09 Şubat 2020

Bir belirsizlik hikâyesi!

Werner Karl Heisenberg, bir Alman bilim insanı, kuantum mekaniğinin geliştirilmesine büyük katkı sağlayan isimlerden biri ve bu çalışmaları ile 1932 Nobel Ödülü sahibidir. Onun da yaşamında Nazi Almanyasının karanlık gölgesini görmek mümkün

Kuantum kuramı, bilim tarihinin en kafa karıştırıcı, en tartışmalı, en karizmatik ve en ilham verici kuramı olarak kabul görüyor.

Kuramın çıkışı fizik olmakla birlikte etki alanı fizik ile sınırlı değil.

Bilimden felsefeye, birçok düşünce akımına, sosyal kuramlar ve teknolojik uygulamalara ilham kaynağı olmayı sürdürüyor.

Einstein, 1909 yılında ışığın ikili bir yapıya sahip olduğunu, hem parçacık hem de dalga gibi davrandığını ileri sürdüğünde, bu öngörüsü kabul görmekte zorlanmıştı.  

Ancak çok aykırı görünen bu öngörü, çok geçmeden deneysel verilerle desteklendi.

Dahası, benzer ikili davranışı yalnızca ışık fotonları değil, elektronlar da göstermekteydi.

Bilim insanları bunları sindirmeye çalışırken Louis de Broglie isimli, oldukça genç bir Fransız fizikçi "her parçacığa bir dalga eşlik eder" öngörüsünde bulunuyor ve dalga boyunu da momentum cinsinden formule ediyordu. Yıl 1924.

Louis de Broglie'nin kuramsal olarak ortaya koyduğu, hareket eden her parçacık veya nesnenin aynı zamanda bir dalga ile ilişkilendirileceği öngörüsü, 1927 yılında Lester Germer ve Clinton Davisson tarafından deneysel olarak kanıtlandı.

Bu çalışma ile Louis de Broglie, 1929 yılında Nobel Fizik Ödülü sahibi olacaktır.

Belirsizlik İlkesi

Daha sonra kuantum parçacıklarının bu tuhaf "ikili davranış"ı, Heisenberg’in ileri sürdüğü "belirsizlik ilkesi" ile daha da tuhaf bir hâl alır.

Heisenberg, dalga ve parçacık ikiliği gösteren bir kuantum parçacığının "konumunu ve hızını aynı anda tam olarak bilemeyeceğimizi" söylemektedir.

Bir parçacığa eşlik eden dalganın dalga boyunu ölçebiliriz, Louis de Broglie bunu formule etmişti. Bu bize onun momentumunu (dolayısıyla hızını) verir ama konumunu vermez. Öte yandan bir parçacığın konumunu belirleyebiliriz ama onun da dalgaboyu yoktur, dolayısıyla momentumunu bilemeyiz.

Eğer elimizdeki, hem parçacık hem de dalga karakteri taşıyorsa, o zaman onun ne konumunu ne de hızını aynı anda tam olarak bilemeyiz. Heisenberg böyle söylüyordu: Bu belirsizlik "en az Planck sabiti kadar" olmalıdır!

Belirsizlik ilkesi, kuantum fiziğinin en temel ilkelerinden biri olarak bilim tarihindeki yerini aldı.

Erken evrende kuantum salınımları, negatif yüklü elektronların pozitif yüklü çekirdeğe neden düşmedikleri gibi birçok soru, belirsizlik ilkesi ile yanıt buldu ve yeniden yorumlandı.

Beyaz Yahudi Heisenberg

Werner Karl Heisenberg, bir Alman bilim insanı, kuantum mekaniğinin geliştirilmesine büyük katkı sağlayan isimlerden biri ve bu çalışmaları ile 1932 Nobel Ödülü sahibidir.

Onun da yaşamının üzerinde, birçoğunda olduğu gibi, Nazi Almanyasının karanlık gölgesini görmek mümkün.

20. yüzyılın başında büyük bir sıçrama gösteren bilimsel gelişmeler, Nazilere göre Yahudi biliminin baskısı altındadır.

Bu anlayışla Naziler, kendi fizik bilimini oluşturmak için Deutsche Physik (Alman Fiziği) akımını başlatırlar.

