YORUM | BETÜL GÜL
“Odayı dolduran bir sıvı gibi, aslında tüm evreni dolduruyor.”
Kuantum fiziğinin en ünlü ve muhtemelen en önemli deneyi, atom altı parçacıkların ve atomların aynı anda birden fazla yol boyunca hareket ettiğini gösteren çift yarık deneyi. İlk çift yarık deneyi, ışığın dalgalar halinde mi, yoksa parçacıklar halinde mi yayıldığını araştıran Thomas Young tarafından yaklaşık 200 yıl önce yapılmıştı. Young, üstünde birbirine yakın iki ince yarık olan bir levhaya ışık tuttuğunda levhanın arkasında girişim deseni meydana geldi. Işık, suda halkalar şeklinde yayılan iki dalganın üst üste gelip girişim yapması gibi girişim yapmıştı. Bir başka deyişle, yarıklardan geçen sanki su dalgalarıydı. Fakat asıl ilginç olan, deney ışığı oluşturan foton adlı parçacıkların (enerji paketlerinin) teker teker levhaya gönderilmesiyle yapılınca ortaya çıktı. Art arda çok sayıda foton gönderilip, her fotonun ulaştığı yer algılayıcı ekranla tespit edildiğinde yavaş yavaş yine girişim deseni ortaya çıktı. Her foton aynı anda iki yarıktan da geçmiş ve kendisiyle girişim yapmış gibi!
Joonasl/Wikimedia Commons/CC BY 3.0
Astrofizikçi Dr. Ethan Siegel, ünlü Amerikan dergisi Forbes için yazdığı, 2020 yılında yayımlanan bir makalesinde çift yarık deneyinin elektronlarla yapılan versiyonundan şöyle söz ediyor: “Elektronlar gibi farklı bir dizi kuantum nesnesi alıp çift yarığa gönderiyorsunuz. Tabii ki, bir girişim deseni elde ediyorsunuz; fakat sonra zekice bir değişiklik yapıyorsunuz: elektronları birer birer yarıklara gönderip her elektronun ulaştığı yer için yeni bir veri noktası kaydediyorsunuz. Binlerce elektrondan sonra nihayet ortaya çıkan desene bakıyorsunuz ve ne görüyorsunuz? Girişim deseni. Bir şekilde, her elektron temelde dalga gibi hareket ederek kendisiyle etkileşime giriyor olmalı.” Siegel, fizikçilerin uzun yıllar boyunca bunun ne anlama geldiği konusunda kafa yorduğunu, tartıştığını belirtiyor ve şöyle diyor: “Elektron her iki yarıktan da aynı anda mı geçiyor, bir şekilde kendisiyle girişim mi yapıyor? Bu mantıksız ve fiziksel olarak imkansız görünüyor, ancak bunun doğru olup olmadığını anlamanın bir yolu var; ölçüm yapabiliriz. Aynı deney düzeneğini kuruyoruz, fakat bu kez yarıklara doğru tuttuğumuz küçük bir ışığımız var. Elektron geçtiğinde, ışık biraz bozulur, böylece iki yarıktan hangisinden geçtiğini belirleyebiliriz. Geçen her elektronla yarıkların birinden gelen bir sinyal alırız. … Sonunda ekranımıza baktığımızda gördüğümüz şey şu: Girişim deseni kaybolmuş.” İlginç bir şekilde, bu defa ortaya çıkan tablo elektronların yarıklardan sadece birinden geçtiğini gösteriyor. Foton, elektron gibi parçacıkların hangi yarıktan geçtikleri tespit edilmek istendiğinde girişim deseni ortadan kalkıyor! Buna ölçüm problemi deniyor ve kuantum mekaniğinin ana muamması olduğu belirtiliyor.
