Hepinize merhaba sevgili bublogta’lılar. Sıkı takipçilerimiz bilir ki kuantum fiziğine aşık bir yazar/editörüm. Bu defa yazımda Schrödinger ve gizemli kedisini birkaç farklı açıdan ele alacağım.

Zamanın doğası fizik kuramlarımızın gerçeklik kavramını belirledikleri bir başka alan örneğidir. Eskiden zamanın sonsuza kadar aktığının açık olduğu düşünülürdü fakat görelilik kuramı, zamanı uzay ile birleştirmiş ve her ikisinin evrendeki madde ve enerji tarafından eğrilebileceğini veya bükülebileceğini söylemiştir. Böylece zamanın doğasını kavrayışımız Evrenden bağımız olmaktan onun tarafından şekillenmiş olmaya doğru değişmiştir. O zaman, zamanın belirli bir noktadan önce kolayca tanımlanamayabileceği anlaşılır oldu; zaman içinde geriye gidilirse aşılamaz bir engele, ötesine kimsenin gidemediği bir tekilliğe gelinebilir.

Kuantum fiziğine merakı olan herkes en az bir kere Erwin Schrödinger’i duymuştur.

Kendisi kuantum mekaniğinin temel dalga denklemini fiziğe kazandıran bilim insanıdır. Fakat sonrasında gelen yorumlara kendisi bile katlanamadı ve ışığın sadece dalga modeli olmadığı konusunda çalışmalar yapmaya başladı.

Bundan sonra o da Albert Einstein gibi kuramın “mantıksızlığını” çarpıcı biçimde ortaya koyacak örnekler aramaya koyuldu. 1935’te ortaya koyduğu “Schrödinger’in Kedisi” adı ile anılan düşünce deneyi bunların en ünlüsüdür. 

Öncelikle bu deney hakkında şunu söylemeliyim ki deney düşünsel boyutta yapılmıştı. Yani Schrödinger hiçbir hayvana zarar vermedi. Biraz da deneyin içeriğini açıklayacak olursak;

Sağlıklı bir kediyi hava alabilen bir kutu içine koyalım. Kutuda zehirli bir gaz şişesi bulunsun ve bu gazın şişeden salınmasını sağlayacak mekanizma, bozunma yarı ömrü 1 saat olan bir radyoaktif parçacık ile kontrol edilsin.

schrodingerinkedisi bublogta 1

Schrödinger’in iddiasına göre 1 saat sonunda kedinin canlı ve ölü olma olasılıkları eşit. Dalga fonksiyonunun anlamı ya bozunma oldu ve kedi öldü ya da olmadı ve kedi hayatta gibi uç iki olasılığı anlatmaktan ibaret değil. Schrödinger’in analizi doğru ise kuantum kuramı, (birisi bakıp durumu bu iki seçenekten birine indirgeyene kadar) kedinin iki durumunun yan yana bulunduğunu söylüyor. Yarı ölü-yarı diri. Schrödinger, bu kadar mantığa zıt bir kuramın düzeltilmeye muhtaç olduğu sonucuna varıyor. Buna karşılık birçok fizikçi (Hawking, Gell-Mann ve başkaları) bu problemin yapay olduğu görüşündeler.

Eğer biri kutuyu açarsa kediyi ya ölü ya canlı bulacaktır. Fakat kutu açılmadan önce kedinin kuantum durumu ölü kedi durumuyla kedinin canlı olduğu durumun bir karışımı olacaktır. Bazı bilim felsefecileri, bunun kabul edilmesini çok güç bulurlar. İnsanın yarı hamile olabilmesinden öte kedinin yarı vurulmuş, yarı vurulmamış olması mümkün değildir. Onların içinde bulundukları güçlük, dolaylı olarak bir nesnenin belirli bir tek geçmişe sahip olduğu klasik bir gerçeklik kavramını kullanmalarından kaynaklanır. Kuantum mekaniğinin temeli, farklı bir gerçeklik görüşüne sahip olmasıdır. Bu görüşte bir nesne yalnızca bir tek geçmişe değil, mümkün olan tüm geçmişlere sahiptir. Çoğu durumda belirli bir geçmişe sahip olma olasılığı, biraz farklı bir geçmişe sahip olma olasılığını siler fakat belli durumlarda komşu geçmişlerin olasılıkları birbirini güçlendirir. Nesnenin geçmişi olarak gözlemlediğimiz şey, bu güçlendirilmiş geçmişlerden biridir. Schrödinger’in Kedisi durumunda güçlendirilmiş olan iki geçmiş vardır. Birinde kedi vurulmuştur, diğerinde ise canlı kalır. Kuantum kuramında her iki olasılık birlikte var olabilir. Fakat bazı felsefeciler, açıkça belirtmeden kedinin yalnızca bir geçmişi olabileceğini varsaydıkları için kendilerini çıkmazda bulurlar.

