+- Tunca-Forum (https://tiryakiboard.com)
+-- Forum: GENEL KÜLTÜR BİLGİLERİ (https://tiryakiboard.com/forumdisplay.php?fid=10)
+--- Forum: GENEL KÜLTÜR BiLGiLERi MAiN (https://tiryakiboard.com/forumdisplay.php?fid=229)
+---- Forum: Sanal Dergi (https://tiryakiboard.com/forumdisplay.php?fid=245)
+---- Thread: Kuantum Fiziği Nedir? Kuantum mekaniği Nedir ? (/showthread.php?tid=3524)
Kuantum Fiziği Nedir? Kuantum mekaniği Nedir ? - RasitTunca - 09-19-2018
Kuantum Fiziği Nedir? Kuantum mekaniği Nedir ?
Kuantum fiziği moleküler, atomik ve atom altı seviyede madde ve enerjinin doğasını ve davranışını inceleyen modern fiziğin önemli bir çalışma alanıdır. 20. yüzyılın başlarında
makroskobik nesnelerin davranışını açıklayan yasaların, böyle küçük boyutlarda aynı işlevi yapmadığı tespit edilmiştir. 1900 yılında fizikçi Max Planck Alman Fizik Derneği’ne
üzerinde çalıştığı kuantum teorisini sunmuştur.
Cisimler bazen termal ışıma da denen bir ışıma yayar. Bu ışıma cismin sıcaklığına bağlıdır. Planck, bir cismin sıcaklığının değişmesiyle turuncudan kırmızıya ya da maviye dönen
renk değişikliklerinin yaydığı radyasyonun nedenini bulmaya çalıştı. 1900 yılında Planck, çalışmasını yaptığında fizikçiler atomların toplam enerji olarak bir değere sahip
olabileceğini düşünüyorlardı, enerji sürekli olarak değişkendi. Yani enerji “sürekliliğe” sahipti. Fakat Planck’ın kuantum önermesi, enerji değişiminin “kuantalaşmış” ( kesikli)
olduğu anlamına geliyordu.
Planck, adına “kuanta” dediği enerji paketlerini temsil eden bir takım matematiksel denklemleri oluşturdu. Sonunda denklemler bu fenomeni çok iyi açıkladı; bazı farklı sıcaklık
seviyelerinin ( bunlar bir temel asgari sıcaklık değerinin tam katları), enerji renk spektrumunun farklı alanlarını işgal edeceğini buldu. Planck aslında doğa yasalarının tamamen
yeni ve temel bir anlayışı olan kuantaların keşfini üstlenmiş oldu.
Bu teorisiyle 1918 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü kazandı ve bundan sonraki 30 yıllık süreç boyunca çeşitli bilim adamları tarafından elde edilen gelişmelere ön ayak olarak
kuantum teorisinin modern anlayışına katkıda bulunmuş oldu.
Kuantum Ne Anlama Geliyor?
Latinceden gelen kuantum, “Ne kadar?” anlamına gelir. Bu bize, kuantum fiziğinde miktarın önemini ve tahmin edilen ve gözlemlenen madde ve enerjinin farklı sonuçlar
getirebileceğini söyler. Uzay zaman son derece sürekli ve dengeli görünse de, aslında olası en küçük değerlerin bir birleşimini ifade eder.
Kuantum Mekaniğinin Gelişimi
Teknolojinin gelişmesiyle daha hassas ölçümler yapılmaya başlanmış ve garip olaylar gözlenmiştir. Kuantum fiziğinin doğuşu, 1900 yılında Max Planck’ın “Siyah Cisim Işıması”
olayına yaptığı katkıya dayanır. Alanın gelişimi Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger ve daha birçok bilim insanının çalışmalarıyla
sürdürülmüştür. İronik olarak Albert Einstein’ın kuantum fiziği ile ciddi kuramsal sorunları vardı ve onu çürütmek veya değiştirmek için yıllarca çalışmıştı.
1900 yılında Max Planck enerjinin kesikli halde bulunduğu başka bir deyişle “kuanta”lardan oluştuğu varsayımını yaptı.
1905 yılında Albert Einstein aynı davranışın tam olarak enerji olmayıp, radyasyonun kendisinin kuantizasyonu olduğunu ileri sürdü.
1924 yılında Louis de Broglie parçacık veya dalga yapısındaki enerji ve maddenin, atomik ve atom altı seviyelerde davranışlarında hiçbir temel fark olmadığını söylemiştir.
Bu teori “Dalga Parçacık İkilemi” olarak bilinir. İkilem, tüm maddelerin yalnızca kütlesi olan bir parçacık gibi değil, aynı zamanda da enerji transferi yapabilen bir dalga
olduğunu gösterir.
1927 yılında Werner Heisenberg iki tamamlayıcı değerin ( konum ve momentum gibi), eş zamanlı ölçümünün imkânsız olduğunu önerdi. Klasik fizik ilkelerine göre eş zamanlı
ölçülebilen bu değerler onların kaçınılmaz kusurlu değerleridir. Bu teori “Belirsizlik İlkesi” olarak da tanımlanan, Einstein’ın “Tanrı zar atmaz.” şeklindeki ünlü yorumunu
akıllara getirir.
Peki Kuantum Fiziğini Özel Kılan Nedir?
Kuantum fiziği dünyasında, bir şeyi gözlemlemiş olmanız, aslında gerçekleşecek fiziksel süreçlerin hepsini etkiler. Işık dalgaları parçacık gibi, parçacıklar da dalga gibi
hareket ederler ( Dalga Parçacık İkilemi). Madde uzayda hareket etmeden bir noktadan başka bir noktaya taşınabilir ( Kuantum Tünelleme). Bilgi ise uzak mesafeler arasında anında
aktarılır. Aslında kuantum mekaniği bize tüm evrenin bir dizi olasılıktan oluştuğunu söyler.
Kuantum Engeli Nedir?
Kuantum engelinin anahtar kavramlarından biri, bir parçacığın kuantum durumunu ölçmenin diğer parçacık ölçümlerine kısıtlamalar koymasıdır. Bu EPR Paradoksu’nu en iyi
örneklendiren durumdur ( EPR Paradoksu, Albert Einstein, Boris Podolsky ve Nathan Rosen soyadlarının baş harflerini içeriyor). EPR Paradoksu’na göre nesnelerin fiziksel
özellikleri, ölçmeden bağımsız olarak kesin ve belirli niceliklere sahip olmalıydı. Aslında bu bir düşünce deneyi olmasına rağmen, Bell Teoremi olarak da bilinen teorem bunu
düşünce ve deneylerle destekleyerek doğruluğunu kanıtlamıştır.
Kuantum Optik
Kuantum optik öncelikle ışık veya foton davranışı üzerinde duran, kuantum fiziğinin bir dalıdır. Isaac Newton tarafından geliştirilen klasik optiğin aksine kuantum optik
düzeyinde fotonların davranışı bireysel değil de yoğunlaştırılmış ışın demetleri şeklinde ele alınır. Örneğin lazerler kuantum optik çalışmanın bir uygulaması olarak karşımıza
çıkar.
Kuantum Elektrodinamiği ( QED)
Kuantum elektrodinamik, elektronların ve fotonların etkileşimlerini inceler. Kuantum elektrodinamik 1940’ların sonlarında Richard Feynman, Julian Schwinger, Sinitra Tomonarge
tarafından geliştirilmiştir. Fotonların kütlesi bulunmayan ışık parçacıkları olarak açıklanmasında kuantum elektrodinamiğinin ortaya çıkışı önemli rol oynar.
Birleşik Alan Teorisi
Birleşik alan teorisi genellikle fiziğin temel güçlerini birleştirmek için çalışarak, Einstein’ın Genel İzafiyet Teorisi ( Genel Görelilik İlkesi) ile kuantum fiziğini
uzlaştırmak için araştırmalar yapar. Ancak başarılı olamaz. Birleşik alan teorisi’nin çeşitlerini,
Kuantum yerçekimi,
Sicim teorisi / Süpersicim teorisi,
Büyük birleşik alan teorisi,
Döngü kuantum yerçekimi,
Her şeyin teorisi,
Süpersimetri teorisi olarak sıralayabiliriz.
Kopenhag Yorumu ve Çoklu Dünya Hipotezi
Gerçekliğin doğası için kuantum kuramının en etkili iki yorumu Kopenhag Yorumu ve Çoklu Dünya Teorisi’dir. Niels Bohr makro ve mikro boyutun ayrı fiziksel ilkelerle incelenmesi
gerektiğini ve gözlemin esas belirleyici faktör olduğunu öne sürmüştür. Kısacası Bohr, nesnel gerçekliğin olamayacağını savunuyordu. Durumu bilinmeyen herhangi bir nesnenin,
aynı anda tüm olası durumlarının var olduğunu belirten bu prensibe “Süperpozisyon İlkesi” adı verilir.
Bu teoriyi açıklamak için ünlü ve biraz da acımasız görünen Schrödinger’in Kedisi Deneyi göz önünde bulundurulur. İlk olarak canlı bir kediyi dışarıdan hiçbir şekilde
gözlemlenemeyen kalın kurşun bir kutuya yerleştirdiğimizi düşünelim. Bu aşamada kedi hayatta olduğu için kafamızda hiçbir soru yoktur. Daha sonra bir şişe siyanürü kutunun içine
koyup kutuyu tekrar mühürlediğimizi düşünelim. Kedi radyoaktif madde bozunursa ölecek ya da hiçbir şekilde ölmeyecektir. Eğer kutuyu açmazsak, kedi hem yaşıyor hem de yaşamıyor
diyebiliriz. Ya da kedinin yaşadığı ve yaşamadığı iki farklı evren mevcuttur diyebiliriz. Eğer kutu açılırsa ve gözlem yapılırsa, birkaç durumdan bir tanesine indirgenen durumda
gözlemci de evrene dahil olmuş olur.
schrodingerinkedisi
Kuantum fiziğinin ikinci bir yorumu ise “Çoklu Dünya Teorisi” ya da “Çoklu Evren Hipotezi”dir. Bu teoriye göre kuantum sistemi, bir olayın sonucuyla diğeri arasında seçim yapmak
zorunda kaldığında her iki olay birden meydana gelmektedir. Ancak bunlardan sadece bir tanesi bizim evrenimizde gerçekleşir. Diğeri ise o ana kadar her şeyi bizimkiyle aynı olan
bir başka evrende gerçekleşir. Böylece bizim evrenimiz, paralel evrenlerden bir tanesi olmuş oluyor. Var olan her evrendeki her olayın olma olasılığı yeni bir evren
yaratmaktadır. Ayrıca her nasılsa bütün evrenler bir şekilde diğer tüm evrenlerin erişilebilir olması için izin verir. Yani bu evrenler arasındaki etkileşim için herhangi bir
mekanizma yoktur. Stephen Hawking ve Richard Feynman çoklu evren modelini benimseyen fizikçiler arasında yer almaktadır.
Kuantum Kuramı’nın Etkisi
Kuantum Teorisi’nin etkilerine rağmen birçok bilim adamı teoriyi çürütmeye çalışmıştır. Aralarında Max Planck ve Albert Einstein’ın da bulunduğu bilim insanları Kuantum
Teorisi’ni deneylerle desteklemeye çalışmışlardır. Kuantum Teorisi ve Einstein’ın Görelilik İlkesi modern fiziğin temelini oluşturmaktadır. Kuantum fiziği temellerine dayanarak
uygulanan yöntemlerle kuantum optik, kuantum kimya, kuantum bilgisayar ve kuantum kriptografi gibi giderek artan sayıda uygulama alanı bulmaktadır.
-----------------
Kuantum fiziği nedir?
Kuantum mekaniğinin temelleri 20. yüzyılın ilk yarısında Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac,
Wolfgang Pauli gibi bilim adamlarınca atılmıştır. Belirsizlik ilkesi, anti madde, Planck sabiti, kara cisim ışınımı, dalga kuramı, alan teorileri gibi kavram ve kuramlar bu
alanda geliştirilmiş ve klasik fiziğin sarsılmasına ve değiştirilmesine sebep olmuştur.
