zincirleme hikaye yapıyoruz piçler gelin

sonra ayi bana dedi ki : ingilizce'de quantum (Latince:
'quantus', "ne kadar") olarak kullanılan terim, kuramın belirli fiziksel
nicelikler için kullandığı kegibli birimlere gönderme yapar. Kuantum
mekaniğinin temelleri 20. yüzyılın ilk yarısında Max Planck , Albert
Einstein , Niels Bohr , Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger , Max
Born , John von Neumann , Paul Dirac, Wolfgang Pauli gibi bilim
adamlarınca atılmıştır. Belirsizlik ilkesi , anti madde , Planck sabiti,
kara cisim ışınımı , dalga kuramı, alan teorileri gibi kavram ve
kuramlar bu alanda geliştirilmiş ve klagib fiziğin sarsılmasına ve
değiştirilmesine sebep olmuştur.
Tarihçe
Klagib mekanik çok başarılı olmasına karşın, 1800'lü yılların sonlarına
doğru, kara cisim ışıması (blackbody radiation), tayf çizgileri,
fotoelektrik etki gibi bir takım olayları açıklamada yetersiz kalmıştır.
Açıklamaların yanlışlığı bilim adamlarının yetersizliğinden değil aksine
klagib mekaniğin yetersizliğinden kaynaklanıyordu. En yalın halde
klagib mekanik Evren'i bir "süreklilik" olarak modelliyordu. 1900
yılında Max Planck enerji'nin, 1905 yılında ise Albert Einstein ışığın
paketçiklerden oluştuğunu, yani süreksizlik gösterdiğini, bazı
deneyleri açıklamak için bir varsayım olarak kullanmak zorunda
kaldılar. Elbette bu iki darbe klagib mekaniği yıkmadı. Uzunca bir süre
bilim adamları bu süreksizliği klagib mekanik kuramlarından türetmek
için uğraştı. Yine aynı yıllarda atomun iç yapısı üzerine yapılan
deneyler bir gerçeği gözler önüne serdi: Ernest Rutherford yaptığı
deneyle atomun küçük bir çekirdeğe sahip olduğunu gösterdi.
Bu dönemde elektronun varlığı biliniyordu. Bu durumda eğer negatif
yüklü elektronlar pozitif çekirdeğin etrafında dairesel hareket
yapıyorlarsa, çok kısa bir zaman diliminde elektronlar çekirdeğe
düşeceklerdi. Bu elektromanyetik teoriye göre açıklanacak olursa,
ivmelenen yükler ışıma yapar, dairesel hareket de ivmeli bir hareket
olduğu için, elektron bu ışımayla enerji yayacak ve çekirdeğe düşüp
sistem çökecekti.
Geçiçi çözüm Niels Bohr'dan geldi. Elektronlar belli kuantizasyon
kurallarınca, belli yörüngelerde hareket ediyorlar, enerjileri belli bir
değere ulaşmadıkça ışıma yapamıyorlar bu sayede sistem dengede
durabiliyordu. Bu geçici çözüm küçük atomlarda işe yaradıysa da
daha büyük kütlelerde işe yaramıyordu. Bohr atom modeline , modeli
deneylere uydurulmak için birçok yama yapıldı. Ne var ki Bohr'un
"yamalı bohça"sı 1920'lere gelindiğinde artık iş görmüyordu, tayf
çizgilerinin gözlenen yoğunluğunu yanlış veriyor, çok elektronlu
atomlarda salınım ve emilim dalgaboylarını tahmin etmede başarısız
oluyor, atomik sistemlerin zamana bağlı hareket denklemini
vermedeki başarısızlığı gibi birkaç konuda daha gerçekleri
gösteremiyordu.
Kuantum mekaniğini Planck doğurduysa, bebekliğinin sonu da De
Broglie ile gelmiştir. Louis de Broglie ; birçok elçi, bakan ve Dük
yetiştirmiş, aristokrat bir Fransız ailesinin çocuğuydu. Tarih eğitimi
gördükten sonra fiziğe geçmiş ve 1923'te verdiği doktora tezinde,
ışığın hem dalga hem de parçacık karakteri olmasından esinlenerek,
aslında bütün madde çeşitlerinin aynı özelliği gösterebileceğini
önerdi. Ortaya koyduğu fikir, Bohr'un "gizemli" yörüngelerini
açıklamada başarılı oluyordu.
Işığın girişim, kırınım yaptığı, yani dalga özelliği gösterdiği, Thomas
Young 'in yaptığı çift yarık deneyi ile gösterilmişti. Ama tüm madde
parçacıklarının, su dalgaları ile aynı matematiksel özellikleri
göstereceği beklenmiyordu.
