Kuantum teorisi nedir?
Birkaç bin yıllık bir tartışmadan sonra nihayet “maddenin” ne olduğunu biliyoruz. Elektronlar ve kuarklar denen minik parçacıklar. Kısacası hidrojen veya oksijen gibi atomları ve H2O gibi molekülleri oluşturmak için küçük aileler halinde bir araya gelirler. Atomlar ve moleküller dünyamızın Lego bloklarıdır. Bu küçük dünyanın işleyiş şeklini açıklamak için bilim adamları, kuantum teorisi adı verilen bir dizi fikir kullanıyorlar.
Teori tuhaf tahminlerde bulunur örneğin, parçacıklar aynı anda iki yerde olabilir.
Ancak aynı zamanda fizikte en kesin olarak doğrulanmış teoridir.
Peki ‘kuantum’ aslında ne anlama geliyor?
Elinizde bir kavanoz fıstık ezmesi ile mutfağınıza girin. Kavanozu tezgahın üstüne veya üzerindeki raflardan birine koymaya karar verebilirsiniz. Ancak kavanozu rafların arasına koyamazsınız bu hiç mantıklı değil. Fizik dilinde mutfağınızın raflarının “nicelleştirilmiş” olduğunu söylersiniz. Bu sadece seviyelerde geldikleri anlamına gelir.
Kuantum dünyasında her şey seviyelere bölünmüştür. Örneğin, bir atomdaki bir elektron, tıpkı mutfağınızdaki raflar gibi birkaç ayarlanmış “enerji seviyesinden” birinde oturabilir. Ancak kuantum dünyası tuhaftır. Bir elektrona bir enerji darbesi verin ve anında bir seviyeden diğerine sıçrayacaktır. Buna kuantum sıçraması denir.
İşte başka bir benzetme. Bir kuantum araba sürdüyseniz, 5 km/h, 20 km/h veya 80 km/h hızla seyahat edebilirsiniz. Vites değiştirin ve aniden 5’ten 20 km / saate atlıyorsunuz. Hızdaki değişiklik anlık olur, bu yüzden ivmeyi bile hissetmezsiniz. Bu başka bir kuantum sıçramasıdır.
Kuantum mekaniği ve klasik mekanik
Mikroskobik dünya, alıştığımız “klasik” dünyadan çok farklı kurallara göre oynar. “Klasik”, bir fizikçinin “sağduyu” anlamına gelen kelimesidir, günlük deneyimden beklediğiniz gibi davrandığında. Atomun ölçeği ile bilardo topu arasında bir yerde fizik kanunlarında bir kesişme noktası vardır.
Yeterince atomu birbirine yapıştırın ve garip kuantum etkileri kaybolur, davranış klasik hale gelir. Buna yazışma ilkesi denir.
Süperpozisyon ve Schrödinger’in kedisi
Kutuda bir şişe siyanürle birlikte bir kedi hayal edin. Şişenin üzerinde bir iple tutulan bir çekiç var. Çekiç, rastgele bir kuantum olayı (örneğin, bir uranyum atomunun bozunması) tarafından tetiklendiğinde düşecek şekilde tasarlanmıştır. Bu, Erwin Schrödinger‘in süperpozisyon fikrini aktarmaya çalışmak için hayal ettiği düşünce deneyidir.
Ancak atomik bozunma kuantum yasalarını izler ve bu nedenle dalga fonksiyonunun iki çözümü vardır:
Bozulmuş veya bozulmuş değil.
Kuantum teorisine göre, bir ölçüm yapana kadar bu iki olasılık eşit derecede geçerlidir. Aslında atomu aynı anda hem bozulmuş hem de bozulmamış olarak düşünebilirsiniz.
Kedinin kaderi yakından uranyum atomuna bağlı olduğundan, siz bir göz atana kadar kedi aynı anda hem canlı hem de ölüdür.
Ayrıca Ervin Schrödinger bu deneyi ile aslında bir canlının, hem canlı hem de ölü olmasının aynı anda gerçekleşemeyeceğini ifade etmeye çalışmıştır.
Dolaşıklık nedir?
Dolaşıklık, iki parçacığın (örneğin fotonların) yakından bağlandığı zamandır, böylece ne kadar uzakta olursa olsun, birinin üzerindeki ölçüm anında diğerini etkiler.
Sanki çocukken amcanız her iki elinize de renkli bir top gösterip sonra onları arkasından karıştırdı. Sizin bakış açınıza göre, iki top “dolaşık” idi eğer kırmızı top sol elindeyse, bu mavi topun sağında olduğu anlamına gelir.
Ancak kuantum durumu daha gizemlidir çünkü “toplar” tanımlanmış renklere sahip değildir, renk değiştirirler – herhangi bir anda eşit şansla kırmızı veya maviye dönüşebilirler. Tamamen rastgele.
İşin garibi, bir topa bakmak rastgeleliği öldürür (renk değişimini dondurur) sadece baktığınız kişi için değil, her ikisi için de. Kırmızı bir top görürseniz, diğerinin renginin mavi olarak sabitlendiğini bilirsiniz.
Kaynak : https://cosmosmagazine.com/physics/quantum-physics-terminally-confused
Leave a Reply