Klasik fizik daha genel olarak klasik teorik fizik, evrende olagelen makroskobik alandaki fiziksel olayların çoğunu açıklayabilmektedir. Atom fiziğinde özellikle kuantum
mekaniksel parçaların ( elektron foton) gibi fiziksel olayların meydana geldiği mikroskobik alanı klasik mekaniğin açıklayabildiği söylenemez.
"Kuantum" kelimesi Latincede "Miktar" anlamına gelir. Bu kelimeyle Kuantum fiziğinin uğraş alanına giren, tahmin edilen ve gözlemlenen farklı birimlerdeki madde ve enerjilere
gönderme yapılır. Uzay ve zaman dahi görünürde son derece kesintisiz ve sürekli olduğu halde, gerçekte birbiri ardına dizilmiş çok küçük değerlerde boşluklara sahiptir. Uzay,
zaman, enerji vb.'nin bu durumu, kavram olarak "kesikli" terimiyle ifade edilir. Kuantum kelimesi de aslında bu kesikli değerleri temsil eder.
Kuantum fiziğinin öyküsü ve gelişimi
Bilimciler son derece hassas ölçümler için artık yeterli teknolojiye ulaştıklarını düşündüklerinde tekrar garip bir durum Karacisim Işıması'nda yaşandı. Klasik fizik
kurallarıyla karacisim ışıması açıklanamamaktaydı. Bu yüzden Kuantum Fiziği'nin doğuşu Max Planck'in 1900'de karacisim ışıması üzerine yaptığı incelemeyle ilişkilendirilir.
Daha sonraları Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger gibi bilimciler bu alanın gelişmesini sağladı. Bu bilim insanlarını kuantum
fiziğinin kurucuları olarak kabul edebiliriz. İronik bir şekilde, daha sonraları Albert Einstein kuantum mekaniğini benimsememiş, yıllarca çürütmeye veya değiştirmeye çalışmıştır.
Kuantum fiziğinin temel ilkeleri
Kuantum Fiziği alanında, bir şeyi gözlemlemek, o şeyin bulunduğu alandaki gidişatına etki eder. Gözlenen her şey gözlemciden etkilenir ve belli oranlarda belirsizlikler ortaya
çıkar. ( Heisenberg Belirsizlik İlkesi) ( Schrödinger'in Kedisi adlı düşünce deneyi) Işık dalgaları parçacık gibi davranabilir ya da parçacıklar dalga gibi davranabilir. ( dalga-
parçacık ikiliği) Madde bir noktadan başka bir noktaya uzay içinde hareket etmeksizin geçebilir. Gerçekte kuantum mekaniği bize evrenin tümünün bir seri olasılıklar bütünü
olduğunu keşfettirmiştir. Ne yazık ki bu durum büyük cisimlerle ilgilendiğimizde geçerliliğini yitirir.
Klasik fizik ile kuantum fiziği arasında fark var mıdır?
1. Klasik teorik fizikte büyük parçaların her zaman küçük taneciklerden oluştuğu düşünülür.
2. Kuantum fiziğinde Taneciklerin dalga karakterinde hareket ettiği düşünülür. Bu düşüncenin uygulanması birçok matematiksel işleme dayanır.
3. Cisim bir bütün olarak incelenir ve newton formalizasyonu kullanılır. Cismin ve taneciklerin hareketi değil kütle merkezinin hareketi incelenir.
4. Taneciğin enerjisi ve gerekli büyüklükler Schrödinger dalga denkleminde yerine yazılarak bu denklem çözülür, ( pisi ) ruh anlamına gelir.
5. Taneciğin gelecekteki durumu ilk durumda verilen enerji, momentum gibi büyüklüklerle tespit edilir. Cismin üzerine etkiyen kuvvet ile de bu belirlenir.
6. Taneciğin ilk durumu kesinlik içermediği için gelecekteki durum da kesim bilinmez , tespit edilemez kuantum mekaniğin saptamaya çalıştığı ve arasındaki ilişkilerini
araştırdığı büyüklükler olasılıklardır bu maddelerden yola çıkıldığında, genel olarak klasik teorik fizik geçersiz yaklaşımı yanlıştır. Bunun yerine klasik teorik fizik kuantum
fiziğinin bir yaklaşımıdır. Bir özel durumdur ifadesi daha doğrudur.
7. Klasik fizikte uzay ve zaman süreklidir. Kuantum Fiziğinde süreksiz ve kesiklidir. Bu bakımdan Klasik fizikte nesnelerin özellikleri sürekli birer değişkendir. Oysa ki
Kuantum Fiziğinde tüm bu değişkenler süreksiz olup ani sıçrayışlarla bir durumdan diğerine geçiş olur.
8. Klasik fizikte determinizm yani “belirlilik” vardır. Oysa ki Kuantum fiziğinde olaylar determinist olarak gelişmezler. Daima belli bir olasılık yüzdesi bulunur.
9. Klasik fizikte bulunan determinizm nesnellikle el ele gider. Yani, nesnelerin birbirlerinden bağımsız oldukları ve her bir nesnenin çevresinden yalıtılarak incelenebileceği
inancı ve görüşü vardır. Oysa ki Kuantum Fiziğinde nesneler birer enerji dalgası olarak görüldüğünden klasik anlamda “nesnellik” kaybolmaktadır. Yerine bütünsel bir etkileşim ve
evrende sıçramalarla değişim kavramları ileri sürülmektedir.
10. Kuantum Kuramı gözlenen ile gözleyeni ayrı saymaz. Yani, biri diğerini etkileyip değiştirebilir. Bu bakımdan bağımsız nesne kavramı yok olduğu gibi etki edip dönüştürme
yeteneğinin sadece canlılara ait olmadığı da söylenebilir.
----------------------
Kuantum Fiziği Nedir?
Kuantum fiziği, moleküler, atomik, nükleer ve hatta çok daha küçük mikroskopik düzeyde madde ve enerji davranışları üzerine kurulu çalışmalardır. 20. yüzyılın başlarında,
makroskopik nesneleri yöneten yasaların, mikro boyutlarda aynı işleve sahip olmadığı tespit edilmiştir.
Kuantum Nedir?
"Kuantum" kelimesi Latincede "Miktar" anlamına gelir. Bu kelimeyle Kuantum fiziğinin uğraş alanına giren, tahmin edilen ve gözlemlenen farklı birimlerdeki madde ve enerjilere
gönderme yapılır. Uzay ve zaman dahi görünürde son derece kesintisiz ve sürekli olduğu halde, gerçekte birbiri ardına dizilmiş çok küçük değerlerde boşluklara sahiptir. Uzay,
zaman, enerji vb.'nin bu durumu, kavram olarak "kesikli" terimiyle ifade edilir. Kuantum kelimesi de aslında bu kesikli değerleri temsil eder.
Kuantum Fiziğinin Öyküsü ve Gelişimi
Bilimciler son derece hassas ölçümler için artık yeterli teknolojiye ulaştıklarını düşündüklerinde tekrar garip bir durum Karacisim Işıması'nda yaşandı. Klasik fizik
kurallarıyla karacisim ışıması açıklanamamaktaydı. Bu yüzden Kuantum Fiziği'nin doğuşu Max Planck'in 1900'de karacisim ışıması üzerine yaptığı incelemeyle ilişkilendirilir. Daha
sonraları Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger gibi bilimciler bu alanın gelişmesini sağladı. Bu bilim insanlarını kuantum fiziğinin
kurucuları olarak kabul edebiliriz. İronik bir şekilde, daha sonraları Albert Einstein kuantum mekaniğini benimsememiş, yıllarca çürütmeye veya değiştirmeye çalışmıştır.
Kuantum Fiziğinin Temel İlkeleri
Kuantum Fiziği alanında, bir şeyi gözlemlemek, o şeyin bulunduğu alandaki gidişatına etki eder. Gözlenen her şey gözlemciden etkilenir ve belli oranlarda belirsizlikler ortaya
çıkar. ( Heisenberg Belirsizlik İlkesi) ( Schrödinger'in Kedisi adlı düşünce deneyi)
Işık dalgaları parçacık gibi davranabilir ya da parçacıklar dalga gibi davranabilir. ( dalga-parçacık ikiliği)
Madde bir noktadan başka bir noktaya uzay içinde hareket etmeksizin geçebilir.
Gerçekte kuantum mekaniği bize evrenin tümünün bir seri olasılıklar bütünü olduğunu keşfettirmiştir. Ne yazık ki bu durum büyük cisimlerle ilgilendiğimizde geçerliliğini yitirir.
Kuantum Dolaşıklık
Kuantum dolaşıklığa dair bir durumu açıklayan anahtar görüşlerden birisi, çok parçacıklı sistemlerin içinde yer alan ve diğerlerinin ölçümünü belirleyen herhangi bir tek
parçacığın kuantum durumunun ölçümünün, sistemin tamamını betimlemesidir. EPR Paradoksu bu durumu örnekleyen en önemli veridir. EPR Paradoksu, düşünce kökenli olmasına rağmen,
Bell Teoremi olarak bilinen birtakım testlerle deneysel olarak doğrulanmıştır.
Kuantum Optik
Kuantum Optik, Kuantum Fiziğinin öncelikli olarak ışığın davranışına odaklanan bir dalıdır. Kuantum Optik düzeyinde, Isaac Newton'ın geliştirdiği klasik optiğe karşıt olarak,
bir ışık hüzmesindeki fotonların bireysel davranışlarının toplamı o ışığın toptan durumunu belirler. Lazer bilimi de kuantum optiğin bir ürünüdür.
Kuantum Elektrodinamiği ( QED)
Foton ve elektronların etkileşimini araştıran alandır. 1940 ların sonunda Richard Feynman, Julian Schwinger, Sinitro Tomonage ve diğer bazı bilimciler tarafından
geliştirilmiştir. QED öngörüleri foton ve elektronların saçılmalarının 11 ayrı ondalık değerle ilişkili olduğunu belirtir.
Birleşik Alan Kuramı
Bu kuram Einstein'in Genel Görelilik Kuramı ile ilişkilendirilmeye çalışılan araştırmalarından oluşur. Fizikte tanımlanan Temel kuvvetleri birleştirmeye çalışır. Birleşik
kuramın merkezinde Kuantum Gravitasyon ve Sicim Teorisi bulunmaktadır.
Kuantum fiziği bazen Kuantum mekaniği ya da kuantum alan teorisi olarak anılır. Görüldüğü üzere çok çeşitli alt dalları var olduğu için bu dalların isimleri bazen kuantum fiziği
yerine kullanılabilir ve aslında kuantum fiziği hepsine verilen genel isimdir.
-----------------------
Kuantum mekaniği
Kuantum mekaniği; madde ve ışığın, atom ve atomaltı seviyelerdeki davranışlarını inceleyen bir bilim dalı.[1] Nicem mekaniği veya dalga mekaniği adlarıyla da anılır.[kaynak
belirtilmeli] Kuantum mekaniği; moleküllerin, atomların ve bunları meydana getiren elektron, proton, nötron, kuark, gluon gibi parçacıkların özelliklerini açıklamaya çalışır.[1]
Çalışma alanı, parçacıkların birbirleriyle ve ışık, x ışını, gama ışını gibi elektromanyetik radyasyonlarla olan etkileşimlerini de kapsar.[1]
İngilizcedeki karşılığı quantum, Latince 'quantus' ( ne kadar, ne büyüklükte) sözcüğünden gelir[2] ve kuramın belirli fiziksel nicelikler için kullandığı kesikli birimlere
gönderme yapar. İngilizce 'mechanics' sözcüğü ise "bir şeyin çalışma prensibi" anlamına gelir.[3] Kuantum mekaniğinin temelleri 20. yüzyılın ilk yarısında Max Planck, Albert
Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Born, John von Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli gibi bilim adamlarınca atılmıştır. Belirsizlik ilkesi, anti
madde, Planck sabiti, kara cisim ışınımı, dalga kuramı, Kuantum alan kuramı gibi kavram ve kuramlar bu alanda geliştirilmiş ve klasik fiziğin sarsılmasına ve değiştirilmesine
sebep olmuştur.
