Youtube kanalıma kolayca abone olmak için: http://bit.ly/3oBQOB4
Eski çağlardan beri maddenin yapısı üzerine düşünen filozoflar maddenin sonsuz derecede küçük parçalara bölünüp bölünemeyeceği üzerine kafa yordular. Her şeyin toprak, su, hava ve ateş gibi her büyüklükte var olabilen 4 unsurun çeşitli oranlarda karışımlarıyla oluştuğunu düşünenler etkindi. Antik Yunan uygarlığının altın çağında, MÖ 5. yüzyılda yaşamış bazı filozoflar maddenin a-tomus denen en küçük parçalardan oluştuğunu öne sürdüler. Bu arada a-tomus daha fazla bölünemez anlamında geliyor.
Deney ve gözleme dayanan modern bilimin gelişmesinden sonra 1803 yılında John Dalton atom fikrini canlandırdı. Artık maddenin en küçük yapı biriminin atom olduğu kabul edildi. Yani insanlar, diğer canlılar, evler, araçlar, kısaca canlı veya cansız her şeyin atomlardan oluştuğu kabul edildi. On dokuzuncu yüzyılın sonlarına doğru, mevcut fizik teorilerinin tüm fiziksel olayları açıklamakta yeterli olduğu sanılıyordu. Newton yasaları mekanik olayları, Maxwell yasaları ise elektromanyetik olayları açıklayabiliyordu. Fakat bu yıllarda yapılan bir takım deneysel çalışmalar, klasik fizik çerçevesinde açıklanamayan bazı sonuçlara yol açtı ve klasik çerçeve çatırdadı. Bu durum bilim adamlarının yetersizliğinden değil aksine klasik fiziğin yetersizliğinden kaynaklanıyordu. Bu sonuçları açıklamak için yetersiz kalan mevcut teorilerin yanında, fiziğe artık yeni teoriler ve fikirler katma zorunluluğu icap etti.
Kuantum fiziğinin bulunmasına temel hazırlayan olayların başında 1805 yılında thomas young’un ışığın dalga doğasını göstediği çift yarık deneyi geliyor. Daha sonra 1896 yılında Henri Becquerel radyoaktiviteyi keşfediyor. Bu noktada klasik fizik yetersiz kalmaya balıyor. Klasik fiziğin açıklayamadığı olayların en başında kara cisim ışıması geliyor. Kara cisim, üzerine düşen bütün ısı radyasyonunu soğuran bir cisimdir. Hiçbir ışını yansıtmaz ve geçirmez, bu sebeple kara bir görüntüsü olur. Karacisim ışıma spektrumunu açıklamak için 1900 yılında Rayleigh ve Jeans, klasik fizik argümanlarından elektrodinamik ve termodinamik kullanarak bir formül önerdiler. Karacisim ışıması için klasik fiziğin ortaya atabildiği en iyi formül olan Rayleigh-Jeans formülünde bu formülün yüksek frekanslarda tam olarak bu ışıma ile bağdaşmadığı görüldü. İşte burada devreye kuantum fiziği giriyor. 1900 yılında Max Planck karacisim ışıma spektrumunu tam olarak açıklamayı başaran formülünü yayınladı. Bu formülün temelindeki varsayıma göre; atomların radyasyon alışverişleri sürekli bir sürece sahip değildir, kesikli miktardaki paketçikler (kuantumlar) alışverişi ile olmaktadır. Plack’ın bu çalışmasıyla birlikte enerji kuantumlanması fikri ilk kez kullanılmış oldu ve h Planck sabiti literatürde yerini almış oldu.
Evrendeki her cisim ya da parçacığın sıcaklığına bağlı olarak yapmış olduğu elektromanyetik ışık salınımını öne süren Planck’e göre ışığın dalga boyu kısalırken enerjisinin sürekli artması gerekiyordu. Planck burada enerjinin sonsuza ulaşamadığını fark ederek kesikli enerji düzeyleri kavramını ileri sürmüş ve kuantum fiziğini keşfetmiştir. Bu arada araya bir not olarak söyleyeyim 1918 yılında planck bu keşfinden dolayı nobel fizik ödülünü alacaktır.
Bundan 5 sene sonra 1905 yılında, Einstein ışığın ya da daha genel olarak bütün elektromanyetik radyasyonun boşlukta belli bir noktada bulunan sonlu bir enerji miktarına bölünebileceğini varsayarak fotoelektrik etkiyi açıkladı. Mart 1905 kuantum makalesinin giriş bölümünde Einstein şöyle demiştir. Bir ışık ışını belirli bir noktadan yayılırken, enerji devamlı olarak giderek artan boşluklara dağılmıyor, aksine bölünmeden hareket eden, bir bütün halinde absorbe edilebilecek veya oluşturulabilecek, boşlukta belirli bir noktada bulunan sonlu ‘enerji miktarı’ içeriyor. Bu ifade bir 20. Yüzyıl fizikçisi tarafından yazılan en devrimsel cümle olarak görülmüştür. Bu enerji miktarları daha sonra 1926 yılında Gilbert N. Lewis tarafından "foton" olarak adlandırılmıştır. Her fotonun nicesel olarak enerji barındırması fikri kayda değer bir başarıydı; bu sayede teorik olarak ışığın sadece dalga olarak görülmesi yüzünden ortaya çıkan sonsuz enerjiye erişen siyah cisim radyasyonu problemi çözülmüştür. Yine bir ara not olarak söyleyeyim bu çalışmasıyla da Einstein 1921 yılında nobel fizik ödülü alacaktır.