Bu akımın başını 1905 fizikçi Nobel Ödüllü Philipp Lenard ve yine 1919 Nobel Ödüllü fizikçi Johannes Stark çekmektedir. Harekete katılmayanlar, bir Yahudi olan Albert Einstein’ın kuramlarına destek vermekle suçlanır ve bir çoğu işlerinden olur.

Werner Karl Heisenberg de bunlardan birisidir. Alman olması ve Bohr'un liderliğinde çalışmalarını sürdüren Kopenhag grubu içinde yer alması nedeniyle kendisine "Beyaz Yahudi" denilir.

Henüz 2. Dünya Savaşı başlamamıştır.

Heisenberg, bu dönemde Nazi iktidarı tarafından şüpheli bir kişiliktir. Buna rağmen, 2. Dünya Savaşı başladığında, Almanya uranyum programının başına getirilir.

Bu olayda, SS komutanı Himmler'in ona tam destek verdiği biliniyor.

Söylenen odur ki, Heisenberg'in annesi SS’lerin lideri Heinrich Himmler’in annesinin yakın arkadaşıdır; ayrıca çocukluk yıllarında aynı okula gitmişlerdir ve bu nedenle SS liderinden tam destek almıştır.

İkinci bir söyleme göre ise, SS komutanı Heinrich Himmler, bilimsel dehası nedeniyle ona değer vermektedir ve bu nedenle ona sahip çıkmıştır.

Çok sayıda bilim insanını sistem dışına atan, ölüme gönderen, kitaplarını yakan bir Nazi yönetimi için ikincisi pek akla yatkın görünmüyor.

Ama Heisenberg, Alman nükleer silah projesi Uranverein’e 2. Dünya Savaşı süresince başkanlık eder. Bu projede nükleer fisyonun kaşiflerinden biri olan Otto Hahn ile birlikte çalışır. 1941 yılında, atom bombası yapımında Almanya'ya destek olması için Niels Bohr'u ikna etmeye çalıştığı, ancak etik nedenlerle Bohr'un teklifi reddettiği söylenir.

Bu arada, Almanya'nın nükleer bomba yapma çalışmaları içinde olduğu bilgisini ilk ABD'ye taşıyanın Bohr olduğunu da kaydedelim. Bunun üzerine Einstein, ABD başkanına mektup yazar, Manhattan projesi başlatılır ve Bohr da bu projede yer alır.

Bilindiği gibi, Alman nükleer silah projesi Uranverein başarısız olur.

Bu durumun kaynak ve bilgi yetersizliğinden kaynaklandığı söylenir, ama bazıları da projede görev alan bilim insanlarının Nazilerin nükleer silahlara sahip olmasını istememelerine bağlar.  

Hatırlarsanız, Manhattan projesinde aktif görev alan bilim insanları da, sonrasında kendi ürettikleri silaha şiddetle karşı çıkmışlardı.

Ancak, Heisenberg'in 2. Dünya Savaşı sırasındaki rolü, bilim tarihinin sayfaları arasına sıkışmış bir "belirsizlik" hikâyesi olarak kalacak gibi görünüyor!

Yazarın Diğer Yazıları

Kozmik ağlar: Evrenin bir yerleşim planı mı var?

Son yapılan gözlemlerde, çok uzaklarda bir grup galaksiyi birbirine bağlayan bir kozmik ağın görüntülendiği bilgisi medyada yer aldı. 12 milyar ışık yılı uzaklıkta olan bu galaksi kümesinin, ağlar aracılığıyla birbirine bağlandığı ilk kez görüntülenmiş oluyor

Yerküre hasta, öksürüyor, yoğun bakım yakındır!

Dünya'mız bugün hasta, ateşi sürekli yükseliyor, öksürüyor ve bir türlü ateşini düşüremiyoruz. Kutuplarda eriyen buzullar bile düşürmeye yetmedi

Nebula ve yıldızların doğumu

Nebula, yıldızların ana rahmi, bir yıldızın doğumu için gerekli koşulların oluştuğu yer… Günümüzden 5 milyar yıl önce, Samanyolu galaksisinin uzak bir köşesindeki nebulada bizim yıldızımız, Güneş evrene gözlerini açtı