Max Planck 1900 yılında kara cisim ışınımı problemini (morötesi
facia diye de anılır), çözmek için
denklemini kullanmıştı. Bu denklem, foton kavrdıbının başlangıcı
oldu; çünkü ν frekansındaki elektron salınımından oluşan ışığın,
klagib mekanikle uyuşmayan bir şekilde sadece, h*ν nun tamsayı
katlarında enerji taşıyabileceğini göstermişti. 'h', günümüzde Planck
sabiti adıyla anılır.
Fotonlar dalga özelliği gösterirse madde de gösterebilir analojisinin
yanında önemli bir ipucu da Einstein'in birkaç yıl önce özel görelilik
ispatında kullandığı Lorentz Dönüşümleri idi.
Buna göre, serbest bir parçacık, fazı x, zamanı t olan bir dalga ile
ifade edilirse, 2*π*( k * x - ν*t) , ve bu faz Lorentz dönüşümlerinde
sabit kalacaksa, k vektörü ve ν frekansı, x ve t gibi dönüşmelilerdi.
Ya da diğer bir deyişle, p ve E gibi. Bunun mümkün olabilmesi için, k
ve ν, p ve E ile aynı hız bağımlılığına sahip olmalılardı, bu yüzden de
onlarla doğru orantılı olmalılardı.
Fotonlar icin E=h*ν olduğundan, madde için de
varsayımlarını yapmak 'doğal' gözükmüştür.
Herhangi bir kapalı yörüngenin 1/|k| nın tam katı olması varsayımı
ile, de Broglie, deneysel olarak gözlenen ve Sommerfeld ve Bohr
tarafindan "kuantize olma şartları" olarak anılan şartları
matematiksel olarak kolayca türetti. Bu türetme gayet gizemli bir
şekilde doğru sonuçlar verince (Davisson ve Germer, 1927 yılında
Bell Laboratuvarlarında gerçekleştirdikleri deneyle, elektronların da
aynı ışık gibi girişim yaptığını ortaya koydular. Deney 1924'te de
Brogli tarafından önerilmişti) insanlar deneysel olarak başka şeyleri
tahmin etmesini de beklediler.
Elbette yanıldılar çünkü bu şartlar serbest ışık parçaları için yola
çıkan varsayımların, çekirdeğe bağlı elektronlar için uyarlanmasıydı
ve çok ileri zütürülmemesi gerekiyordu.
Ama doğru çıkış noktası idi.
Enteresan bir şekilde, 1925-1926 yılları arasında Werner Heisenberg,
Max Born , Wolfgang Pauli ve Pascual Jordan , matris mekanigi ile
kuantum mekaniğinin formal tanımını yaptılar. Ama formalizmlerinde
dalga mekaniğine yer vermediler. Benimsedikleri felsefe ise, tamamen
pozitivist idi. Yani sedece deneysel olarak gözlenebilen değerleri
gözönüne alan bir yaklaşım kullandılar.
1926 yılında Erwin Schrödinger bir dizi denklemle dalga mekaniğini
yeniden canlandırdı.
Sonunda kendi dalga mekaniğinden Heisenberg'in matriks mekaniğini
de türetip iki formalizmin matematiksel olarak denk olduğunu da
gösterdi. Son makalelerinden birinde Schrödinger, relativistik bir
dalga denklemi de sunar.
Dirac'a göre tarih biraz daha farklı işlemiştir. Ona göre, Schrödinger
önce relativistik dalga denklemini geliştirdi, sonra bunu kullanarak
hidrojenin spektrumunu hesapladı ve deneylere uymadığını gördü.
Ancak bu denklemin, düşük hızlarda geçerli olan versiyonu aslında
çalışıyordu!
Daha sonra relativistik dalga denklemini yayınladığında ise, bu Oskar
Klein ve Walter Gordon tarafından yayınlanmıştı ve hâlâ Klein-Gordon
denklemi olarak anılır.
Bu noktadan sonra Dirac; teoriye çeki düzen vermiş, özel görelilikle
uyumlu hale getirmiş ve bazı deneylerin sonuçlarını teorik olarak
üretmiştir. Örneğin pozitron 'un varlığının tahmini... 1930'lara
gelindiğinde ergenlikten çıkmış bir teori halini almıştır kuantum
teorisi. Daha sonra 1940'larda Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger
ve Richard P. Feynman, Kuantum elektrodinamiği konusunda önemli
çalışmalara imza atmış, 1950'li ve 60'lı yıllar Kuantum renk
dinamiğinin gelişimine tanık olmuştur.