolanıklığın sezgiye aykırı doğasını yayınlayan bir fikir deneyidir. Gözlem, bir kutunun içerisindeki bir kedi, bir Geiger sayacı, bir şişe zehir ve bir çekiç ihtiva eder. Geiger sayacı çekice bağlıdır, böylece ışınım tespit ederse çekiç şişeyi kıracak ve zehri özgür bırakarak kediyi öldürecektir.
Gözlem, bir kedinin kutu açılıp vaziyet gözlemlenene kadar hem canlı bununla birlikte ölü durumların bir üst üste binmesinde olabileceğini imlemek için tasarlanmıştır. Bu, bir kedinin yalnızca bir durumda ya da diğerinde olabileceğini belirten klasik fiziğin ihlalidir.
Schrödinger’in kedisi deneyi birçok açıdan eleştirilmiştir. Birtakım fizikçiler, hakkaten izole edilmiş bir sistem yaratmanın olanaksız olması ve sistemle herhangi bir etkileşimin dalga fonksiyonunu çökerterek kedinin durumunu belirlemesi sebebiyle kontrol edin geçerli olmadığını savunurlar. Ötekiler ise kontrol edin reel dünyayla ilgili olmadığını, şundan dolayı dekoheransın etkilerini hesaba katmadığını savunurlar.
Eleştirilere karşın Schrödinger’in kedisi deneyi, kuantum mekaniğine dair anlayışımızı şekillendirmeye destek olan popüler bir fikir deneyi olmaya devam ediyor.
VI. EPR Paradoksu
EPR paradoksu, bununla birlikte Einstein-Podolsky-Rosen paradoksu olarak da bilinir, görelilik teorisi ile mahalli gerçekçilik ilkesi arasındaki çatışmayı yayınlayan kuantum mekaniğinde bir fikir deneyidir.
Paradoks şu varsayımlara dayanmaktadır:
- Kainat yereldir, şu demek oluyor ki hiç bir informasyon fer hızından daha süratli hareket edemez.
- Parçacıklar, gözlemlenmediklerinde bile muayyen özelliklere sahiptirler.
Kuantum mekaniğine gore, iki parçacık birbirine dolandığında, birbirlerinden büyük bir mesafeyle ayrılmış olsalar bile, özellikleri birbiriyle ilişkilidir. Bu, bir parçacığın hususi durumunu ölçtüğünüzde, ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar, öteki parçacığın hususi durumunu anında bileceğiniz demektir.
Bu, mahalli gerçekçilik ilkesini ihlal ediyor şeklinde görünüyor şundan dolayı bilginin fer hızından daha süratli yolculuk edebileceğini ima ediyor. Sadece, kuantum mekaniği iyi kontrol edilmiş bir teoridir ve yanlış olduğuna dair hiç bir delil yoktur.
EPR paradoksu evreni anlamamıza yönelik bir meydan okumadır. Fizikteki en mühim ve büyüleyici paradokslardan biridir ve bugün hala tartışılmaktadır.
VII. Bell Teoremi
Bell teoremi, dolanık parçacıkların fizyolojik özelliklerinin ölçümleri arasındaki korelasyonlara sınırlar koyan bir matematiksel teoremdir. ilk başlarda 1964 senesinde fizikçi John Stewart Bell tarafınca önerilmiştir.
Bell teoremi, evrenin mahalli olduğu varsayımına dayanır, şu demek oluyor ki hiç bir informasyon fer hızından daha süratli yolculuk edemez. Bu faraziye doğruysa, öyleyse bir dolaşık parçacığın özelliklerini ölçmek ve ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar öteki parçacığın özelliklerini anında bilmek imkansızdır.
Sadece kuantum mekaniği, büyük bir mesafeyle ayrılmış olsalar bile, dolaşık parçacıkların özelliklerinin ilişkili bulunduğunu öngörür. Bu, Bell teoreminin kuantum mekaniğiyle çeliştiği demektir.
Bu çelişkiyi çözmenin iki ihtimaller içinde yolu vardır. Biri yerellik varsayımını terk etmek ve bilginin fer hızından daha süratli yolculuk edebileceğini kabul etmektir. Öteki ise kuantum mekaniğinin öngörülerini terk etmek ve bunların doğru olmadığını söylemektir.
