Bilim Ofisi | Aydınlanmanın Fiziği– 0 – Bölüm 1
408
post-template-default,single,single-post,postid-408,single-format-standard,ajax_fade,page_not_loaded,,qode-title-hidden,qode_grid_1300,footer_responsive_adv,qode-theme-ver-16.6,qode-theme-bridge,disabled_footer_bottom,wpb-js-composer js-comp-ver-5.5.1,vc_responsive

Aydınlanmanın Fiziği– 0 – Bölüm 1

Aydınlanma, zihinsel bir vaziyeti tarif eder. Sınırlarından sıyrılmış ve olguları olduğu halleriyle gören bir zihin yapısını betimler. Böylesi bir zihinsel hale ulaşmak için öncelikle kişinin kendini tanıması, zihinsel sınırlarını ve bilinç yapısındaki engelleri keşfetmelidir.

Aslında Aydınlanmanın Fiziği makaleler serisinde ilk önce yayınlanması gereken bu yazımda, kuantum fiziğinin ilginç dünyasıyla ilgili birkaç akıl çelici kavramdan bahsedip, bilincin buradaki rolünü tarif ederek, sorgulayıcı bir zihne sahip olarak bilimsel düşünmeyi şiar edinmiş kişilerin aydınlanma yolu yürüyüşünde mevcut halimizi sorgulamayı ve mümkünse sorgulatmayı denemek istiyorum. Ancak bu spekülasyonları yapmadan önce, ele aldığımız konulardaki temel terminolojiyi de sizlerle paylaşarak, kuantum dünyasını anlatırken aynı dilde birleştiğimizi garanti altına almak istiyorum.

Bu yüzden bu makaleme Aydınlanmanın Fiziği – 0 adını verdim. Çünkü hareket noktamız burası olacak.  Bundan sonra ileride ele alacağımız konuları da farklı makaleler ve sunumlar olarak sizlerle paylaşacağım.

Gelecekte ele alacağımız konulara şöyle başlıklar halinde göz atarsak:

  1. Aydınlanmanın Fiziği – 0 – Temel İlkeler
  2. Aydınlanmanın Fiziği – 1 – Çift Yarık Deneyi
  3. Aydınlanmanın Fiziği – 2 – Ölçüm Problemi
  4. Aydınlanmanın Fiziği – 3 – Heisenberg Belirsizlik İlkesi
  5. Aydınlanmanın Fiziği – 4 – Kuantum Dolaşıklığı
  6. Aydınlanmanın Fiziği – 5 – Uzay & Zaman
  7. Aydınlanmanın Fiziği – 6 – Holografik Evren

Haydi başlayalım!

Kuantum fiziğinin liderlerinden Niels Bohr diyor ki, “Atom kuramı ile ilgili paralellikleri aramak istiyorsak, … insanı var oluşun büyük dramı sırasında hem seyirci ve hem de aktör olarak ele alan Buddha ve Lao Tzu gibi düşünürlerin karşılaştıkları sorunlara yönelmemiz gerekecektir.’

Yine aynı ekipten Werner Heisenberg: “Son ‘büyük savaştan beri Japonya’nın kuramsal fizik dalına sağladığı büyük bilimsel katkı, belki de Uzak Doğu geleneklerinde varolan felsefî fikirlerle kuantum kuramının felsefî özü arasındaki benzerliğe işaret etmektedir.”

Kuantum kelime olarak ne demektir? Kuantum, sürekli olmayan ayrık birim-nicelik anlamına gelir. Kuanta ise bu kelimenin çoğuludur. Max Planck, 1900 yılında madde ile ışınım arasındaki dengeyi incelerken yayılan ışınımın sürekli şekilde değil de, kesikli-ayrık birimler (enerji paketleri) şeklinde yayıldığını öne sürer. Bunlara kuanta adını verir.

Kuantumun sözlük anlamıysa, Bir dalganın olası değerlerinin alt değer kümelerinden biridir.

