Kuantum Dünyasında Metafizik 

02 Mayıs 2018 Çarşamba, 11:31

CERN’deki ışık hızına yakın hızlarda çarpıştırılan parçacıklarla yapılan deneylerde gözlemlenmesi ümit edilen Higgs parçacığı nedir? Bilim dünyasında buna ‘Tanrı parçacığı’ isminin verilmesi ne anlama gelmektedir? Evrenin en temel yapı taşı olduğu öne sürülen bu parçacığın bulunması, bilim dünyasındaki yaygın varlık  anlayışını kökten sarsacaktır. Henüz aynı anda iki delikten birden geçen elektronun sebep olduğu kafa karışıklığını giderememiş olan parçacık fizikçileri, bu işin üstesinden gelebilecekler mi ?

Prof. Dr. Yunus Çengel

Kuantum dünyasında parçacıkların normal olmayan davranışını karekterize eden ve bir anda birden fazla yerde olmayı gösteren en meşhur deney, çift-yarık deneyidir. Birbirine paralel iki duvardan öndekine ince bir yarık açılsa ve tenis topu makinesi gibi bir makineden öndeki duvara arda arda kurşun yağmuru gibi toplar atılsa, yarığa denk gelen toplar arka duvara geçecek ve yarıktan geçen topların izleri arka duvarda bir bant oluşturacaktır. Eğer öndeki duvara yan yana iki yarık açılsa, topların bir kısmı birinci yarıktan bir kısmı da ikinci yarıktan geçecek ve çarpan topların izleri arka duvarda birbirine paralel iki bant oluşturacaktır. Eğer duvarlar çizgi hizasına kadar su içinde olsaydı ve su yüzeyinde ard arda dalgalar oluşturulsaydı, ön duvardaki deliklere ulaşan dalgalar yollarına devam edecek ve arka duvara çarpacaklardı. Tek yarık durumunda beklenmedik bir şey olmayacaktı, ancak iki yarık durumunda her iki delikten geçen dalgalar girişime uğrayacak ve iki dalga tepesinin çakıştığı yerlerde dalga yüksekliği ikiye katlanırken dalga çukuru ile dalga tepesinin çakıştığı yerlerde iki dalga birbirini yok edecekti. Neticede kuvvetlenmiş dalga tepelerinin çarptığı yerlerde arka duvarda, koyuluğu duvar ortasından kenarlara gittikçe azalan bir dizi girişim bandı oluşacaktı. Yani dalga geçişi durumunda arka duvarda iki bant yerine bir dizi bant oluşacaktı.

Deney bir elektron tabancasıyla tekrarlandığında, tek yarık durumunda arka duvara çarpan elektron izleri aynen top durumundaki gibi arka duvarda yarığın tam arkasına gelen kısımda tek bir bant oluşturur. Yani elektronlar minik toplar gibi davranır. Ancak ön duvardaki iki yarık da açıldığında arka duvarda iki bant değil aynen su dalgalarıyla yapılan deneydeki gibi, şiddeti merkezden kenara gittikçe azalan bir dizi girişim bandı oluşur. Yani elektronlar, aynen dalga gibi, aynı anda her iki delikten de geçmektedirler. Deneyi tek bir elektron ile tekrarlayınca dahi arka duvarda bir dizi girişim bandı oluşmakta, ve bu da elektronun bir dalga olarak her iki yarıktan aynı anda geçtiğini şüpheye yer bırakmayacak kesinlikte göstermektedir. Yani elektronlar hareketlerine bir parçacık olarak başlamakta, ve adeta duvarda iki yarığı görünce dalgaya dönüşmektedirler.

İşin daha da ilginç yanı, belli bir yarıktan elektronların hangilerinin geçtiğini gözlemlemek için yarıkların birinin arkasına bir ölçme aleti konunca, elektronlar sanki gözlemlendiklerini biliyorlarmış gibi yarıkların birinden veya diğerinden parçacık olarak geçmekte, ve arka duvarda iki çarpma izi bandı oluşturmaktadır. Gözlemleme, elektronun istatistiki dalga fonksiyonunu adeta çökertmekte ve onu bir parçacığa indirgemektedir. Elektronlar sanki kendilerini belli bir konumda tutma  niyet ve iradesini hissetmekte, ve nazar değmiş ve büyülenmiş gibi bu iradeye tabi olmaktadırlar.

