Bu yazımızda sizlere Çift Yarık deneyinden ve bu deneyin Kuantum Fiziğine etkilerinden bahsedeceğiz.
İlk olarak, Kuantum fiziğinin başlangıcı tabi ki Çift Yarık deneyi değil ancak çift yarık deneyi gerçekleştikten sonra bilim camiasında Kuantum fiziğine ilgi arttı. İlginin artması da büyük gelişmeleri beraberinde getirdi. Haydi, başlayalım!
Çift Yarık deneyi
Çift yarık deneyi ilk olarak Thomas Young tarafından 1803'de gerçekleştirilmiştir. Bir ışık kaynağı düşünün, ışık(Foton) etrafına dalga gibi yayılır. ışık kaynağının karşısına iki yarıklı bir levha koysak, bu cismin arkasına da bir başka levha (Duvar gibi düşünebilirsiniz) koysak, en arkadaki levhada ne görüntüsü oluşurdu?
Işığın dalga özelliğinden beklediğimiz gibi, en arkadaki levhada bir girişim modeli oluşmasını beklememiz gayet doğal. İki yarıktan çıkan ışık, birbiriyle çarpışacak ve arka tarafta bir girişim modeli oluşturacak.
Buraya kadar bir sorun yok, ışık dalga fonksiyonunun doğal bir sonucu olarak bir girişim modeli oluşturdu.
Işık değil de, bir madde mesela kum fırlatsaydık arka duvarda ne oluşurdu? Kum fırlatmak saçma olacağı için deney düzeneğimizi 90 derece sağa kaydırıyoruz ve yukarıdan kumu bırakıyoruz. Evet, beklediğimiz gibi bir yarıktan çıkan kum bir tarafta bir yığıntı, diğer yarıktan çıkan kumlarda diğer tarafta bir kum yığıntısı oluşturuyor.
Sonuç olarak girişim görüntüsünün oluştuğu durum dalga davranışının, kumun oluşturduğu şekil ise parçacık davranışının sonucu. Buraya kadar hiçbir sorun yok, olay burada başlıyor.
Maddenin temel parçacıklarından biri olan elektronlara bu deneyi yapmak istesek nasıl bir sonuç alırdık? Farz edelim ki karşı tarafa elektron gönderebilen bir cihazımız var, ve biz bu cihazı kullanarak elektronları fırlatmaya başladık.
Evet, elektronlar beklediğimiz şekil olan parçacık davranışının sonucu olan iki taraflı bir yığıntı oluşturmak yerine bir dalga gibi davranarak girişim modeli oluşturuyor! Bu nasıl oluyor, nasıl oluyor da maddenin temel parçacığı bir dalga gibi davranabiliyor? Bilim insanları bunun cevabını merak ettiler ve biraz daha yakından izlemeye çalıştılar. Birinci levhanın olduğu yere bir algılayıcı koydular ve sonuç...
Sonuç; elektronlar bir parçacık gibi davrandı! Elektronlar sanki izlendiklerini anladılar ve davranışlarını değiştirdiler. Bu nasıl olabiliyor? Bilim insanları bu olayı süperpozisyon adlı bir kavramla açıkladılar.
Süperpozisyon nedir?
Süperpozisyon kavramına göre, maddenin en küçük yapıtaşlarından biri olan elektronlar, hem dalga hem de parçacık fonksiyonlarını taşıyor. Ancak biz elektronları izlemeye, ne yaptıklarını anlamaya çalışırsak yani yarıkların tam yanına bir algılayıcı koyar isek, elektronlar bizim gerçekliğimize ayak uyduruyor ve ortaya bir parçacık davranışı çıkıyor. Ancak elektronları izlemezsek, onların ne yaptıklarını anlamaya çalışmaz yani yarıkların yanına bir gözlemci koymaz isek, işler değişiyor ve elektronlar bir dalga gibi davranıyor. Evet, Kuantum Dünyası'na hoş geldiniz!
Kuantum Dünyası budur işte, gariplikler dünyasıdır diğer bir adıyla. Bizim yaşadığımız, gerçek hayatımızda bildiğimiz ve kelimesi kelimesine uyan klasik fizikten çok ama çok farklı bir dünyadır.
Thomas Young'un ruhu şad olsun, kendisi 1829 yılında öldü ancak yaptığı deney hala daha konuşuluyor, araştılırıyor ve açıklanmaya çalışılıyor.
Not: Çift yarık deneyinin YouTube'da bir videosu bulunuyor, video KhanAcademy kanalına ait. Videoyu da buraya bırakıyorum.