Bundan tam 18 yıl sonra, 1923 yılında Compton, elektromanyetik radyasyonun parçacık doğasını açıkladığı Compton Etkisi olayı ile nobel fizik ödülünü almıştır. Işığı bu zamana kadar dalga olarak açıklarken artık hem dalga hem parçacık olarak kabul edilmiştir. Daha sonra 1926 yılında Schrödinger kuantum fiziğine dalga mekaniği kavramını getirdi. Önemli bir düşünce deneyi geliştirmiş ve bunu kuantum fiziğine uyarlamıştır. Schrödinger’e göre bir kutuya bırakılan bir canlı hem ölü hem diri olabilir ancak bu ortam gözlemlendiğinde o canlı ya ölüdür ya da diridir. İki durum aynı anda olamaz. Yine aynı yılda Fermi istatistikten katı hal fiziğine geçmeye çalışarak, parçacıkların sayımı için yeni yöntem gereksinimlerinden bahsetti. Bir yıl sonraHeisenberg yılında belirsizlik ilkesini formüle etti, aynı zamanda da Kopenhag yorumu şekillenmeye başladı. 1927 yılında Paul Dirac kuantum mekaniğini özel görelilikle birleştirme çalışmalarına, elektron için Dirac denklemini öne sürerek başladı. Dirac denklemi, Schrödinger’in elde edemediği, bir elektronun dalga işlevinin göreli tasvirini elde etmeyi başardı ve bu elektorun dönüşünü hesapladı. Bunların sonucunda da pozitronun varlığı ortaya çıkacaktı.
1927’den itibaren araştırmacılar kuantumu parçacıklar yerine alanlara uygulama girişimlerinde bulundu ve bu da kuantum alanı kuramlarının ortaya çıkmasına sebep oldu. Bu araştırma alanı kuantum elektrodinamiğinin 1940’larda formüle edilmesiyle en üst noktasına ulaştı. Kuantum elektrodinamiği elektronların, pozitronların ve elektromanyetik alanın Kuantum alan teorisini tanımlamıştır ve daha sonraki kuantum alan kuramı için model olarak alınmıştır. Kuantum alan teorisini şimdi değil ayrı bir video olarak anlatmayı düşünüyorum çünkü oldukça geniş ve önemli bir teori.
Evet buraya kadar kuantum teorisine neden ihtiyaç duyulduğunu ve nasıl ortaya çıktığını öğrendik. Peki kuantum mekaniği tamamlanmış bir teori midir? Kuantum mekaniğinin tamamlanıp tamamlanmamış olduğu da tartışma konularından biridir. Bu konuya ilişkin olarak 1935 yılında, EPR Paradoksu olarak isimlendirilen makalede, bir fizik teorisinin tamamlanmış kabul edilmesi için iki koşul öne sürülmüştür: teorinin doğruluğu ve tamamlanmışlığı.
Bugün, hala önemini koruyan makaleye göre; bir teorinin doğru olarak kabul edilebilmesi için teorinin deney sonuçlarıyla uyumlu olması gerekir. Bu açıdan, kuantum mekaniği doğru kabul edilir.
Tamamlanmışlığa ilişkin koşul ise, kuramın, her fiziksel gerçekliğe karşılık bir öğe bulundurmasıdır. Makalede gerçeklik; bir fiziksel niceliğin değerini, dinamik sistemi herhangi bir şekilde bozmaksızın kesinlikle tahmin edilebiliyorsa, o zaman, fiziksel gerçekliğin, fiziksel niceliğe karşı olan bir öğesi vardır, olarak tanımlanmıştır. Buna göre, makale, doğru kabul edilen teorinin tamamlanmış olması gerekliliğini ortadan kaldırır.
Latinceden gelen kuantum kelimesi ne kdar anlamına gelir. Bu bize kuantum fiziğinde miktarın öneminive tahmin edilen ve gözlemenlenen enerjinin farklı sonuçlar getirebileceğni söyler. Uzay zaman son derece sürekli ve dengeli görünse de aslında olası en küçük değerlerin bir birleşimini ifade eder. Kuantum fiziği dünyasında bir şeyi gözlemlemiş olmanız aslında gerçekleşecek fiziksel süreçlerin hepsini etkiler. Işık dalgaları parçacık gibi parçacıklar da dalga giibi hareket eder. Madde uzayda hareket etmeden bir noktadan başka bir noktaya taşınabilir. Bilgi ise uzayda mesafeler arasında aktarılır. Aslında kuantum mekaniği bize tüm evrenin bir dizi olasılıktan oluştuğunu söylüyor. Bu videoda kuantum fizğinin doğşunu birlikte inceledik. Başka bir videoda kuantum fiziğinin hayatımızdaki yerini ve ayrıca kopenhag yormu, çoklu dünya hipotezleri gibi ilginç konularda kuantum fiziğinin etkisini inceleyebiliriz. Bu ve bunun gibi videoların devamının gelmesi için aynı zamanda videolardan haberdar olmak için abone olmayı unutmayın. Ayrıca bana destek olmak için videolarımı beğenebilir, yorum yazabilir, paylaşabilirsiniz. Başka videolarda görüşmek üzere. Hoşçakalın
0 Yorum