Tarihçe
Klasik mekanik çok başarılı olmasına karşın, 1800'lü yılların sonlarına doğru, kara cisim ışıması, tayf çizgileri, fotoelektrik etki gibi bir takım olayları açıklamada yetersiz
kalmıştır. Açıklamaların yanlışlığı bilim adamlarının yetersizliğinden değil aksine klasik mekaniğin yetersizliğinden kaynaklanıyordu. En yalın halde klasik mekanik evreni bir
"süreklilik" olarak modelliyordu. Bazı deneysel gözlemleri açıklayabilmek için, 1900 yılında Max Planck enerji'nin, 1905 yılında ise Albert Einstein ışığın paketçiklerden
oluştuğunu, yani süreksizlik gösterdiği varsayımını kullanmak zorunda kaldılar. Elbette bu iki darbe klasik mekaniği yıkmadı. Bilim adamları uzunca bir süre, bu süreksizlik
varsayımlarını klasik mekanik kuramlarından türetmek için uğraştı. Yine aynı yıllarda, atomun iç yapısı üzerine yapılan deneyler bir gerçeği gözler önüne serdi: Ernest
Rutherford yaptığı deneyle atomun küçük bir çekirdeğe sahip olduğunu gösterdi.
Bu dönemde elektronun varlığı biliniyordu[kaynak belirtilmeli]. Bu durumda, eğer negatif yüklü elektronlar pozitif çekirdeğin etrafında dairesel hareket yapıyorlarsa, çok kısa
bir zaman diliminde elektronlar çekirdeğe düşeceklerdi. Bunun sebebi, elektromanyetik teoriye göre açıklanabilir: ivmelenen yükler ışıma yapar, dairesel hareket de ivmeli bir
hareket olduğu için, elektron bu ışımayla enerji kaybedecek ve çekirdeğe düşecek, güneş sistemine benzeyen klasik model çökecekti.
Geçiçi bir çözüm Niels Bohr'dan geldi. Elektronlar belli kuantizasyon kurallarınca, belli yörüngelerde hareket ediyorlar, enerjileri belli bir değere ulaşmadıkça ışıma
yapamıyorlar bu sayede sistem dengede durabiliyordu. Bu geçici çözüm küçük atomlarda işe yaradıysa da daha büyük kütlelerde işe yaramıyordu. Bohr atom modeline, modeli deneylere
uydurulmak için birçok yama yapıldı. Ne var ki Bohr'un "yamalı bohça"sı 1920'lere gelindiğinde artık iş görmüyordu, tayf çizgilerinin gözlenen yoğunluğunu yanlış veriyor, çok
elektronlu atomlarda salınım ve emilim dalgaboylarını tahmin etmede başarısız oluyor, atomik sistemlerin zamana bağlı hareket denklemini vermedeki başarısızlığı gibi birkaç
konuda daha gerçekleri gösteremiyordu.
Kuantum mekaniğini Planck doğurduysa, bebekliğinin sonu da De Broglie ile gelmiştir. Louis de Broglie; birçok elçi, bakan ve Dük yetiştirmiş, aristokrat bir Fransız ailesinin
çocuğuydu. Tarih eğitimi gördükten sonra fiziğe geçmiş ve 1923'te verdiği doktora tezinde, ışığın hem dalga hem de parçacık karakteri olmasından esinlenerek, aslında bütün madde
çeşitlerinin aynı özelliği gösterebileceğini önerdi. Ortaya koyduğu fikir, Bohr'un "gizemli" yörüngelerini açıklamada başarılı oluyordu.
Işığın girişim ve kırınım yaptığı, yani dalga özelliği gösterdiği, Thomas Young'in yaptığı çift yarık deneyi ile gösterilmişti. Ancak tüm madde parçacıklarının, su dalgaları ile
aynı matematiksel özellikleri gösterebileceği beklenmiyordu.
Max Planck 1900 yılında kara cisim ışınımı problemini ( morötesi facia diye de anılır), çözmek için
E = h f {\displaystyle E=hf\,} {\displaystyle E=hf\,}
denklemini kullanmıştı. Bu denklem, foton kavramının başlangıcı oldu; çünkü f frekansındaki elektron salınımından oluşan ışığın, klasik mekanikle uyuşmayan bir şekilde, h*f nun
sadece tamsayı katlarında kesikli enerjiler ( E) taşıyabileceğini varsaymıştı ( 'h', günümüzde Planck sabiti adıyla anılır). Fotonlar dalga özelliği gösteriyorsa, madde de bu
dualiteyi ( ikiligi) gösterebilir analojisi çok kuvvetli bir fikir idi. Bunun yanında önemli bir ipucu da Einstein'in birkaç yıl önce özel görelilik ispatında kullandığı Lorentz
Dönüşümleri idi.
Buna göre, serbest bir parçacık, yönü k, konumu x, frekansi f ve zaman bağlılığı t olan bir dalga ile ifade edilirse, 2*π*( k*x - f*t) , ve bu faz Lorentz dönüşümlerinde sabit
kalacaksa, k vektörü ve f frekansı, x vektorü ve t zamanı gibi dönüşmelilerdi. Diğer bir deyişle, p ve E gibi. Bunun mümkün olabilmesi için, k ve f, p ve E ile aynı bağımlılığa
sahip olmalılardı, bu yüzden de onlarla doğru orantılı olmalılardı.
Bu şekilde, fotonlar için E=h*f olduğundan, madde için de,
E = h f v e k = p / h {\displaystyle E=hf\ ve\ k=p/h} {\displaystyle E=hf\ ve\ k=p/h}
varsayımlarını yapmak 'doğal' gözükmüştür.
Bu varsayıma ek olarak, de Broglie, herhangi bir kapalı yörüngenin 1/|k| nın tam katı olması varsayımını da kullanarak, deneysel olarak gözlenen, ve Sommerfeld ve Bohr
tarafindan "kuantize olma şartları" olarak anılan şartları, matematiksel olarak kolayca türetti. Bu türetme gayet gizemli bir şekilde doğru sonuçlar verince ( Davisson ve Germer,
1927 yılında Bell Laboratuvarlarında gerçekleştirdikleri deneyle, elektronların da aynı ışık gibi girişim yaptığını ortaya koydular. Deney 1924'te de Brogli tarafından
önerilmişti) insanlar deneysel olarak başka şeyleri tahmin etmesini de beklediler.
Elbette yanıldılar çünkü bu şartlar serbest ışık parçaları için oluşturulan varsayımların, çekirdeğe bağlı elektronlar için uyarlanmasıydı ve çok ileri götürülmemesi
gerekiyordu.
Ama dalga mekaniği için doğru çıkış noktası idi.
Enteresan bir şekilde, 1925-1926 yılları arasında Werner Heisenberg, Max Born, Wolfgang Pauli ve Pascual Jordan, matris mekanigi ile kuantum mekaniğinin formal tanımını
yaptılar. Ama formalizmlerinde dalga mekaniğine yer vermediler. Benimsedikleri felsefe ise, tamamen pozitivist idi. Yani sedece deneysel olarak gözlenebilen değerleri gözönüne
alan bir yaklaşım kullandılar.
1926 yılında Erwin Schrödinger bir dizi denklemle dalga mekaniğini yeniden canlandırdı. Sonunda kendi dalga mekaniğinden Heisenberg'in matriks mekaniğini de türetip iki
formalizmin matematiksel olarak denk olduğunu da gösterdi ( son makalelerinden birinde Schrödinger, relativistik bir dalga denklemi de sunar).
Dirac'a göre ise tarih biraz daha farklı işlemiştir. Ona göre, Schrödinger önce relativistik dalga denklemini geliştirdi, sonra bunu kullanarak hidrojenin spektrumunu hesapladı
ve deneylere uymadığını gördü. Ancak bu denklemin, düşük hızlarda geçerli olan versiyonu aslında çalışıyordu, ve bildigimiz Schrodinger dalga denklemine ulaşılıyordu.
Daha sonra relativistik dalga denklemi Oskar Klein ve Walter Gordon tarafından yayınladı ve hâlâ Klein-Gordon denklemi olarak anılır.
Bu noktadan sonra Dirac; teoriye çeki düzen vermiş, özel görelilikle uyumlu hale getirmiş ve bazı deneylerin sonuçlarını teorik olarak üretmiştir. Örneğin pozitron'un varlığının
tahmini[kaynak belirtilmeli]. 1930'lara gelindiğinde ergenlikten çıkmış bir teori halini almıştır kuantum teorisi. Daha sonra 1940'larda Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger ve
Richard P. Feynman, Kuantum Elektrodinamiği ( Q.E.D.) konusunda önemli çalışmalara imza atmış, 1950'li ve 60'lı yıllar Kuantum renk dinamiğinin gelişimine tanık olmuştur.
Gelişmeler
1897: Pieter Zeeman, ışığın bir atom içindeki yüklü parçacıkların hareketi sonucu yayımlandığını buldu; J.J. Thomson da, elektronu keşfetti.
1900: Max Planck, kara cisim ışımasını kuantumlanmış enerji yayımı ile açıkladı, kuantum kuramı böylece doğmuş oldu.
1905: Albert Einstein dalga özellikleri olan ışığın aynı zamanda, daha sonra foton diye adlandırılacak olan, belirli büyüklükte enerji paketlerinden oluştuğu düşüncesini
ortaya attı.
1911-1913: Ernest Rutherford, atomun çekirdek modelini oluşturdu. Bohr ise atomu bir gezegen sistemi gibi betimledi.
1923: Arthur Compton, X - ışınlarının elektronlarla etkileşimlerinde minyatür bilardo topları gibi davrandıklarını gözlemledi. Böylece ışığın parçacık davranışı hakkında
yeni kanıtlar ortaya koydu.
1923: Louis de Broglie, dalga-parçacık ikiliğini genelleştirdi.
1924: Satyendra Nath Bose-Albert Einstein, kuantum parçacıklarını saymak için, Bose-Einstein istatistiği diye adlandırılan yeni bir yöntem buldular.
Klasik mekanik, kuantum mekaniği ve kuantum mekaniği'nin matematiği
Klasik mekanik, nesnelerin konum ve momentumları bilgilerini kullanarak, çeşitli kuvvet alanları altında nasıl hareket etmeleri gerektiğini bulmaya çalışır. Kökleri çok eskiye
dayansa da başlangıcının Newton'un Principia'sı olduğunu kabul etmek yanlış olmaz. Daha sonra Euler, Lagrange, Jacobi, Hamilton, Poisson, Maxwell, Boltzman ( İstatiksel mekanik
ve klasik elektromanyetik teori de klasik mekaniğe katılabilir) gibi birçok ad tarafından çok çeşitli bakış açıları geliştirilmiş ve birçok alanda başarılı bir şekilde
uygulanmıştır. Klasik mekaniğin tamamlanmasının Einstein'ın görelilik kuramları ile gerçekleştiğini söylemek yanlış olur. Klasik mekanik çok başarılı olmasına karşın, 1800'lü
yılların sonlarına doğru, siyah cisim ışıması, tayf çizgileri, fotoelelektrik etki gibi bir takım olayları açıklama da yetersiz kalmıştır. Açıklamaların yanlışlığı bilim
adamlarının yetersizliğinden değil aksine klasik mekaniğin yetersizliğinden kaynaklanıyordu. Klasik mekanikteki sorunun ne olduğunu anlatmak aşırı teknik kaçacaktır, ancak en
yalın halde klasik mekanik evreni sürekli olarak modeller ve bu yaklaşım kendi içinde tutarlı degildir. Bunu gormek için termodinamikteki eş-dağılım prensibine ( "equipartition
theorem") bakmalıyız. Üç konum ( x, y, z) ve üç momentumla ( px, py, pz) tanımlanan parçacıklar, sonsuz sayıda parametreyle tanımlanmanan alanlarla biraradadır. Eş-dağılım
kuramınca sistemin enerjisinin, denge durumunda, sistemin tüm bileşenlerine eşit biçimde dağılması gerekir. Alanlar sonsuz bileşene sahip olduğundan bütün enerji alanlara
dağılmalıdır. ( Daha teknik bir ifade ile, denge durumundaki sistemde enerji, bütün özgürlük derecelerine eş olarak dağılır; alanlar sonsuz özgürülük derecesine sahip olduğu için
bütün enerji alanlara akmalıdır.) Evren dengede varsayılırsa, deneysel olarak böyle bir gözlemin olmaması, klasik mekaniğin "süreklilik" paradigmasında bir soruna işaret eder.
