Eğer bir an, bilinçli zihinlerimizin içine yavaşça bir ışık tutsak, bir dizi belirsiz düşünce, "olası düşünceler" görürüz. Bilincin bu sınır bölgelerine, bazı şairlerce "zihnin alacakaranlığı" denen bu bölgelere, tam uykuya dalmadan önce, meditasyonun en derin safhalarında ya da sansılandırıcı maddeler etkisi altındayken kolaylıkla girilir, ama bu bölgeler yoğunlaşma ediminin her zaman dışındadır. Gerçeklikleri bulanık, gelecekleri [...]
... Derken tam o yıl "olağanüstü" bir şey oldu! Kara nesne radyasyonu ile uğraşmakta olan Max Planck, yeni radyasyon yasasının temelini anlamaya çalışırken "sırf bir umutsuzluk yasası" diye nitelendirdiği kuantumun ilk temelini buldu: Enerji değişimi sürekli değil, kesintiliydi. Bu önerme öylesine duyulmamış bir şeydi ki, tam anlamıyla bir bomba etkisi yarattı. Çünkü o sırada fizikçilerin çoğu, doğanın klasik [...]
9. Bu kesintili yolda "gerçekliğin" sabit bir edimsellikten değil, bilebileceğimiz bir takım edimsellik olasılıklarından ibaret olduğu dünyada, bir parçacığın hareketini ne kadar derinden incelerseniz o denli anlaşılması zor hale gelir. "Anlaşılmazlık" kuantum hareketinin en büyük sorunudur; daha büyük sorun ise bütün o kayıp olasılıkların nereye gittiğidir! 10. Doğanın türlü olasılıklarından biri hangi aşamada ve niçin [...]
Bir şeye ait her şeyi öğrenin; her şeye dair bir şeyler bilin. Var Dyke Bu özlü sözü Sonsuz.us'un tepesinde gördüm az önce, tam da mesaimi bitirmeye hazırlanıyordum. Aklıma yirmi sene kadar önce beni müthiş güldüren bi fıkrayı getirdi: Bir şeyin herşeyini bilene teknokrat, Her şeyden bi şeyler bilene yönetici, Her şeyin her şeyini bilene santral operatörü, denirmiş!: :))) Anladığım kadarıyla Dyke, [...]
Bu aralar hep kuantum bilinciyle meşgulüm ya, insanlığı kuantuma getiren yolu merak ettim. Şu ana kadar kuantumun geleceğe uzantılarına bakmıştım oysa onun bir de geçmişe uzantıları var.
Çok çok gerilere uzanacak kadar işin uzmanı olmadığımdan, yakaladığım ilk ipucundan başlayacağım: Newton klasik fiziğinden Einstein'ın görecelik kuramına nasıl geçtik?
1900 yılında Einstein üniversiteden mezun olduğunda, kendisinin de içinde bulunduğu [...]
1. Temelde kuantum denen şey aynı anda hem dalga hem parçacıktır. 2. Fakat ölçmeye veya gözlemlemeye kalkarsanız ya dalgayı ya da parçacığı bulursunuz. İkisi aynı anda saptanamazlar! 3. Dalga ve parçacığı aynı anda net bir şekilde saptayamama durumu, Heisenberg'in ünlü belirsizlik İlkesinin özüdür.
Bu olgu, tıpkı koca bir kazan çorba içindeki şeyler gibi, hiçbir şeyin sabit [...]
Kuantum Benlik Konferans-sohbet dizisi - Süre: iki ila dört saat
İçerik:
Bilimin Kesinsizliği
Nobel ödüllü fizikçi ve aynı zamanda büyük bir eğitimci Richard.P. Feynman'ın "bilimin kesinsizliği" konferansından alıntılar. Gerçek bilimsel bakışın yerli yerine oturtulması.
Kuantuma giden yol
2.a) Tarihçe Newton klasik fiziğinden Einstein'ın görecelik kuramına nasıl geçtik? Ve daha sonra Kara nesne radyasyonu ile uğraşmakta olan Max Planck, yeni radyasyon yasasının temelini [...]