Bir hidrojen atomundaki elektronun farklı enerji seviyelerinde dalga fonksiyonları. (Cc0)
Peki, bu deney atomlarla yapılırsa ne olur? İngiltere’nin Surrey Üniversitesi’nden nükleer fizikçi Prof. Jim Al Khalili, Londra’daki Kraliyet Enstitüsü’nde verdiği bir konferansta atomlar teker teker yarıklara gönderildiğinde aynı desenin ortaya çıktığını göstermiş ve şöyle demişti: “Bir atom bunu nasıl yapar? Ortadan ikiye mi bölünüyor? İkisinden de geçen bulut gibi bir şey mi oluyor?” Al Khalili, yarıklardan birinin üstüne atomun geçtiğini algılayan bir dedektör yerleştirildiğinde ortaya çıkan sonucu da gösterdi. Bu defa, her atom yarıkların birinden veya ötekiden geçiyordu. Bir şekilde dedektörler kuantum etkilerini ortadan kaldırıyor; ancak araştırma sonuçlarını Nisan 2022’de Physical Review Research adlı akademik dergide yayımlayan Viyana Teknoloji Üniversitesi Atom Enstitüsü’nden Dr. Stephan Sponar ve ekibi, farklı bir ölçme yöntem kullanarak tek parçacığın aynı anda her iki açıklıktan da geçtiğini gösterdi. Viyana Teknoloji Üniversitesi’nden yapılan açıklamada, deneyin nötronlarla yapıldığı ve bilim insanlarının kullandığı ölçme yöntemiyle, nötronun iki yol arasında dağılma oranını belirlemenin bile mümkün olduğu, bir başka deyişle tek nötronun ölçülebilir oranlarda aynı anda iki yol boyunca hareket ettiği belirtildi!
Kuantum dolanıklığı ve kuantum tünelleme de kuantum dünyasında görülen olağanüstülükler arasında. Dolanık haldeki parçacıklar, evrenin iki ucunda bulunsalar bile aralarında bir bağ oluyor. Dolanıklık halini basitçe anlatmak için şöyle bir örnek veriliyor: İki fincanın altında iki madeni paranın saklı olduğunu düşünün. Fincanlardan biri başka odaya götürülüp açılsa ve paranın resimli yüzünün üstte olduğu görülse, yani tura çıksa, diğer fincan açıldığında da tura olduğu görülüyor. Fincanlar tekrar kapatılsa ve biri açıldığında bu defa yazılı tarafın üstte olduğu görülse, diğer odadaki fincan açıldığında da yazı çıkıyor! Modern fizik deneyleri kuantum dolanıklığının gerçek olduğunu defalarca gösterdi. Mesela, 2017 yılında, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden Jian-Wei Pan yönetimindeki bir araştırma grubu, bir foton çiftinin aralarında 1.200 kilometre mesafe olmasına rağmen dolanık halde kaldığını gösterdi. Kuantum tünellemeye gelince… Prof. Jim Al Khalili, 2015 yılında verdiği kuantum biyolojisine ilişkin TED konferansında, kuantum tünellemeye göre bir parçacığın geçilmez bir bariyerin (enerji bariyerinin) bir tarafında kaybolup öbür tarafında ortaya çıkabileceğini söyledi ve bunu bir hayaletin duvarın içinden geçmesine benzetti. “Bu spekülasyon değil; kuantum tünelleme her zaman gerçekleşir.” diyen Al Khalili, deneylerin enzimlerin kimyasal reaksiyonları kuantum tünellemeyle hızlandırdığını gösterdiğini de belirtti.
Esîrin dönüşü
Sydney Üniversitesi’nden astrofizikçi Prof. Geraint Lewis ve Dr. Luke Barnes, birlikte yazdıkları, Cambridge University Press tarafından yayımlanan kitaplarında şöyle söylüyorlar: “Ne kadar uğraşsak da, elektronu daha küçük parçalara ayırmayı başaramadık. Elektron, evrenin nihai yapı taşı, temel yapı taşı gibi görünüyor. Bununla birlikte, güçlü atom çarpıştırıcılarla (parçacık hızlandırıcılarla) protonların ve nötronların içlerini incelemeyi başardık. İçeride kuark olarak bilinen parçalar bulduk. Elektron gibi kuarkları da daha küçük parçalara ayıramadık.” Atomlar proton, nötron ve elektronlardan meydana geliyor. Elektronlar ve kuarklar, geleneksel olarak maddenin temel yapı taşları olarak kabul edilen parçacıklar. Fakat fizikçiler, uzun zamandan beri maddenin sıvı benzeri kuantum alanlarından oluştuğunu söylüyor. Kuantum Alan Teorisi’ne göre, ki bu teorinin gerçeği çok iyi yansıttığı belirtiliyor, parçacıklar aslında tüm evrene yayılmış olan kuantum alanlarındaki titreşimler.