 

Kuantum Kuramı neden bahseder? Özetle atomlar, atomların ışınımları, enerjileri ve etkileşimleriyle ilgili, şimdilik mikro dünyamızda yer alan, bir teoridir. Klasik fiziğin yani Newton mekaniğinin açıklayamadığı bazı olaylar Kuantum mekaniğinde cevaplarını bulmuştur.

Kuantum Kuramı esasen kime aittir? 1918 yılında Nobel fizik ödülüne layık görülen Alman fizikçi Max Planck, kuantum teorisinin kıvılcımını yakan kişi olarak anılır. Gelin şimdi kuantum fiziğinin gizemli, eğlenceli, uçuk kaçık kavramlarından bazıları tanırken, bir yandan da içimizde ve dışımızdaki evrenin sınırlarında gezinip, mümkünse kaybolalım.

Kuantum Fiziği niçin sadece fizikçileri ve matematikçileri ilgilendirmez? Yazımın sonunda sizlerle bu konuyu daha detaylı paylaşacağım. Ancak özellikle ilgili sunumumda özetlemeye çalıştığım başlıkların insanın varoluşsal pek çok derdinin özündeki ana temalar olduğuna inanıyorum. Bu yüzden de olabildiğince herkesin kuantum fiziğinin bu gizemli, zarif ve muhteşem dünyasından haberdar olmasını sağlamaya çalışıyorum.

Kuantumun Gizemi: Gözlediğimiz, aslında var olanın sadece çok küçük bir kısmı

        Işık Nedir?

Sıkça bahsedeceğimiz için öncelikle Işık kavramına bir göz atalım.

Işık, elektromanyetik dalgalarla yayılan bir çeşit enerjidir. Kütlesiz (ama ağırlığı olan) fotonlardan (enerji paketlerinden) oluşur. Fotonlar ileride açıklanacağı gibi hem dalga hem parçacık özelliği gösterirler. Buna dalga-parçacık ikiliği denir. Hem düz bir yolda, herhangi bir ortama ihtiyaç duymadan ilerler, hem de kimi yüzeylerden yansır kimi yüzeylerde absorbe olur.

Işıkla ilgili ilk ciddi araştırmaları yapıp prensiplerini çözen kişi Isaac Newton’dur.

Işığın simgesi  C ile gösterilir. Yunanca’da celeritas (hız) anlamına gelir. Işık yaklaşık olarak saniyede 300 bin kilometre hızla yayılır, hareket eder.

Einstein’ın 1905 yılında ortaya attığı görelilik kuramındaki E=mc² kütle-enerji eşdeğerliğindeki c ışık hızını ifade eder.

Güneş ışığı tüm renklerin birleşiminden oluşur. Bu ışık, bir prizmadan geçirildiğinde her renk farklı miktarlarda kırılır ve ortaya gökkuşağı gibi bir tayf çıkar. Bu olayı ilk kez Isaac NewtonOpticks isimli kitabında açıklamıştır.

Görüyorsunuz di mi? Görebildiğimiz ışık, gerçek ışık tayfının ne kadar küçük bir bölümü. (6. Slayt)

İnsanoğluysa her şeyi bilebileceğine ve açıklayabileceğine inanan bir kibirle evrene bakıyor.

 Kuantum Fiziğinin Öyküsü ve Gelişimi

Alman fizikçi Max Planck, 1900 yılında madde ile ışınım arasındaki dengeyi incelerken yayılan ışınımın sürekli şekilde değil de, kesikli-ayrık birimler şeklinde yayıldığını öne sürdü.

O dönemde klasik fizikte siyah cisim ışıması bilinmekteydi. Buna göre, ısıtılan herhangi bir cisim ışır. Akkor haline getirilen katı bir cisim, kimyasal bileşenlerinden bağımsız olarak her dalga boyunda ışınım yayar. Yayılan ışınım enerjisi klasik fizik bakış açısı ile süreklidir. 1900 yılına kadar olan bu kabul, Planck’ın çalışmaları ile sonsuza dek değişir.