Bundan iki hafta önce Cumhuriyet gazetesinin Bilim Teknik ekinde, dünya fizik yılı nedeniyle fiziğin bazı popüler konularını da içeren, çeşitli akademisyenlerin yorumları yayınlandı. Bu popüler konular içerisinden özellikle bir tanesi, üzerinde hayli konuşulan, bolca spekülatif yorumların konusu olmuştur. Bu olayın adı Schrödinger`in kedi deneyidir. Alev Alatlı tarzı mistisizme özel bir önem atfeden, hatta kuantum mekaniği ile Anadolu tasavvufu arasında bağlar kurarak açıklama gayreti içinde olan felsefeci romancılar bile olmuştur. Kuantum mekaniğinin o güne kadar var olan klasik mekanik algı ve anlayışı kökünden değiştirdiği ve var olan bu yeni durumu anlamada ve ona ait kavramları oluşturmada oldukça zorlanılan bir durum yarattığı bugün yapılan tartışmalarda hala büyük oranda anlaşılamadığının kanıtı niteliğindedir. Bu cümleleri ederken de kuantum mekaniğinin klasik mekaniği reddettiği sonucuna asla varılmamalıdır. Olsa olsa niteliksel bir farklılaşmadan ve kuantum mekaniğinin klasik mekaniği de kapsadığından bahsedilebilir. Bilinemeyenin nedensel bir açıklamasının yapılacağı yerde kuantum mekaniğinin bazı fenomenleri bilinemezcilik ile idealist ve mistik yorumlara vardırılmaktadır. Felsefik plandaki yorumu postmodernizm olarak gördüğümüz bu yorumlar bazen öylesine uç noktalara vardırılıyor ki insan hayretler içinde kalıyor. İşin en kötü tarafı ise bilim insanlarının çoğunun da konuyla ilgili yorumlarında bu tarzı besleyen, fenomenin nedensel bir açılaması yerine bu yorumlara açık kapı bırakan değerlendirmelerde bulunuyor olmalarıdır. Bir kedinin aynı anda hem ölü hem diri olabileceği gibi, buradan aynı anda iki yerde bulunabilme sonucu da mantıksal olarak çıkarılabilir. Biz Schrödinger`in tamamen düşünsel olarak planladığı bu deneyin neden olamayacağını neden hem ölü hem diri kedi görmemizin mümkün olmadığını anlatmaya çalışacağız. Schrödinger, Heisenberg` le birlikte kuantum fiziğinin matematiksel açıklamasını (dalga mekaniği) yapan Nobel ödüllü bir fizikçidir. Olayı kısaca açıklamak gerekirse; sıkıca kapatılmış bir kutu içinde bir kedi hayal edelim. Ayrıca kutuda, radyoaktif bir atom ve zehir yayabilen bir cihaz bulunsun. Mekanizmayı, radyoaktif atom parçalandığı takdirde, cihazın zehir yaymasını sağlayacak şekilde kuralım. Parçalanma başladığında zehir yayılacak ve kedi ölecektir. Ne var ki radyoaktif parçalanma kuantal bir olaydır. Atom ölçülemediği sürece parçalanmış-parçalanmamış durumların aynı anda olması söz konusudur. Bunun anlamı kutunun içindeki mekanizmanın da parçalanmış atom ölü kedi ve bütün atom canlı kedi ikilisinden oluşan bir durum çoğulluğu içerisinde bulunduğudur. Kısacası bu sistem ölçülene kadar kedi hem ölü hem diridir. Deney saçma görünse de kanıtlanması güç, en azından kediyi kuantal bir parçacıktan farklı kılan etmenleri gösterene kadar. Bu fenomenin anlaşılması için 80`li yılların beklenmesi gerekti. 1982 yılında Los Alamos ulusal laboratuvarında araştırma görevlisi Wojcieh Zurek geçmiş yıllarda el atılmış fakat geliştirilmeden bırakılmış basit fakat dahiyane bir fikir önerdi. Dalga paketi indirgenmesini ateşleyen, kuantal sistemin içinde bulunduğu çevreyle kurduğu ikili ilişkidir ve kuantal sistemlerin yalıtımında, hiçbir zaman çevreleriyle aralarındaki ilişki tümüyle koparılacak şekilde yalıtılamaz. Bu `çevre` söz konusu edilirken Schrödinger`in deneyindeki hava moleküllerine zehir yayan cihaza ve ortama sızan fotonlara gönderme yapılıyor. Sorunun