Kuantum kuramı ise olayı bambaşka bir şekilde ele alır. Parçacıklar artık doğrudan 3 konum ve 3 momentumla tanımlanmak yerine bir "dalga fonksiyonu" ile tanımlanırlar. Bu dalga
fonksiyonu parçacığın bütün bilgisini içinde barındırır ve dalga fonksiyonuna uygun "sorular" sorularak gerekli bilgi alınır. Örneğin konum bilgisi için dalga fonksiyonuna
"parçacık nerede?" sorusunu sorarsınız, o ise size parçacığın soruyu sorduğunuz anda nerede olabileceğini söyler. Buradaki kritik nokta olabilirliktir. Bu, dalga fonksiyonunun
bir de "olasılık fonksiyonu" olarak anılmasina neden olmaktadir. Daha sonra, bu olasılıksal durumu bilincli olup olmama durumuna baglayan Kopenhag Yorumu ortaya atılmıştır.
( Matematik altyapısı yetersiz olanlar denklemleri görmezden gelebilirler.) Matematiksel olarak olayı şöyle tanımlayabiliriz:
Ψ ( x , t ) {\displaystyle \Psi ( x,t)} {\displaystyle \Psi ( x,t)} parçacığı tanımlayan dalga fonksiyonumuz olsun,
⟨ x ⟩ = ∫ Ψ ∗ ( x , t ) x Ψ ( x , t ) d x {\displaystyle \langle x\rangle =\int \Psi ^{*}( x,t)x\Psi ( x,t)dx} {\displaystyle \langle x\rangle =\int \Psi ^{*}( x,t)x\Psi ( x,t)dx}
integrali bize x'in beklenen değerini verir. Yukarıda bahsedilen soru sorma işlemi tam olarak böyle yapılır. Benzer şekilde momentumun beklenen değeri için;
⟨ p ⟩ = ∫ Ψ ∗ ( x , t ) ℏ i d d x Ψ ( x , t ) d x {\displaystyle \langle p\rangle =\int \Psi ^{*}( x,t){\frac {\hbar }{i}}{\frac {d}{dx}}\Psi ( x,t)dx} {\displaystyle \langle p
\rangle =\int \Psi ^{*}( x,t){\frac {\hbar }{i}}{\frac {d}{dx}}\Psi ( x,t)dx}
şeklinde soruyu sorarız. Ψ ∗ ( x , t ) {\displaystyle \Psi ^{*}( x,t)} {\displaystyle \Psi ^{*}( x,t)} dalga fonksiyonumuzun karmaşık eşleniğidir. Karmaşık eşlenik ve dalga
fonksiyonu arasında kalan ifadeler gözlemlenebilirlerimizin, yani konum ve momentumun, konum uzayındaki operatörleridir. Operatörler sorunun ta kendisidir.
Konum ve momentum dışında daha birçok gözlemlenebilir ile işlem yapılabilir. Ancak konum ve momentum operatörleri kullanılarak diğer birçok operatörü elde etmek mümkündür. İşin
ilginç yanı bu operatörle elde etmek için klasik formüller kullanılır. Örneğin kinetik enerji klasik mekanikte;
T = p 2 2 m {\displaystyle T={\frac {p^{2}}{2m}}} {\displaystyle T={\frac {p^{2}}{2m}}}
şeklinde tanımlanırken kuantum fiziğinde kinetik enerji operatörü yine aynı ifadeyle yazılır. Tek fark "p" artık bir sayı değil bir operatördür. Bu bize Ehrenfest teorimince
sağlanır ve bütün operatörleri klasik yasaları kullanarak türetebiliriz. Bu noktada "Peki, dalga fonksiyonu nedir?" sorusuna dönmeliyiz. Dalga fonksiyonu bize Schrödinger
denklemi tarafından verilen, bir bakıma parçacığın kimlik kartıdır.Bir boyutta Schrödinger denklemi;
i ℏ d d t Ψ = − ℏ 2 2 m d 2 d x 2 Ψ + V ( x , t ) Ψ {\displaystyle i\hbar {\frac {d}{dt}}\Psi =-{\frac {\hbar ^{2}}{2m}}{\frac {d^{2}}{dx^{2}}}\Psi +V( x,t)\Psi } {\displaystyle
i\hbar {\frac {d}{dt}}\Psi =-{\frac {\hbar ^{2}}{2m}}{\frac {d^{2}}{dx^{2}}}\Psi +V( x,t)\Psi }
şeklinde yazılabilir. İfade bir bakıma enerji denklemidir ve bahsi geçen "kimlik" kartını sistemin enerjisine göre verir. ( Burada kimlikten kasıt, parçacığın elektron mu yoksa
nötron mu olduğu değil, momentumu, konumu, kinetik enerjisi gibi gözlemlenebilirleridir.) Bu denklem çözüldüğünde parçacığımızın dalga fonksiyonunu elde etmiş oluruz. En basit
atom olan hidrojen atomunun zamandan bağımsız analitik olarak çözülmesi bile zordur, neyse ki belli formalizmlerle, daha karmaşik sistemleri yaklaşımlar yaparak çözmek mümkün
oluyor.
Kuantum mekaniği temelinde bir olasılık teorisidir. Dalga fonksiyonu içinde sistemin bütün olası durumlarını barındırır. Siz soruyu sorduğunuzda size en olası cevabı verir,
ancak soru sorma işlemi dalga fonksiyonunu "dağıtır" ve siz bir daha sorduğunuz zaman artık başka bir cevap alırsınız. Bunun yanı sıra kuantum mekaniği yapısı ötürü
belirsizlikler barındırır. Bu belirsizlikler bazı gözlemlenebiliri ne kadar iyi bilirseniz diğer bazıları hakkında o kadar az şey bileceğinizi söyler. Örneğin konum ve momentum
böyle bir çift oluşturur. Birini ne kadar iyi bilirseniz diğeri hakkında o kadar az bilginiz olur. Bu Heisenberg belirsizlik ilkesi olarak bilinir. Konum ve momentum için
Heisenberg belirsizlik ilkesi şöyle gösterilir:
σ x σ p ⩾ ℏ 2 {\displaystyle \sigma _{x}\sigma _{p}\geqslant {\frac {\hbar }{2}}} {\displaystyle \sigma _{x}\sigma _{p}\geqslant {\frac {\hbar }{2}}}
Bu ifade de σ x {\displaystyle \sigma _{x}} {\displaystyle \sigma _{x}} ve σ p {\displaystyle \sigma _{p}} {\displaystyle \sigma _{p}} ile verilenler sırasıylayla konum ve
momentumdaki belirsizliklerdir.
Yukarıda ele alınan kuantum mekaniği, öklidyen bir uzayda çalışılmış kuantum mekaniğidir, diğer bir deyişle göreceli değildir. Einstein'ın özel görelilik kuramına uyan bir
kuantum mekaniği türetmek mümkündür. Hatta ilk bakışta kolay bir uğraştır. Kuantum fikrine ve özel göreliliğe biraz aşina olan biri bile çözüme kolayca ulaşır. Yukarıda
değinilen Schrödinger denklemini daha sade bir formda şöyle ele alabiliriz:
i ℏ ∂ ∂ t Ψ = H Ψ {\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\Psi =H\Psi } {\displaystyle i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\Psi =H\Psi }
Burada H olarak verilen Hamiltonian operatörüdür. ( Toplam enerji olarak düşünülebilir.) Relativistik olmayan serbest parçacık ( potansiyel enerji sıfır) için Hamiltonian:
H = p 2 2 m {\displaystyle H={\frac {p^{2}}{2m}}} {\displaystyle H={\frac {p^{2}}{2m}}}
olarak verilir. Relativistik serbest parçacık içinse Hamiltonian:
H = m 2 c 4 + p 2 c 2 {\displaystyle H={\sqrt {m^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}}}} {\displaystyle H={\sqrt {m^{2}c^{4}+p^{2}c^{2}}}}
şeklinde yazılabilir. İfade pek yabancı değil, değil mi? Hayır, olaya klâsik mekanik açısından bakarsanız, parçacığın durduğunu kabul edersek, momentum sıfır olacak ve ünlü E =
m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} {\displaystyle E=mc^{2}} 'yi elde etmiş olacaksınız. Şimdi relativistik Hamiltonianla Schrödinger denklemini yeniden yazalım:
( − i ℏ ∇ ) 2 c 2 + m 2 c 4 ψ = i ℏ ∂ ∂ t ψ . {\displaystyle {\sqrt {( -i\hbar \mathbf {\nabla } )^{2}c^{2}+m^{2}c^{4}}}\psi =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\psi .}
{\displaystyle {\sqrt {( -i\hbar \mathbf {\nabla } )^{2}c^{2}+m^{2}c^{4}}}\psi =i\hbar {\frac {\partial }{\partial t}}\psi .}
Karesi alınırsa
∇ 2 ψ − 1 c 2 ∂ 2 ∂ t 2 ψ = m 2 c 2 ℏ 2 ψ {\displaystyle \mathbf {\nabla } ^{2}\psi -{\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\psi ={\frac {m^{2}c^{2}}{\hbar
^{2}}}\psi } {\displaystyle \mathbf {\nabla } ^{2}\psi -{\frac {1}{c^{2}}}{\frac {\partial ^{2}}{\partial t^{2}}}\psi ={\frac {m^{2}c^{2}}{\hbar ^{2}}}\psi }
elde edilir. Bu denklem Klein-Gordon denklemi olarak bilinir. Ancak denklem bir takım teknik nedenden ötürü sorunludur. Daha geçerli relativistik çözüm Dirac tarafından
keşfedilmiştir ve kendi adıyla anılan denklemle verilir. Ultramikroskobik boyutlarda ( Planck Uzunluğu) uzayın küçük dalga boylarında bir kaos olduğu düşünülür. Evrenin milyarda
birinin milyarda birinin milyonda biri boyutlarda gözleyecek olursunuz Evren bir kaos olarak görünür.
Kuantum mekaniği tarihi gelişimi boyunca birçok sınavdan alnının akıyla çıkmayı başarmıştır. Olguları büyük bir doğrulukla açıklaması, yeni olgulara ışık tutması bir teoriden
beklenen özelliklerdir ve kuantum mekaniği bu işi gerçekten oldukça iyi başarmıştır. Kuantum fikirleri üzerine gelişen kuantum elektrodinamiği ( QED) ve kuantum renk dinamiği
( QCD) bu güne kadarki hiçbir teorinin ulaşamadığı hassasiyetlerde sonuçlar vermişlerdir. Ne varki geçtiğimiz yüzyılın çok büyük iki teorik açılımı bir biriyle uyuşmamaktadır.
Doğada bilinen 4 kuvvetten 3'ü, elektromanyetizma, zayıf ve güçlü kuvvetler,kuantum kuramlarıyla ele alınabilirken kütle çekimin henüz tutarlı bir kuantum kuramı bulunamamıştır.
Her ne kadar sicim kuramları kuantum kütle çekime aday gibi görünsede çözülmesi gereken çok büyük sorunlar halen daha bulunmaktadır. Günümüzde yaygın kanı kuantum ve kütle
çekimin üstünde, doğrusal olmayan daha genel bir kuramın yer aldığıdır.
Kuantum Mekaniği'nin Uygulamaları
Kimyasal ve fizik bilimlerinin temelleri şu temel araştırma alanları üstüne kuruludur:
Akışkanlar Mekaniği
Elektromanyetik
İstatistiksel Mekanik
Kimyasal Kinetik
Klâsik Mekanik
Kuantum Mekaniği
Optik
Termodinamik
Diğer tüm fizik ve kimya dalları, bu temel düzeneklerin uygulamalarıdır. O halde bunlara "saf", diğerlerine "uygulamalı" fizik ve kimya gözü ile bakılabilir. Kuantum mekaniğinin
mikro sistemlere uygulanması ile şu uygulamalı fizik ve kimya dalları türetilmiştir:
Anorganik Kimya, Organik Kimya, Biyokimya: Bunlar da temel uygulama dalı olan Kuantum Kimyası'nın özel olarak -sırasıyla- anorganik, organik ve biyomoleküllere olan
uygulamasıdır.
