kuantum fiziğinin yanlış anlaşılması, çevremde ve bazı platformlarda çokça denk geldiğim bir durum. ben de bir heisenberg olmasam da yaptığım birtakım araştırmalardan en azından bazı derlemeler yaparak kuantum fiziğini açıklamak, bu konuyla ilgili yanlış bilinenlerin doğrusunu anlatmak isterim. kuantum fiziğinin ne olmadığından önce ne olduğunu anlamaya çalışalım, olabildiğince basit ve açıklayıcı bir şekilde anlatmaya çalışacağım;

kuantum fiziği nedir?

atom ve atomaltı düzeyde madde ve enerji davranışlarını inceleyen fizik dalıdır. şimdi bu atomaltı dünyada neler olduğuna bakalım:

kuantisizasyon (ayrıklık): klasik fizikte ışığın veya enerjinin kesintisiz olduğunu söylüyoruz. ama kuantum fiziği bize ışığın bissürü foton paketçiği yani kuantlardan oluştuğunu söylüyor.

dalga - parçacık ikililiği: ışığın bazen dalga gibi kırılabilir olduğunu bazen de az önce açıkladığımız kuantlar olarak tanecik özelliği taşıyabileceğini söylüyor. ve ışığın bu farklı davranışları kırınım, girişim gibi birçok farklı olaya zemin hazırlayabilir. örneğin dalga gibi davranırsa girişim meydana gelir. parçacık tek bir yerde değil birçok yerde azar azar var olabilir. bu olasılıksal bir durumdur. bunun için meşhur çift yarık deneyi vardır bilirsiniz. işık dalga gibi davranırsa girişim deseni oluşur. aynı deneyde eğer gözlem yaparsak ışık parçacık gibi davranır. ve sonuçta parçalı çizgiler oluşur.

meşhur soru... ışık onu izlediğimizi biliyor mu?

ha ha ha hayır :). bu gözlem zaten çıplak gözle aha baktım ce-ee tarzı bir şey değil. gözlem ve ölçüm araçları ile yapılan bir şey. dolayısıyla bir kamera bile yeterli parçacık gibi davranması için. şimdi ışık dalga gibi davrandığında her parçacığın nerede olduğu bir olasılık bulutu. parçacıkların bu durumuna dalga fonksiyonu denir. dalga fonksiyonu elektronların yahut fotonların birçok yerde olma ihtimalini gösteriyor.

şimdi sen gözlem yapınca diyorsun ki ben bu parçacıkların yerini bulacağım.. ee ne oldu? gözlem ölçüm yaptın sonra? buldun mu parçacığı? aferin. artık dalga fonksiyonu yok. artık tek tek parçacıklar var yerlerini tespit etmek istediğin. ölçüm yapmadan önce parçacık biraz şurada oluyor, biraz burada, biraz orada, her yerde biraz... ama sen "nerede?" diye sorunca ölçtüğün yerde beliriyor. ve sen gözlem yapınca sistemi gözleyebilmek için ışık tutmak zorundasın. bu da sisteme müdahale demek. şimdi durum böyle olunca bakarsan parçacık oluyor bakmazsan dalga...

ihtimaller bulutu demişken süperpozisyon'dan da bahsedelim. schrödinger'in kedisini bilirsiniz. bilinenin aksine bu var olan bir durumu değil var olabilecek bütün pozisyonların varlığını ifade eder. kutudaki kedi kutu açılana kadar ölü de olabilir diri de...süperpozisyon gözlem olmadığı zamanki ihtimallerin tamamını ifade ediyor, gözlem varsa süperpozisyon yok, tek bir pozisyon var. gözlem yani ölçümün deneyi nasıl ve ne şekilde etkilediğini yukarıda anlattım.

bir de belirsizlik üzerine belirsizlik... yeni belirsizliğimiz belirsizlik ilkesi (heisenberg ilkesi) :
diyor ki heisenberg, bir parçacığın hızını ölçebildikçe konumu muallaklaşır. tam tersi için de geçerli. konum belirginleştikçe hızı saptamak zorlaşır. bunu fotoğraf çekme olayı ile benzetebiliriz. mesela hızla giden bir top var ve onun anlık hareketlerini incelemek istiyorsun. fotoğrafını çekiyorsun bunun için ve çektiğin an hızı belirsizleşiyor. fotoğrafta konumu görüyorsun ama o an hangi hızda olduğunu anlayamıyorsun. elektronlar için de aynısı geçerli. konum varsa hız belirsiz, hız varsa konum.

