BELİRSİZLİK İLKESİ
3/11/2009 · Kategori: BİLGİ
Belirsizlik Ilkesi.
Belirsizlik Ilkesi nedir? Insanoglu olarak bizler her seyi bilebilir miyiz? Yoksa bilme yetimiz sinirli mi? Kuantum kuraminin Kopenhag Yorumu, "oznel idealist" bir yorum mudur? Elektron ayni anda iki delikten gecer mi?
Otomobille yola cikan ve bize yola cikis saatini bildiren insanlarin yaklasIk da olsa saat kacta nerede olacaklarini tahmin ederiz. Bu tahminimiz, arabayi kullananin trafik canavari ruhuna sahip degilse cogunlukla dogru cikar. Bir uyduyu Dunya cevresine yerlestirmek istesek, istedigimiz uzakliktaki bir yorungeye yerlestirebiliriz. KlasIk fizik yasalari, bize kesin ongorme olanaklari verir. Ornegin bir roketin ateslendikten sonra izleyecegi rotayi, bir sure sonra varacagi noktayi kesin olarak hesaplayabiliriz. Roketin hizini ve rotasini etkiyebilecek degiskenleri daha duyarli olcersek hesaplarimiz daha dogru olur. Gercekte erisebilecegimiz dogrulugun siniri yoktur. KlasIk fizikte hicbir sey sansa birakilmaz, fiziksel davranislar onceden tahmin edilebilir. Oysa modern fizikte fiziksel davranislar, olasiliklar acisindan ongorulebilir.
1920'lerde Niels Bohr ve Werner Heisenberg, atomlardan daha kucuk (atomalti) taneciklerin davranislarinin ne dereceye kadar belirlenebilecegini gorebilmek icin dusunsel (hipotetik) deneyler tasarladilar. Bunun icin tanecigin konumu ve momentumu gibi iki degiskenin olculmesi gerekliydi. Tanecik ya da parcacik su anda nerededir? Kutle ve hiz carpimi nedir? Onlarin eristigi sonuca gore olcumde daima bir belirsizlik olmaliydi ve bu belirsizliklerin carpimi Planck sabitinin 4 pi'ye bolumune esit veya ondan daha buyuk bir sabit oluyordu.
Heisenberg belirsizlik ilkesi diye anilan bu ilkeye gore: bir tanecigini konumu ve ve momentumu ayni anda tam bir duyarlilikla olculemez. Ornegin bir tanecigin konumunu kesin sekilde belirleyecek bir deney tasarlasak, onun momentumunu duyarli sekilde olcemeyiz; momentum belirlenebiliyorsa bu kez de tanecigin konumunu belirleyemeyiz. Basit bir deyisle, eger bir tanecigin nerede oldugunu kesin olarak biliyorsak, ayni anda tanecigini nereden geldigini veya nereye gittigini kesin sekilde bilemeyiz. Benzer sekilde bir tanecigini nasil hareket ettigini biliyorsak onun nerede oldugunu belirleyemeyiz. Bir parcacigin momentumunun ya da konumunun ayri ayri belirlenmesinde bir sinir yoktur. Ancak momentum ve konum ayni anda yani ayni dalga fonksiyonu icin belirlenmesinde temel bir sinir vardir. Atom alti dunyada nesneler, daima belirsizliklere neden olmaliydi. Neden boyle olmasi gerekiyordu?
Hidrojen atomundaki elektronu "gormek" ve hareketlerini "izlemek" istiyoruz. Bir mikroskop kullanmak zorundayiz. Mikroskopta gormek istediginiz en kucuk tanecigi gorebilmek icin tanecik boyutu ile isigin boyutu ayni olmak zorunda. Gorunur isIktan yararlandigimiz normal bir mikroskopta gorulebilecek en kucuk boyut yaklasIk 1000 nm dir. Bir elektron mikroskobunun cozumleme gucu ise yaklasIk 1 nm dir. Elektronu gorunur isIkla goremeyiz. Cunku gorunur isigi, hidrojen atomuna gonderdigimizde elektron, atomdan kopup gider; yani gorunur isIk hidrojen atomunu iyonlastirir. Yapabilecegimiz tek sey var: Dalga boyu daha kucuk isIk secmek. Durum yine degismiyor. Cunku elektrona carpan fotonlar, elektronunun atom icindeki "konumunu" ve "hizi"ni degistiriyor. Ve biz elektronu asla atomdaki gercek konumunda goremiyoruz. Ayrica elektrona carpan foton, elektronun hizini ve buna bagli olarak momentumunu (kutle ile hizin carpimini) degistirir. Biz bu degismis olan nicelikle karsilasiriz.