Katı Hal Kimyası ( Fiziği): Katı halin kuantum mekaniği
Kuantum Kimyası: Atom ve moleküllerin kuantum mekaniği ( Fizik'te genelde Atom ve Molekül Fiziği ismi tercih edilir)
Nükleer Kimya ( Fizik): Çekirdeğin kuantum mekaniği
Parçacık Kimyası ( Fiziği): Atomaltı parçacıkların kuantum mekaniği
Plazma Kimyası ( Fiziği): Plazmanın kuantum mekaniği
Sıvı Hal Kimyası ( Fiziği): Sıvı halin kuantum mekaniği
Fotokimya ve fotofizik, yüzey kimyası, vb. pek çok dal da kuantum mekaniğinden uygulamalar içermektedir.
Kuantum mekaniği her ne kadar çok küçüklerin dünyasını modelleyen bir kuram olsa da uygulama alanları gerek dolaysız gerek dolaylı yollarla çok geniştir. Kuantum mekaniği
biyoloji, malzeme bilimi, elektronik gibi birçok alanın günümüzdeki anlamına kavuşmasını sağlamıştır.
Laser, maser, yarı iletkenler gibi günümüzün olmazsa olmazlarının icatları, kuantum mekaniği sayesinde mümkün olmuştur. Ayrıca elektron mikroskobu, atomik kuvvet mikroskobu,
taramalı tünellemeli mikroskop gibi biyoloji ve nanoteknolojik uygulamaların olmazsa olmazları; PET-Scan ( Positron Emmission Tomography), MRI ( Magnetic Resonance Imaging),
Tomografi gibi tıbbi görüntüleme cihazları yine kuantum mekaniğinin bize gösterdiği belli doğa olgularını kullanarak çalışırlar. Yine tıp, nanoteknoloji, elektronik gibi birçok
alanda sayısız kullanımı olan fiberler kuantum mekaniğinin doğrudan uygulamasına örnektir. Modern kimya, kuantum fikirleri üzerine inşa edilmiş ve çok karmaşık moleküllerin yapıları bu sayede anlaşılmıştır.
Kuantum mekaniği felsefesi
Yazının önceki bölümlerinde kuantum mekaniğinin bugüne kadar girdiği birçok sınavdan başarıyla çıktığını söyledik. Peki, nasıl olur da bu denli başarılı bir teorinin kritik bir
felsefesinden söz edilebilir? Dahası teorinin önemli felsefî sorunlar yarattığını ileri sürebiliriz?
Kuantum mekaniği çok sağlam matematik temelleri üzerine kurulmuştur. Sistemlerin doğası bu matematikle modellenir. Ancak başlı başına bu modelleme kuantum mekaniğinin temel
kavramlarının çözümlenmesinde yetersizdir. Örnek verecek olursak, Ψ ( x , t ) {\displaystyle \Psi ( x,t)} {\displaystyle \Psi ( x,t)} bir dalga fonksiyonudur. Bu dalga
fonksiyonunun mutlak karesinin olasılık genliği olduğu ise bir yorumdur. Eğer bu yorumu araştırır ve genel bir çerçeveye oturtmak istersek, o zaman, kuantum mekaniği felsefesi yapmış oluruz.
Kuantum mekaniği tamamlanmış bir teori midir?
Kuantum mekaniğinin temelleri Heisenberg belirsizlik ilkesinin formüle edildiği 1927 yılından bu zamana dek hiçbir değişikliğe uğramamıştır. Kuantum mekaniğinin uzantısı olarak
ortaya çıkan teorilerde ortaya çıkan kavramlar da, bildiğimiz kadarıyla bu temel ilkelerde değişiklik yapılmasını gerektirmezler. Kuantum mekaniği doğduğu andan itibaren temel
ilkelerin anlaşılması bakımından büyük tartışmalara yol açmıştır. Bu tartışmalardan biri A. Einstein, B. Podolsky ve N. Rosen'in 1935 yılında "Doğanın Kuantum Mekaniksel Tasviri
Tamamlanmış Kabul Edilebilir mi?" başlığıyla yayınladıkları ve yazarlarının adlarının başharfleriyle "EPR Paradoksu" olarak adlandırılan makalesiyle başlamış olup, hâlen de
önemini korumaktadır. EPR makalesi bir fizik teorisinin tamamlanmış kabul edilebilmesi için iki temel koşulu yerine getirmesi gerektiğini söyler. Bunlar;
Teorinin doğruluğu
Teorinin tamamlanmışlığı
EPR makalesine göre teorinin doğru olarak nitlendirilebilmesi için teorinin deney sonuçlarıyla uyumluluğu göz önüne alınmalıdır. Bu bakımdan kuantum mekaniği deneylerle büyük
bir uyum gösterdiği için doğru kabul edilir. Teorinin başarısı için gerekli olan diğer koşul olan tamamlanmışlık için ise makalede şu koşul verilmiştir: "Bir fizik kuramında,
her fiziksel gerçekliğe karşılık olan bir öge bulunmalıdır."
Makalede fiziksel gerçeklik şu şekilde tanımlanmıştır: "Bir fiziksel niceliğin değerini, dinamik sistemi herhangi bir biçimde bozmaksızın kesinlikle tahmin edebiliyorsak, o
zaman, fiziksel gerçekliğin, bu fiziksel niceliğe karşılık olan bir ögesi vardır."
Fiziksel niceliğin kesin bir değerini, dinamik sistemi bozmadan teoride elde edebiliyorsak, o zaman, teoriden hesap ile elde edilen bu kesin değer fiziksel gerçekliğin bir
ögesine karşılık gelecektir. Ancak fiziksel gerçekliğin bütün ögelerinin fizik teorisinde karşılıklarının bulunması gerektiğine dair bir koşul ileri sürülmemiştir. Bu nedenle,
EPR'ye göre, doğru olan teorinin aynı zamanda tamamlanmış olması gerekmez.
Fiziksel gerçeklik ölçütünün kuantum mekaniği çerçevesinde nasıl kullanıldığı makalede şu örnekle açıklanmıştır. Elimizdeki parçacık Φ ( p ) {\displaystyle \Phi ( p)}
{\displaystyle \Phi ( p)} fonksiyonu ile gösterilsin. Fonksiyonu;
Φ ( p ) = ∑ j a j ϕ j ( p ) {\displaystyle \Phi ( p)=\sum _{j}a_{j}\phi _{j}( p)} {\displaystyle \Phi ( p)=\sum _{j}a_{j}\phi _{j}( p)}
şeklinde gösterelim. Bu parçacığın momentumu ölçülmeden önce şu önerme ileri sürülebilir: Parçacığın momentumunun ölçümden sonra p i {\displaystyle p_{i}} {\displaystyle p_{i}}
değerini alma olasılığı | a i | 2 {\displaystyle |a_{i}|^{2}} {\displaystyle |a_{i}|^{2}} dir. Ayrıca;
∑ j | a j | 2 = 1 {\displaystyle \sum _{j}|a_{j}|^{2}=1} {\displaystyle \sum _{j}|a_{j}|^{2}=1}
olduğunu kabul edelim. Eğer alınabilecek birden çok momentum değeri mevcutsa | a i | 2 {\displaystyle |a_{i}|^{2}} {\displaystyle |a_{i}|^{2}} 1'e eşit değildir. Bu sebepten
ötürü fiziksel gerçeklik ölçütü bu durumda kullanılamaz.
Literatür
Ders kitapları
J. J. Sakurai, J. Napolitano, Modern Kuantum Mekaniği, Palme Yayıncılık 2012 ( ISBN 9780805382914).
T. Dereli, Kuantum Mekaniği I, ODTÜ Yayıncılık ( ISBN 9789757064091).
E. Aygün, M. Zengin, Kuantum Fiziği, Ankara Üniversitesi Yayınları, 2. baskı, 1992.
J. J. Sakurai, Advanced Quantum Mechanics, Addison-Wesley, 1967( ISBN 9780201067101).
Fiziğin diğer alanları hakkında yazılan ilgili ders kitapları
B. H. Bransden, C. J. Joachain, Atom ve Molekül Fiziği, On Dokuz Mayıs Üniversitesi Yayınları.
T. N. Durlu, Katı Hal Fiziğine Giriş, Ankara Üniversitesi Yayınları, 2. baskı, 1992.
E. Aygün, M. Zengin, Atom ve Molekül Fiziği, Ankara Üniversitesi Yayınları, 1992.
D. Halliday, R. Resnick, Fiziğin Temelleri 2, Palme Yayıncılık.
A. Beiser, Çağdaş Fiziğin Kavramları, Dicle Üniversitesi Yayınları, 2. baskı,1989.
C. Önem, Fizikte Matematik Metotlar, Birsen Yayıncılık, 3. baskı.
---------------------
Kuantum Fiziği Nedir?
Yüzyılımızın başında ortaya atılan iki teori, fizik ve felsefe dünyamızı çok derinden etkiledi. Bunlar kuantum ve rölativite teorileriydi. Rölativite, tek başına kendi yolunda
yürüyen bir adamın ürünüyken, kuantum teorisi birçok kişinin katkılarıyla oluşmuştu: Planck, Einstein, Bohr, De Broglie, Schroedinger, Heisenberg, Dirac ve Paui gibi... Ve her
birine bu katkılarından dolayı Nobel ödülü verilmişti.
Otuz yıl kadar süren bir arayışın sonunda da kuantum mekaniği denilen yeni bir bilim felsefesi doğdu. Kısaca tanımlamak gerekirse, atom altı parçacıklarının fiziksel yapılarını
( Konum, momentum,...gibi), matematiksel bazı denklemlerle açıklama sistematiğidir.Burada araya girerek yazıda geçecek ve okuyucuların yabancı olduğu bazı fiziksel tabirlere
kısa bir açıklama getirelim:
Dalga boyu; belli bir anda, bir dalga tepesinden en yakın dalga tepesine olan mesafedir. Elektromanyetik Spektrumu oluşturan gama, X, mor ötesi, görünen ışık ve kızıl ötesi
ışınlarıyla, mikro dalgalar, radyo, radar ve televizyon dalgalarının farklı özellikler göstermesi, sadece aralarındaki dalga boyu farkı nedeniyledir. Bu ise, elektromanyetik
dalgaları taşıyan foton adını verdiğimiz parçacıkların ihtiva ettiği enerji miktarına bağlıdır. Fotonun enerjisi ne kadar fazla ise, dalga boyu ( iki dalga tepeciği arasındaki
mesafe ) o kadar kısa, frekansı ise ( Bir saniyede belli bir yerden geçen dalga sayısı ) o kadar fazladır.
Her şey Max Planck ( 1858-1947)'in 1900'de Kara Cisim radyasyonu üzerine çalışırken ışığın "kuantum" dediği enerji paketçiklerinden oluştuğunu bulmasıyla başladı. Bulduğu formül,
ışık enerjisinin dalga paketleri halinde aktarıldığını ifade ediyordu.
Planck'ın yetkin örnek olarak aldığı Kara Cisim üzerindeki kuramsal çalışması 1900'de yayımlandı. Çalışmanın dayandığı temel düşünce şuydu : Madde, çeşitli frekansları paketler
halinde bulunduran ve bu frekansları yayan bir kaynaktı. Gerçi bu düşüncenin yürürlükteki kurama ters düşen yanı yoktu : Ne var ki, Planck aynı zamanda madde dediğimiz kaynaktan
çıkan frekansların sürekli değil de paketçikler şeklinde salındığı görüşünü ileri sürdü. Klasik fizik ise, enerjinin paketler şeklinde değil de sürekli bir akıntı ( su dalgası
gibi) olduğunu düşünüyordu.