en can alıcı noktası burasıdır. Bu deneyle ilgili yapılan değerlendirmelerin tümünde tamamen yalıtılan bir ortam cümlesi dikkat çeker. Sistemler asla tam olarak yalıtılamaz. Diğer yandan Zurek, çevreyle kurulan birçok ilişkinin, sistemin kuantal titreşim girişimlerinin süratle bozunuma uğramasına sebep olduğunu göstermiştir. Titreşim girişimleri yıkıldığında çevre durum çoğulluğunu ortadan kaldırmış olur ve sistemin kuantal tavrı, kendini klasik tekilliğe bırakır. `Makroskopik bir cismin örneğin bir kedinin tüm atomları bulundukları ortamın atomlarıyla etkileşirler. Tüm bu etkileşimler kuantal özellikli titreşim girişimlerinin bulanıklaşmasına hemen hemen eş zamanlı biçimde yıkılmasına neden olur. Kuantal fiziğin bizim ölçeğimize uymamasının nedeni de budur. Tekrar etmek gerekirse sistemler yalıtılamazlar. Bu tekilleme bağıntısızlaşma olarak adlandırılmıştır. Çünkü geçiş çoğulluğu oluşturan tekil durumlar arasında bulunan bağlar yıkılmıştır. Bağıntısızlaşmanın sürati, sistemin büyüklüğüyle doğru orantılıdır. Yaklaşık 1027 parçacıktan oluşan bir kedinin bağıntısızlaşma süresi, 10-23 saniyedir. Bu da neden hiç kimsenin hem ölü hem diri kedi görmemiş olduğunu açıklar! Ve tabi ki bağıntısızlaşma olayını gözlemlemenin güçlüğünü de. Kedi masalı tutarlı bir teorik görüş ve deneyle açıklanmaktadır. Schrödinger`in kedi deneyiminin bugüne kadar yapılan idealist felsefi yorumları gerçekliğin nesnel karakterinin yadsınıp her kişinin kendine göre geliştireceği bir öznel gerçeklik tasarımına varmaktır. Hem ölü hem diri kedi aynı anda iki gerçeklik! Şüphesiz bu ve benzer yorumlar her platformda yapılmaya devam edecektir. Bütün bilimsel fenomenlerin yeni olgu ve olayların diyalektik nedensellik bağlamında düşünülüp açıklanması gerçeği Schrödinger`in kedi fenomeni ve daha onlarca olayda kesinkes kanıtlanmış olmasına rağmen daha nice Alev Alatlı ve onun gibi düşünenler olacaktır. Gerçekliğin nesnel karakteri üzerine Planck ustanın son sözü ile noktalayalım bu kısa hatırlatmayı. `Böylece her fiziksel ölçümde, tamamıyla kendi başına cereyan eden objektif veya (real) gerçek olayla bu olayın etkisiyle yapılan ve olayın bilgisini veren ölçüm olayı arasında bir ayrımın gereği vardır. Fizik biliminin amacı nesnel (real) olaylarla uğraşmaktır. Amacı bu olayları buyruğu altına alan yasaları ortaya sermektir Celal Bayar Üniversitesi(C.B.Ü) Fizik Bölümü Öğretim Görevlisi
HEİSENBERG’İN BELİRSİZLİK İLKESİ, VE KUANTUM MEKANİKSEL YARATILIŞ
200 yıl kadar önce Laplace, Newton kanunlarının ne kadar başarılı olduklarını dikkate alarak, “evrende mevcut maddelerin konumları, momentumları ve onların etkileyen güçler bilinirse, geçmiş hakkında bilgi sahibi olmak ve geleceği kesinlikle bilmek mümkündür”, demiştir.
Bu sözler açıkca Laplace’in Newton’a duyduğu güvenin sonsuz olduğunu göstermektedir. Son yüzyıl içindeki gelişmeleri duysaydı, mezarında kahrolurdu herhalde Laplace. Aslında Newton’a bu kadar güvenmesi kendi hatası idi. Laplace’in bu sözleri onun kadere olan inancını da dile getiriyordu.
Eğer cisimler değişmeyen bazı yasalara uyarak hareket ediyorlar ve o yasalar her zaman geçerliklerini koruyorlarsa, geleceği tahmin etmek mümkün olduğu gibi, geleceğin değişmeyeceğini de kabul etmek zorunluğu vardır diyordu, Laplace.
Başka bir deyişle Laplace’e göre geleceğin akibeti geçmişte saptanmıştır. Bu durumda diyebiliriz ki Big Bang sırasında geleceğin akibeti, tabiri caiz ise, kaderi, saptanmış olmalıdır.
