Heisenberg Belirsizlik İlkesi ve Kuantum Mekaniği

Auxerre

Bu Bence, klasik fizik mekaniğinin bu pandemide füzyonlarından kopmuş, lineer zaman diliminin limitlerinin dışına çıkmış, normal eko sistemi reddenlere hitap eden Bence'dir! :D

Sürekli genişleyen evrenimiz nötronlar, elektronlar ve protonlar büyük patlamadan sonraki t-43 saniye, Planck zamanı öncesi ve sonrası bu teorileri oluşturan mekanikte, güneş nasıl parlıyor? Neden uzay boşluğu boş değil? Uzay zaman mekanizması evrenin farklı olarak belirsizlik ilkesi, kuantum teorisine bir belirsizlik düzeyi oluşturması!

.
.

Belirsizlik ilkesi basit olarak, gündelik hayatta olayları nasıl gördüğümüzün ve ölçtüğümüzün bir yansımasıdır. Bu Bence'de kelimeleri okuyabilirsiniz çünkü ışık parçacıkları, fotonlar ekrandan sekerek gözlerinize ulaştı. Her foton, ışık hızıyla sıçradığı yüzey hakkında bazı bilgiler taşıdığı için.

.
.

Elektron ve atom altı bir parçacığı keşfetmek! Her nesne bir fotonu da yansıtabilir ve ardından bu fotonu bir cihazla algılamayı deneyebilirsiniz. Ama olasılıkla, foton elektrona çarptığında, bir miktar momentum verecek ve ölçmeye çalıştığınız parçacığın yolunu değiştirecek!

Ya da kuantum parçacıklarının, çok hızlı hareket ettiğini anladığında, elektron artık foton orijinal olarak sana yansıdığı yerde olmayabilir. Her iki durumda da, pozisyon veya momentum hakkındaki gözleminiz yanlış olur ve gözlem eylemi gözlemlenen parçacıkları yeniden yapman gerek! Çünkü bütün füzyonları dağıttın!

.
.

Aynı anda ölüsün, aynı anda yaşıyorsun, belki de hiç yoksun!

Schrödinger'in superpozisyonu açıklamak için, aslında dalga geçtiği ünlü kedi deneyi vardır. Aslında böyle bir deneylemede yoktur!

Schrödinger'in aslında anlatmak istediği, radyoaktif maddenin bozunması, kuantum mekaniği yasalarını açıklamaktı. Yani her şey kapalı bir kutuda bulunur, bu nedenle tüm mekanik iki olasılığın bir bütünleşmesi olarak, kedi aynı anda hem ölü, hem de diri olarak sona erer!

Erwin Schrödinger
Erwin Schrödinger

Aynı anda hem ölü, hem de diri olan bir kedinin varlığı, mantık dışı olduğu ve gerçek dünyada gerçekleşmediği için bu düşünce deneyi, dalga fonksiyonu çökmelerinin sadece bu hayali deneyin ne amaçla Schrödinger'in kurguladığını, bugün hala anlamadan YouTube videoları çekenleri bile var. Üstelik gerçekmiş gibi yayınlamaları, ayrı bir komedi!

Heisenberg Belirsizlik İlkesi ve Kuantum Mekaniği

Schördinger Superpozisyon

Schördinger'in hayali kedisinden, gerçek hipotezlere gelirsek, Kuantum mekaniği, atomik ve atom altı ölçekte maddelerin, ışığın ya da fotonların eko sistemiyle ilgilenen bilimdir.

.
.

Mesela moleküllerin, atomların özelliklerini ve bunların bileşenlerini elektronlar, protonlar, nötronlar, kuarklar ve gluonlar gibi diğer daha ezoterik parçacıkların özelliklerini açıklamaya çalışır. Bu özellikler, parçacıkların birbirleriyle ve elektromanyetik radyasyonla yani foton, X ışınları ve gama ışınları etkileşimlerini diyebiliriz.

Heisenberg ne anlatıyor?

En basit ve temel olarak yazarsam, Heisenberg'in anlatmaya çalıştığı atomların neden patlamadığını, güneşin nasıl parlamayı başardığını ve uzay boşluğunun aslında boş olmadığını teorileştirmesi üzerinedir.