____________ klasik fizik
_ _ _ _ _ _ _ _ Kuantum fiziği
Radyasyonun tanecik görünümünün daha basit bir örneği foto elektrik olayıdır. Einstein 1905 yılında yayımladığı makalelerinden birinde bu konuyu açıklıyordu. Fotoelektrik
olayını basit olarak şöyle izah edebiliriz: Metal bir yüzeye düşürülen ışık, yüzeyden elektron koparır. Koparılan elektron, devrede bir akım meydana getirir. Fizikçiler, bu
elektronun hızının şiddetinden bağımsız olmasını anlayamıyorlardı. Kopan elektronun hızı, ışığın rengine yani dalga boyuna bağlı olmalıydı.
Einstein, ışığın aslında dalga olmayıp fotonlardan, yani kuantum paketçiklerinden oluştuğunu öne sürerek sonuca açıklama getirdi. Buna göre metal yüzeyden kopan elektronun hızı,
kuantum paketçiğinin enerjisine veya frekansına bağlıdır. Işığın şiddetini artırmak, sadece kuantum paketçiklerini artırmak anlamına geliyordu. Dolayısıyla, ışığın şiddetini
artırmak, yüzeyden koparılan elektron miktarını çoğaltır fakat, elektronun yüzeyden ayrılma hızına etki edemezdi.
Böylece Einstein, ışığın bir dalga olmayıp, parçacıklar ( fotonlar) topluluğu olması gerektiğini öne sürdü.Işığın parçacık gibi davranabileceğinin kesin delili, 1922'de Compton
tarafından bulundu. Compton, yaptığı deneyde, fotonun momentumu varmış gibi parçacık hareketi yaptığını gözlemledi.Newton zamanından beri girişim ve kırınım deneyleri, ışığın
dalga karakterinde olması gerektiğini söylüyordu.Işığın, parçacık yapısında yani enerji paketçikleri ( kuantumlar) cinsinden olaylar henüz açıklanamamıştı. Görünürdeki bu
çelişki, dalga-parçacık ikilemi olarak bilinir. Modern yoruma göre her iki karakter de doğrudur: Işık bazı olaylarda dalga, bazı olaylarda da parçacık gibi davranır. Ama iki
karakteri de aynı anda gösteremez.Bu gelişmelerden sonra sıra, klasik fiziğin açıklamada yetersiz kaldığı atom yapısına gelmişti. Danimarkalı bilim adamı Niels Bohr ( 1885-1963)
1913'te atom yapısına ilişkin günümüzde de kabul edilen bir teori oluşturdu. Bu teori, Planck'ın orijinal kuantum teorisi, Einstein'in ışığın foton kuramı ve Rutherford'un atom
modellerinin fikirlerinin bir birleşimidir.
Bohr teorisinin varsayımları şunlardır:
Elektron, protonun etrafında Coulomb ( + yükün – yükü çekmesi) çekim kuvvetinin etkisi altında, dairesel bir yörüngede hareket eder.
Elektron atom etrafında belirli yörüngelerde bulunur. Bu yörüngeler çeşitli enerji seviyelerdir. Bir üst yörüngeye geçmek için enerjiye ihtiyaç duyulur, alt seviyeye geçmek
için de dışarıya enerji verilir.
Elektron ancak, enerjisi E1 olan kararlı bir durumdan, daha düşük enerjili bir E2 durumuna geçiş yaptığında enerji farkıyla orantılı bir enerji yayınlar.
Bohr'un teorisi, hidrojen atomunda ve hidrojene benzeyen bir kez iyonlaşmış iyon ile iki kez iyonlaşmış lityum gibi iyonlarda başarıyla uygulandı. Bununla birlikte, teori daha
karmaşık atomların ve iyonların spektrumlarını doğru olarak tanımlayamazdı.Atomik sistemlerin yeni mekaniğine doğru ilk cesur adım, 1923 yılında Louis Victor De Broglie
tarafından atıldı. De Broglie, doktora tezinde, fotonların dalga ve tanecik özelliklerine sahip olmalarından dolayı, belki bütün madde biçimlerinin tanecik özellikleri olduğu
kadar, dalga özelliklerine de sahip olacakları tezini ileri sürdü. O zaman için hiçbir deneysel doğrulanması olmayan bu öneri, oldukça büyük, devrimci bir düşünce idi. De
Broglie'ye göre elektronlar, hem tanecik hem dalga olarak ikili bir doğaya sahiptirler. Her elektrona, ona uzayda yol gösteren veya "yörünge çizen" bir dalga eşlik ediyordu. De
Broglie bu savı ile 1929 yılında Nobel ödülü aldı.
Schrödinger, 1926 yılında "Schrödinger Dalga Denklemi" olarak izah ettiği elektron dalgalarını eski fizikçilerin aşina olduğu su ve ses dalgalarının denklemleri gibi
matematiksel bir denklemle ifade etti. Bu nedenle Schrödinger'in dalga mekaniği, Max Planck ve de Broglie gibi fizikçiler tarafından hüsn-ü kabul gördü. Schrödinger, Kuantumun
dışladığı neden-sonuç bağını dalga denklemi yardımıyla ortadan güya kaldırıyordu. Ona göre elektronların bir durumdan bir başka duruma ani değişimlerinin sebebini. Elektron
geçişlerini bir keman telinin titreşimleri gibi, bir notadan diğerine geçiş olarak yorumladı.Paul Adrian Maurica Dirac ( 1902-1984),1926' da özel rölativite kavramlarından
yararlanarak. Schröndinger dalga denklemini değişik biçimde ortaya koydu. Dirac'ın fiziğe ikinci önemli katkısı, 1928'de özel rölativite teorisini kuantum mekaniği ile
uyuşturması olmuştur.
1927'de , Werner Heisenberg ( 1901-1976) ilk kez bir parçacığın konumunu ve momentumunu aynı anda son derece doğrulukla belirlemenin olanaksız olacağını öne sürdü. Bu demektir
ki, bir parçacığın tam konumunu ve tam momentumunu aynı anda ölçmek fiziksel olarak olanaksızdır.
Örneğin elektronu ele alalım. Çekirdek etrafında hızı en az, 10^10 cm/sn içinde tanımlanmalıdır. Aksi halde, atomun çekiminden kurtulup dışarıya fırlayacaktır. Bu, elektronun
konumunda yaklaşık 10^-8cm.lik bir belirsizliğe denk gelir. Bu ise atomun toplam boyutudur. Elektron, atom etrafında o derece yayılmıştır ki, yörüngenin kalınlığı atomun yarı
çapına eşit olur. Yani, elektron aynı anda çekirdeğin her tarafında bulunabilir. ( Dünyanın, Güneşin hemen dibinden şimdiki yörüngesine kadar bütün alanlarda bulunma ihtimali
gibi) Bu durum, "fiziksel olarak şu cisim çoğunlukla burada,ama kısmen orada, ara sıra da uzakta..." gibi ifadelerin kullanılmasını gerektirir. Neticede, Kuantum fiziği tek ve
kesin bir sonu değil, birtakım olası sonuçlar öngörür ve her birinin ne kadar mümkün olduğunu söyler.
Fizikçi Nick Herbert, dünyayı "sadece baktığımız zaman madde görüntüsü veren, aslında durmaksızın akan bir dalga çorbası" olarak ifade etmektedir. Midas'ın dokunduğu her şeyi
altın yapan elleri gibi...
John Wheler "Bizler sadece gözlemci değiliz, olanları anlatma hakkımız olduğu gibi, oluşturan da yine bizleriz." der. Ve "Olanlarla olacakları bizler gözlem aletlerimizle
belirlemekteyiz" diyen Bohr'a hak verir.
Hilbert Uzaylarının bazılarında zaman yoktur, bazılarında zaman teğettir. Bir diğerinde zaman ileri akarken, başkasında geriye doğru akmaktadır. Zaman alternatif akım gibi bir
ileri bir geri osilasyonik çalışır. Örneğin, orada insan yaşlı doğar sonra gittikçe gençleşir. Şu sırada belli bir toleransa ihtiyacım var. Çünkü, ele aldığım konunun ana teması
"Belirsizlik ilkesi"dir. Eski bir devlet adamı için beceriksizliğini ifade eden bir söz vardır; "iki işi bir arada yapamazdı" derler. Örneğin, hem çiklet çiğneyip hem
yürüyemezdi. Gerçi bu kadar beceriksizliğin mübalağa edilmiş şeklidir. Bir yandan konuşur bir yandan da otomobil kullanabiliriz. Ama bir kitaptan not alırken aynı anda mektup
yazamayız, iki ayrı dili konuşan iki kişi arasında tercümanlık yapan biri aynı anda şarkı söyleyemez. Örnekler pek çoktur, en akıllı yaratık "insan"dan söz ediyoruz. Fakat aşağı
doğru inildiğinde, atomlara gelince durum değişmektedir. Atomik ve subatomik partiküller aynı anda pek çok şeyi yapabilecek evrensel Zeka ya sahiptirler.
Kuantum mikrofiziğinden önce, Klasik Fizik zamanında, Comogenesis yani evrenin kökeni ve gelişimi ile ilgili teoriler, günümüzdeki kadar gelişmemişti. Bugün ise Kuantumcular
artık gözlenemez evrenlerin içinde adeta evlerindeymiş gibi davranmaktadırlar.
KUANTUM kelimesi Latincede "Nicelik", kuantum olaylarında ise "parçacık" anlamındadır.
Alman Fizikçi Max Planck 1900 yılında bir teori ortaya koydu. KUANTUM TEORİSİ. Buna göre enerji, düz ve sürekli değil; kesik, kopuk, ardışık, noktasal paketçiler halinde
yayılıyordu. Planck bu düşünceyi bir sabitle "Planck sabiti", "h" ile fiziğe kazandırdı.
Newton'a göre ışık, 'Corppuscule' denilen madde akımıydı. Tanecikli bir yapıya sahipti. Maxwell ise ışığın dalga davranışı gösterdiğini savunmaktaydı, Kuantum teorisi, fiziğin
bu en büyük tartışmasını uzlaştırmış bulunmaktadır.
Kuantum olaylarında ışık, hem madde hem de dalga özelliği taşımaktaydı. Foton denilen maddeciğe, uzayda bir de dalgacık eşlik etmekteydi. Yani ışık, uzayda yol alırken bir dalga
gibi, önüne engel çıkınca da aktif bir parçacık gibi davranmaktaydı. Aslında madde ile enerji farklı şeyler değildi. Madde yoğun, enerji ise seyrek madde idi ve birbirine
dönüşebilirlerdi.
Einstein'in ünlü denklemi E=m.c2 bunu anlatır, 'enerji, maddenin kütlesi ile ışık hızının karesinin çarpımına eşittir.'
Einstein, Lenard ve Comten, ışığın tanecik yapısını soruştururken, Louis De Bruglie de dalgacıkların yapısını araştırmaya başladı. Broglie, atomaltı parçacıkların aynı zamanda
dalga boyu olduğunu keşfetti. Elektron, Proton gibi parçacıklara bir dalga boyu eşlik etmekteydi. Hareket halindeki bu parçacıklar dalga davranışında bulunuyorlardı, yani
titreşiyorlardı.
Riemann Tansörü ( Big Bang Öncesi Hareketlilik). Birinci derecede hacim koruyan "Gel-Git" şekil değiştirmelerini belirten kuram.
Kuantum Mekaniği, fiziği bu özel alanı "Bilgi teorisi" olarak da tanımlanmaktadır. Ancak bu düşünce, bu konudaki teknik ilerlemelerden kaynaklanmaktadır.
Kuantum Teorisi ile ortaya çıkan ilkelerden biri de 'Hilbert Uzayı' teorisidir, belli bir operatöre bağlantı olarak Kuantum Teorisinin matematiksel çerçevesini ve dilini ifade
eder. Diğer bir ilke ise Kuantum Dinamiği ilkesidir, Erwin Schrodinger bu denklemin kurucusudur.
Fizik tarihinde bazen bir fikri ortaya atanların, sonraki gelişmelerden memnun olmadığı da görülmüştür. Örneğin Newton'un Girişim Halkaları deneyi, Faraday'ın kısmen kendi
deneyimlerinden kaynaklanan "Maxwell Denklemleri"ni fazla matematiksel bulması gibi. Kuantum Mekaniğine temel katkıları olan birçok fizikçi sonradan bu önemli teoriye cephe
almışlardır.