Cambridge Üniversitesi’nden tanınmış fizikçi Prof. David Tong, beş yıl önce İngiltere’nin Kraliyet Enstitüsü’nde çarpıcı bir konferans vermiş ve şunları söylemişti: “Bu odanın her yerine elektron alanı dediğimiz bir şey yayılmış durumda. Odayı dolduran bir sıvı gibi, aslında tüm evreni dolduruyor. … Vücudunuzdaki tüm elektronlar altta yatan aynı alanın dalgaları ve hepimiz birbirimize bağlıyız. Okyanusdaki tüm dalgaların alttaki okyanusa ait olması gibi. … Bu odada iki kuark alanı da var ve bu iki kuark alanının titreşimleri yukarı kuark ve aşağı kuark adını verdiğimiz şeyleri meydana getiriyor. Aynısı evrendeki diğer parçacıklar için de geçerli. Her şeyin altında yatan alanlar var ve parçacık olarak düşündüğümüz şeyler aslında kesinlikle parçacık değiller.” Yaklaşık 10 yıl önce tespit edilen ünlü Higgs parçacığının, ya da diğer adıyla Higgs bozonunun da Higgs alanı olarak bilinen, uzaya yayılmış bir alandan ortaya çıktığı belirtiliyor. Johns Hopkins Üniversitesi’nden teorik fizikçi Prof. Sean Carroll, “The Particle at the End of the Universe” adlı kitabında, “Bilinen evrendeki her şey, uzayda yolculuk ederken Higgs alanından geçer; bu alan her zaman vardır.” diyor. Kısa süre önce Quanta dergisine uzun bir röportaj veren Prof. Tong da, Higgs alanı devre dışı kalsa elektronların ışık hızında hareket edeceğini ve atomların aşırı derecede kararsız hale geleceğini söylüyor.
Pablo Carlos Budassi (CC BY-SA 4.0)
İki meslektaşı ile birlikte 2004 Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden fizik profesörü Frank Wilczek, Amerika’nın ulusal televizyonu PBS’de yayımlanan “Closer to Truth” adlı TV programında kuantum alanlarının uzayı dolduran esîr olarak düşünülebileceğini söyleyip şöyle dedi: “Elektron alanı denen bir şey var. Aslında bu denklemlerimizde çıkan şey. Elektronları meydana getiriyor ve bunun gibi sadece tek alan bulunduğu ve her yerde ve her zaman aynı özelliklere sahip olduğu için tüm elektronların özellikleri tamamen aynı. … Sadece elektronlar değil, maddenin bileşenleri olan protonlar ve nötronlar da böyle. Uzayda veya başka yerde, nerede rastlarsanız rastlayın hepsi aynı. Çünkü, altta yatan yapı kuantum alanları.”
Prof. Wilczek, 2017 yılında Arizona Üniversitesi’nde yaptığı konuşmada da en derin fizik anlayışımıza göre, boşluk olarak algıladığımız şeyin aslında aktiviteyle dolu, enerji yoğunluğundaki dalgalanmaların meydana geldiği bir ortam olduğunu ve uzayın boşluk olmadığını ifade etti. Sözlerinin devamında, “Uzaya bu özellikleri atfetmezsek, görebildiğimiz şeylerin davranışlarını anlamamız mümkün olmaz.” diyen Wilczek, programın ikinci bölümünde de esîrin olmadığına dair görüşlerin doğru olmadığını, sadece bazılarının esîre ilişkin düşüncelerinin yanlış olduğunu ifade etti. Viyana Üniversitesi’nden Prof. Arnold Neumaier de, kendisine ait internet sitesinde modern dilde esîrin vakum olarak adlandırıldığını ve esirin özelliklerinin vakumun özellikleri olduğunu söylüyor.
Einstein’ın ünlü denkleminin gerçek anlamı
Prof. David Tong, geçtiğimiz ağustos ayında Quanta’ya verdiği röportajda, Big Bang’den (Büyük Patlama’dan) sonra evrenin çok ama çok hızlı genişlediği bir süre olduğunu ve bu sırada evrende kuantum alanlarının bulunduğunu belirtti. “Bu kuantum alanlarında dalgalanmalar olmasının gerçekten tüm bilimin en hayret verici hikayelerinden biri olduğunu düşünüyorum.” diyen Tong, sözlerinin devamında Big Bang’in ilk on üzeri eksi otuz saniye gibi bir süresinde meydana gelen çok hızlı genişlemenin dalgalanmaları geniş ölçeklere yaydığını ifade etti. Kozmik şişme adı verilen hızlı genişleme sırasında yayılan kuantum dalgalanmalarının yoğunluk farklılıklarına yol açtığı ve zamanla yıldızların, galaksilerin ortaya çıkmasına neden olduğu belirtiliyor. Daha önce bahsettiğimiz astrofizikçi Dr. Siegel de, Şubat 2023’de Big Think’de yayımlanan “Ask Ethan: How do we know the timeline of our Universe?” (Evrenin zaman çizelgesini nasıl biliyoruz?) adlı makalesinde, “… Sonra şişme sona erer ve bu alan enerjisi bildiğimiz tüm kuantumlara dönüştürülür.” diyor ve çok yüksek enerjilerde ve muazzam yoğunluklarda, fotonlar da dahil olmak üzere her tür parçacığın ve antiparçacığın meydana geldiğini ifade ediyor.
