LEVTEMS

Özgün içeriklerin adresi…

Çift Yarık Deneyi Nedir? Elektron Parçacık-Dalga İkilemi

Kuantum dünyası oldukça geniş ve karmaşık bir dünya. Dahası bu karmaşık yapı tüm insanlığı merak etmeye ve bu konu hakkında araştırma yapmaya sevk ediyor. Bizler de kuantum mekaniği üzerine yaptığımız araştırmaları sizlerle paylaşmaya devam ediyoruz. Çift Yarık Deneyi olarak da bilinen Young Deneyi, ışığın hem dalga, hem parçacık olarak davrandığını ortaya çıkarması bakımından bilim için büyük öneme sahip olan bir deneydir.

Çift yarık deneyi nedir?

İlginizi Çekebilir! Kuantum Fiziği Nedir? Kuantum Mekaniğine Giriş

Bunun yanı sıra, bu deneyden sonra, sadece ışığın değil, elektronların da dalga özelliklerine sahip oldukları kanıtlanmıştır. Ancak deney, aynı zamanda sıra dışı bazı kuantum özellikleri de ortaya çıkararak, bilim insanları ve bilim severler arasında oldukça popüler bir konuma gelmiştir. Bu yazımızda sizlere Çift Yarık Deneyi 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 Nedir?

Çift yarık deneyi ilk olarak Thomas Young tarafından 1803’de gerçekleştirilmiştir. Bir ışık kaynağı düşünün, ışık(Foton) etrafına dalga gibi yayılır. Işık kaynağının karşısına iki yarıklı bir levha koyarsak, 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 doğaldır. İki yarıktan çıkan ışık, birbiriyle çarpışacak ve arka tarafta bir girişim modeli oluşturacaktır.

çift yarık deneyi animasyonu

İlginizi Çekebilir! Bakteri ve Virüsler; İnsan Gözünün Göremediği Varlıklar

Belki biraz karmaşık gözüküyor olabilir. Bir de ilk deney üzerinden anlatmaya çalışalım. Orijinal çift yarık deneyini yapan Thomas Young, tek ışık kaynağı olarak, iğne deliğinden geçen Güneş ışığını kullanmıştır. Günümüze kadar çift yarık deneyi üzerine sayısız versiyonu üretilmiş, konunun birçok yeni açısı keşfedilmiştir.

Young’ın orijinal deneyinde iğne deliğinden yayılan ışık, üzerinde birbirine yakın iki iğne deliği bulunan ve deliklerin ilk kaynağa uzaklıkları eşit olacak şekilde yerleştirilen saydam olmayan bir engele düşürülür. Birinci iğne deliğinden herhangi bir anda çıkan ışık diğer iki iğne deliğinden aynı anda geçeceği için iki iğne deliğinden çıkan ışık o anda aynı fazda olur ve ekranda girişim çizgilerinin yeri değişmez; girişim saçakları gözlemlenir. 

çift yarık deneyi kuantum

Işık Değil De, 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 kumlar da diğer tarafta bir kum yığıntısı oluşturuyor.

Sonuç olarak çift yarık deneyi üzerine şunu söylemeliyiz ki girişim görüntüsünün oluştuğu durum dalga davranışının, kumun oluşturduğu şekil ise parçacık davranışının sonucudur. 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 dalga gibi davrandı! Elektronlar sanki izlendiklerini anladılar ve davranışlarını değiştirdiler. Bu nasıl olabiliyor? Bilim insanları bu olayı süperpozisyon adlı bir kavramla açıkladılar.

Süperpozisyon Nedir? Çift Yarık Deneyi

Superpozisyon kuantum

İlginizi Çekebilir! Dünya’yı Değiştiren 17 Denklem Ve Anlamları

Max Born, Broglie dalgalarının fiziksel bir dalga değil de olasılık dalgaları olarak yorumlanması gerektiği düşüncesini ortaya atmıştı. Born’un yorumuna göre, parçacıklar, Broglie dalgalarının bulunduğu her yerde bulunur. Dalgaların güçlü olduğu yerde yüksek olasılıkla, zayıf bulunduğu yerlerde ise düşük olasılıkla bulunur.

Böylece parçacığın konumu da doğal bir belirsizlik taşır. Yani, bir fiziksel sistem için Schrödinger dalga denkleminin birden fazla çözümü olabilir ve her bir çözümün lineer toplamı da yine bir çözümdür. Biz bunu, “üst üste binme” yada ” süperpozisyon ” ilkesinin matematiksel anlatımı olarak değerlendirmeliyiz.

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, şaşırtıcı olabilir ve bu yüzden Kuantum Dünyası’na hoş geldiniz! 

Kuantum Dünyası budur işte, gariplikler dünyasıdır diğer bir adıyla. Çift Yarık Deneyi de gösterir ki Bizim yaşadığımız, gerçek hayatımızda bildiğimiz ve kelimesi kelimesine uyan klasik fizikten çok ama çok farklı bir dünyadır.

Kapanış

Elektronların farklı hareketi, çok basit bir açıklama ile , elektronların bir top gibi doğrusal hareket etmemesi, bunun yerine hayal etmemiz güç olsa da aynı anda birden fazla yerde bulunabilecek bir olasılık tabanlı harekette bulunmasıdır. Kuantum mekaniği, diğer branşlara nazaran yeni bir dal ve gelişmeye ihtiyacı var; yapılacak araştırmalar ve önümüze gelen yeni gelişmeler eşliğinde çift yarık deneyi ve kuantum fiziği üzerine paylaşımlar yapmayı sürdüreceğiz.

KhanAcademy kanalına ait bu videoda çift yarık deneyi gözlemlenebilir.

Eğer Kuantum Fiziği Hakkında Bilgi Verdiğimiz Yazımızı Beğendiyseniz, Sosyal Medya Hesaplarınızdan Yazımızı Paylaşarak, Bize Destek Olabilirsiniz.

Sende yazılarımız yayınlandığında haberdar olmak istiyorsan. Eee o zaman niye duruyorsun email adresini aşağıdaki kutucuğa yaz😀

Kaynak:

https://evrimagaci.org/

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

English EN Spanish ES Turkish TR