Bu büyük sözlerin söylenişinin üzerinden 100 yıl geçtikten sonra, Alman asıllı ünlü fizikçi Werner Heisenberg (1901-1976), herşeyin bilinemeyeceğinin bir fizik yasası olduğunu bulmuş ve onu açıkca formüle etmiştir. Bu yasa Heisenberg’in belirsizlik (kesinsizlik) yasası olarak bilinir. Bu ilginç ve temel yasa için kuantum şüphe terimini de kullanmak mümkündür. Ama ben şüphe yerine belirsizlik terimini kullanmayı yeğliyorum.
Heisenberg kuantum belirsizliğini atom düzeyinde tanımlamıştır.
Ama bu kuramı evrensel boyutlarda da tanımlamak mümkündür. Hatta diyebiliriz ki evrensel boyutlarda bu kuramın anlamı çok daha derin olup, yaratılışın gizemine ışık tutmaktadır. Orasına ilerde değineceğiz. Şimdilik her iki tanıma kısaca yer vereceğiz.
Heisenberg belirsizlik kavramını 1920’li yılların sonlarına doğru somutlaştırmıştır.
Kuantum belirsizlik aslında son derece belirli bir kuramdır. Kuantum zerreler, örneğin elektronlar için geçerili olup, önemli bir fizik yasasıdır.
Bu yasaya göre elektronların yerini ve momentumlarını aynı anda ölçmek mümkün değildir. Burada kullanılan momentum bir yöne doğru hareket etmekte olan objenin hızı ve kütlesinin çarpımının ürünüdür.
Günlük yaşamda hareket halinde olan zerrelerin yerini ve momentumlarını saptamak bir sorun oluşturmaz. Örneğin bilardo topunun bilardo masasının neresinde olduğunu, hızını ve yönünü aynı anda kolaylıkla biliriz.
Kuantum varlıkları, örneğin elektron ve fotonları, yakından inceleyen Heisenberg, onların davranışlarının bilardo topunun davranışlarından çok farklı olduğunu gözlemlemiştir. Bu gözlem ilk bakışta insan aklı ve rasyonalitesi ile çelişiyor gibi görünmektedir ama, elektron ve fotonlarla ilgili dalga ve zerre düalitesi dikkate alınırsa, hiç de olağanüstü değildir.
Elektron ve fotonların kuantum davranışlarını dalga ve zerre olarak tanımlamak mümkündür. Dalgaların uzayda yeri kesin değildir.O halde bu varlıkları uzayda kesin olarak lokalize etmek de mümkün değildir.
Bunun daha iyi anlaşılması için somut bir örnek olarak deniz dalgalarını gösterebiliriz. Hareket halinde olan dalgayı bir nokta olarak belirtemezsiniz. Bazı yerlerde daha çok, diğer yerlerde daha az belirlidir.
Heisenberg ayrıca bu zerrelerin yerlerinin kesinlik kazanması durumunda, momentumlarının giderek daha belirsiz olduğunu bulmuştur. Momentumlarının belirli olduğu durumlarda ise yerleri belirsizlik kazanmaktadır.
Heisenberg bu iki belirsizliği matematiksel bir formülle bir araya getirmiştir. Ortaya çıkan formül Heisenberg’in belirsizlik ilişkisi olarak bilinir. Bu belirsizlik doğanın en önemli temel yasalarından, hatta yapı taşlarından biridir.
Örnek olarak en basit atom olan Hidrojene bakalım. Hidrojende yalnız tek bir protondan oluşan çekirdeğin etrafındaki bir yörüngede tek bir elektron dönmektedir. Bu elektronun yeri az çok bilinmektedir. Ama buna rağmen hızını ve momentumunu bilmeye olanak yoktur. Çünkü tek olmasına rağmen elektron, aynı zamanda dalga da olduğu için, Hidrojen çekirdeğinin etrafında bir bulut oluşturmaktadır. Elektronun oluşturduğu bu bulutun bazı yerlerinde daha çok, diğer yerlerinde daha az zaman geçirdiğini söyleyebilirsiniz.
Kuantum belirsizlik için ilginç bulacağınız bir örnek daha verebilirim. Aslında bu örnek evrenin varoluş nedenine de ışık tutmaktadır ama, ona sonra değineceğiz. Bunda elektronun yeri ve momentumunda olduğu gibi, farklı bir çift kuantum niteliği ele alabiliriz. Onlar enerji ve zaman olsunlar.
