Albert Einstein, 4 Aralık 1926 da Max Born'a gönderdiği kuantum mekaniği ile ilgili ünlü mektubunda şunları yazmıştı. "Kuantum mekaniği gerçekten çok etkileyici. Ama içimden bir ses hâlâ yeterli değil diyor. Teori birçok şey söylüyor ama bizi 'Tanrının' sırlarına yaklaştırmıyor. Ben hangi durum olursa olsun O'nun zarla oynamadığına eminim."
Daha sonraları Einstein'a atfedilen "Tanrı, evrenle zar atmaz" ifadesinin kaynağının bu mektup olduğu söylenir.
Kuantum Kuramı'nın öncüleri Einstein, Bohr, De Broglie gibi bilim insanlarının izinde ilerleyen diğerleri Kuantum Kuramı'na daha kapsamlı ve matematiksel olarak daha sağlam bir temel oluşturma çabasına giriştiler.
Kuram, onların katkılarıyla ve yeni haliyle "kuantum mekaniği" olarak bilinecekti.
Kuantum mekaniğinin Kopenhag yorumu, parçacıkların dalga gibi davrandığını iddia ediyordu. Bu dalga parçacıkların her biri kendi dalga fonksiyonuyla tanımlanıyor ve bu fonksiyon onun farklı konumlarda veya farklı hızlarda bulunma olasılığını temsil ediyordu.
Bu yoruma göre, bir parçacık gözlendiğinde dalga fonksiyonu çöküyor ve tek bir ölçüm değeri alıyordu.
Ancak Einstein'ın itirazları vardı.
Ekim 1927'de Brüksel'de düzenlenen 5. Solvay Konferansı'nda Einstein, kuantum mekaniği Kopenhag yorumunun ölümcül kusurlu olduğunu ve daha eksiksiz bir teoriye ihtiyaç duyulduğunu tüm gücüyle savundu. Ancak bu iddialara rağmen bilim insanlarının büyük çoğunluğunu ikna edemedi.
Schrödinger Dalga Denklemi
Solvay Konferansı'nda kimler yoktu ki: Wolfgang Pauli, Marie Curie, Max Planck ve Albert Einstein yanı sıra kuantum mekaniğine büyük katkılarda bulunan Erwin Schrödinger, Max Born, Niels Bohr, Louis de Broglie, Paul Dirac ve Werner Heisenberg gibi bilim insanları konferansın katılımcılarıydılar. Katılımcı 29 fizikçiden 17'sinin Nobel Ödülü sahibi olduğunu da kaydedelim.
5. Solvay Konferansı'nda Kopenhag yorumu etrafında bir fikir birliğinin oluşmaya başladığı görüldü. Dahası katılımcıların çoğu, yeni teorinin olasılıklı doğasını kabul etmiş görünüyordu.
Peki, Einstein'ı rahatsız eden şey neydi?
Solvay konferansına damga vuran tartışmaların kaynağı iki yıl öncesine dayanıyor.
1925 yılında, Solvay Konferansı'ndan iki yıl önce, Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger, bir atomdaki elektronların dağılımına ilişkin matematiksel bir model oluşturmak üzere bir denklem geliştirmişti. Dalga fonksiyonu olarak da bilinen bu denklem, ışıkhızının altındaki hızlarda hareket eden elektronlar için doğru sonuçlar vermektedir.
Kopenhag yorumu etrafındaki fikir birliğine rağmen Einstein, bu yeni yaklaşımı kabul etmekte zorlandı.
Aslında Einstein, kuantum mekaniği yaklaşımının tam olarak yanlış olduğunu savunmuyordu. Schrödinger denklemi olayları çok iyi tanımlıyordu ve kuantum mekaniğinin başarıları inkâr edilemezdi. Ancak Einstein, onun bazı büyük parçalarının bir şekilde eksik olduğunu iddia ediyordu.
Ona göre klasik bir dalga, birçok bileşenden oluştuğu için anlamlıydı: Örneğin, bir su dalgasının tepe seviyesi büyük miktarda su molekülünün o noktada yoğunlaşmış olduğunu gösteriyordu.
Peki, tek bir elektron dalgası durumunda, dalganın tepe noktaları gerçekte neyi temsil edecekti?
Einstein'a göre tek bir elektronun dalgasını yorumlamak zordu; o sonuçta yalnızca bir elektrondu ve bir su dalgasının gösterdiği gibi bir davranış sergileyemezdi.
Olasılık fonksiyonu
Solvay Konferansı'ndan bir yıl önce, 1926'da Alman fizikçi ve matematikçi Max Born, bu can alıcı temel sorulara radikal bir yanıt getirdi. Born, dalga fonksiyonu olarak bilinen elektron dalgasının, ölçüldüğünde belirli bir konumda bulunma olasılığını temsil ettiğini ve bu şekilde yorumlanması gerektiğini savundu.
Max Born'a göre Schrödinger modeli, bize elektronun nerede olduğunu söylemiyor, yalnızca nerede olabileceğini söylüyordu:
"Başka bir deyişle, bir elektronun konumunu belirlemek için bir deney yaparsanız, onu dalga fonksiyonunun mutlak değerinin çok yüksek olduğu bir yerde bulma olasılığınız yüksektir. Buna karşın dalga fonksiyonunun mutlak değerinin düşük olduğu bir yerde bulma ihtimaliniz ise çok daha düşük."
