Cumartesi, Mart 2, 2024
Ana Sayfa Bilim Kuantum Belirsizliğinin ve Yerelsizliğin Altında Daha Derin İlkeler mi Yatıyor?

Kuantum Belirsizliğinin ve Yerelsizliğin Altında Daha Derin İlkeler mi Yatıyor?

Kuantum Belirsizliğinin ve Yerelsizliğin Altında Daha Derin İlkeler mi Yatıyor?
Kuantum Belirsizliğinin ve Yerelsizliğin Altında Daha Derin İlkeler mi Yatıyor?

Kuantum Belirsizliğinin ve Yerelsizliğin Altında Daha Derin İlkeler mi Yatıyor?

Kuantum mekaniği çok etkileyici,” diye yazmıştı Albert Einstein 1926’da. “Fakat içimden bir ses bana bunun henüz gerçek olmadığını söylüyor.” Kuantum teorisi yıllar geçtikçe olgunlaştıkça bu ses daha da sessizleşti ama susturulmadı. Kuantum teorisine övgüler yağdıran koronun altında acımasız bir kafa karışıklığı mırıltısı var.

Kuantum teorisi 19. yüzyılın sonlarında doğdu ve kısa sürede modern fiziğin temel direklerinden biri haline geldi. Çok küçüklerin tuhaf ve mantık dışı davranışlarını inanılmaz bir hassasiyetle anlatıyor: atomlar, elektronlar ve mikroskobik dünyanın diğer küçük yaratıkları. Ancak bu başarı rahatsızlığın bedelini de beraberinde getirdi. Kuantum mekaniğinin denklemleri çok iyi çalışıyor; pek mantıklı görünmüyorlar.

Kuantum teorisinin denklemlerine nasıl bakarsanız bakın, bunlar küçücük bir nesnenin sezgilere meydan okuyan şekillerde davranmasına izin verir. Örneğin böyle bir nesne “süperpozisyon” halinde olabilir: Aynı anda birbirini dışlayan iki özelliğe sahip olabilir. Kuantum teorisinin matematiği, örneğin bir atomun, rahatsız edilmediği ve gözlemlenmediği sürece, aynı anda bir kutunun sol tarafında ve sağ tarafında olabileceğini söylüyor. Ancak bir gözlemci kutuyu açıp atomun nerede olduğunu tespit etmeye çalıştığı anda süperpozisyon çöküyor ve atom anında sağda mı yoksa solda mı olacağını “seçiyor”.

ister sağda ister solda olsun. Bu fikir, 80 yıl önce Erwin Schrödinger’in yarı canlı, yarı ölü bir kediyi tanımlayarak süperpozisyonla alay ettiği zamanki kadar bugün de neredeyse rahatsız edici. Çünkü kuantum teorisi “olur”un anlamını değiştiriyor. Klasik dünyada, bir nesnenin katı bir gerçekliği vardır: Bir gaz bulutu bile, her biri iyi tanımlanmış bir konuma ve hıza sahip olan, bilardo topuna benzeyen küçük sert parçalarla iyi bir şekilde tanımlanır. Kuantum teorisi bu katı gerçekliği baltalıyor gibi görünüyor. Nitekim doğrudan kuantum teorisinin matematiğinden doğan ünlü Belirsizlik İlkesi, nesnelerin konumlarının ve momentumlarının bulanık ve kötü tanımlandığını, biri hakkında bilgi edinmenin diğeri hakkında bilgi kaybetmek anlamına geldiğini söylüyor.

İlk kuantum fizikçileri bu gerçek dışı durumu, kuantum teorisinin denklemleri tarafından ele alınan temel nesneler olan “varlığın” aslında dışsal bir gerçekliğe sahip parçacıklar değil, yalnızca “gerçek” olma kapasitesine sahip “olasılık dalgaları” olduğunu söyleyerek ele aldılar. ” Bir gözlemci ölçüm yaptığında. Eğer gerçekliğin katı nesneler değil, olasılık dalgaları olduğunu kabul etmeye hazırsanız, bu sözde Kopenhag Yorumu mantıklıdır. Öyle bile olsa, kuantum teorisinin bir başka tuhaflığını hâlâ yeterince açıklayamıyor: yerel olmayışı.