tünelleme: klasik fizikte bir cismin başka bir cismin içinden geçmesi için enerjisi o cismin enerjisinden fazla olmalıdır. ama kuantum fiziğinde böyle bir gereklilik yoktur. fakat kuantum tünellemede elektron ya da fotonlar içlerinden geçtikleri cisimleri delip geçmiyor, bir tünel oluşturuyor. bu dalga özelliğinden kaynaklı çok düşük olasılıklı bir durumdur ama kuantum fiziğine göre imkansız değildir. tünelleme çipler ve pil yapılarında rastladığımız bir kuantumsal olaydır. bir şeyin pili bittikten sonra kısa bir süre daha çalışır vaziyette olması olayında tünelleme vardır.

tünelleme'ye en iyi örnek ise radyoaktif parçalanma'dır. bazı atomlarda proton ve nötronlar sıkı sıkıya bağlıdır fakat bazı atomlar (bkz: uranyum) bu duvarı aşar ve alfa parçacığı ortaya çıkar.

dolanıklık: burada işte işler ilginçleşmeye başlıyor. (sanki diğerleri az ebesininki değilmiş gibi) merhum einstein' ı bile şaşırtan bir olay bu. einstein bu olaya “spooky action at a distance” (uzaktan tuhaf etki) demiş hatta. çünkü olayı tanımlayamamış. peki nedir bu dolanıklık?

bunu anlatırken çoğu zaman ikiz kardeşler benzetmesi yapılır. uzakta olsalar dahi hisleri senkronizasyon içindedir. aynı şekilde bütünleşmiş iki elektron (aynı atomdan olması muhtemel) yüksek bir etkileşim içinde oldukları için çok uzak mesafelerde dahi bulunsalar spinleri birbirine bağlı hale geliyor. isterse biri ayda biri dünyada olsun yine biri aşağı spinliyse diğeri mutlaka yukarı spinli olur. işte einstein'ı şaşırtan kısım da bu: "bilgi nasıl ışıktan hızlı olabilir?" einstein bu konuya tuhaf diyip geçmiş ama bell deneyleri gösterdi ki bilgi, ışıktan hızlı değil, çünkü zaten var olan ortak bir kuantum duruma sahipler sadece sen ölçüm yaptığın için bu durum ortaya çıkıyor. mesela sen ve x kişisinde birer zar var ve bu zarlar dolanık olsun. ben şırnak uludere'de zarı atıyorum, x kişisi manisa salihli'de. onun zarı 5 geliyor benim de 2 geliyor. 2 ve 5 gelmesi durumu dolanık bir durum. ama atmadan önce ne geleceğini bilemezdik. çünkü ikisi de aynı kuantum sisteminin parçaları.

bu ilginç durum ultra gizemli işlerde kullanılıyor örneğin kuantum iletişim: bilgi dolanık fotonlar aracılığı ile aktarıldığı için dinlenmesi çok zor bir güvenli iletişim ağı kuruluyor.

bir de kuantum bilgisayarlar var. dolanık kübitler ile işlem gücünü arşa çıkarıyorlar. çünkü normalde bir klasik bit tek bir bilgi paketçiğini alırken bir kübit aynı anda birçok durumu temsil edebiliyor.

ayrıca meraklısı için kuantum kriptografi diye manyak bir olay var. şifre güvenliği için geliştirilmiş. sistem dolanık olduğu anda tüm ölçümler fark edilerek uyarı veriyor.

işin özeti dostlar

+ kuantum fiziği klasik fiziğe göre ilginç, akıl almaz olabilir fakat büyü - cin değildir,

+ihtimaller bütünüdür, ön görülebilir olaylar vardır, kaos değildir.

+kuantum sadece atomaltı düzeyde değildir, makro düzeyde uyarlama örnekleri verdik (çip vb)

+ kuantum fiziği zihnimizde maddeyi etkilemez, gördüğümüz şey sonuç, ihtimaller kuantum fiziğinin kendisidir. gözlemci bir zihne sahip olmak zorunda değildir, gözlemcinin etkisi sisteme fiziksel bir müdahale olduğu için sonucu etkiler. vesselam.

Kuantum Fiziği, Belirsizliği Benimseme Konusunda Bize Neler Öğretebilir?