Kuantum fiziği, klasik fizikle o kadar zıttır ki, klasik fiziğe göre düşünmeye alışmış olan kişiler bu yeni düşünce tarzına kolay adapte olamayabilir. Hatta Einstein bile ( bir kuantum kaşifi olmasına rağmen) ilk zamanlarda kuantumun yanlış olabileceğini düşünmüştür. Ancak yaklaşık yüz yıldır biriken bilgi birikimi artık konuyu daha kolay anlaşılır kılmaktadır. Şimdi kuantumun acaipliklerinden birine değineceğiz.
Yazımız biraz uzun görünüyor fakat çok sade anlatımı dolayısıyla sizi sıkmayacak. Ayrıca yazıda karışıklık oluşturmaması için matematiksel formüllere hiç girmedik.
Konumuz Einstein'ın kuantumun yetersiz olabileceği yönündeki kanaati üzerine Podolsky ve Rosen ile birlikte geliştirdikleri paradakstur (1935) . Ancak EPR paradoksu olarak bilinen bu itiraz birkaç on yıl sonra deneysel olarak araştırıldığında kuantumu destekler hale gelmiştir.
Şimdi konuyu açıklayalım:
Son derece çamurlu olduğu için içindeki hiçbirşeyi göremediğimiz bir gölet düşünelim. Bu gölette bir tane balık yaşıyor olsun. Bir balıkçı bu gölete gelsin ve oltasını sallasın. Balık zokayı yutunca oltayı çeken balıkçı balığı görür. Bu durumdan da çıkaracağı gayet mantıklı olan sonuç şudur: balık yakalanmadan önce yemin peşinde yüzüyordu sonrada yemi yedi. Balıkçı hiçbir zaman balığın zokayı yutmadan önce tüm göleti kapsayan bir çözünmüşlük halinde olduğunu düşünmeyecektir.
Ama kuantuma göre durum tamda böyledir!
Buraya kadar anlatılanları tam kavrayabilmek için Çift Yarık Deneyini biliyor olmalısınız.
Çift yarık deneyini kavradıktan sonra buraya kadar anlatılan bölümün gayet makul olduğu anlaşılacaktır. Şimdi daha çarpıcı kısma geçebiliriz.
Az önce gölette olan tek balığı yakalmıştık. Şimdi gölete canlı iki tane balık atsak durum ne olur? İki balığın çözünmüş hallerinin bir karışımı! Daha garip olan bu iki balığın ortak çözünmüş hallerinin ortaya çıkarmak zorunda olduğu sonuçlardı. İşte Einstein-Podolsky-Rosen in EPR paradoksu ile açıkladıkları bu kaçınılmaz durum:
Balıkçı bu sefer başka bir gölete oğluyla birlikte gider. Ancak bu göletin bir özelliği vardır. Gölet bir tepeciğin üzerindedir ve sağındada solunda da birer küçük gölet bulunmaktadır. Büyük göletin zemininde ise iki tane kanal diğer göletlere açılır fakat bu kanallar bir engelle tıkanmıştır. Su yine oldukça çamurludur ve sudaki hiçbirşeyi göremiyoruzdur.
Balıkçı ve oğlu iki canlı balık alıp gölete atarlar. Balıklar gölette çözünüp iki balık bileşiminin çözünmüş hali olurlar.
Ardından kanalları tıkayan engelleri açarlar.
Artık büyük gölette hiç su kalmamıştır. Bütün su sağda ve solda bulunan iki gölete boşalmıştır. Şimdi iki balığın çözünmüş olarak oluşturdukları tek varlık, tekilliğini sürdürmektedir fakat iki ayrı yerdedirler artık. İki balık, tasvir edebilmenin imkansız olduğu mekan dışı bir bağ ile birbirlerine bağlıdır.Söylenebilecek en makul şey: iki göletinde, iki çözünen balığın bileşiminin bir parçasını içeriyor olduğudur.
Balıkçı oltasını sağ taraftaki gölete atar. Oğlu ise bu sırada hiçbir şey yapmayarak izlemektedir.
Balıkçı balığı yakalayıp çeker. Oğlu ise soldaki göletten balığın kendi kendine sudan yukarı fırladığını daha sonra çimenlere düştüğünü görür !
Bu akla uygun gelmemektedir. Esasında Einstein'da bunu biliyordu. Ancak kuantum mekaniğine göre düşünüldüğünde sonucun böyle olması gerekliydi. İşte bu yüzden, bu zorluğu gösterebilmek için bu paradoksu tasarladılar.
Ama bilim Kuantum lehinde işleyecekti. 1972 yılında Amerikalı fizikçiler John Clauser ve Stuart Freedman tarafından gerçekleştirilen deney ilk ışıkları verdi.1975 yılında ise Alain Aspect Einstein ın düşüncesinin yanlış olduğunu ispatlayacak olan kesin ve çürütülemeyecek bir deney önerir. 1982 yılında ise deney gerçekleştirilir ve ispatlanır.
Aspect deneyinde ikiz fotonlar kullanılmıştır. Farklı bilim adamları aynı deneyi protonlar ve hidrojen atomunun çekirdekleri ile yapmışlarıdr. Ve yine aynı sonuçlar elde edilmiştir.
Tüm bunlar bize göstermektdir ki gözlemlediğimiz zaman madde vardır fakat gözlemlemediğimizde yoktur. Ayrıca gözlemlenmediği zaman herşey dev bir süperpoze çorbası gibidir, fakat gözlemlendiğinde hep bir düzen ve mükemmellik içinde görüntüler canlanır. Örneğin tüm maddeler hep aynı yerinde olur.
Bir diğer önemli sonuçta mekanın varlığı konusudur. Işık hızından daha hızlı bir şekilde bağlantı kuran ikiz kuantonlar bu bağlantılarını nasıl kuruyorlar? İzafiyet kuramına göre hiçbir şey ışıktan hızlı gidemez. Peki bu iletişim nasıl hızlı olabiliyor? İşte bu bize mekan gerçekten var mı sorusunu sorduruyor. Mekasızlıkta olan bağları bu kuantonlar arasında iletişim kurarken zamana tabi olmuyor. Anında iletişim sağlanıyor.
Ve söylediğimiz gibi en önemlisi bu gerçeklerin artık deneysel olarak ispatlanmış birer gerçek oldukları.
( Yazıdaki göletler bir kutuyu, balıklar ise bir elektronu -ya da nötron, proton vs- temsil etmektedir. )
Kaynak: Le Cantique de Quantiques, 1984
Konuyla ilişkili diğer paylaşımlarımız:
2- Heisenberg’in Belirsizlik İlkesi
3- Shördinger‘in Kedi Paradoksu
4- Kuantum Parçacıklarının Aynı Anda Birden Fazla Yerde Bulunabilmesi Sizce Anlaşılmaz mı?