Heisenberg’in belirsizlik kuramı ile Einstein’ın özel görelik kuramını birleştirip, herhangi bir hacimdeki boş uzayı dikkatle izlerseniz, o boşlukta ne kadar enerji olduğunu bilemezsiniz. Bunu bilmeyen yalnız siz değilsiniz. Doğa da bilemez.
Bu doğanın bilinmezlik yasasıdır.
O boşluğu ne kadar kısa bir zaman için izlerseniz, enerji muhtevasından o kadar az emin olursunuz. O boşlukta enerji yok demeyin. Çünkü var! Çok kısa bir zaman için boşluğu enerji doldurur ama, belirsizlik ilişkisi tarafından saptanan belli bir zaman dilimi içinde yok olur gider. Enerjinin ömrü 10^-21 saniyedir.
Yeri gelmişken bu enerjiden de kısaca bahsedeyim. Bu enerji kendini foton şeklinde belli edebilir. Hiç yoktan aniden ortaya çıkar ve çıktığı gibi hızla kaybolur gider. Bazı durumlarda bu enerji elektron kılığına da bürünebilir. Tabii yine belirsizlik ilişkisinin izin verdiği bir zaman dilimi içinde var olabilir. O sürenin sonunda yok olup gider.
Bu kısa ömürlü varlıklar için yalancı zerreler (virtual particles) denir ve bu süreç kısaca vaküm dalgalanması olarak bilinir.
Bütün bu gözlemleri evrenin başlangıcını simgeleyen bir model olarak kabul etmek mümkündür. Gözlemler diyorum, çünkü Casimir deneyi ile adı geçen yalancı zerrelerin varlığını göstermek mümkündür.
Bu modelde vaküm da denen boş uzay, kuantum düzeyde müthiş bir etkinlik göstermektedir. Elektronlar, yalancı zerreler ve fotonlardan oluşan bir okyanus içine serpiştirilmiş elementer zerrelerdir. Bu okyanusda fotonlar ve yalancı zerreler birbirleri ile sürekli bir etkileşme halindedirler.
Belirsizlik ilkesi ile ilgili önemli bir diğer sonuç da kuantum sistemlerinde hareketesizliğin olmamasıdır. Bu sistemde her şey sürekli bir hareket halindedir.
Kuantum mekaniğinin hükmettiği bir alemde-ki sınırları bir atomla belirlenmiştir- zerrelerin davranışı geniş bir yelpaze oluşturur. Zerreler sert duvarlara penetre olabilirler ve geçmemeleri gereken engelleri aşarlar. Elektronlarına bağlı olarak atomlar farklı enerji düzeylerine sahip olabilirler. Aynı koşullar altında yapılan aynı deneyler her zaman aynı sonucu vermezler. Kuantum olguların sonuçlarını daha önceden saptamak mümkün değildir. Deneylerin sonucu da bir yelpaze oluşturur.
Sonuçlar olasalık dağılımı olarak ifade edilirler.
Kuantum mekaniği her ne kadar kendini, yalnız mümkün olabilecek en küçük ölçüde belirtirse de, aynı zamanda irili ufaklı bütün kozmik yapıların ve evrenin gözlemlediğimiz şekilde ortaya çıkışından sorumludur. Bazı kuantum mekanik ilkelerden dolayı hızla genişleyen bir yalancı zerre, evreni oluşturmuştur.
Kuantum mekanik dalgalanmalar yaratılışın ilk mikro saniyesi içinde maddenin ortaya çıkmasını sağlamış, daha sonra aynı ilkeler galaksilerin tohumunu atmıştır.
Yıldızların merkezinde enerji kuantum ilkelere uyarak açığa çıkmaktadır.
Mevcut bütün elementlerin varlık nedeni kuantum ilkeleridir.
Kayalardan oluşan gezegenlerin varlık nedeni de kuantum yasalarıdır. Kayalar ve evrende mevcut her türlü katı ve solid yapı, kuantum mekanik süreçlere bağlı olarak ortaya çıkmışlardır.
Dünyanın derinliklerinde açığa çıkan nükleer enerji de varlığını önemli bir ilke olan kuantum mekanik tunelleşmeye borçludur. Kimyasal bağlar ve elektron paylaşmak ana teması üzerine kurulan yaşam bile, kuantum mekanik bir süreçtir.