1900'de "Enerji Kuantumu" fikrini ortaya atan Max Planck'ın bu girişimini çok beğenen Einstein işi biraz daha ileri götürerek Fotonları deklare etti. Fakat Planck, Eintein'in bu
fikrini 1913'te hala kabul etmemişti.
Aslında, Einstein foton kavramını ortaya attıktan sonra Kuantum Teorisi şekil almaya başlamıştır.
Luis de Broglie "parçacık-Dalgacık" dualitesi fikrini ortaya koyduktan sonra Max Planck da teorinin "İhtimaller" cinsinden yorumunu yaptı. Niels Bohr "Objektif Gerçeklik"
felsefesi görüşü ile teoriyi tanımladı ve Einstein, Podolsky, Rosen'in ( EPR) makalesi yayınlandı. Bu makale, Kuantum serisinin şaşırtıcı yanlarını sergilemesi bakımından yararlı
oldu. Buna rağmen; Louis De Broglie meşhur E= h.r ( Parçacık eşittir Planck sabiti kare dalga frekansı) denklemiyle yeni bir yorum getirdi. Bu, Dalgalar Kuantumu teorisi,
Kopenhag yorumunda yer aldığı Louis De Broglie bu teoriye yeni bir yorum ileri sürdü. "Pilot Dalga" teorisi. Bu yorum Wolfgang Pauli tarafından şiddetle eleştirildi. Daha sonra
David Behrn 1950'lerde Pilot Dalga kavramını içeren ve yerel olmayan etkileşimleri ortaya koyan yeni bir teori geliştirdiyse de bu teori fazla ilgi görmedi.
Kopenhag ekolu fizikçilerinden Erwin Schrodinger, özellikle birden fazla parçacık içeren problemlerin savunulmalarının imkansız olduğunu söyledi. Zira, iki parçacıklı
problemlerde altı boyutlu bir uzay ortamı çıkıyordu, ve "YÜK" gibi gerçek bir fiziksel dağılımın böyle bir uzayda anlamı kalmıyordu.
Kuantum ile ilgili ilkeleri şöyle sıralayabiliriz;
Her parçacık aynı zamanda Dalgacıktır: Kuantum Teorileri evrende her şeyi parçacık olarak görür.
Kuantum Durumu: Evrene ( Kuantum Durumu) ya da ( Kuantum Davranışı) olarak bakabiliriz.
Belirsizlik İlkesi: Kuantum düzeyinde "ışık hızı" yasağı nedeniyle sistemlerin durumları belirlenemediğinden "Belirsizlik İlkesi" hakimdir.
Üst üste gelme İlkesi: Bir sistemdeki durumlar üst üste geldiğinde, başka yeni olasılıklar meydana gelir. Gizli değişkenler gibi.
Nesnel Olasılık: Yani her şey rastlantıdır.
Correlation: Tıpatıp davranış olgusu.
Gecikmeli Seçim: Bu, beş boyutlu uzay-zaman kavramı kapsamındadır. Yalnız fotonlar değil, her parçacık ( nötronlar, elektronlar, protonlar) tünel aracılığı ile ( Parçacık-
Dalgacık) özelliklerinden birini seçip kullanabilirler.
Süper İletken Halka: Kuantlar arasındaki bir tünel ucu, parçacığın varlığını belirtir.
Kuantum teorisinin matematiksel değerlerini - "Kuantum Mekaniği" - kuranlar, teorik fizikçi Paul Dirac ve Warner Heisenberg'tir. Ernest Rutherford'un öğrencisi olan Niels Bohr,
modern fizikte kuantum durumlarının tutarlı ve kuramsal görünmelerini geliştirmiştir. Böylece, James Clark Maxvell'in ışığın elektromanyetik dalga olduğunu ileri sürüşünden bu
yana, ışık ile madde etkileşmesinin kuantsal kuramı sonunda, "Kuantum Elektrodinamiği" gibi ilginç bir adla 1920'de geliştirildi.
Planck sabitinin altında bir mini uzay bulunmaktadır. "Hilbert Uzayı". Uzay ne kadar küçülürse enerji o kadar çoğalır. Fakat zaman etkisi de o derece azalır. Mini uzaylarda
mesafe küçüldükçe enerji ( Rezonans) sonsuz güce ulaşır. Bu güce Evrenimizin tohumudur denebilir.
Hilbert Uzayı, David Hilbert'in adına izafeten adlandırılmıştır. Soyut bir mekandır. Hiçlikten varlığa geçişte "t=e", ısının -10 43 derece ile - 10 32 derece arasında ortaya
çıkmıştır. Bu aralıkta olup bitenleri bizlere Hilbert Uzayı açıklar. Teorik fizikçiler bu zaman aralığına "Kuantum Gravite" adını vermişlerdi.
Hilbert Uzayı, Evrenin en küçük aralığıdır. Beşinci boyutun yer aldığı, soyut matematik uzay modellerinden en önde gelenidir. Bu uzay da, zaman ve bilinç gibi soyut boyutlar
oluşur. Teorik Hilbert Uzayı asla Kuantlaşmaz. Oraya evrenimizi teşkil eden Tradyonların( madde parçacıklarının) negatifi olan Takyonlar hakimdir.
Hilbert Uzayı, aslında sayısız Hilbert Uzayları dizisidir. Henüz keşfedilmemiş, bilinmeyen varlıkların mekanı olduğu kabul edilir.
Bir Hilbert Uzayında zaman boyutu teğet olabilir. İçine girilemezken bir diğerinde ise zaman uzunluk boyutu gibi yer alır.
Hilbert Uzayında zaman tersine akar. Orada geçmiş yaşanır. Çünkü matematiksel bir mekan olan Hilbert Uzayında negatif olasılıklar da yer alır.
Hilbert Uzaylarının bazılarında zaman yoktur, bazılarında zaman teğettir. Bir diğerinde zaman ileri akarken, başkasında geriye doğru akmaktadır. Zaman alternatif akım gibi bir
ileri bir geri osilasyonik çalışır. Örneğin, orada insan yaşlı doğar sonra gittikçe gençleşir.
Hilbert Uzayının daha altında Süper Uzay bulunmaktadır. Sıfırdan küçük, tek boyut, tekillik bölgesidir. Süper Uzay, en büyükle en küçüğü birleştirebilir. Hilbert Uzayından başka
en uzak ile en yakını birleştiren Kara Delik Uzayını da anlatır. Burada her şey hem gerçek hem sanaldır. Dün bugün yarın yoktur. Hepsi iç içedir. Işık hızı çok gerilerde kaldığı
için burada zaman da yoktur.
Süper Uzayın kurgusu "geometro-dinamik"tir. İki tip ortak yasadan meydana gelmiştir. Kıpır kıpır kaynadığı için dinamiktir. Hiçbir şekilde biçimlenmediği için topolojiktir. Yani
kaostur. Bu bir kuantum vakumunun topolojik durumunu ifade eder.
Evrenimiz, yaradılış patlaması sırasında, iki tip içerik ve tutarlılığa dönüşmüştür. Birincisi, maddi cisimler, ikincisi göremediğimiz kuvvet alanlarıdır. Büyük patlamada açığa
çıkan toplam enerji de varlıklar ve alanlar olarak ikiye ayrılmıştır. İkincisi, yani alanlar, sanal evreni ( soyut evreni) yapılandırmıştır. Bu durumda ( parçacık-kuvvet)
düalitesi sanal evrenlerde de mevcuttur.
Süper Uzay Conandromu
Evrenimizin dört temel kuvveti "big bang" sırasında bitişik ve tek kuvveti. Buna Aknokta adı verilmektedir. Bu tek parçacık, soğudukça ufalandı, süper simetrik parçacıklara
ayrıldı ve Süper uzay meydana geldi. Süper Uzay, aslında madde ile enerjiden oluşmuştur. Fakat Elektromanyetik olmadığı için ışımayan bir karanlık evrendir.
1933'lerde Fritz Zwicky galaksileri gözlerken, galaksilerin göründüğünden on kat daha kütleli ve ona eş değerde hızla seyrettiğini keşfetti. Galaksiler görüldüklerinin on katı
kadar görünmeyen ( karanlık maddeyi o kayıp kütleyi içlerinde barındırmaktaydı. Buna, daha bilinmedik, saptanamayan, sayılamayan diğer kayıp kütleler dahil değildi.
Big Bang sırasında yaratılan bu Karanlık Madde çok garip bir karakter arz ediyordu. Fotino ve Aksiyom adı verilen parçacıklardan meydana gelmiş olan karanlık madde, çok yavaş
hareket ediyordu. Bu yüzden de yakın zamanlara kadar fark edilmemiştir. Elektromanyetik özelliği olmayan, Süper Uzay imalatı bu karanlık maddeye Conandrom denmektedir.
Evren genişlerken karanlık madde birbiriyle etkileşmeye girişti ve kütlesini kazanmaya kenarlardan açılarak yeniden bağlanarak anafor hareketleri yapmaya başladı. Bu olaya
"Süper Uzay Topolojisi" denilmektedir.
Fermion ve Bozonların dualitesi sonucu ortaya çıkan tek yapı çekim alanları ki bu Süper Simetridir, burada Kuantlar noktalar halinde değil sonsuza dek uzayıp giden iplikçikler
halindedir. Buna "Süper Sicim" durumu denmektedir. Bu görüşler sınanamaz, denenemez, çünkü evrenimizin dışındadır, yarı soyuttur. Bu yarı soyut mekan "O" vektörüdür ve aynı
zamanda da Hilbert Uzayının merkezidir.
Karadeliğin çekim alanının ardında Süper Uzay vardır. Oradan Takyon Evrenine ulaşılır. Takyon Evreni "Öz Enerji" evrenidir. Orada parçacık namına hiçbir şey yoktur. Bir ucuna
dokunulabilinse, aynı anda her tarafına dokunulmuş olur. Takyon Evreninin bir milimetre küpünün bir bucuk trilyonda biri değerindeki parçacık, evrenimizi meydana getirmiştir.
Mutlak soğuğun bir derece ötesi, takyonun en sıcak derecesidir. Bu durumda kütle sonsuzdur. Maddeyi enerjiye çevirerek kütlesini sonsuzdan sıfıra dönüştürür. Nötron yıldızının
karadeliğe dönüşmesinin nedeni budur.
Takyonlar garip yaratıklardır. Gittikçe yavaşlayan, hız enerjisi aldıkça hareketsizleşen bir yapıdadır. Soyut bir takyon kayası düşünelim. Onu ittiğimizde hızlanmayacak, aksine
gittikçe yavaşlayacaktır. Sonsuz bir güçle itilse bile yavaşlayıp duracaktır. Bu duruma kuantumda "ivmesizlik" denir.
Takyon Evreninde neler vardır?
Orada düş vardır, sevgi vardır, ilham vardır. Orada su da vardır. Anti hidrojen ve anti oksijenden kurulu su. Fakat bu suyu içtiğimizde oh demeye vakit bulamayız, çünkü hidrojen
bombası gibi patlarız. Yasalar bu yöndedir.
Takyon evreninin parçacıklardan kurulu çok küçük sahalar olarak algılanması yanlıştır. Tam tersi orası engin ve sonsuzdur. Özgün ve özgürdür. Maddenin boyut değiştirdiği
tekillik sahalarıdır.
Takyon Evreninde zaman yoktur. Orada sonsuzluk yaşanır.
Kuantum Teorisinde bir parçacığın çeşitli durumları vardır. Örneğin bir elektron birbirine benzeyen ama farklı rotalar çizer.
Zaman içinde geri gidebilseydik alternatif geçmişler bulabilir paralel evrenlerde dolaşabilirdik. Bir kimsenin geçmişini değiştirme imkanına sahip olabilirdik. Örneğin:
Kennedy'i suikasttan kurtarabilirdik. Fakat bizim geçmişimizdeki Kennedy hala ölüdür.