İlk defa Einstein tarafından keşfedilen denklem E = mc², enerjinin kütle çarpı ışık hızının karesine eşit olduğunu ifade ediyor. Siegel, Mart 2022’de Big Think’de yayımlanan “The true meaning of Einstein’s most famous equation: E=mc²” (Einstein’ın en ünlü denkleminin gerçek anlamı) adlı makalesinde şöyle söylüyor: “Kütle (doğru koşullar altında) saf enerjiye dönüştürülebilir ve enerji daha önce var olmayan kütleli nesneler oluşturmak için kullanılabilir.” Siegel şunları da söylüyor: “Bir foton ve elektronu çarpıştırırsanız, bir foton ve bir elektron elde edersiniz. Fakat onları yeterli enerjiyle çarpıştırırsanız, bir foton, bir elektron ve yeni bir madde-antimadde parçacık çifti elde edersiniz. Bir başka deyişle, iki yeni kütleli parçacık oluşturursunuz. Elektron, proton veya nötron gibi bir madde parçacığı ve pozitron, antiproton veya antinötron gibi bir antimadde parçacığı…” (Antimadde parçacıklarının kütleleri, madde eşleriyle aynı ancak elektrik yükleri nitelikleri zıt. Örneğin pozitif yüklü pozitron, negatif yüklü elektronun antiparçacığı.) Madde ve antimadde parçacıkları her zaman bir çift olarak ortaya çıkıyor ve temasa geçerlerse yok olup geriye saf enerji bırakıyorlar. Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi CERN’in internet sitesinde şu sözlere yer veriliyor: “Madde ve antimadde birlikte yaratılıp yok ediliyorsa, evrende geriye kalan enerjiden başka bir şey olmamalıydı gibi görünüyor. Fizikteki en büyük zorluklardan biri, antimaddeye ne olduğunu veya neden madde ile antimadde arasında bir asimetri gördüğümüzü çözebilmek.”
“Madde-i esîriye, mevcudata nazaran akıcı bir su gibi mevcudatın aralarına nüfuz etmiş bir maddedir. ‘Arşı su üzerindeyken …’ (Hûd Sûresi, 11:7.) âyeti, şu madde-i esîriyeye işarettir ki, Cenâb-ı Hakkın arşı, su hükmünde olan şu esîr maddesi üzerinde imiş. Esîr maddesi yaratıldıktan sonra, Sâniin ilk icadlarının tecellîsine merkez olmuştur. Yani esîri halk ettikten sonra, cevâhir-i ferde (zerrelere ve atomlara) kalb etmiştir.” (Risale-i Nur Külliyatı, İşârâtü’l-İ’câz) Ayet yerine meali yazılmıştır.
Not: Ali Ünal, “ALLAH KELÂMI KUR’ÂN-I KERÎM’İN AÇIKLAMALI MEALİ”nde bu ayeti açıklarken şunları söylüyor: “… Kur’ân-ı Kerim’de suyun sadece bildiğimiz su anlamında değil de, genel olarak sıvı manâsını verecek şekilde kullanıldığını nazara alırsak, suya benzer akışkan bir maddeye ulaşırız. Bu akışkan maddenin de, aslında varlığı inkâr edilemeyen, hattâ birkaç asır kabul edildikten sonra bir ara varlığından şüphe edilen, fakat şimdilerde yeniden gündemde bulunan esir olduğu neticesine varabiliriz.”
Türkiye’de bu haberi engelsiz paylaşmak için aşağıdaki linki kopyalayınız👇
Kaynak: Tr724
***Mutluluk, adalet, özgürlük, hukuk, insanlık ve sevgi paylaştıkça artar***