İçeriğe geç

Kuantum Fiziği ve Enerji

 

Fizikçi Nick Herbert, dünyayı “sadece baktığımız zaman madde görüntüsü veren, aslında durmaksızın akan bir dalga çorbası” olarak ifade etmektedir. Midas’ın dokunduğu her şeyi altın yapan elleri gibi…

John Wheler “Bizler sadece gözlemci değiliz, olanları anlatma hakkımız olduğu gibi, oluşturan da yine bizleriz.” der. Ve “Olanlarla olacakları bizler gözlem aletlerimizle belirlemekteyiz” diyen Bohr’a hak verir.

KUANTUM kelimesi Latincede “Nicelik”, kuantum olaylarında ise “parçacık” anlamındadır.

Alman Fizikçi Max Planck 1900 yılında bir teori ortaya koydu. KUANTUM TEORİSİ. Buna göre enerji, düz ve sürekli değil; kesik, kopuk, ardışık, noktasal paketçiler halinde yayılıyordu. Planck bu düşünceyi bir sabitle “Planck sabiti”, “h” ile fiziğe kazandırdı.

Newton’a göre ışık, ‘Corppuscule’ denilen madde akımıydı. Tanecikli bir yapıya sahipti. Maxwell ise ışığın dalga davranışı gösterdiğini savunmaktaydı, Kuantum teorisi, fiziğin bu en büyük tartışmasını uzlaştırmış bulunmaktadır.

Kuantum olaylarında ışık, hem madde hem de dalga özelliği taşımaktaydı. Foton denilen maddeciğe, uzayda bir de dalgacık eşlik etmekteydi. Yani ışık, uzayda yol alırken bir dalga gibi, önüne engel çıkınca da aktif bir parçacık gibi davranmaktaydı. Aslında madde ile enerji farklı şeyler değildi. Madde yoğun, enerji ise seyrek madde idi ve birbirine dönüşebilirlerdi.

Einstein’in ünlü denklemi E=m.c2 bunu anlatır, ‘enerji, maddenin kütlesi ile ışık hızının karesinin çarpımına eşittir.’

Einstein, Lenard ve Comten, ışığın tanecik yapısını soruştururken, Louis De Bruglie de dalgacıkların yapısını araştırmaya başladı. Broglie, atomaltı parçacıkların aynı zamanda dalga boyu olduğunu keşfetti. Elektron, Proton gibi parçacıklara bir dalga boyu eşlik etmekteydi. Hareket halindeki bu parçacıklar dalga davranışında bulunuyorlardı, yani titreşiyorlardı.

Riemann Tansörü (Big Bang Öncesi Hareketlilik). Birinci derecede hacim koruyan “Gel-Git” şekil değiştirmelerini belirten kuram.

Kuantum Mekaniği, fiziği bu özel alanı “Bilgi teorisi” olarak da tanımlanmaktadır. Ancak bu düşünce, bu konudaki teknik ilerlemelerden kaynaklanmaktadır.

Kuantum Teorisi ile ortaya çıkan ilkelerden biri de ‘Hilbert Uzayı’ teorisidir, belli bir operatöre bağlantı olarak Kuantum Teorisinin matematiksel çerçevesini ve dilini ifade eder. Diğer bir ilke ise Kuantum Dinamiği ilkesidir, Erwin Schrodinger bu denklemin kurucusudur.

Fizik tarihinde bazen bir fikri ortaya atanların, sonraki gelişmelerden memnun olmadığı da görülmüştür. Örneğin Newton’un Girişim Halkaları deneyi, Faraday’ın kısmen kendi deneyimlerinden kaynaklanan “Maxwell Denklemleri”ni fazla matematiksel bulması gibi. Kuantum Mekaniğine temel katkıları olan birçok fizikçi sonradan bu önemli teoriye cephe almışlardır.

1900’de “Enerji Kuantumu” fikrini ortaya atan Max Planck’ın bu girişimini çok beğenen Einstein işi biraz daha ileri götürerek Fotonları deklare etti. Fakat Planck, Eintein’in bu fikrini 1913’te hala kabul etmemişti.

Aslında, Einstein foton kavramını ortaya attıktan sonra Kuantum Teorisi şekil almaya başlamıştır.Luis de Broglie “parçacık-Dalgacık” dualitesi fikrini ortaya koyduktan sonra Max Planck da teorinin “İhtimaller” cinsinden yorumunu yaptı. Niels Bohr “Objektif Gerçeklik” felsefesi görüşü ile teoriyi tanımladı ve Einstein, Podolsky, Rosen’in (EPR) makalesi yayınlandı. Bu makale, Kuantum serisinin şaşırtıcı yanlarını sergilemesi bakımından yararlı oldu. Buna rağmen; Louis De Broglie meşhur E= h.r (Parçacık eşittir Planck sabiti kare dalga frekansı) denklemiyle yeni bir yorum getirdi. Bu, Dalgalar Kuantumu teorisi, Kopenhag yorumunda yer aldığı Louis De Broglie bu teoriye yeni bir yorum ileri sürdü. “Pilot Dalga” teorisi. Bu yorum Wolfgang Pauli tarafından şiddetle eleştirildi. Daha sonra David Behrn 1950’lerde Pilot Dalga kavramını içeren ve yerel olmayan etkileşimleri ortaya koyan yeni bir teori geliştirdiyse de bu teori fazla ilgi görmedi.Kopenhag ekolu fizikçilerinden Erwin Schrodinger, özellikle birden fazla parçacık içeren problemlerin savunulmalarının imkansız olduğunu söyledi. Zira, iki parçacıklı problemlerde altı boyutlu bir uzay ortamı çıkıyordu, ve “YÜK” gibi gerçek bir fiziksel dağılımın böyle bir uzayda anlamı kalmıyordu.