"Heisenberg' in belirsizlik ilkesi, bir sitemin durumunun tam olarak olculemeyecegini, bu yuzden onun gelecekte tam olarak ne yapacagi konusunda kestirimde bulunulamayacagini gostermistir. Tum yapilabilecek sey, farkli sonuclarin olasiliklari hakkinda kestirimde bulunmaktir. Einsten' i o kadar huzursuz eden sey, iste bu sans ya da rastgelelik unsuru idi. Einstein fiziksel yasalarin, gelecekte ne olacagina iliskin belirli, muglak (belirsiz) olamayan bir kestirimde bulunulmasini Katolik bir aileden gelme ve kaderin tanri tarafindan belirlenecegi inanci ile reddetti. Buldugu seyi aciklamak ancak onun ogrencileri olan Heisenberg ve Bohm a kismet oldu. Belirsizlik ilkesinin kabul edilmesi cogumuz icin kolay degildir. Einstein bile 1920' lerin ortasindan 1955' te olumune dek bu kurami curutmek amaci ile yaptigi basarisiz girisimlerle zamaninin onemli bir kismini harcamistir.
Foto elektrik olayin tam sonuclari, 1925 de Werner Heisenberg' in aciklamasiyla anlasildi. Foto elektrik olay, bir parcacigin konumunu tam olarak olcme olanagi taniyordu. Bir parcacigin ne oldugunu anlamak icin onu isiga tutmalisiniz. Peki isIk, sonsuz olarak bolunebilir mi? Bu sorunun yaklasIk yuz yil once maddeler icin soruldugunu animsayiniz. Ilk bakista isIk niye sonsuz dilimlere ayrilmasin serzenisiyle yanitlanir. Einstein, isigi sonsuz kucuk miktarda kullanamayacagimizi gostermistir. En azindan bir paket yani bir kuantum kullanabiliriz. Bu isIk paketi, parcacigi etkiler ve onun herhangi bir yonde bir hizla hareket etmesine yol acar.
Stephen Hawking' in unlu belirsizlik anlayisina gore parcacigin konumunu ne kadar duyarli (hassas) olcmek isterseniz, kullanmak zorunda kalacaginiz paketin enerjisi o kadar buyuk olur, ama isIk bu durumda parcacigi daha fazla etkiler. Ancak siz parcacigin konumunu nasil olcmeye calisirsaniz calisin, konumdaki belirsizlik ile hizindaki belirsizligin carpimi, her zaman belirli bir minimum miktardan buyuk olur. (S.Hawking, Karadelikler Ve Bebek Evrenler, s:81)
Belirsizlik Ilkesi, kimi felsefeciler tarafindan hala anlasilmis gorunmuyor. Onlar, dogrudan belirsizlik ilkesine karsi cikmadan Kuantum kuraminin Kopenhag Yorumuna saldiriyorlar, Heisenberg'e saldiriyorlar. Kopenhag Yorumunu, oznel idealist olmakla itham ediyorlar. Bu arada buyuk Einstein'i yanlarina almaya calisiyorlar! Ama buyuk Einstein onlari sasirtiyor. Cunku onlar ozel goreliligi ve genel goreliligi de guvenilir gormuyorlar. Dolaysiyla elde saldirilmadik kuram kalmiyor. Bu insanlar, bilimde kesinsizligi, bilimde belirsizligi kabullenemiyorlar. Doganin boyle olmadigini kuramin eksIk ve belirsiz oldugunu iddia etmeye devam ediyorlar. . Oysa kuantum kurami ve de bunun Kopenhag Yorumu, bu zaman diliminde gozlemlerle uyusmaya devam ediyor. Kimi insanlarin aksam sabah "bir irmakta iki kere yikanilmaz " (Herakleitos) demeleri bile onlarin tutucu olmaktan kurtaramiyor.
MUSTAFA KARTAL
Kalıcı Bağlantı Yorum (0) Yorum yaz! Arkadaşına Gönder!
0 yorum yazılmıştır