.
.

Heisenberg'in matris mekaniği, Schördinger'den farklı metodolojisi belirsizlik ilkesini teorize etmesine neden olan, bana göre temel faktör. Matris matematiğinde, her zaman axb=bxa durumu söz konusu değildir ve konum ve momentum veya enerji ve zaman gibi değişmeyen değişken çiftleri için bir belirsizlik ilişkisine neden olur.

Heisenberg, bir parçacığın konumunu bunu X harfi olarak alın, momentumunu bunu da P harfi olarak alın, mutlak hassasiyetle ölçemeyeceğimizi söyler. Bu değerlerden birini ne kadar doğru bilirsek, diğerini o kadar az doğru biliriz! Bu değerlerin ölçümlerindeki hataları çarparak, hatalar her özelliğin önündeki üçgen sembolüdür ya da delta harfi diyelim.

Heisenberg belirsizlik ilkesi formülü
Heisenberg belirsizlik ilkesi formülü

H harfi olarak da bir sabitin yarısından büyük veya yarısına eşit bir sayı vermelidir. Bu, Planck sabitinin bölünmesine eşit kısmı olmalıdır. Basit olarak Planck sabiti, dünyanın tanecikliğini en küçük ölçeklerinde ölçmenin bir yoludur.

Belirsizlik ilkesi, klasik fiziğin ötesindedir!

Güneşin merkezinde ters yönde benzer bir kuantum tünelleme süreci gerçekleşir, burada protonlar bir araya gelir ve yıldızların parlamasının nedeni enerjiyi serbest bırakır. Güneşin çekirdeğindeki sıcaklıklar, protonların karşılıklı elektriksel itmelerinin kurtulmak için yeterli enerjiye sahip olmaları için yeterince yüksek değildir. Ancak belirsizlik ilkesi sayesinde, enerji bariyerinden geçebilirler.

.
.

Örneğin, negatif yüklü elektronların pozitif yüklü bir çekirdeğin yörüngesinde döndüğü atomları ele alalım. Klasik mantıkla, iki zıt yükün birbirini çekmesini ve her şeyin bir parçacık topuna dönüşmesine yol açmasını bekleyebiliriz Belirsizlik ilkesi, bunun neden olmadığını açıklar!

Nasıl açıklar? Bir elektron çekirdeğe çok yaklaşırsa, uzaydaki konumu kesin olarak bilinecek ve bu nedenle konumunu ölçmedeki hata çok küçük olacaktır. Bu momentumunun ve çıkarım yoluyla, hızının ölçülmesindeki hatanın çok büyük olacağı anlamına gelir. Bu durumda, elektron atomdan tamamen uçacak kadar hızlı hareket ediyor olabilir!

Heisenberg denkleminde neyi anlamamız gerekir?

Heisenberg'in matris matematiğinde, konum ve momentum yerine enerji ve zaman cinsinden de ifade edebiliriz.

Nasıl ifade edebiliriz? Yine bir değişken, ne kadar kısıtlıysa diğeri o kadar az kısıtlanır. Bu nedenle, çok kısa bir süre için, bir kuantum sisteminin enerjisinin, parçacıkların boşluktan çıkmasına neden olacak kadar belirsiz olması mümkün diye düşünün!

.
.

Bu sanal parçacıklar çiftler halinde ortaya çıkar ve bir elektron ve onun anti-madde çifti, örneğin pozitron yani, pozitif yüklü elektron yayması kısa bir süre için ve sonra birbirlerini yok ediyorlar.

Bu parçacıklar yalnızca geçici olarak var olduğu ve süreleri dolduğunda yok olduğu sürece, kuantum fiziği yasaları dahilindedir. O zaman şöyle diyelim! Belirsizlik kuantum fiziğinde, temel bir karmaşa denklemi değildir ve aslında bu ilke olmasaydı burada olmazdık!

Son olarak, bu konulara ilgi duyanlar için Toronto üniversitesi, Heisenberg'in belirsizlik ilkesindeki ölçme deneylemelerine, yeni bir bakış açısı getirmiştir. Linkini bırakıyorum.

Heisenberg Belirsizlik İlkesi ve Kuantum Mekaniği
48 Cevap