1935’te Einstein hâlâ sağduyuya meydan okuyan bir senaryo ortaya attı. Düşünce deneyinde iki parçacık birbirinden uzaklaşıyor ve galaksinin zıt uçlarına doğru ilerliyor. Ancak iki parçacık kuantum mekaniği anlamında “dolanık” durumdadır, böylece parçacıklardan biri ikizinin başına gelenleri anında “hisseder”. Birini ölçün, diğeri de o ölçümle anında dönüşür; sanki ikizler uzayın geniş bölgeleri üzerinden anında mistik bir şekilde iletişim kuruyorlar. Bu “yerel olmama” kuantum teorisinin matematiksel bir sonucudur ve laboratuvarda ölçülmüştür. Ürkütücü aksiyon görünüşe göre mesafeyi ve zamanın akışını görmezden geliyor; Teorik olarak parçacıklar, dolaşıklıkları ölçüldükten sonra karışabilirler.

Bir düzeyde, kuantum teorisinin tuhaflığı hiç de sorun değil. Matematiksel çerçeve sağlamdır ve tüm bu tuhaf olayları iyi bir şekilde açıklamaktadır. Eğer biz insanlar denklemlerimize karşılık gelen bir fiziksel gerçeklik hayal edemiyorsak ne olacak? Bu tutuma kuantum mekaniğinin “kapa çeneni ve hesapla” yorumu adı verildi. Ancak diğerlerine göre, kuantum teorisini kavramakta yaşadığımız zorluklar, henüz anlaşılması gereken daha büyük gerçeklere işaret ediyor.

İkinci gruptaki bazı fizikçiler kuantum teorisinin tuhaflığının özüne inebilecek deneyler tasarlamakla meşguller. Kuantum süperpozisyonlarının “çökmesine” neyin sebep olduğunu yavaş yavaş test ediyorlar; bu araştırma, kuantum teorisinde ölçümün rolünün yanı sıra büyük nesnelerin küçük nesnelerden neden bu kadar farklı davrandığına dair fikir edinebilecek bir araştırma. Diğerleri ise süperpozisyon, dolaşma ve diğer kuantum olaylarını paralel evrenlerin varlığını öne sürerek açıklayan “birçok dünya” yorumu gibi kuantum teorisinin tuhaflıklarına ilişkin çeşitli açıklamaları test etmenin yollarını arıyor. Bu tür çabalar sayesinde bilim insanları, Einstein’ın “[Tanrı] zar atmaz” beyanına yol açan rahatsızlığın üstesinden gelmeyi umabilirler.

–CHARLES SEIFE

BENZER KONULAR

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Ultra Hızlı Elektron Dinamiğinde Atılımlar

İsveçli-Alman bir ekip tarafından yapılan çığır açıcı bir çalışma, ultra hızlı elektron dinamiklerini benzersiz bir hassasiyetle takip ederek nanomateryal ve güneş pili araştırmalarında yeni...
- Advertisment -

Son Eklenenler

X-Işını Astronomisinde Paradigma Değişimi

- Advertisement - 9 Ocak 2024’te fırlatılan Einstein Sondası, ESA ve MPE’nin katkılarıyla Çin Bilimler Akademisi liderliğindeki bir ortak girişimdir. Amacı, kozmik olaylardan kaynaklanan X-ışını...

Gücün Sınırlarına Meydan Okuyan Lazer Yapımı Metaller

- Advertisement - Lazer bazlı katmanlı üretim yoluyla üretilen yenilikçi yüksek entropili alaşımlar, endüstriyel uygulamalar için benzeri görülmemiş bir güç ve esneklik sunar. Gelişmiş tekniklerle...

Hücresel atık yönetimi ve yaşlanmada otofaji genlerinin yeni rolleri

Yaşla birlikte azalan otofaji, araştırmacıların daha önce şüphelendiğinden daha fazla gizemi barındırıyor olabilir. Buck Enstitüsü, Sanford Burnham Prebys ve Rutgers Üniversitesi'nden bilim adamlarının, yanlış...

Antibiyotik Direnci Araştırmalarında Oyunun Kurallarını Değiştirecek Bir Şey

Antibiyotiğe dirençli bakterilerle mücadeledeki potansiyeli nedeniyle incelenen bir bakteriyofaj olan φX174, alternatif antibiyotiklerin geliştirilmesine yönelik yeni bilgiler sunuyor. yaşında COVID-19kelime "virüs” bulaşma, hastalık ve hatta...