21 Haziran 2014 Cumartesi

Kuantum Dünyası II: Heisenberg Belirsizlik İlkesi

İlk yazımızda Kuantum Dünyasının kapılarını aralamıştık. Şimdi ise Kuantum Dünyası ve Kuantum Dünyasındaki kuralların bütünü olan Kuantum Mekaniğini yakından tanıyacağız.

Kuantum Mekaniğinin en temel ilkelerinden biri kuşkusuz ''Heisenberg Belirsizlik İlkesidir.''Belirsizlik ilkesi , 1927 yılında Werner Heisenberg tarafından öne sürülmüştür. Werner Heisenberg, bir parçacığın konumunu ne kadar iyi bilirsek hızını o kadar az bileceğimizi, aynı şekilde hızını ne kadar iyi bilirsek konumu o kadar az bileceğimizi gösterdi. Bunun yanı sıra eğer bir parçacığın yerini tam olarak biliyorsak hızını hiçbir şekilde kestiremeyeceğimizi ortaya koymuştur.

Şimdi bu söylediğimizi örnekler vererek açıklamaya çalışalım. Arabayı bir parçacık olarak düşünelim. Düz bir yolda arabayı sürüyorum. Belirsizlik ilkesinin mantığı şu şekildedir; arabayla giderken yola bakarsam hızımı göremem. Hızıma bakarsam yolu göremem. Tabi bu vermiş olduğum örnek aslında pek doğru değil. Çünkü verdiğim örnek ''Kuantum Dünyasından'' değil. Verdiğim örneği atom ve atomaltı parçacıklarına indirgediğimiz zaman örneğimiz çok daha doğru olacaktır.

Genel olarak parçacıkların ''tam'' olarak hızını bulabilmemiz için parçacıkları birbiri arasında çarpıştırmamız gerekmektedir. Parçacıkları çarpıştırma işlemi Parçacık Fiziği laboratuvarlarında''Parçacık Ayrıştırıcılar'' tarafından yapılmaktadır. Genellikle bu çarpıştırma işlemi fotonlar aracılığıyla olur. 

Parçacığın ''hızını'' bulmamız için dalga boyu uzun olan fotonları çarpıştırırız. Çünkü uzun boylu olan fotonlar çarpıştığı parçacığın hızında çok büyük değişiklik yapmamaktadır. Dalga boyu uzun olan fotonlar sayesinde parçacığın hızını ölçmek çok daha kolaydır.

Bu arada şunu söylemekte fayda var. Dalga boyu ne kadar kısa olursa , dalga boyunun içerisindeki enerji daha az yayılacağı için (bir arada toplu bulunuyorlar) enerjinin şiddeti de o kadar hızlı olur. Dalga boyu uzadıkça da tam tersi şekilde enerji yayılacağından dolayı enerjinin şiddeti daha az olur.

Parçacığın ''konumunu'' bulmamız için dalga boyu kısa olan fotonları çarpıştırırız. Dalga boyu kısa olan fotonların yukarıda da dediğim gibi enerjisi sıkışık olduğu için parçacığa çok daha sert darbe vuracaktır ve bu da parçacığın konumunu ölçmemiz de kolaylık sağlamaktadır.

Parçacığın hacmi, kütlesi, bulunduğu ortam vs. değişmesi ölçümlerimizin de değişeceği anlamına gelmektedir. Ancak ne var ki parçacığın kütlesi büyüdükçe de ömrü kısalır. Parçacığın hızının ve konumunun belirsizliği kuantum mekaniğinde temel bir niteliktir.


Alıntı : http://www.bilimedair.net/2013/06/kuantum-dunyas-ii-heisenberg.html

0 yorum:

Yorum Gönder