Kuantum Ve Temel Mekaniği

 

Birçok kişi tarafından merak edilen kuantum nedir konusunun kapsamı oldukça geniştir. Kuantum, atom altı, moleküler ve atomik seviyede yer alan enerji ile maddenin doğasını ve davranışlarını inceleyen modern bir çalışma alanıdır. 20. yüzyılın ilk yıllarında neslerin davranışlarını açıklayan temel yasaların, küçük boyutlardaki nesler için işlevsiz kaldığı görüldü. Bunun üzerine 1900 yılında Max Planck adlı bir fizikçi tarafından kuantum teorisi hazırlanarak Alman fizik derneğine sunulmuştur.

 

 Planck tarafından “kuanta” olarak adlandırılan ve enerji paketlerinin temsil edildiği bazı matematiksel denklemler oluşturuldu. Denklemler, bu fenomenleri oldukça iyi açıkladı. Buna göre farklı sıcaklık seviyelerinin, enerji spektrumlarının değişik alanlarını işgal edeceğine dair fikir oluştu. Burada Planck aslında, tamamen doğa yasalarının en temel anlayışı olan kuantaların da keşfini üstlenmiş oldu. Plack’ın bu teoriyle 1918 yılındaki Nobel Fizik Ödülü’nü aldığını hatırlatmakta yarar var.

 

 Kuantumun Anlamı ve Geliştiricileri

 

 Teknolojik gelişmelerle birlikte çok daha hassas ölçümler yapılmaya başlanmış olup garip olayların kolayca gözlemlenebilmesi sağlanmış durumda. Buna karşı kuantum fiziğinin tam olarak doğuşu 1900 yılının başında Max Planck tarafından “siyah cisim ışıması” olayı ile yaptığı büyük katkıya dayanıyor.

 

 Alanın tam olarak gelişimi Niels Bohr, Albert Einstein, Erwin Scrodinger ve Werner Heisenberg gibi çok sayıda bilim adamanın çalışmalarıyla sürdürüldü. Albert Einstein’in bu teori ile ciddi sorunlar yaşadığı ve teoriyi çürütmek için uzun yıllar çalıştığı biliniyor. Kelime anlamı olarak “Ne kadar” manasına gelen kuantum, miktarın önemi ile gözlemlenebilen enerji ve maddelerin farklı sonuçlar getirebileceğini açıklamaya çalışır.

 

 Kuantum Mekaninin Gelişim Safhaları

 

 Max Planck, 1900 yılında enerjinin kesik halde bulunduğunu başka bir deyişle tamamen kuantalardan oluştuğunu dile getirdi. 1905 yılına gelindiğinde Albert Einstein tarafından aynı davranışın enerji olmayıp, tamamen radyasyonun kuantizasyonu olduğu ileri sürüldü. 1924 yılında Brogli, dalga yapısındaki madde ve enerjinin atom altı ve atomik seviyelerdeki davranışlarda temel farkların olmadığını söyledi. “Dalga parçacık ikilemi” olarak da bilinen bu teori, tüm maddelerin enerji transferi yapan bir dalga olduğunu belirtir. 1927 yılında Heisenberg, tamamlayıcı değerler olan momentum ve konumun imkansız ölçümlere sahip olduğunu önerdi ve bu teorisini “belirsizlik ilkesi” şeklinde tanımladı.

 

 Kuantumu Özel Kılan Unsurlar

 

 Kuantum fizik dünyasında, bir şeyin gözlemlenmiş olması, aslında gerçekleşmesi muhtemel tüm fiziksel süreçlerin hepsini etkiliyor. Işık dalgaları parçacık şeklinde, parçacıklar ise dalga gibi hareket edebilirler. Bu durum, “dalga parçacık ikilemi” olarak adlandırılıyor. Kuantum tünellemesine göre bir madde uzayda hiç hareket etmeden bile bir noktadan bir başka noktaya taşınabilirken, bilgi uzak mesafelere anında aktarılabiliyor.

 

 Bu temelden hareketle, aslında kuantum mekaniğinde tüm evrenin olasılıklar dizininden oluştuğu belirtiliyor. Kuantum engelindeki anahtar kavram, bir parçacığın kuantum durumu ölçüldüğünde, diğer parçacıkların ölçümlerine kısıtlama konulmasıdır. Kuantuma göre bu durum, nesnelerin fiziksel özellikleri ölçülmeden tamamen bağımsız olarak belirli niceliklere sahip olmalarıyla açıklanıyor.

 

 Optik Kuantum ve Elektrodinamiği

 

 Genel olarak kuantum nedir konusunda ele alınması gereken bir diğer konu da optik kuantumdur. Optik kuantum öncelikle foton ya da ışık davranışı üzerinde durarak bunu açıklamaya çalışır. Isaac Newton’un geliştirdiği klasik optiğin tersine, kuantum optik düzeyindeki fotonların davranışları bireysel olarak değil yoğunlaştırılan ışın demetleri olarak ele alınır. Burada lazerlerin kuantum optik çalışmaların bir uygulaması olarak öne çıktığı söylenebilir.

 

 Kuantum elektrodinamiğinde ise, fotonların ve elektronların etkileşimleri incelenir. Richard Feynman, Sinitra Tomonarge ve Julian Schwinger tarafından 1940 yılının sonlarında ortaya konularak geliştirilmiştir. Özellikle fotonların kütlesi olmayan ışık parçacıkları olarak açıklanması, kuantum elektrodinamiğinin ortaya çıkmasında önemli rol oynar.

 

 Kuantum ve Çoklu Dünya Hipotezi

 

 Kuantum kuramının en iyi yorumu Kopenhag Yorumu ile Çoklu Dünya Teorisi olarak kabul edilir. Niels Bohr, mikro ve makro boyutların ayrı ayrı fiziksel ilkeler eşliğinde incelenmesi gerektiğini öne sürerek esas faktörün gözlem olduğunu ileri sürer. İkinci en büyük yorum ise çoklu dünya teorisi veya çoklu evren hipotezi olarak kabul edilir. Bu teoriye göre, bir olayın sonucu ile bir başka olay arasında seçim yapılmak zorunda kalınsa, her iki olayın birden meydana gelmesi gerekir. Ancak bunlardan bir tanesi bu evrende meydana gelirken diğeri bir başka evrende meydana gelir.

Cemile Eker
Cemile Eker Yaşam Koçu, Kariyer Koçu, İlişki Koçu NLP Uzmanı