Ölü ya da Diri Kedi Aranıyor!

Amerikalı ünlü teorik fizikçi John Wheeler der ki “Eğer kuantum mekaniği sizin kafanızı karıştırmadıysa o zaman onu gerçekten anlayamamışsınızdır.” Peki kafamızı karıştıran bu kuantum mekaniği nedir?

Öncelikle hepimizin ortaokuldan beri bildiği bir  mekanik problemini ele alalım. F kuvvetine maruz kalan bir parcaçık yatay eksende ilerlemekte olsun. Verilen tüm zamanlar için bu cisimin konumu zamana bağlı bir fonksiyon olan x(t) ile gösterilir. Newton’un ikinci yasası olan F=ma denklemini kullanarak cisimin konum fonksiyonu olan x(t)’yi bulabiliriz.

Konum fonksiyonunu bulduğumuz zaman burdan yola çıkarak cisimle ilgili istediğimiz birçok değişkeni hesaplayabiliriz. (momentum, hız, kinetik enerji, …)

Bu sayede cismin fiziksel hareketini anlamış oluruz.

Şimdi aynı problemi bir de kuantum mekaniği ile inceleyelim. Kuantum fiziği, bu parçacığın dalga fonksiyonuna sahip olduğunu söyler. Dalga fonksiyonunu bir kere bulduğumuz zaman buradan yola çıkarak tıpkı mekanik problemimizdeki gibi sistem hakkında birçok bilgi ediniriz. Tabii ki dalga fonksiyonunu bulmak çok da kolay bir işlem değildir bunun için diferansiyel denklem olan meşhur Schrödinger Denklemini çözmemiz gerekir.

Ölü ya da Diri Kedi Aranıyor! schrodinger denklemi

Kabaca kuantum fiziğine giriş yaptıktan sonra kuantum fiziğindeki paradokslardan bahsedebiliriz. EPR Paradoksu, Schrödinger’in Kedisi, Zeno Paradoksu; kuantumdaki paradokslardan birkaçıdır.

Aralarında sanırım popüler kültürde de en meşhur olan paradoks; filmlere, edebiyata ve dizilere bile konu olmuş Scrödingerin Kedisi’dir!

Kuantum mekaniğinde bir sistem üzerinde gözlem (ölçüm) yapmak sistemimizin ciddi bir şekilde değişmesine sebep olur. Bahsettiğimiz dalga fonksiyonu eğer gözlemci tarafından gözlem yapılmaz ise zaman içinde aynı kararlılıkla evrimini sürdürür.

Lakin gözlemci merakına yenik düşer ve sistemi gözlerse dalga fonksiyonumuz gözlemden sonra farklı bir biçimde evrilir. İşte tam bu noktada bu konuyu daha iyi anlamak icin artık kedimizi devreye sokabiliriz.

Schrödinger konuyu şöyle açıklar:

Kedimizi, içinde Geiger sayacı, sayaca bağlanmiş bir çekiç, bir şişe zehir ve az miktarda radyoaktif madde bulunan bir kutuya koyalım. Bir saat içinde %50 ihtimalle radyoaktif maddemizdeki atomlardan biri ışıma gerçekleştirir. Geiger sayacımız nükleer ışımayı tespit edecek ve çekici harekete geçirecektir. Bu şekilde çekiç zehirin bulunduğu şişeyi kıracak ve zehir dökülüp kedimizi öldürücektir.

Tabiki geriye kalan %50 ihtimalde ise atomlardan hiçbiri ışıma yapmayacak ve zehir şişesi hiçbir zaman kırılmayacak bu sayede kedimiz hayatta olacaktır.

Gözlemci bir saat sonunda gözlem yapmazsa kuantum mekaniğine göre kedimizin dalga fonksiyonu %50 ölü , %50 diri olucaktır. Yani kedimiz eşit olasılıklarla ya ölü ya da diri olacaktır.

Ölü ya da Diri Kedi Aranıyor! schrodinger denklemi2

Şimdi, bir saat sonunda dayanamadınız ve kutuyu açtınız diyelim.Kediyi ya ölü yada diri olarak göreceksiniz. Artık gözleminizi yaptınız. Burdan sonra kedinizi nasıl bulduysanız dalga fonksiyonuda o şekilde olacaktır.

Yani artık (%100 ihtimalle) kedimiz ölü ya da (%100 ihtimalle) diri olucaktır.

Kediyi aslında yaşatan yada öldüren siz olmuşsunuzdur!

Ölü ya da Diri Kedi Aranıyor! schrodingerin kedisi2 m

Şaşırtıcı ve düşündürücü değil mi? Anlamak kesinlikle kolay değil ama merak etmeyin Nobel ödüllü ünlü fizikçi Richard Feynman bile der ki “Şunu tam emin olarak söyleyebilirim ki kuantum mekaniğini kimse tam olarak anlamıyor.“

Ölü ya da Diri Kedi Aranıyor! scrodingerin kedisi m

Kaynak: http://www.fizikist.com/olu-ya-da-diri-kedi-araniyor/