Kuantum Parçacıklarının Aynı Anda Birçok Yerde Bulunabilmesi Sizce Anlaşılmaz mı?

Süperpozisyon Kuantum Fiziği'inde iki ayrı durumun bir parçacık için aynı anda geçerli olması halidir. (Bunu grubumuzda yayınladığımız çift yarık deneyi’ni izleyerek hatırlayabilirsiniz ) Hysenberg’in belirsizlik ilkesi ile Schördinger‘in kedi paradoksu bu durumu açıklamaya çalışır. Buna göre, bir nesnenin hem konumunu hem de momentumunu (cismin çarpma gücünü, hareketini) aynı anda, tam olarak belirlemek imkânsızdır.

Schördinger‘in kedi paradoksu

Parçacıkların süperpozisyonu bizim klasik evrenimizde düşünülemeyen Kuantum Fiziği'ne ait bir istisnadır. Kimse bir nesneyi (örneğin bir kalemi) aynı anda iki yerde, veya bir arabayı aynı anda iki viteste giderken görmemiştir. Süperpozisyon prensibini daha iyi anlayabilmek için şöyle bir örnek verebiliriz.

"Kanatları a,b ve c şeklinde adlandırılmış olan üç kanatlı sabit bir vantilatörün çalışmaya başladığını düşünelim. Kanatların dönme hızı yavaş yavaş artacaktır.Başlangıçta herhangi bir noktadan(bu, gözlem yaptığımız ve vantilatöre göre sabit bir referans noktası olabilir) her bir kanadın geçme anını ve hızını ölçebiliriz. Bu sırada kanatların her biri müstakil ve ayrı birer parça olarak görülmektedir. Fakat hızın maksimum olduğu anda artık tek tek kanatlardan değil, daire şeklini almış bir görüntüden sözedilebilir(hem dalga hem parçacık hali) ve bu durumda belli bir anda sözkonusu noktadan hangi kanadın geçtiğini bilemeyiz. Her üç kanadın geçme ihtimali aynıdır, deriz. Hatta yüksek dönme hızından dolayı, belli bir 't' anında bu nokta üzerinde her üç kanadın da (neredeyse aynı anda) bulunabileceğini düşünebiliriz. Ayrıca, teorik olarak elimizle kanatlardan birini tutmak istediğimizde dairevi şekil hemen ortadan kalkar ve elimize tek bir kanat gelir. Fakat hangi kanadın geleceğini önceden asla bilemeyiz. Peki herhangi bir anda dönme olayına müdahale ettiğimizde elimize gelen herhangi bir kanadın, örneğin "a" kanadının teorik olarak çok kısa bir zaman sonra, bir sonraki denemede gelmemesi, yani başka bir kanadı tutmak için ne yapmamız gerekir? İşte klasik fizikten farklı olarak bu sorunun cevabı "hiçbirşey"dir. Çünkü kanatlar çok süratli dönmektedir ve elimizin hareket hızı ile kanadınki karşılaştırılamayacak kadar farklı olduğundan elimizle istediğimiz an istediğimiz kanadı tutma yeteneğinden yoksunuzdur.

Buradan hareketle atomaltı dünyasındaki kütle ve hız ölçülerini düşünelim. Tanecik boyutlarının, ağırlıklarının ve bunların yaptığı periyodik bir hareket için gereken zaman dilimlerinin çok çok küçük, buna karşılık bu taneciklerin hızlarının çok yüksek olduğu (bir elektron atom çekirdeği etrafında saniyede bir milyon tur atar) atomaltı dünyasını anlamak istediğimizde vantilatör örneği, buradaki olayların biraz daha akla yakın hale gelmesini sağlayabilir.

Kuantum fiziğinde ölçüm problemi, ölçme cihazı ile atomaltı parçacıkları bir araya getirmekten kaynaklanmaktadır. Bu iki ayrı alem arasındaki devasa boyut ve hız farkından dolayı, aslında ölçüm sonucunu aldığımız an, ölçüm yaptığımız andan daha sonraki ve her şeyin hemen değiştiği bir andır. Cihazın gösterdiği ölçüm sonucu, gösterdiği ve bizim okuduğumuz ana ait değildir. Çünkü ölçmeye çalıştığımız parçacığın hızı ve konumu her an değişmektedir. Bu nedenle da bir nesnenin hem konumunu hem de momentumunu aynı anda, tam olarak belirlemek imkânsızdır.