fbpx

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!

Abonelik
Bildir
guest
1 Yorum
Eskiler
Yeniler En çok oylananlar
Satır içi yorumlar
Tüm yorumları görüntüleyin

Okuyucuların Beğendiği İçerikler

Birçok kişinin ‘’zor ama maaşı iyi, garanti meslek gibi’’ düşünceleriyle ün kazanmış bir bölüm olan tıp fakültesini size en ince detaylarıyla aktaracağım. Öncelikle fakülteye gelmeden önce kendinizi ilk gün yapılacak çaylak şakasına ve ileri zamanlarda daha siz TUS isimli bölüm seçmenize yarayan sınava girmeden ‘’Sen ne doktorusun? ‘’ veya diş hekimliği ayrı bir bölüm olmasına […]
Yaşanan herhangi bir gün hiç yaşanmasaydı, her şey daha farklı olur muydu? Misal dün hiç yaşanmasaydı veyahut bundan yıllar önce bir gün hiç yaşanmasaydı yine aynı mıydı hayatınız? Kadere inanmak subjektif bir bakış açısı olarak görünebilir ancak hayatın akışı olarak farklı bir yerden durumu ele alabiliriz. Bütün malzemeleri özene bezene kesip, doğrayıp harika bir yemek […]
Herkesin ölmeden görmek isteyeceği bir yer vardır. Yoksa da henüz keşfetmemiştir… Benim için burası Norveç. “Soğuk Cennet” veyahut “Kuzeyin İncisi” denilen bu ülkenin lanse ettiği imajı bir görseniz aşık olmamak elde değil. O yüzden henüz kendi ülkenizi keşfetmediyseniz ileride belki yol arkadaşım olabilirsiniz! Norveç ”Soğuk Cennet” Ülkenin yönetim biçimi anayasal monarşi ve başkenti Oslo‘dur. 385,207 […]
Her kitap ayrı güzel, dünyasına girdikten sonra… Ama bazı başyapıtlar vardır, gerçekten okumak zevk verir. Okudukça içine düşer, yeni bir dünyanın kahramanı olursunuz. Herkes için değişebilecek bir liste… Daha iyisi varsa da ben okuduğum kadarını biliyorum ve bunlar şu an en iyisi! Daha birçok türde konuşulacak kitaplar olsa da üç ayrı türde üç başyapıt derledim, […]

İlgini Çekebilir

“Sisyphus’u gördüm, korkunç işkenceler çekerken: yakalamış iki avucuyla kocaman bir kayayı ve de kollarıyla bacaklarıyla dayanmıştı kayaya, habire itiyordu onu bir tepeye doğru, işte kaya tepeye vardı varacak, işte tamam, ama tepeye varmasına bir parmak kala, bir güç itiyordu onu tepeden gerisin geri, aşağıya kadar yuvarlanıyordu yeniden baş belası kaya, o da yeniden itiyordu kayayı, […]
Bugün 10 Mart 2022. Gülistansız 796. gün “Ne durumdayım biliyor musunuz? Ölüm Allah’ın emri, ölüm dünyada var. Gençlerin ölümü zor ama biz her gün yeniden ölüyoruz. Her gün… Toprağa bile basmaya kıyamıyorum, acaba kızım içinde olabilir mi diye. “ 21 yaşında, Tunceli’de bir üniversite öğrencisiydi Gülistan Doku. 5 Ocak 2020 tarihinden bu yana haber alınamıyor. […]
Bir girişim fikriniz var ve bu alanda bir marka oluşturmak istiyorsunuz ya da henüz küçük bir işletmesiniz ve işletmenizi büyütüp kârınıza kâr katmak istiyorsunuz. İşte bu yolda atmanız gereken ilk adım markalaşmak olmalıdır. Peki marka nedir?                Marka yalnızca kalabalık bir pazarda sizi diğerlerinden ayıran isim, logo ve slogandan ibaret değildir. Markanız insanların sizinle etkileşimde […]
Erkut Taçkın 1940 yılında bir deniz subayının oğlu olarak dünyaya geldi. Babası gibi Deniz Harp Okulu’na giden Erkut Taçkın, okul hayatı sırasında Silahlı Kuvvetler Yüzme Şampiyonu oldu. 1955 yılında Genç Denizciler Orkestrası’na katılarak müzik hayatına başladı. Babasının subaylığından dolayı yurt dışına giden denizcilere plak siparişi verip bunlarla Rock&Roll’u özümsedi. Deniz Harp Okulu Orkestrası ve Erkut […]