Ailesi olmayan adam paradoksu çok ilginçtir. Zaman içinde geriye giden birisi annesini ve babasını, kendisi doğmadan önce öldürürse ne olacaktır? Öldürürse nasıl doğacaktır?
1963'te Yeni Zelandalı matematikçi Roy Kerr, Einstein'in denklemini bir karadelikle bütünleştirdi. Zaman akışı karadeliklerle dolu idi. Orada bükülerek girdaplaşıyor yani
dönmeye başlıyordu. Halkanın "Olay Ufkunun" hızı arttıkça da Schrodinger'in, "Santrifuj Gücü" teorisine göre zaman, çekim alanının gittikçe artan gücü sonunda eziliyordu.Tam bu
noktada uzay/zaman -bir iç uzay tüneli oluştururcasına- bükülerek girdaplaşıyordu. Meydana gelen tünelin içine girebilen birisi olmuyor, fakat başka bir alternatif evrene
geçebiliyordu. Buna "Tırtıl Deliği" dendi. Daha sonraları Einstein'in denklemlerini çözmeye yönelik yüzlerce "Tırtıl Deliği" denklemi geliştirildi.
Tırtıl Delikleri, uzayın iki bölgesi arasında ilişki kurduğu gibi, iki zaman arasında da ilişkiyi sağlıyordu.
Tırtıl Delikleri, "Süper Sicim" durumu yani Süper Simetri çekim alanlarındaki kuantların iplikler halinde uzayda sonsuza dek uzamasının bir aksiyonu idi. Ve uzay-zaman
bükülmelerinin tek sorumlusuydu.
Tırtıl Deliğine girebilen bir kişi, başka evrene ya da kendi evreninin çok uzak bir köşesine anında ulaşabilme imkanına sahip olabilir.
Süper Uzayın yaratıkları olan takyonlar işte böylesine birçok işi birden yapabilmekteler.
Solucan deliği teorisini göz önüne alırsak bu teoriyle galaksinin merkezinde olduğu varsayılan bir karadelik tekilliğinden geçerek galaksinin en dış spiralinde yer alan bir
yıldız sistemine çok kısa zamanda geçilebileceğimiz düşüncesi ifade edilmektedir. Bu karadelik astronomik ölçekte bir solucan deliği tüneli olarak işlev görür.
------------
Kuantum Düşünce Tekniği Nedir?
Kuantum Düşünce üst nitelikli bir düşünme biçimidir. Sıradan düşünce biçimleri kendisini tekrar eden, etkisiz ve sınırlı enerjilerdir. Değiştirme ve oluşturma güçleri yoktur.
Daha çok vehim, kuruntu, başıboş hayaller biçiminde akar. Oysa Kuantum Düşünce derin düzeyde, atom altı alanda etkili olabilecek tarzda bir yaratıcı düşünme biçimidir.
Özel bir bilinç düzeyine girerek, özel olarak kurgulanmış sözel ve imgesel oluşumları içerir.
Bu düzeyde insan, kendi hayatının efendisi durumuna geçer.
Kuantum Düşünce daha da ilerisi ortak zeka alanında işlem yapar. Bütün evreni tekamül ettiren enerjiyle işbirliğine girildiğinde siz bir "kişi" olmanın sınırlı olanaklarını
aşar, "bütün" ün gücüne ulaşırsınız.
O zaman da gücünüz tabii ki bütünün gücüne eşit olacaktır.
Bu Teknik Pratik Olarak Hayatımıza Ne Gibi Yararlar Sağlar?
Bizim gelişmemiz için gereken bütün araçlar: uygun iş, eş, yaşam alanı,ev, bedenimizin sağlığı bu yüksek frekanslı enerjiden nasibini alır.
Siz, sınırlayıcı, engelleyici düşünce kalıplarınızı fark edip bunların yerine güçlendirici inançlarınızı koyduğunuzda hayatınız bu yeni inançlarınız doğrultusunda değişmeye
başlayacaktır. Sizin için en uygun kişi, en uygun imkan,en uygun zamanda karşınıza çıkacaktır. Yapmanız gereken şey uzanıp onu almaktır.
Doğuştan doğal olarak hakkınız olan mutluluğu, bereketi, bolluğu ve sevinci yaşamanıza imkan tanımış olursunuz.
Kuantum Düşünce, sağlıklı ve güçlü bir beden için de uygun bir zemin hazırlar. Bizim düşünce ve kabullenişlerimiz direkt olarak bedene etki yapar. Bedenimiz aslında bir enerji
okyanusundan başka bir şey değildir. Korku,kaygı,öfke, suçluluk duyguları bütün hücrelerimizin beslendiği enerjide azalmalar yol açar.
Kuantum Düşünce Tekniği; kendimizi tanımaya, başkalarını anlamaya, evrensel sistemin işleyişini fark etmekten doğan bilgeliğe ulaştırarak beden enerjimizi de düzene sokar.
Kişiler daha güçlü canlı ve güzel olurlar. Hayat misyonumuzu fark etmek ve ona adım adım ulaşmak yönündeki çabalarımızı destekler. Kendi içsel kodlamanızdaki yapmanız gereken
işinizle ilgili ipuçlarını yakaladıkça adımlarınız hızlanır.
Kuantum Düşünce kişiler arası iletişimin enderin boyutunu sunar bize. Ortak İnsanlık alanında gerçekleşen bu iletişim, derin ve etkili bir uzlaşma sağlar. Beden dili ve sözel
iletişimden daha da öte Kuantum sal İletişimle düşüncelerimizin direkt muhataba ulaştığı bir yöntem geliştiririz.
Kuantum Düşünce hayatımıza daha çok bolluk ve bereket çekmemizi de sağlar. Kendimizle ilgili derin içsel vizyonumuzu değiştirdikçe daha çok bolluk hayatımıza akmaya başlar.
Genel anlamda zenginlik; sahip olduğumuz şeylerle ruhsal varlığımıza kattığımız değerler arasındaki dengeyi anlatır. Çok paraya sahip olmak tek başına zenginlik işareti
olmayabilir. Önemli olan bu parayla ne yaptığınızdır. Daha çok kahkaha, daha çok dostluk, daha çok sevgi,
daha çok deneyim ve daha çok hayır üretebiliyorsanız o zaman zenginsiniz demektir.
Özetle Kuantum Düşünce Tekniği, yaşamın temel amacı olan sevinç duygusunu yüreğimizde hissetmemiz için bize imkanlar sunar.
Kuantum Fiziğiyle Bu Düşünme Tekniğinin Bağlantısı Nedir?
Kuantum fiziği, klasik anlamdaki fiziksel maddenin enerjiye dönüştüğü bir alana sokar bizi. O alanda artık atom altı parçacıklar, hızla hareket eden enerji parçacıklarından
başka bir şey değildir.
Daha da ötesi bu parçacıklar insan düşüncesinin yaydığı enerjiye yanıt verirler. Bu alanı gözlemleyen kişi ile gözlemlediği parçanın birbirinden bağımsız, kopuk şeyler olmadığı
çıkar meydana. Düşünceyle enerji, gözlemleyenle gözlenen, iç ile dış, burası ve ötesi arasındaki ayırımlar kalkar.
Heisenberg’ in belirsizlik alanı dediği bu alanı, gönderdiğimiz düşünce paketçikleri varlık katar. Belli hale getirir. Kuantum alanının bir noktasına yaptığımız etki bütünü
etkiler aynı zamanda. Siz bir şey düşündüğünüzde bundan tüm alan etkilenir. Kuantum Fiziği, fizikle fizikötesinin birbirine karıştığı bir noktanın adıdır.
Bu Teknikten Yararlanarak Hayatlarında Değişiklikler Yaratan Kişilerden Örnekler Verebilir Misiniz?
Tabii ! Pek çok var. Çünkü kural hiç şaşmaz: Düşünceler hayatımızı oluşturur.
En yakın bir örnek bir mimar hanımla ilgili. İşinde hiç memnun olmadığını söylemişti. Ona nasıl bir işte çalışırsa mutlu olacağını sordum, anlatmaya başladı. Bunları bir bir
yazdık. Ciddi bir firmanın araştırma ve geliştirme departmanında çalışmak istiyordu. İmgesel olarak bilinçaltına kodladık. Ertesi hafta telefonla müjdeyi verdi. Tam da istediği
bölümde iyi bir şirkette hafta başında işe başlıyordu.
Buna benzer yüzlerce örnek var. Burada sorun sistemle ilgili değil. Kendilerine yüzde yüz yararlı olacak bu sistemi uygulamak için katılımcıları ikna etmekle ilgili. Belki de bu
işe keyifli bir ikna çalışması diyebiliriz. Bir başka çarpıcı örnek de bir öğrenciyle ilgili. Üniversiteye hazırlık yapan bu gencin sınavla ilgili korku dolu düşünceleri vardı.
Onunla bir çalışma yaptık. Binlerce kişi arasında o bir yıldız gibi parlıyordu. O kalabalık arasında fark edilmemesi mümkün değildi. Hayalinde sınavı kazanmış hatta üniversite
diplomasını alıyor görmesini sağladık. Bu sınavın hayatının bir çok önemli günlerinden sadece biri olduğunu ama tek belirleyici olay olmadığını tespit ettik. Bütün bunlar zihin
özel bir algılama düzeyindeyken gerçekleştirildi. Bu genç üçüncü kez sınava giriyordu ve artık dördüncü bir şansı yok gibi gözüküyordu. Tabii ki daha sonra onun sınavı
kazandığına dair telefon aldım.
Yine başka ilginç örnek tıp fakültesinde okuyan bir öğrenciyle ilgili. Arkadaşlarının ve rektörünün okulda yaptığı klüp çalışmalarını yeteri kadar desteklemediğinden şikayet
etmişti yana yakıla. Ona göre okul rektörü tuhaf biriydi. Bir konuda görüş almak için odasına girdiğinde onun hiç yüzüne bakmıyor, tersliyor ve isteklerini görmezden geliyordu.
Sonra bu gençle bir seminer programında özel bir çalışma yaptık. Bir hafta geçmeden yüzünde güller açarak beni ziyarete geldi. Kız arkadaşıyla sinemaya gitmişlerdi oradan
geliyorlardı. Tuhaf şeyler olmuştu doğrusu. Rektör birden huy değiştirmişti. Karşılıklı oturup konuşmuşlar ve çok sıcak bir iletişim kurmuşlardı. Daha önce bir türlü yerine
getirilmeyen okulun bilgisayar kulübüyle ilgili bir isteği daha o söylemeden rektör tarafından karşılanmıştı.
Bu süreç nasıl işliyor?Yani nasıl oluyor da sizin yaptığınız bu çalışmadan Rektörün ve kız arkadaşın haberi oluyor?
Güzel bir soru. Bizim bilinçaltı düzeyde oluşturduğumuz yeni bir program Birleşik Alanında bir etki yapar. Bu düzeyde zaman ve mekan farklı bir biçimde işler. Bu alanda her şey
Şimdi ve Burada durumunu yansıtır. O yüzden düşünceler mucizevi sonuçlar doğurur. Alan bir tür bilgi okyanusu gibidir. Okyanusun bir damlasındaki değişim diğer tüm damlaları
uyarır.
Seminerler katılımcılarda kalıcı bir etki yaratıyor mu?
Bu biraz da kişilerin konuya verdikleri önemle ilgili bir şey. Ama alışkanlık haline gelmiş, içselleştirilmiş bir davranış tabii ki kalıcı oluyor. Kuantum düşünce öğrenmeden çok
yapmaya, bilmeden de ileri olmaya yönelik bir çalışmadır. İçsel olarak yaratılmış değişimler kalıcı olacaktır kuşkusuz. Kişi düşünceleri ve seçimleri ile hayatı arasındaki
ilişkiyi gördükçe farkındalığını artırır. Böylece bilerek yaşamaya başlar. Böylece kendi hayatının efendisi olur.
--------------
Kaynaklar :
---------------
Halk Ansiklopedisi Wikipedia
nedir . com
physics.about.com
whatis.techtarget.com
fizikmakaleleri . com
gizliilimler . tr . gg
sufizmveinsan