Born'un olasılık dalgası, Werner Heisenberg'in yakın zamanda önerdiği "belirsizlik ilkesi" ile örtüşüyordu. Biliyorsunuz Heisenberg, kuantum dünyasında bir parçacığın hem konumu hem de momentumu hakkında aynı anda kesin bilgi elde etmenin mümkün olmadığını söylüyordu.
Elektron dalgalarının veya madde dalgalarının determinist bakış açısı yerine olasılıksal bakış açısıyla incelenmesi Einstein'ı rahatsız etti. Sonuçların pozitifliğine rağman bir şeylerin eksik olduğu konusunda ısrarcıydı.
Solvay Konferansı bu tartışmaların akışında gerçekleşti ama Einstein ikna edilemedi.
Bununla birlikte Einstein, 1928 yılında Nobel Fizik Ödülü için Heisenberg, Born ve Jordan'ı aday gösterdi ancak 1932 yılında Heisenberg tek başına "kuantum mekaniğinin yaratıcısı " olarak ödülü aldı.
Max Born
Max Born ise" kuanum mekaniğine yaptığı katkılar" nedeniyle Nobel ödülüne 1954 yılında ulaşabildi. Pascal Jordan'ın Nobel Ödülü kazanamamış olması ise Nazi partisine katılmış olmasına bağlanıyor.
Max Born'un kuantum fiziğine yaptığı katkılardan en önemlisi belki de yetiştirdiği bilim insanlarıdır. Doktorasını onun danışmanlığı altında alanlar arasında Max Delbrück, Siegfried Flügge, Friedrich Hund, Pascal Jordan, Maria Goeppert-Mayer, Lothar Wolfgang Nordheim Robert Oppenheimer ve Victor Weisskopf gibi isimleri görmek mümkün.
Enrico Fermi, Werner Heisenberg, Gerhard Herzberg, Friedrich Hund, Pascual Jordan, Wolfgang Pauli, Léon Rosenfeld, Edward Teller ve Eugene Wigner gibi isimlerin de bir dönem Born'un asistanlığını yaptıklarını kaydedelim.
Nazi zorbalığının zirveye ulaştığı 1933 yılında Einstein, Avrupa'yı terk etmek zorunda kalacak, yeni vatanında ise neredeyse tüm bilim insanlarının ilgisini atom bombasına doğru kaymış bulacaktı. Dolayısıyla Solvay tartışmaları da bıraktıkları yerde kaldı.
Hatırlarsanız, 1926 yılında Max Born'a yazdığı mektupta, bugün bildiğimiz formatında "Tanrı zar atmaz" demişti.
Bugün yaşasaydı, ne derdi acaba?
Muhtemelen yanıtı şöyle olurdu: "Yanılmışım, atarmış!"
Kaynakça
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1954/born/biographical/
https://www.mprl-series.mpg.de/studies/2/12/index.html
https://www.scientificlib.com/en/Physics/Biographies/PascualJordan.html
|
Nafiye Güneç Kıyak kimdir? Nafiye Güneç Kıyak, lisans eğitimini İstanbul Üniversitesi (İÜ) Fizik Bölümünde ve yüksek lisans eğitimini İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Nükleer Enerji Enstitüsünde tamamladı. Çalışma hayatına Türkiye Atom Enerjisi Kurumu - Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi'nde araştırma reaktörü radyasyon güvenliği sorumlusu olarak başladı. Doktora sonrası Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu bursu ile Almanya-GSF (Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung-München)'de "nükleer santraller çevre analizleri, radyasyon dozimetrisi, nükleer teknikler" alanlarında çalışmalarda bulundu. Yurda dönüşünün hemen ardından doçent ve daha sonrasında da profesör oldu. 1996 yılında kurulan Işık Üniversitesi'nin kuruluş çalışmalarına katıldı ve çeşitli kademelerde görev alarak kurucu fizik bölüm başkanlığı, Fen Bilimleri Enstitüsü müdürlüğü görevlerinde bulundu. "Lüminesans Araştırma ve Arkeometri Laboratuvarı"nı kurdu modern fizik konularında lisans ve yüksek lisans dersleri verdi. 2010- 2015 yılları arasında Işık Üniversitesi Rektörü olarak görev yaptı. Rektörlük süresini tamamlamasının sonrasında Feyziye Mektepleri Vakfı okulları CEO'su görevinde bulundu. Prof. Kıyak'ın uluslararası bilimsel dergilerde yayımlanmış çok sayıda bilimsel makalesi, yurtiçi ve yurt dışında sunulmuş 200 dolayında bilimsel çalışması bulunmaktadır. Ayrıca popüler bilim alanında üç kitabın yazarıdır: Aklın bilinmeyene yolculuğu: KOZMOS; Sırlar evrenine açılan kapı: KUANTUM ve Başlangıcın ötesi: ÇOKLU EVRENLER. 2019'dan bu yana T24 Haftalık'ta popüler bilim konularında yazılar yazmaktadır. Prof. Kıyak evli ve iki çocuk sahibidir. |