Kuantum ışık ve maddeyi oluşturan en temel parçacıklar olan proton, nötron, elektron, kuark ve gluon gibi parçacıkların temel fonksiyonlarını davranış özelliklerini inceleyen bir fizik alanıdır. Bu parçacıkların birbirleriyle ilişkilerini inceler, aynı zamanda elektromanyetik ışınlarla (x ışını, alfa ışını, gama ışını ve beta ışını) etkileşimi incelediği alanlardandır.

Kuantum Mekaniği Alanında Çalışan İlk Bilim adamları

Kuantum mekaniği alanında ilk çalışmalar 20 yüzyılın başlarında başlamış ve bu alanda yapılan çalışmalar kuantum fiziğinin daha iyi anlaşılmasına ve elde edilen veriler ışığında birçok alanda teknolojik gelişmelerin yaşanmasına öncülük etmişlerdir. Albert Einstein, Max Planck, Wolfgang Pauli, Niels Bohr, Max Born, Werner Heisenberg, Paul Dirac, John Von Neumann ve Erwin Schrödinger gibi kıymetli çalışmalarıyla tanınan bilim adamları, bilim dünyasına farklı bir bakış kazandırdılar. Her bir bilim adı farklı kuantum mekaniği alanında farklı tespitler ve sonuçlar elde ettiler ve teoriler hazırladılar. Kuantum mekaniği alanında planck sabiti, kuantum alan kuramı, kara cisim ışınımı, anti madde, belirsizlik ilkesi gibi bilim alanında çok değerli kuram ve tespitlerle klasiğin fiziğin yerine modern fiziğin önünü açtılar.

Tarihsel Sürece Göre Kuantum Mekaniğinde Bilim Adamlarının Yaptığı Çalışmalar

Pieter Zeeman, 1897 yılında ışığın hareketinin atom içindeki yüklü parçacıkların varlığı ile yayımlandığını keşfetmiştir. Aynı yıl J.J.Thamson ise atomu oluşturan temel parçacılardan birisi olan elektronun varlığını ispatladı.1900 yılına gelindiğinde ise Kuantum kuramının ilk adımını atan Max Planck kara cisim ışıması modeli üzerine çalışma yapmış ve bu teoriyi kuantumlanmış enerji yayılımı ile izah etmeye çalışmıştır. Hatta kuantum alanında “planck sabiti” olarak bilinen bir formül bulmuştur. Tüm bu çalışmalar üzerine 1905 yılına gelindiğinde ise dünyaca ünlü Yahudi asıllı ve birçok teorisiyle modern fiziğin kapılarını aralayan Albert Einstein, ışığın davranış hareketi üzerinde çalışmış ve ışığın foton denilen enerji paketlerinden oluştuğu fikrini ortaya atmıştır. Fizik alanında kıymetli çalışmalarıyla bilim dünyasına yararlı çalışmalarıyla bilinen Ernest Rutherford, atom üzerinde çalışmalarını yoğunlaştırdı ve atomun çekirdek modelini oluşturdu. Aynı yıllarda Bohr ise modelleme atomun modellemesi üzerine çalışarak atomun yapısının gezegen sistemine benzeterek tasvir yaptı.

Işığın parçacık davranışı üzerinde yaptığı çalışmalarla bilinen Arthur Compton, 1923 yılında atom üzerinde yaptığı incelemelerde x ışınlarının elektronlar ile etkileşiminde, x ışınlarının hareket davranışların minyatür bilardo topları gibi davrandığını tespit ederek, atom parçacıları üzerine yeni bir bakış kazandırdı. Louis de Broglie ise 1923 yılında dalga-parçacık ikiliği üzerine çalışmalar yürüttü ve yaptığı çalışmalarda en önemli hipotezi ise hareketli bir parçacığın dalga ile birlikte hareket ettiği fikrini öne sürdü. 1924 yılına gelindiğinde ünlü fizikçiler olan Albert Einstein ve Satyendra Nath Bose beraber çalışarak kuantum parçacıklarını saymak için ö dönemde yeni bir yöntem olan” Bose-Einstein İstatiği” yöntemini buldular.

Kuantum Çalışmalarından Esas alındığı Diğer Bilim Dalları

Kuantum Mekaniğinde yapılan çalışmaların mikro sistemlere uygulanmasıyla birlikte uygulamalı birçok fizik ve kimya dalları ortaya çıktı. Kuantum kimyası alanında alt dallar olan organik kimya, anorganik kimya ve biyokimya dalları,  katı hal kimyası, nükleer kimya, parçacık kimyası, plazama kimyası ve sıvı hal kimyası, fotokimya, fotofizik, yüzey kimyası gibi birçok dal ortaya konmuş ve her bir dalda özel alanlarda çalışmalar yapılmıştır.

Kuantum Mekaniğinde Dolanıklık Kavramı

Dolanıklık kavramı, birbirinden çok uzak iki parçacık arasında yani evrenin farklı iki ayrı ucu kadar birbirine uzak parçacıklar arasında içsel bir bağlantının olabileceğini ve bilginin anlık olarak bu iki parçacık arasında paylaşılabileceğini ifade eden bir kavramdır. Bu kavram o ödemin en zeki bilim adamları başta Albert Einstein olmak üzere birçok fizikçi bilim adamı tarafından reddedildi. Ancak zaman en büyük tefsirdir kaidesiyle 1964 yılına gelindiğinde John Stewart Bell isimli fizikçi tarafından kendi adıyla isimlendirdiği Bell Teoremi ile dolanıklık kavramının gerçek olduğunu yaptığı çalışmalarla ispatladı.

Günümüzde Kuantum Fiziği Alanında Yapılan Çalışmaların Kullanıldığı Teknolojiler

Fizik alanında yapılan her çalışma, teori, kuram ve hipotezler farklı bilim adamları tarafından düzeltilmesi gereken alanlar düzeltilerek ve yeni ispat metotlarıyla yeni görüşler eklenerek ve yeni izah metotları ile geliştirilerek teknolojik alanında kullanılır hale getirilmektedir. Bugün modern dünya denilen teknolojinin hızla geliştiği bu çağımızda ve ilerleyen yıllarda bugünden daha ileri düzeyde teknolojik ürünlerin üretileceği ve teknolojinin temelinde kuantum olduğu unutulmamalıdır. Bugün süper hızlı bilgisayarlar, kırılamaz kodlar, gelişmiş mikroskoplar, biyolojik pusulalar ultra hassas saatler ve daha ötesi birçok teknolojik ürünün temelinde kuantum fiziği yatmaktadır. Günümüzde kuantum bilgisayarları olarak isimlendirilen ve diğer bilgisayarlarla kıyaslanamayacak kadar hızlı bir şekilde bilgiyi işleyen bilgisayarlar üretilmiştir. Hatta bu alana uzay alanında çalışmaların yapıldığı NASA ve Google firması beraber olarak kuantum bilgisayarlarında kullanılan D-wave Two işlemcileri kullanarak kuantum Yapay Zekâ Laboratuvarı kurdular. 2014 yılında ise ilk kez dolanıklıkla güçlendirilmiş mikroskoplar, Japonya’da üretildi.