Elektron yerine ışık (kütlesz foton parçacıkları) kullanılınca da aynı şeyler gözlenmektedir. Yani ışık bazı durumlarda parçacık bazı durumlarda da dalga olarak davranmaktadır. Deneyler kütlesi elektrona göre oldukça büyük olan atomlarla da yapılmış, ve aynı sonuç bulunmuştur. Yani bir anda çok yerde olmayı gerektiren özelliği atom boyutunda bile etkisini gösterebilmektedir. Ancak otomatik bir tüfekten çıkan mermilerle deney tekrarlandığında mermilerin, ne kadar küçük olurlarsa olsunlar, sadece parçacık olarak davrandıkları görülür. Yani madde atom boyutunu aştığında klasik mekanik daha küçük boyutlarda kuantum mekaniğine tabi olarak hareket etmektedir.

Atomaltı parçacıkların bir anda çok yerde olmalarını izah etmek için ortaya atılan ve ciddi rağbet gören teorilerden biri ‘paralel evrenler’ teorisidir. Bu teoriye göre parçacıklar sadece bildiğimiz evrende değil aynı zamanda evrenimizle iç içe olan sonsuz sayıda hayaletvari evrenlerde de vardırlar. Ve bu evrenler arasında gidip gelmektedirler. Yani birinde yok olurken diğerlerinde var olmaktadırlar. Öyle görülüyor ki kuantum, metafizik alemi kabul etmeden izah edilmesi zor bir konudur.

Maddenin yapı taşları olan elektron ve nötrino gibi atom altı parçacıklar isimleri ‘parçacık’ olmasına rağmen daha ziyade dalga özelliği gösterirler, ve onlara bir yer isnat edilemez. Adeta bir anda belli bir dağılım prensibine göre çok yerdedir. O yüzden atom altı dünyada klasik mekanikten çok kuantum hakimdir. Evrenin en temel yapı taşı olduğu öne sürülen ve CERN’deki ışık hızına yakın hızlarda çarpıştırılan parçacıklarla yapılan deneylerde gözlemlenmesi ümit edilen Higgs parçacığına bilim dünyasında vicdanlara yansıyan bir mana olarak ‘Tanrı parçacığı’ isminin verilmesi de manidardır. Henüz aynı anda iki delikten birden geçen elektronun sebep olduğu kafa karışıklığını giderememiş parçacık fizikçilerinin işi gerçekten zordur. Belki gelen bu parçacık bir çok aklın nurlanmasına sebep olacaktır. Parçacıkların tarlası olan nurani kaynaktan uzaklaştıkça ve parçacıklar birleşip daha büyük parçacıklar ve demir gibi ağır atomlar oluştukça yoğunluk oluşmakta ve zaman ve mekan sınırlamalarının söz konusu olduğu bir dünyanın kuralları hükmetmeye başlamaktadır.

Yukarıda anlatılan çift-yarık (double-slit) deneyi, atom altı kuantum dünyasında mekan kavramının çöktüğünü göstermektedir. Kuantum mekaniğinin diğer bir meşhur deneyi de zaman kavramının çöktüğünü gösteren dolanıklık (entanglement) deneyidir. Aynı anda üretilen atom altı parçacıklar, birbirlerinden ne mesafede ayrılırlarsa ayrılsınlar, daimi iletişim halindedirler. Buna kuantum mekaniğinde dolanıklık denir. Örneğin, birbirinden ışık yılları mesafesinde ayrılmış olsa bile dolanıklık halindeki iki elektrondan birine yapılan bir etkiye onun ikizi anında tepki göstermektedir. Yani zaman adeta durmakta, ve zamansız bir iletişim olmaktadır. Einstein ışık hızının aşılmasının imkansız olduğu gerekçesiyle (ki atom üstü varlıklar için doğrudur) dolanıklık fikrine şiddetle karşı çıkmış, ancak kuantum mekaniğinin temel kavramlarından biri olan dolanıklık fenomeni 10 kilometreyi aşan mesafelerde denenmiş ve doğruluğu teyid edilmiştir. Yani atom altı dünyada mekan kavramı ile beraber zaman kavramı da anlamını yitirmekte, ve zaman-mekan üstülük özelliği ön plana çıkmaktadır.

Kuantum mekaniğinin temel kavramları ve atom altı parçacıklarla yapılan çok sayıda bağımsız deneyler ışığında, atom altı dünyası için fiziksel bir fenomen  olduğu teslim ve ilan edilmelidir. Aynı evrenin atom altı dünyası ile atom üstü dünyasında geçerli olan ama birbirine zıt kuantum ve izafiyet teorilerini birleştirecek temel unsur, zaman-mekan üstülüktür. Bu iki teorinin birleştirilmesi, ‘birleşik teori’ arayışlarına da son verecek, aynı evren için iki farklı teori olması garabetini ortadan kaldıracaktır.

Yorum yazın...

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Wordpress Haber Teması Tasarım ve Programlama: Seçkin Talanöz