Site Rengi

Yeni Döngü

Çift Yarık Deneyi

Çift Yarık Deneyi
YENİ DÖNGÜ

Çift yarık deneyi detaylarına geçmeden önce Kuantum ve İnsanoğlunun ilişkisine bakalım. İnsanoğlu medeni hayata 6.000 yıl önce geçti. Buna karşın sadece 300 yıl önce kendimizi sorgulamaya, nerede olduğumuzu anlamaya ve keşfetmeye başladık. İsaacNewton önderliğinde başlayan keşif merakımız Albert Einstein ile zirve yaptı. Ancak öğrendikçe daha çok isteyen insanoğluna bu da yetmedi ve pek çok bilim insanı el ele verip, insanoğlunun tüm merakını gidermek için harekete geçtiler.

Kuantum fiziği ile keşiflerin sınırını zorlamaya başladık. Keşfetmeye başlanılan bu dünya, karmaşık, sıra dışı ve korkunçtu. Ancak bir kere o yolculuğa çıkılmıştı ve devamı gelecekti. Kuantum mekaniğinin henüz sadece % 1 ‘ini anlamışken lazer ve transistör gibi çok önemli icatlara sahip olduk. Transistörlerden sonra ise adeta teknoloji koşar adım yürümeye başladı. Bilgisayarlar, küçültülmüş bilgisayarlar, cep telefonları, yapay zeka, makine öğrenmesi gibi teknolojilerden sonra kuantum bilgisayarlarına kadar ulaşıldı. Bununla birlikte yıldızlar arası seyahat ve başka gezegenlerde yaşama düşleri kurulmaya başlandı. Bunların hepsi kuantum fiziği sayesindeydi ama yolun daha çok başındaydık.

Kuantum Fiziği Belirsizlik Olgusu

Tüm hayatımızı göz önüne aldığımızda çevre, eşya ve dünya ile iletişimde yaşadıklarımıza baktığımızda her şeyin tahmin edilebilir ve açıklanabilir olduğunu biliyoruz. Nelerin katı ya da sıvı olduğunu, hangi parçaların somut olduğunu anlayabiliyoruz. Her şey tahminlerimize göre hareket ediyor. Mesela Ay’ın gece olduğunda görünür olduğunu bildiğimiz gibi ona bakmasak bile orada olduğuna eminiz. Ancak kuantum dünyası işleri bu şekilde yürütmüyor. Yani bakmadığınız zaman Ay’ın orada olduğunu bilmek mümkün değil. Bunu ben söylemiyorum Albert Einstein tarafından yapılan bir benzetmedir.

Bizim verdiğimiz örnekteki Ay, tabi ki sembolik bir şeydi. Burada atom altı parçacıklardan, elektronlardan ve fotonlardan bahsediyoruz. Max Plank, Kuantum dünyasının kapılarını açtığı devrimsel bulgusunda, “ışığın dalga olarak değil paketler halinde taşındığını” söylemişti. Tabi bu sadece bir başlangıç bilgisiydi ve işler bu kadar basit değildi.

Atom, elektron ve protonların resim ya da canlandırmalarına bakıldığında atom çekirdeğinin çevresinde dönen yuvarlak bir parça olarak görüyoruz. Ancak asıl olan şey hiç de öyle değil. Üstelik bakılmadığında ya da bir ölçümleme yapılmadığı zaman onların orada olduğundan emin bile olamayız. Gözlemlenen dünyanın boyutunu küçülttüğümüzde, atom ve elektronlara göz gezdirdiğimizde tahmin edilemez derecede fazla olan olasılıklar ile karşılaşırız. Bu durumun en belirgin özelliği parçacık dalga ikilemi adındaki olguda yatıyor. Mesela elektron, bir parçacık olmadığı gibi dalga da değil. Bunu gözlemek içinde kuantum fiziğinin en önemli deneyi olarak gösterilen ve Thomas Young’a ait çift yarık deneyi yapılıyor. Karmaşık gibi görünen bu deneyi örneklendirerek basit bir şekilde anlatalım.

Çift Yarık Deneyi Çalışma Prensibi ve Sonuçları

Çift yarık deneyi sonuçlarına baktığımız zaman, yok artık diyebileceğiniz durumlar ile karşılaşacağınızın garantisini vererek, örneklendirmeye başlayalım.

Örnek 1

Tenis kortlarında tenisçilerin tek başlarına antrenman yapması diğer tarafta top atan makineler sayesinde oluyor. İşte o top atan makine yapılan deneyin malzemesi olacak. Bu makinanın karşısında ortasında topların geçebileceği genişlikte, uzunca bir yarık bulunan tabela olduğunu düşünün. Bunun arkasında da yarıktan geçen topların çarptığı bir levha bulunuyor. Makinadan çıkan toplardan bazıları yarıktan geçerek levhaya çarpar kimisi de tabelada kalır. Yarıktan geçen toplar, arkadaki levhada bir tür desen, bir çizgi oluşturur. Tabelada aynı yarıktan bir tane daha açılıyor. Bu kez de arkada ki levha da iki farklı çizgi oluşuyor. Zaten olması gereken de budur. Çünkü parçacık davranış biçimi bu şekildedir.