Aralarında belirsizlik ilkesinin de olduğu kuantum mekanik yasaların bu kadar olumlu ve somut sonuçlar vereceğini hiç tahmin etmiş miydiniz?
Uzun süredir üzerinde çalışılan Uluslararası Uzay Istasyonu(İngilizce kısaltması ISS) 2010'da tamamlanıyor. Düzenli aralıklarla katkı sağlayan ülkelerin deney modülleri istasyona ekleniyor; en son Joponların bir milyar dolarlık KIBO modülü eklendi. Uzay istasyonunda bir çok bilimsel çalışma yapılması düşünülüyor, ama aralarından kulağa en ilginç gelen kuantum deneyi olsa gerek.
Viyana Üniversitesinden Anton Zeilinger ve grubunun ESA'ya önerdikleri deney gerçekten fiziğin en kafa karıştırıcı alanını, belki de daha açıklığa kavuşturacak bir çalışma.. Konu, kuantum dolaşıklık(entanglement)..
Kuantum teorisi 20. yüzyılın başında geliştirilirken klasik teoriyle taban tabana zıt ifadeleri nedeniyle bilim çevrelerinde belki de en çok tartışılan konuydu. Bu konunun bu kadar tartışılmasında rol oynayan iddialarından biri de "eşlenik değişkenler" olarak ifade edilen değerlerin bir sistemde belirli olasılık kuralları dahilinde değerler alabileceğiydi. Eşlenik değişkenler arasında "konum-momentum", "enerji-zaman" gibi değişkenler bulunuyor. Gündelik hayattaki klasik kavramların mikro dünyada hala mevcut olduğunu, fakat bunların ancak belirsizlik ilişkilerinin ortaya çıkardığı sınırlı haliyle uygulanabileceğini söylüyordu Heisenberg. Bir parçacığın konumunu ne kadar doğru bilirsek momentumunu o derecede az doğru biliriz, ya da tam tersi.
Schrödinger denklemi bir kuantum sistemi hakkında bize her bilgiyi veren araç dalga fonksiyonu adında bir fonksiyondur. Dalga fonksiyonunun uzaya ve zamana bağlı değişimini gösteren denklemi ilk bulan Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger’dir. Bu yüzden denklem Schrödinger denklemi adıyla anılır. 1900 yılında Max Planck'ın ortaya attığı "kuantum varsayımları"nın ardından, 1924 de ortaya atılan de Broglie varsayımı ve 1927'de ortaya atılan Heisenberg belirsizlik ilkesi bilim dünyasında yeni ufukların doğmasına sebep olmuştur. Bu gelişmeler Max Planck'ın kuantum varsayımları ve Schrödinger'in dalga mekaniği ile birleştirilerek kuantum mekanik kuramını ortaya çıkmıştır.
Schrödinger denklemi kapalı formda şöyle ifade edilebilir: Burada H, Hamiltonyen' i temsil eder. Hamiltonyen, parçacığın toplam enerjisini veren bir operatördür ve
Bir cismin kendi etrafında dönmesinden kaynaklanan açısal momentuma, spin denir. spin bir parçacığın kendi etrafında yaptığı açısal momentuma bağlıdır.Spinlerin değeri kuantum fiziğinde h olarak değerlendirilir. = h/2n olarak formülize edilir.( Burda h planck sabiti = 1,055.10-34 )
Pauli, Haci'nin favori fizikciklerinin en basinda yer alir.. 1930 yilinda notrino (neutrino) konseptini ortaya atmistir.. Notrinonun varligi 1956 yilinda deneysel olarak kanitlanmistir.. Olumunden iki yil once Wolfgang, bir kuraminin daha kabul gordugune tanik olmustur.
Pauli'nin buluslari Einstein'in kuramlari gibi spektakular degildir. Ama bana gore Pauli, Einstein'in inanmadigi Kuantum fizigine imzasini atan en onemli fizikcilerin basinda yer alir.