Bu deneyle ilgili bu kadar bilginin yeterli olacağını düşünüyor ve asıl anlatmak istediğim konuya geliyorum.

Schrödinger’in Kedisi Denklemi

Kuantum fiziği aslında negatif ve karmaşık sayıların yer aldığı bir olasılık kuramı. Hem gerçel hem sanal kısımları olduğu için karmaşık sayılar denen bu sayılar, a+ib şeklinde gösteriliyor. Kuantum denklemlerine bu tür sayılar hâkim olduğu için, kuantum fiziği olasılıkların sadece gerçel sayılarla ifade edildiği klasik fizikten farklı sonuçlar doğuruyor. Klasik fizikte bir sisteme ait olasılıklar doğrudan toplanıyor.

Örneğin bir para atıldığında yazı ya da tura olmak üzere iki durum gerçekleşebilir ve her bir durumun gerçekleşme olasılığı ½’dir. Olasılıklar toplamı da tam istenildiği şekilde ½ + ½ = 1 olur. Bir kuantum sisteminde ise karelerinin toplamı 1 olan olasılıklar var.

formül

İki durumun gerçekleşme olasılığının olduğu Schrödinger’in Kedisi örneğine dönelim. Kedinin canlı olma olasılığı α ile, ölü olma olasılığı β ile belirtilsin. Kuantum denklemlerinin yapısı gereği bu sefer α ve β’nın toplamı değil, α ve β’nın karelerinin toplamı 1 oluyor.

Ölülük ve canlılığın eşit olasılıkla gerçekleşebildiği durum α’nın β’ya eşit olduğu ve her ikisinin de 1/√2 değerini aldığı duruma karşılık geliyor.

Kuantum mekaniğine göre her nesneye bir dalga eşlik ediyor. Bu eşitlikte resimli ifadeler kedinin canlı ve ölü olduğu durumlara karşılık gelen madde dalgalarını temsil ederken 1/√2’ler bu dalgaların büyüklüğünü veriyor. Bu büyüklüklerin karesi olasılık olarak tanımlanıyor.

Buna göre, Schrödinger’in kedisinin kutu kapalı iken canlı ve ölü durumların üst üste bindiği bir durumda olduğunu söyleyebiliriz.

Schrödinger’in kedisi kübit (kuantum bit) denen iki durumlu bir kuantum sistemine örnek teşkil ediyor; kuantum durumlarının süperpozisyonu (Burada bahsedilen superposition olayı lisede gördüğümüz çift yarıkta veya çift tepede girişim olayı ile aynıdır.) sadece kübitlerde değil tüm kuantum sistemlerinde geçerli. Bunun yanı sıra karmaşık sayı olabilen α ve β, dalgaların birbirine göre konumuna (fazına) bağlı olarak negatif değer de alabiliyor.

Okuduğunuz için teşekkür ederim, Hoşça Kalın!

Okurlarımız bu yazıyı çok sevdi.
Yorumları göster Yorumları gizle
Yorumlar Kuantum Fiziğinin Babası Erwin Schrödinger ve Kedisi
  • 7 Kasım 2020

    Bir deha, kuantum fiziğinin kurucusu sayılabilecek bilim adamlarından biri.

    Cevapla

Bir yanıt yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Resim ekle - Yalnızca PNG, JPG, JPEG ve GIF uzantıları desteklenir.