Örnek 2

Birinci örnekte verilen deney bir de su birikintisinde yapılarak dalgaların çıkartacağı şekil inceleniyor. Su birikintisinde tek yarıklı tabelanın önünde oluşturulan dalgalar, yarıktan geçince levhaya çarptığı en güçlü noktada tek bir çizgi oluşturuyor. Bu beklentiler ile örtüşüyor. Ancak iki yarıklı tabelada işler değişiyor. Bu kez oluşturulan dalga, iki yarıktan geçtikten sonra çift dalga olarak yoluna devam ediyor. Bu dalgalar kesişerek levhaya doğru gidiyor ve ikiden fazla çizgi deseni oluşturur. Aslında bu da tahmin edilebilir bir şey, çünkü dalgaların davranış biçimi de bu şekildedir.

Kuantum dünyasında ise bu deneyin çalışma prensibinde ciddi farklılıklar göze çarpıyor. Işığın, özünde bir parçacık olduğunu ve fotomlar denen paketler halinde taşındığı biliyoruz. Tenis topu yerine fotonları düşünürsek ve foton tabancasıyla ile çift yarık deneyi yapıldığında nasıl olacak hiç düşündünüz mü?

Foton tabancasından gönderilen ışık tek yarıklı tabeladan geçtiğinde, karşı levhada tek bir çizgisel desen çıkıyor. Bu da beklenilen ve tahmin edilebilir bir durum. Yani fotonlarda, tenis toplarında olduğu gibi parçacık gibi davranıyor. Tam fotonları parçacık olarak kanıtlamak üzereyken, deneyin ikinci aşamasına geçilir ve çift yarıklı tabeladan fotonlar geçirilir. Sonuç ise bambaşkadır. Parçacık olarak gördüğümüz fotonlar, levhada iki desen oluşturması beklenirken, dalgalarda ki gibi çoklu çizgi oluşturur.

Bilim insanları burada fotonları suçlayarak, içlerinde ışık olduğu için farklı davranabileceklerini söyleyerek aynı deneyi elektronlar üzerinde denerler. Foton tabancası benzeri elektron tabancası yaparlar ve tek yarıktan gönderirler. Sonuç normal, tek çizgi çıkar. İkinci yarık açılarak denenir. Çift çizgi beklerken yine çoklu çizgi çıkar. Beyin yakan bir gariplik olduğu görülür ve nedenleri hakkında derinlemesine araştırırlar.

Yarıkların önüne bir sensör yerleştirerek, her elektron geçişinde çıkan sesi kaydetmesi sağlanır. (Sıkı durun, burada mantığın yanıtlayamadığı bir sonuç ortaya çıkıyor.) Çift yarıktan elektronlar gönderildiğinde çoklu çizgi çıkmıştı. Birde bunu yarıkların önüne konulan sensörden sonra deniyorlar. Çıkan sonuç herkesi şok ediyor. Çoklu çizgi deseni elde edilen sonuç değişerek çift çizgi olarak gerçekleşiyor. Bir hata olduğunu düşünerek, bu sefer de aynı şekilde ama sensör kapalı halde iken deney yapılıyor. Buradaki sonuç ise çoklu çizgi deseni çıkıyor.

Bir gözlemci ile izlenen elektronlar olması gerektiği gibi davranırken, bu gözlemci olmadığı zaman başka türlü davranıyorlar. Bunun hala nasıl olduğunu çözemeyen bilim insanları araştırmalarını devam ettiriyor. Bu deney ile de anlaşıldığı üzere tahmin edilemez ve korkunç bir dünyada yaşıyoruz. Yaşadığımız dünyada aslında ne kadar da basit işlerle uğraştığımızın en büyük kanıtıdır çift yarık deneyi.

Öztürk Hançerli

YENİ DÖNGÜ
ZİYARETÇİ YORUMLARI - 1 YORUM
  1. Emir Berke dedi ki:

    Çok güzel ve bilgilendirici bir yazı. Sitenizi ve yazılarınızı çok beğeniyoruz. Teşekkürler

BİR YORUM YAZ
Daha fazla Bilim
Uzayda Bu Gün: 22 Mart 1997: Hale-Bopp Kuyruklu Yıldızı Dünya’nın Yanından Geçti

22 Mart 1997’de Hale-Bopp adında süper parlak bir kuyruklu yıldız Dünya’nın çok yakınından geçti. O kadar ki insanlar onu 18...

Sicim Teorisini Test Etmek

Sicim teorisini test etmek diye bir başlık atıldığında yanıltıcı olduğunun farkındayım Sanki kesinliği olan bir şeyin doğruluğunun sınanması  gibi anlaşılabilir....

Rusya Yıllar Sonra Aya Gidiyor
Rusya Yıllar Sonra Aya Gidiyor

Rusya, yıllar sonra aya gidiyor. Önümüzdeki yıl aya uzay aracı göndermeyi amaçlayan Rusya çalışmalara başladı. 1976 Yılından sonra aya gitmeyi...

Kapat