Yıllardır dünya üzerinde birçok olay ve işlem insanların kafalarını kurcalamakla birlikte aslında bildiğimizi sandığımız şeyleri tam anlamıyla bilmediğimiz de oluyor. Kuantum fiziği de bu durumlardan bir tanesi. Peki en yalın haliyle kuantum fiziği nedir diye soruyorsanız bu yazımızda kuantum fiziğini basitçe ve yalın haliyle anlatmaya çalıştık.

Kuantum Nedir?

Kelime kökeni olarak sözlük anlamı öbeklenme ifadesini taşımaktadır. Gündelik hayatta karşılaşabileceğiniz çakıl taşlarının, elmaların, armutların öbekler halinde bulunmasının fiziğe evrilmiş versiyonudur. Fizikte öbeklenme, enerjinin öbeklenmesi, uzay-zaman öbeklenmesi gibi olgularla karşımıza çıkmaktadır. Kuantum dünyasında her şey seviyelere ayrılmıştır. Ortada kalmak yoktur. Her şey bir öbeğin parçasıdır. İlerlemek ancak sıçramayla gerçekleşir.

Kuantum Fiziği Nedir?

Kuantum fiziği, atom altı parçacıkların ve ışığın davranışlarını izleyen ve gözlemleyen fiziğin bir alt dalıdır. Kuantum fiziği dediğimiz şey bizim bildiğimiz fizikten çok farklıdır. Hatta kuantum fiziğinde olup biten olayları incelediğimizde, gördüğümüz fiziğe çok ters düştüğünü ve bizlere saçma geldiğini görürüz. Bildiğimiz fizik, bizlere hemen her şeyi açıklayabiliyor. Bizleri aydınlatabiliyor. Bir makaranın ağırlığın %50’sini azalttığından tutun da sıvıların kaldırma kuvvetine kadar, yer çekiminde tutun da yıldızların ve gezegenlerin oluşumuna kadar birçok olayı açıklayabiliyor. Hatta fizik dediğimiz şey bize atomu parçalamayı da gösteriyor. Atomları birleştirmeyi yani füzyon yapmayı da anlatıyor. Ancak kuantum fiziğine geldiğimiz zaman bildiğimiz her şeyi unutmamız gerekiyor. Çünkü kuantum fiziğinin işlemesi bütün fizik kurallarına ters düşüyor. Atomu oluşturan parçacıkların alt kademelerine indiğimiz zaman yani kuantum evresine girdiğimiz zaman işlerin normal fizik ile açıklanamadığını hatta birçok fizik kuramına ters düştüğünü görüyoruz. Kuantum evreninde mantığın olmadığını görüyoruz. Eski zamanlarda maddenin en küçük biriminin atom olduğu söylendi. Sonra bunun öyle olmadığı, atomdan daha küçük elektronların, protonların, nötronların olduğu söylendi. Zamanla birlikte bu durum da değişti ve aslında nötronların ve protonların başka parçacıklardan oluştuğu söylendi. Yalnız elektronlar tek parçadır.

Kuantum Mekaniğinin Doğuşu

  1. yüzyıl sonlarına doğru klasik fiziğin bazı durumları açıklamada yetersiz kaldığından bahsedilmektedir. Bu durumlara biraz önce de değindiğimiz çift yarık deneyini örnek olarak gösterebiliriz. Buna ek olarak siyah cismin enerji soğurması, fotoelektrik olay, Compton olayı ve Hidrojen Atomunun spektrumları açıklanmaya çalışırken de yine kuantum mekaniğinden yararlanabiliriz. Atom altı parçacıkların ilk o zamanlar kuantumlardan oluşmuş olmasını anlamamız, fiziğin gelişiminde devrim niteliğinde bir adım atmıştır. Bununla birlikte Heisenberg birbiri ile eşlenik olan iki niceliğin aynı anda kesin bir doğrulukla ölçülemeyeceğini açıklamıştır. Açıklamaya göre, bir parçacığın momentumunu bulmaya çalışırken konumunu bulma konusunda hata yaparız. Konumunu bulmaya çalışırken ise momentum konusunda hata yaparız. Bu olay o zamandan beri “Belirsizlik İlkesi” olarak adlandırılmaktadır.Klasik Fizik ile açıklanamayan olayların çözülmesine yönelik çalışmalar yapılırken, maddenin dalga tabiatının da bulunduğu düşüncesi De Broglie tarafından ortaya atıldı. Kısa bir süre sonra da elektronların dalga tabiatı, Young deneyinden (kırınım ve girişim olaylarının gözlenmesinden) ortaya kondu. Bu buluş modern kuantum teorisinin doğmasına ve gelişmesine yol açtı