Pauli Nisan 25, 1900 yilinda Viyena'da dogmustur. Babasi unlu bir kimyasal-fizik profesorudur. Dedesi unu gunumuze kadar ulasan Ernets Mach'dir ki ses hizi onun adina kullanilir.. Einstein'in ozel ve genel gerecilik kuramlari hakkinda uzun bir makale ve arkasindan kitap yazan Pauli'nin derin bir fizik anlayisi vardir. Pauli 21 yasinda PhD derecesini almis ve once Gottingen'de Max Born, sonra da Copenhagen'de Niels Bohr ile calismistir. 1923 yilinda Hamburg universitesinde docent olarak gorev almistir. 1928 yilinda Isvicrede, ayni zamanda ETH olarak da bilinen, Federal Institute of Technology'de fizik profesoru olarak calismaya baslamistir. 1935-36 arasinda Princeton universitesinde ziyaretci profesorluk yapmistir. Annesi Yahudi oldugundan, Isvicrenin Nazi'ler tarafindan istila edilebilecegi korkusu ile 1940-45 arasini Amerika'da gecirmistir. Kendisi hem Avusturya, hem Alman hem de Isvicre vatandasi olmustur.
Pauli kuantum mekanigine ve kuantum alan kuramina onemli katkilarda bulunmustur. Dislama ilkesinden dolayi 1945 yilinda Nobel fizik odulunu almistir. Einstein Pauli'nin kendisinden sonra gelecek bir fizik bilim adami olacagini ilan etmistir. Ancak Pauli yeterince hirsli biri degildir. Daha cok kendi meslekdaslarini elestirmeyi yeglemistir. Ilginc olarak kendi dusuncelerini bile elestirmekten cekinmemistir. Ikinci dunya savasi sirasinda Pauli Amerika'da, Princeton Enstitusunde calismistir. Kendisi, Atom bombasi projesinde calismak istemeyen ender fizikcilerden biridir..
PAULI'NIN DISLAMA ILKESI NEDIR?
Bilindigi uzere iki tur zerre vardir. Ilki olagan maddeyi olusturan zerrelerdir. Ikincisi ise, onlari manuple eden guclerle ilgili zerrelerdir. Madde ve onu manuple eden guclerin spin denen ozellikleri vardir ve o ozellikler farklidir. Madde zerreleri fermion olarak bilinirler ve hepsinin de spini 1/2'dir. Atom icinde elektronlar, protonlar ve notronlar madde zerrelerini temsil ederler. Proton ve notronlar quark'lardan yapilmislardir. Yani kendileri elementer degillerdir. Quark'lar elementerdir. Elektronlar icin ise "lepton" terimi kullanilir, kucuk olduklari icin. Quark'lar gibi, elektronlar da elementer zerrelerdir. Yani daha kucuk ogelerin bir araya gelmesinden degil, dogasi bilinmeyen bir yapiya sahip, zerrelerdir.
Madde partikullerini manuple eden guclerin spin leri 0, 1 veya 2'dir..
Aslinda madde zerreleri, ornegin elektronlar veya quark'lar bunyelerinde, guc ileten zerreleri de barindirirlar. Bir elektron digerine, ya da bir quark, komsusuna, yeterinden daha fazla yaklasinca ne olur?
Once bu partikullerden birinden guc tasiyan zerre cikar.. Bu cikma sirasinda geri tepmeden dolayi, madde partikulu biraz hiz ve yon degistirir. Bu guc tasiyan partikul, diger benzer bir madde partikulune carpar ve onun tarafindan absorbe edilir. Yani emilir.. Hazmedilir.. Bu carpisma ikinci madde zerresinin de yon ve hiz degistirmesine neden olur.. Bir tasla iki kus vurulmus ve madde partikullerinin yon degistirmesi saglanmistir. Guc tasiyan bu partikullerin etki alani gucun dogasina gore degisir. Kuvvetli ve zayif nukleer guclerde bu etki alani son derece yereldir. Atom cekirdeginin disina cikamaz. Elektromanyetik ve kutlecekim guclerinde ise, sonsuza kadar uzanir..
Elektronlarin etrafinda fotonlardan olusmus bir bulut vardir. Elektronlar arasinda foton alis verisi yapilir. Bu fotonlar bir elektrondan digerine onun hakkinda bilgi iletir.
Ayni sekilde, elektronlarla protonlar arasindaki bilgi alis verisi de fotonlar araciligi ile saglanir. Elektrondan ayrilan fotonlar proton tarafindan karsilanir ve tasidigi bilgi degerlendirilir.