Kuantum ile ilgili ilkeleri şöyle sıralayabiliriz;

*Her parçacık aynı zamanda Dalgacıktır: Kuantum Teorileri evrende her şeyi parçacık olarak görür.

*Kuantum Durumu: Evrene (Kuantum Durumu) ya da (Kuantum Davranışı) olarak bakabiliriz.

*Belirsizlik İlkesi: Kuantum düzeyinde “ışık hızı” yasağı nedeniyle sistemlerin durumları belirlenemediğinden “Belirsizlik İlkesi” hakimdir.

*Üst üste gelme İlkesi: Bir sistemdeki durumlar üst üste geldiğinde, başka yeni olasılıklar meydana gelir. Gizli değişkenler gibi.

*Nesnel Olasılık: Yani her şey rastlantıdır.

*Correlation: Tıpatıp davranış olgusu.

*Gecikmeli Seçim: Bu, beş boyutlu uzay-zaman kavramı kapsamındadır. Yalnız fotonlar değil, her parçacık (nötronlar, elektronlar, protonlar) tünel aracılığı ile (Parçacık-Dalgacık) özelliklerinden birini seçip kullanabilirler.

*Süper İletken Halka: Kuantlar arasındaki bir tünel ucu, parçacığın varlığını belirtir.

Kuantum teorisinin matematiksel değerlerini – “Kuantum Mekaniği” – kuranlar, teorik fizikçi Paul Dirac ve Warner Heisenberg’tir. Ernest Rutherford’un öğrencisi olan Niels Bohr, modern fizikte kuantum durumlarının tutarlı ve kuramsal görünmelerini geliştirmiştir. Böylece, James Clark Maxvell’in ışığın elektromanyetik dalga olduğunu ileri sürüşünden bu yana, ışık ile madde etkileşmesinin kuantsal kuramı sonunda, “Kuantum Elektrodinamiği” gibi ilginç bir adla 1920’de geliştirildi.

Planck sabitinin altında bir mini uzay bulunmaktadır. “Hilbert Uzayı”. Uzay ne kadar küçülürse enerji o kadar çoğalır. Fakat zaman etkisi de o derece azalır. Mini uzaylarda mesafe küçüldükçe enerji (Rezonans) sonsuz güce ulaşır. Bu güce Evrenimizin tohumudur denebilir.

Hilbert Uzayı, David Hilbert’in adına izafeten adlandırılmıştır. Soyut bir mekandır. Hiçlikten varlığa geçişte “t=e”, ısının -10 43 derece ile – 10 32 derece arasında ortaya çıkmıştır. Bu aralıkta olup bitenleri bizlere Hilbert Uzayı açıklar. Teorik fizikçiler bu zaman aralığına “Kuantum Gravite” adını vermişlerdi.

Hilbert Uzayı, Evrenin en küçük aralığıdır. Beşinci boyutun yer aldığı, soyut matematik uzay modellerinden en önde gelenidir. Bu uzay da, zaman ve bilinç gibi soyut boyutlar oluşur. Teorik Hilbert Uzayı asla Kuantlaşmaz. Oraya evrenimizi teşkil eden Tradyonların(madde parçacıklarının) negatifi olan Takyonlar hakimdir.

Hilbert Uzayı, aslında sayısız Hilbert Uzayları dizisidir. Henüz keşfedilmemiş, bilinmeyen varlıkların mekanı olduğu kabul edilir.

Bir Hilbert Uzayında zaman boyutu teğet olabilir. İçine girilemezken bir diğerinde ise zaman uzunluk boyutu gibi yer alır.

Hilbert Uzayında zaman tersine akar. Orada geçmiş yaşanır. Çünkü matematiksel bir mekan olan Hilbert Uzayında negatif olasılıklar da yer alır.

Hilbert Uzaylarının bazılarında zaman yoktur, bazılarında zaman teğettir. Bir diğerinde zaman ileri akarken, başkasında geriye doğru akmaktadır. Zaman alternatif akım gibi bir ileri bir geri osilasyonik çalışır. Örneğin, orada insan yaşlı doğar sonra gittikçe gençleşir.

Hilbert Uzayının daha altında Süper Uzay bulunmaktadır. Sıfırdan küçük, tek boyut, tekillik bölgesidir. Süper Uzay, en büyükle en küçüğü birleştirebilir. Hilbert Uzayından başka en uzak ile en yakını birleştiren Kara Delik Uzayını da anlatır. Burada her şey hem gerçek hem sanaldır. Dün bugün yarın yoktur. Hepsi iç içedir. Işık hızı çok gerilerde kaldığı için burada zaman da yoktur.

Süper Uzayın kurgusu “geometro-dinamik”tir. İki tip ortak yasadan meydana gelmiştir. Kıpır kıpır kaynadığı için dinamiktir. Hiçbir şekilde biçimlenmediği için topolojiktir. Yani kaostur. Bu bir kuantum vakumunun topolojik durumunu ifade eder.

Evrenimiz, yaradılış patlaması sırasında, iki tip içerik ve tutarlılığa dönüşmüştür. Birincisi, maddi cisimler, ikincisi göremediğimiz kuvvet alanlarıdır. Büyük patlamada açığa çıkan toplam enerji de varlıklar ve alanlar olarak ikiye ayrılmıştır. İkincisi, yani alanlar, sanal evreni (soyut evreni) yapılandırmıştır. Bu durumda (parçacık-kuvvet) düalitesi sanal evrenlerde de mevcuttur.