2022 Yılı Nobel Fizik Ödülü, bu günlerde oldukça sık duyduğumuz “Kuantum Dolanıklılık” konusunda çalışma yapan üç bilim insanına verildi. Fransız fizikçi Alain Aspect, Amerikalı teorik ve deneysel fizikçi John Francis Clauser ve Avusturalyalı kuantum fizikçisi Anton Zeilinger; Einstein, Bohr ve Schödinger gibi önemli bilim insanlarının açtığı yolda çalışmalara devam etmişlerdir. Çalışmalarının sonucunda varılan ‘Kuantum Dolanıklılık’ yasası ise oldukça ilgi çekicidir. Gelin hep birlikte malum kedimiz Schrödinger’in Kedisi düşünce deneyiyle kuantum mekaniğini anlamaya çalışalım.
Kuantumun Çıkış Noktaları!
Kuantum Latince kökenli ‘Quanta’ kelimesinden gelmekte olup, parçacıklı tanecikli bir nevi atomcuklu manasına gelmektedir. Peki nedir bu tanecik olayı? Bilimsel bir tanım yapmak gerekirse buradaki tanecik atomcuk denen şey bahsedilen ‘şeyin’ kesikli olması hakkında verilmiş bir bilgidir. Bu kısım oldukça yoğun ve Zenon Paradoksu denen kısma girmektedir. Fakat Kuantum Mekaniğinin ortaya çıkmasında oldukça önemli bir bilgidir.
Zenon paradoksunu basitçe kavrayacağımız şekilde şöyle ifade edelim ve sizlerde benimle bu düşünce deneyine katılın. Şuan bulunduğunuz konumdan size en yakın benzin istasyonuna gideceğinizi hayal edin. Giderken önünüzdeki yolun tamamının yarısını gidin. Daha sonra bunu tekrarlayın. Şimdi soralım benzin istasyonuna varabildiniz mi? Bakıldığında ne kadar az yolum kalmış olursa olsun yine de istasyona varamadım. İşte değerli okuyanlar ‘Kuantum Mekaniği’ yavaştan sizi ele geçirmeye başladı. Yani ben istasyona gitmek için her adımı takip ettiğimde bir sonsuzlukta kayboluyorum. O zaman gerçek hayatta sürekli işlemeyen bir sistem var ki ben istasyona varabiliyorum. Şimdi soralım evren tanecik boyutlarında kesikli mi yoksa sürekli mi? Yani yaşamın gerçekliğinde ve evrende atlamalar var mı? Bu elbette yıllar süren bir tartışma konusu olmuş Einstein, Bohr ve Schödinger gibi bilim insanlarının çalışmalarını yürüttüğü konuların çıkış noktasıdır.
Kuantum Mekaniğinin Çıkış Noktaları!
Kuantum ortaya çıkıp bilim mecrasında konuşulurken her alanda örnekler aranmaya ve araştırılmalar yapılmaya başlandı. Fizik başta olmak üzere doğayı anlama biçimimize bir sistem getirmeye çalıştı. Peki “Kuantum Mekaniği” nasıl ortaya çıktı? Elektriğin keşfi ve her yeri ışıklandırma oyunu furyasında bu enerjiyi nasıl daha verimli kullanırız sorusu sorulmaya başladı. Ancak formüllerdeki teknik hatalar gerçek hayatla ilgili olmayan sonuçlar verdi. Bunun üzerine düşünen Max Planck enerjinin de kesikli olabileceğini söyleyip şuan hala kullanılan ‘Planck Sabiti’ denilen bir kesik aralığı sabitiyle sorunu çözüyor. Fakat bulduğu formüle içi sinmiyor ve arkasından gitmiyor. Tanecikli boyutta da kesikli bir evren fikri bu şekilde ortaya kondu. Einstein’ın konu üzerine araştırmasıyla bu formül kabul görür hale geliyor. Fakat Einstein deneye ne kadar güvense ve arkasında dursa da mutlak ve değişmez ‘sürekli’ evren fikri onun kuantumla ilgili eksik bir şeylerin olduğunu söylemesine sebep oluyor. Ancak üç fizikçinin 2022 Yılı Nobel Fizik Ödülü almalarını sağlayan kanıt tam da bunu üzerine yapılıyor. Eksik bir şey yok evren kesiklidir!
Schrödinger’in Deneyi
Neils Bohr Kuantum Mekaniği ile ilgili Kopenhag Yorumunun problemlerini otaya koyan Einstein’ın fikir savunucusu Erwin Schrödinger bir düşünce deneyi geliştiriyor. Albert Einstein’ın mutlak, değişmeyen ve sürekli evren modeline karşın Bohr , fizik ölçümler ve gözlemler yapılırken farklı yapmadığında farklıdır düşüncesi.
Erwin Schrödinger olaya çok daha güzel bir açıdan yaklaşıyor. Schrödinger’in Kedisi deneyinde; bir kedi, zehir ve radyoaktif kaynakla kapalı bir kutuya kapatılır. Kutu içerisinde radyoaktivite sensörü bulunur. Radyoaktif kaynak ışıdığında sensör devreye girer ve zehir şişesinin kırılması için kurulmuş sistemi tetikler. Bir saat içinde ışıma yaşanma oranı 50% olarak kabul edildiğinde kedinin durumu hakkında bilgi için bir gözlemciye ihtiyaç duymaktayız. Aksi takdirde kedinin durumu hakkında asla bir sonuca ulaşamayız. Gözlemediğimizde kedi hem ölüdür hem de diri. Yani sistem anlık süperpozisyon denen duruma geçmiştir. Ama gözlemlediğimizde kedi ya ölüdür ya da diri. Ancak bu Schödinger ve Einstein için mantıksızdır. Böylece Kopenhag Yorumu Schrödinger’in Kedisi deneyiyle tartışmaları harlar.
Son Olarak…
Schrödinger’in Kedisi deneyinden yıllar sonra bir çok bilim insanı konu üzerine düşmüş ve araştırmalar yapmıştır. Bu belirsizlik durumu kendini farklı boyutlara taşıyarak günümüz teknolojisinde kuantum bilgisayarlarına kadar uzanmıştır. John Bell yapılan Schrödinger’in Kedisi gibi düşünce deneylerini deney düşüncelerine çevirmiş ardında 2022 yılının Nobel Ödülü alan fizikçileri bu deney düşüncelerini deneylere dönüştürmüştür. Adına Kuantum Dolanıklılık denilen ve bunca çalışmanın sonucu olarak Schrödinger’in Kedisi deneyini ve Einstein’ın alt ederek Bohr Kopenhag Yorumunu kanıtlamışlardır.
Eğer yazımızı beğendiysen diğer içeriklerimiz için Microfon Blog sayfamıza göz atabilirsin. Ayrıca burs, kariyer, eğitim ilanlarından haberdar olmak istiyorsan Microfon sayfamıza mutlaka göz atmalısın.