W. Heisenberg,matris mekanigini gelistirdikten (1925) birkaç ay sonra Avusturyali fizikçi E.Schrödinger bir dalga denklemi türetti. Matris mekanigi, kuantumlamaya yani parçacik betimlemesine uyarken,dalga denklemi adi üzerinde süreklilik betimlemesine uyuyordu. Çok geçmeden bu iki kesfin özdes oldugu anlasildi. Ünlü çift yarik deneyi size kuantum kuraminin en ilginç örnegini sunmustu. Simdi dalgalarin ne dalgasi oldugunu görecegiz:

Ilk yorumlardan birini Schrödinger’in kendisi getirdi: elektronun bir parçacik olmadigini,bir okyanus dalgasinin su dalgasi olmasi gibi, onun da madde dalgasi oldugunu ileri sürdü. Onun yorumuna göre, parçacik fikri yanlisti ve yalnizca yaklasik olarak dogru idi. Yalniz elektronlar degil, tüm kuantum nesneleri küçük dalgalardi-ve doganin tamami büyük bir fenomenler dalgasi idi.
   Bu “madde dalgasi” yorumu, Max Born önderligindeki Göttingen grubu tarafindan reddedildi. Onlar, tek tek parçaciklarin Geiger sayaci ile sayilabildigini veya Wilson sis odasinda izlerinin görülebildigini biliyorlardi. Elektronun “tanecekli” yapisi gerçek bir tanecik gibi davrandigi gerçegi- bir varsayim degildi. Peki o zaman, bu dalgalar ne dalgasi idi? Bu kafa karistirici ve önemli soruya yanit veren Max Born’un kendisi oldu. Onun yorumu, zar atan Tanri'nin dogusunu ve fizikte Determinizmin sonunu isaret eder. Bu yorum,Haziran 1926'da, Schrödinger’in yazisindan alti ay sonra yapildi ve fizikçiler toplulugunda çok sikinti yaratti. Born, Broglie-Schrödinger dalga fonksiyonunun, bir elektronun belli bir noktada bulunma olasiligini belirledigi yorumunu getirdi.
   Uzayda hareket eden bir dalga düsünelim. Dalganin yüksekligi bazen ortalama düzeyin üstünde, bazen de altindadir. Dalganin yüksekligine dalganin genligi deniyor. Born’un söyledigi sey, uzayin herhangi bir noktasinda dalga genliginin karesinin bir elektronu orada bulma olasiligini verdigi idi. Örnegin, uzayin dalga genliginin büyük oldugu bölgelerinde bir elektronu orada bulma olasiligi da yüksektir; belki de iki de bir oraninda elektron orada bulunacaktir. Benzer sekilde, dalga genliginin küçük oldugu yerde, elektronu bulma olasiligi düsüktür,diyelim ki onda bir. Elektron, her zaman gerçek bir parçaciktir ve onun Schrödinger dalga fonksiyonu yalnizca onu uzayda bir noktada bulma olasiligini belirler. Born, dalgalarin Schrödinger’in yanlis olarak varsaydigi gibi, madde olmadigini, onlarin uzay ve zamanda noktadan noktaya degisebilen tek tek parçaciklarin yaratilisina iliskin istatistikler gibi olasilik dalgalari oldugunu kavradi. Kuantum parçaciklarinin bu tanimi dogal olarak istatikseldir; onlari kesin olarak izlemek mümkün degildir. Fizikçilerin en fazla yapabildigi sey, bir parçacigin olasi hareketini belirlemektir; dalga seklini ve böylece bir kuantum parçaciginin belli özelliklere sahip olma olasiligini kestirmektir. Klasik fizigin yaptigi gibi, bu özelliklerin tek tek ölçümlerinin sonuçlarini kesin olarak kestiremez. Born, atomik çarpisma deneylerini dikkatli sekilde analiz ederek yorumunun tutarliligini gösterdi.

Kuantum atomik dünyasini nasil düsünmemiz gerekiyor?

Atomlar, fotonlar ve elektronlar gerçekten parçaciklar olarak vardir, fakat onlarin özellikleri-uzaydaki yerleri, momentumlari ve enerjileri gibi- yalnizca beklenmedik durum olma temelinde vardir. Bir tek atomun bir kart destesi oldugunu ve o atomun belli bir enerji düzeyini desteden alinan bir poker eline karsilik geldigini düsünün. Poker elleri hesaplanabilen olasiliklara sahiptir-kart oyunu teorisi kullanarak,kagidi dagitan kisiden belli bir elin alinisinin olasiligi kesin olarak belirlenebilir. Bu teori bir kagit dagitiminin sonucu hakkinda kestirimde bulunmaz. Bu tür determinizm istemek desteye bakmayi-hilekarligi- gerektirir. Born’a göre, Broglie-Schrödinger dalga fonksiyonu tipki kart oyunu kuraminin belli bir elin olasiligini belirlemesi gibi,bir atomun belli bir enerji düzeyine sahip olma olasiligini belirler. Kuram, kart oyunu kuraminin belli bir kart dagitiminin sonucu hakkinda kestirimde bulunmamasi gibi,belli bir tek ölçümde, atomun gerçekte belli bir enerji düzeyinde bulunup bulunmayacagini söylemez. Yeni Kuantum kuraminin tersine klasik fizik böyle belli ölçümlerin sonucunun kestirilebilecegini ileri sürüyordu. Yeni kuantum kurami böyle tek tek olaylarin belirlenebilecegi görüsünü reddeder. Born’un söyledigi gibi kuantum kuraminin nedensel olarak belirledigi sey, yalnizca olaylarin olasilik dagilimidir.
   Kuantum kuraminda, olasilik dagilimlarinin önemli bir özelligi-ve onlari kart ellerinin olasilik dagilimlarindan ayrit eden bir özelligi-kuantum olasiliklarinin uzayda yayilmasi ve noktadan noktaya degismesidir; bu Schrödinger dalgasidir. Kuantum kuraminin kestirimci gücü dalganin seklini ve nasil hareket ettigini uzay ve zamanda olasiliklarin nasil degistigini-kesin olarak belirlemesidir. Burada ilk olarak kuantum kuraminda nedensellik fikrini görürüz- gelecege dogru nedensel olarak belirlenen sey olasiliktir,tek tek olaylar degildir.
   Born kendisinin dalga kuraminin istatistiksel yorumunda heyecanlanmisti,fakat yalniz kaldigini gördü. Schrödinger,Born’un yorumunu duyunca,sonuçlarini bilseydi belki de o yazisini yazmamis olacagini belirtti o hiçbir zaman determinizmin reddini kabul etmedi. Max Planck, Schrödinger’in madde dalgalari fikrine katildi ve Schrödinger Berlin’de Planck’in yerini kabul ettigi zaman, emekliye ayrilmakta olan Planck, onu fizige determinizmi geri getirmis olan kisi olarak övdü.
   1926 sonlarinda Einstein, Born’a sunlari yazmisti: “ Kuantum mekaniginin etkileyici oldugu açiktir. Fakat içimden gelen bir ses bana onun henüz gerçek olmadigini söylüyor. Kuram çok sey söylüyor, fakat, bizi gerçekte ‘Yasli Adam’in sirrina yaklastirmiyor ”. Born, Einstein’in istatistiksel yorumunu reddedisi karsisinda hayal kirikligina ugramisti. Fakat Born hakliydi.

Yorum (0)

RSS yorumları

İsim

Başlık

Yorum

Gönder