Planck, Işıma Yasası adıyla bilinen teorisini 1900 yılında Berlin’de sunarak, atomların sürekli titreştiğini, titreşen atomların sürekli ve gelişigüzel enerji yaydığını, bu enerji parçacıklarına kuantum adını verdiğini açıklar. Kuantum terimi, titreşen atomların belirli düzeylerde enerji yaydığını veya emdiğini göstermektedir. Planck, bu karşılıklı dönüşüm dengesini elde etmek için, h harfiyle ifade edilen Planck katsayısını geliştirerek, kuantum mekaniğinin temel denklemini ortaya koyar: E=hv. Yani, yayılan enerji Planck sabiti ile ışıyan maddenin frekansının çarpımına eşittir.  (Slayt 7)

Planck sabiti (h), Kuantum fiziğinin temel fiziksel sabitidir. Değeri şöyledir: h= 6,626 x 10(üssü -34) Joule.saniye (Joule enerji birimidir)

Kullanımdaki anlamı şudur: Yayılan enerji Planck sabiti ile ışıyan maddenin frekansının çarpımına eşittir.

Planck sabiti, modern fizikteki en önemli iki sabit büyük, diğeri ise ışığın hızıdır. Planck sabitinin, sayısal değerinin çok küçük olmasına karşın önemi çok büyüktür. Parametrenin kuantum fiziğine ait birçok eşitlik, denklem, formül ve açıklamada yer alması onu kuantum fiziğinin önemli, vazgeçilmez ve temel bir sabiti kılmaktadır.

Bir sonraki makalemde Kuantum Mekaniğine en çok katkıyı yapan ve bir anlamda Kuantum Mekaniğinin Kurucu Babaları olarak anılan bilim insanlarından ve onların yaptığı katkılardan bahsedeceğim.

Bilimle ve sevgiyle kalın!

Mustafa Yücelgen

KAYNAKÇA

  • Einstein, Albert (2010). İzafiyet Teorisi, İstanbul: Say Yayınları.
  • Heisenberg, W. (1990), Parça ve Bütün, İstanbul: Düzlem Yayınları
  • Capra, F. (1975), The Tao of Physics,ABD, Bantam Books
  • Hawking, W. S. (1988). Zamanın Kısa Tarihi, İstanbul: Milliyet Yayınları
  • M (2012), Einstein’ın Evreni, Ankara, ODTÜ Yayıncılık
  • Penrose, R. (1999). Kralın Yeni Usu (2) Us Nerede?,Ankara: TÜBİTAK
  • Planck, M. (1987). Modern Doğa Anlayışı ve Kuantum Teorisine Giriş,İstanbul: Alan Yayıncılık
  • Hawking, S.(2002), Ceviz Kabuğundaki Evren, İstanbul: Alfa Basım Yayım Dağıtım
  • Heisenberg, W.(2003), Einstein’la Yüzleşmek, İstanbul: Gelenek Yayıncılık
  • Bell, J. S. (1964),On theEinstein RosenPodolskyParadox,ABD: Physics
  • Tarlacı, S. (2009), Kuantum Beyin, İstanbul: Kendi Yayını
  • Albert Einstein, BorisPodolsky&NathanRosen (1935), Can Quantum-MechanicalDescription of PhysicalReality Be ConsideredComplete?,PhysicalReview, (47):777-780
  • Buğdaycı, İ. (2008), Kuantum Kuramında Belirsizlik, Bilim Teknik, Mayıs, 36-39
  • Turgut, Dr. S. (2003), Şu Garip Kuantum-2: Dolanıklık, Bilim Teknik, Mayıs, 44-48
  • Kalp, İ. (2018), Kuantum Dünyasında Nedensellik, 1 Mayıs 2018 tarihinde Bilimfilihttps://bilimfili.com/kuantum-dunyasinda-nedensellik/
  • Çeşitli Kuantum Mekaniği Makaleleri (2017), Fizik Makaleleri http://www.fizikmakaleleri.com/search/label/kuantum%20mekani%C4%9Fi