Kutlecekimin nasil gerceklestigi bilinmemektedir. Bu konuda ben bir kuram gelistirmis ve gravitasyon dalgalarinin proton ve notronlarin yapisina katilan quark'larin birbirleri etrafinda donmesinden kaynak aliyor olabilecegini ileri surmustum. Bu quantize edilen bir guc degildir. Diger guclerin hepsi de quanta seklinde yayilir. Yani ancak belli enerji paketleri seklinde yayilir.. Cekim gucu bir istisnasir. Bu guc isik hizinda hareket eden ve graviton denen kutleden yoksun zerrelerin ses dalgalari gibi dagilmasi ile etrafa yayilir ve butun evreni kaplar..
Münih'te okuduktan sonra 1921 yılında Göttingen'de ve Kopenhag'da asistanlık yaptı. 1928'de Zürich Federal Politeknik okulunda teorik fizik profesörlüğüne tayin edildi. 1940'tan itibaren Princeton'da ders verdi ve 1946 yılında Zürih'e döndü. Heisenberg ile birlikte manyetik alanların kuvanta teorisini kurdu ve Kopenhag okulunun en ileri, en ünlü temsilcilerinden biri oldu. Pauli ilkesi de denilen ünlü ihraç ilkesini ortaya attı. Sonradan bu ilke, birleşme değerinin yorumuna ve iki cismin aynı anda aynı uzay parçası içinde bulunamayacağı kavramına yol açtı. 1931 yılında Fermi ile nötrino'ların varlığını teorik olarak ispatladı. Bu hipotez çok daha sonraları deneysel yoldan ispatlanabildi. Pauli 1945 yılında Nobel Fizik Ödülüne layık görüldü.
Pauli İlkesi
Bu başlık Pauli ilkesi makalesinde ayrıntılı olarak anlatılmaktadır.
1924'te ortaya atılan, aynı uzay hücresinde (mesela atomda) bulunan spin'li taneciklerin gösterdiği bağdaşmazlıklarla ilgili ilkedir. Bu ilkeye göre n herhangi bir tamsayı olmak üzere, spinleri n + ½ olan özdeş tanecikler aynı enerji seviyesinde bulunamaz. Elektronlar, protonlar, nötronlar Pauli ilkesine uyar. Bu ilkeden elektronların bir atomun değişik enerji seviyelerindeki dağılışları, enerji seviyeleri arasında mümkün olan geçişler ve taneciklerin uyduğu istatistik hakkında temel sonuçlar çıkarılır. Buna Pauli dışlama prensibi de denir.
Kuantum Fiziği, Zaman Kavramı ve Deniz Taşımacılığı
Bu sene Albert Einstein’in(1879-1955) özel görecelilik teorisi de içinde olmak üzere 1905 senesinde fizikte devrim yapan üç ayrı makalesini aynı sene içinde ortaya atmasının 100. yılı olması nedeniyle tüm dünyada “Dünya Fizik Yılı- World year of Physics 2005” ya da diğer bir tanımlamayla “Einstein yılı-100th aniversary of Albert Einstein’s Miraculous Year”,Latince adlandırılmasıyla “Annus Mirabilis-Mucize Yılı” olarak kutlanıyor.Amaç tüm dünya insanlarının fiziğe olan ilgisine yeni bir ivme kazandırmak ve son yüz yılda gelmiş en büyük bilim adamı olarak nitelendirilen ve Time dergisi tarafından “Yüzyılın insanı” olarak seçilen A.Einstein’ı gereken şekilde anmak.
Burada amacım yorucu iş temponuzun ortasında sizleri hayal gücünün sınırsız ufuklarında kısa bir fizik yolculuğuna çıkarmak ve görelilik ve kuantum kuramlarıyla son yüzyılda yelkenlerini doldurmuş olan yeni fiziğin çığır açıcı kavramlarının deniz taşımacılığına ve dolayısıyla biz denizcilere neler ifade edebileceğini irdelemeye çalışmak.
Dilerseniz bu kısa yolculuğumuza Einstein’la başlıyalım.
"...Doğanın ne yapacağı hakkındaki bütün felsefi sezinlemelerin başarısız olduğunu uzun deneyimler sonucu öğrenmiş bulunuyoruz. Bütün olanakları araştırıp farklı yolları denemek gerekir." R. Feynman
Burada H, Hamiltonyen' i temsil eder. Hamiltonyen, parçacığın toplam enerjisini veren bir operatördür ve