Bell teoremi üstündeki tartışmalar hala devam ediyor ve bu iki seçenekten hangisinin doğru olduğu hikayesinde net bir düşünce donanması yok.
VIII. Kuantum Dolaşıklığı
Kuantum dolanıklığı, iki ya da daha çok parçacığın, birbirlerinden ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar, bir parçacığın durumunun anında ötekinin durumuna yansıyacak halde birbirine bağlandığı bir olgudur. Bu, bir parçacığın durumunun, derhal yakınında olmayan başka bir parçacığın durumundan etkilenmediği klasik fiziğin tersidir.
Kuantum dolanıklığı, kuantum mekaniğinin en sezgiye aykırı ve esrarlı yönlerinden biridir. Oldukca fazla münakaşa ve spekülasyona mevzu olmuştur ve hatta bir tür ışınlanma yaratmak için kullanılabileceği bile iddia edilmiştir.
Sadece, tuhaflığına karşın, kuantum dolanıklığı deneysel olarak doğrulanmış reel bir olgudur. Meşhur bir deneyde, iki parçacık öyleki bir halde dolanık hale getirilmişti ki, bir parçacık ölçüldüğünde, öteki parçacığın durumu anında belirlenmişti, iki parçacık birbirinden birkaç kilometre uzakta olsa bile.
Kuantum dolanıklığı hemen hemen tam olarak anlaşılamamış olsa da, evrene ilişik anlayışımızı kökten değişiklik yapma potansiyeline haiz büyüleyici bir olgudur.
Çoklu Dünyalar Yorumu
Çoklu Dünyalar Yorumu (MWI), evrenin devamlı olarak yeni gerçekliklere dallandığını ve her birinin bir kuantum vakasının değişik ihtimaller içinde neticelerini temsil ettiğini öne devam eden kuantum mekaniğinin tavsiye edilen bir yorumudur.
MWI’da, bir kuantum sisteminin dalga fonksiyonu ölçüldüğünde çökmez, bunun yerine evrimleşmeye sürer ve ölçümün değişik ihtimaller içinde neticelerini temsil eden yeni dalga fonksiyonlarına ayrılır. Bu yeni dalga fonksiyonlarının her biri hemen sonra, öteki ölçümler tarafınca yaratılan öteki evrenlerden tamamen ayrı olan yeni bir evreni temsil eder.
MWI, kuantum mekaniğinin tartışmalı bir yorumudur ve buna karşı ileri sürülen bir takım itiraz vardır. Bir itiraz, ebedi sayıda kainat olduğu anlamına geliyor şeklinde görünmesidir ve bu, yalnızca bir kainat deneyimliyor olmamız gerçeğiyle bağdaştırılması zor bir durumdur.
Bir öteki itiraz ise MWI’nin geçmiş ve gelecek ile alakalı konuşmayı imkânsız hale getiriyor şeklinde görünmesidir; şundan dolayı geçmiş ve gelecek, dalga fonksiyonunun aslına bakarsanız dallanmış olan değişik parçalarıdır.
Bu itirazlara karşın MWI, kuantum mekaniğinin popüler bir yorumu olmaya devam ediyor ve etken incelemelerin mevzusu olmaya devam ediyor.
S1: Kuantum dolanıklığı nelerdir?
A1: Kuantum dolanıklığı, iki ya da daha çok parçacığın, birbirlerinden büyük bir mesafeyle ayrılmış olsalar bile, birinin durumunun ötekinin durumunu etkileyecek halde birbirine bağlanması vakasıdır.
S2: Çoklu Dünyalar Yorumu Nelerdir?
C2: Çoklu Dünyalar Yorumu, kuantum mekaniğinde, her kuantum vakası meydana vardığında evrenin, her biri vaka için değişik bir sonuca haiz olan birden fazla paralel evrene bölündüğünü belirten bir teoridir.
S3: Kuantum fiziğinin geleceği nelerdir?
C3: Kuantum fiziğinin geleceği potansiyelle doludur. Kuantum teknolojileri, emin komünikasyon, kırılgan standardize ve yeni malzemeler şeklinde muhtelif uygulamalarda kullanılmak suretiyle halihazırda geliştirilmektedir. Kuantum mekaniğine ilişik anlayışımız büyümeye devam ettikçe, gelecek yıllarda daha da coşku verici gelişmeler görmeyi bekleyebiliriz.
0 Yorum