Okuyucuların Beğendiği İçerikler

 << Vuslat-I Okumak için tıklayın. Ayrılamadım bir süre oradan. Mıhlanmıştım adeta oturduğum yere. Güneş gitmişti, çalan şarkı yerini bir başkasına bırakmıştı, zaman kimseyi beklemeden akıp gidiyordu. Ben ise bir ağacın altında oturmaya devam ediyordum. Yoktu bir sebebi. Yine Güneş’imi düşünmüştüm, yine güneşe veda etmiştim ve nihayetinde yine bir başımaydım. Yine yalnızdım. Onca düşünceyle savaşmak öyle […]
”Yine mi altını ıslattın? Bıktım senden. Nedir bu çektiğim çile? Bitmek bilmiyor!” 11 yaşımdayken en sık duyduğum cümleleri okudunuz az önce. ”11 yaşında altını mı ıslatıyordun?” demeyin hemen. Büyümemiştim ki ben. Büyüyememiştim. Korkumdan, endişemden, hissettiğim suçluluk duygusundan uyuyamazdım çoğu gece. Bazen minik bedenim yorgunluğuma dayanamazdı da sızar kalırdım çekyatta. O zaman da altımı ıslatırdım işte. […]
Babamın hayatını bir okuyun! 90’larda gençlik nedir bir de bu ağızdan bir dinleyin… 7 kardeş, bir yer yatağında geçirilen yıllara kulak verin… Bahçeli bir 3 odalı evin içinde geçirilen ve herkesi ayrı yola sürükleyen bir hikayedir bu. Şimdi baksak her yerde birini görürsünüz bu evden. Kuytu köşede hastalıktan kıvranan bir kız kardeş, İstanbul’da hayat yaşayan […]

İlgini Çekebilir

”Ying Yang hangi anlamlara gelmekte?” öğretisi üzerinden yola çıkarak pek çok film ve kitap kurguları ile konuyu çeşitli şekillerde ele aldılar. Genel olarak, kabaca anlatmak gerekirse Ying ve Yang evrenin, doğanın ve yaşamın işleyişine açıklama getiren bir öğretidir. Perspektifinizi değiştirebilmek için şöyle bir örnek verebiliriz. Aşık olduğunuz kişiyle evlenmeniz sizin için iyi bir olayın başlangıcı […]
Falafel İçeriğine baktığımızda çok basit bileşenleri olan ancak özellikle sıcak yenildiğinde tadı damak çatlatan bir lezzet. Asıl malzemesi nohut. Evet evet yanlış duymadınız, bildiğimiz nohut. ”Nohuttan hiç köfte olur mu canım?” Demeyin, oluyor efendim. Falafelin makbulü dışı çıtır çıtır, ısırıldığında kulağa o çıtırtı, bir senfoni misali gelmeli ancak içi yumuşacık, mısır ekmeğinden hallice bir kıvamda […]
<<<Doğu Ekspresi – 1’i okumak için Marienplatz’da, sık sık geldiğim bir kafede şehrin mimarisini hayranlıkla izlerken duyduğum ve uzun zamandır dinlemediğim bir şarkı, beni yeniden alıp o güne götürdü. İki sokak çalgıcısı Gone With The Sin’i çalıyordu. İlhan’ın hayatıma dahil olduğu o bir gün, yıllardır komik bir tesadüfle hayatıma dahil olup duruyordu. Belki de İlhan […]
Zaman hızlı geçiyor İnsanları iki sınıfa ayırıyor Keskin bir bıçak gibi Tutunanlar ve tutunamayanlar Tutunanlar Aşkı tadıp Sevgilinin Gözlerinde kavrulanlar Tutunamayanlar ise Hiç ağaca tırmanmayan Çiçek toplamayan insanlar Ama her ikisini de önüne alıp Sürüklüyor zaman seli Şimdi Kapat Gözlerini Dinle Dinle Dinle Usul usul yağan yağmuru Soğuktan birbirine sarılan Kedi ve köpeği Kokla Kokla […]
Özel Görelilik ve Genel Görelilik kuramlarını anlayabilmek için en başta ortaya çıkış noktalarını anlamamız gerekmektedir. Newton Mekaniği diye adlandırılan Newton hareket yasaları 17. yüzyılda ortaya konduktan sonra 18, 19 ve 20. yüzyıl teknolojilerinin dayanağı olmuştur. Newton Mekaniği bilimde atılan en büyük adımlardan biri olmakla beraber hızı ışık hızına yaklaşan cisimlerin hareketlerini incelemede eksik kalmıştır. Görelilik […]
Jamala, tam adıyla Susana Alimivna Jamaladinova; Kırım Tatar Türklerinden bir müzik sanatçısıdır. Eurovision 2016 finalinde Ukrayna’yı birinci yapmıştır. Söylediği şarkı ”1944” adında ve o yıl yaşanan bir olayı anlatıyor. Rusya’nın Kırım Tatar Türklerine uyguladığı sürgünün tarihi olan 1944’te yaşanan olaylar vicdanı olan herkesin gözlerini yaşartacaktır. Sürgün tam anlamıyla 18 Mayıs tarihinde tüm yerleşim yerlerinde başlamıştır. […]

Giriş

Bublogta'ya Hoş Geldin

Hadi birlikte içeriyi keşfedelim.
Neredeyse Bitti
Son olarak senden birkaç bilgi isteyeceğiz.