Kuantum Dünyası Dediğimiz Aslında Bir Olasılıklar Dünyası Mıdır?

Geçenlerde bir şey kaybettim, epey bir aradım evde. Bir mağazanın indirim kartıydı. 

Bu tarz kartları gözlerinde tuttuğum, küçük, cüzdan gibi deriden yapılmış bir kartlığım vardır, orada diye hatırlıyordum, ama baktığımda orada yoktu. Gözlerde boşluk da yoktu ki, düşmüş diyeyim bir yerde.  

Biraz düşündüm, pek ihtimal vermedim ama, yine de önce eski kartların olduğu çantamdaki cebe baktım. Tek tek oradaki kartları inceledim, tahmin ettiğim gibi orada yoktu.

Sonra bir ihtimal ceketin cebi içinde düşmüş olabilir mi diye bir de oraya bakayım dedim, orada da yoktu.

Sonra dolaptaki çekmece aklıma geldi, çekmecenin içinde de eski kartların olduğu bir kutum vardı, bir ihtimal oraya da bakayım dedim, ama maalesef orada da bulamadım.

Hanım uzaktan beni gözlüyormuş, ne arıyorsun diye sordu. 

Şu mağazanın bir indirim kartı vardı, nedense kaybettim, onu arıyordum dedim.

Güldü, bende dedi. Geçenlerde o tarafta bir işim olduğunda almıştım yanıma, diye ekledi.

Ama dedim benim kartlıkta boşluk da yok ki, o yüzden buralara bakıyordum. 

Bendeki kartlardan birini koydum yerine dedi, kendi cüzdanındaki kartlarını koyduğu bölüm de doluymuş, mecburen bir yeri boşaltmak için o an lazım olmayacak bir kartı çıkarıp bendeki kartlığa koymuş.

Aslında bu hikâye ile size biraz da kuantum dünyasından bahsettim. 

Kuantum dünyasındaki o küçücük parçacıklar için yapılan hesaplarda olasılıklar üzerinde durulur. 

Meşhur Schrodinger'in düşünce deneyi diye bilinen kedinin aynı anda hem ölü hem canlı olması durumu aslında olasılıktır. Sadece olasılığın bir başka şekilde ifade biçimidir. 

Belki de böyle deyince daha çok ilgi çekiyor olabilir. Hem ölü hem diri! İlginç bir ifade biçimi!

Dikkat ettiyseniz ben kaybettiğim kartı yatağın altında aramadım. Ya da banyoda şampuanlar arasında düşmüş mü diye de bakmadım. 

Olabilme ihtimali en yüksek olan yerlere baktım. Hatta hanımda olma ihtimali de aklıma gelebilirdi bir süre sonra ve hanıma da sorabilirdim, o ihtimal de yabana atılacak ihtimal değildi, ama önceliği daha çok olasılık olan yerlere bakmaya vermiştim.

Kuantum dünyası da böyledir. Parçacıkları direk gözlemleyemediğimiz için bulunmaları olası olan yerler için olasılık denklemleri yazıp, birtakım hesapları bu olasılık denklemleri ile yaparız.

Yani aslında kedi hem ölü hem canlı değil, ölü olma olasılığı %50, canlı olma olasılığı da %50. Yani aslında kedi ya canlı ya ölüdür, her ikisi birden değildir, ama bu bir ifade biçimi olduğu için henüz kutuyu açıp bakmadan kedi hem ölü olabilir hem de canlı olabilir anlamında o anki durumu her ikisi de diye söylüyoruz.

Sanırım ilgi duyanlar için yeterli bir açıklama olmuştur bu dediklerim.

Bu konulara girmişken bir de şu son günlerin çok meşhur konusu kuantum dolanıklılığına da (quantum entanglement) bir açıklama getireyim isterseniz.

Çorap ya da eldivenler bilirsiniz, çift olarak satılır, ayakkabılar da öyle. Daha birçok şey vardır bu şekilde çift halinde olan.

Diyelim ki, ben bir kutu içine güzelce bandajlayıp hediye olarak size o bir çift eldivenin sağ tekini ya da solunu, yani tek bir tanesini göndermiş olayım.

Henüz kutuyu açmadan siz kutunun içinde eldivenin hangisi var bilebilir misiniz? Sanırım eğer doğa üstü güçleriniz yoksa hayır olacaktır cevabınız. Konumuz medyumlukla ilgili değil, o yüzden bu ihtimali konu dışı olarak kabul ediyorum.

Peki kutunun içindeki eldiven yolda değişir mi? Bu sorunun cevabı da hayır olmalı. Kuryemiz güvenilir bir kurye! Hem niye değiştirsin ki kutunun içindekini.

Eğer ben bakarak bu ayrımı yapmışsam, en baştan ben biliyorum demektir size eldivenin hangi tekini yolladığımı, ama gözlerimi kapatarak eldiven çiftinin her bir parçasını birer kutuya koysam ve bakmadan kutuları kapatarak birini size yollasam, diğerini de evde yanımda tutsam mesela? 

Bu durumda kutulardan biri açılmadan her iki kutu açısından da kutunun içinde eldivenin hangi parçası var, kimsenin bilme ihtimali yok. 

Ama bildiğimiz bir bilgi var. Eldiven çifttir, kutulardan herhangi birinde ya sağ eldiven, ya da sol eldiven vardır. Bu ayrım en baştan yapılmıştır. 

Kutulardan herhangi birini açtığımız anda öteki kutu ne kadar uzakta olursa olsun, o kutunun içinde de hangi eldiven tekinin olduğunu o an anlarız.

İşte bu duruma kuantum dolanıklılığı deniyor. Ne kadar basit bir şeymiş değil mi?

Atom altı parçacıkların bazılarında spin denen bir özellik var, kendi etraflarında dönüş özelliği, aynı topaçlar gibi. 

İşte bu özellik ikili bir şekilde baştan yola çıkan parçacıklarda aynen eldiven çiftinde olduğu gibi iki ters yöne dönme şeklinde oluyor.

Bu kadar küçük parçacıkların dünyasında bir parçacığın herhangi bir özelliğine baktığın zaman, parçacıkla bir etkileşime girmek zorunda kalıyorsun. Bu da parçacık üzerinde değişikliklere sebep oluyor. 

Aynı bir arabanın mesela hızını ölçmek için kocaman bir kaya parçasını arabaya fırlatsak ve arabadan seken kayanın hızına bakarak arabanın hızını hesaplarsak. Böyle bir şeyden bahsediyorum. Arabaya kayayı fırlatınca arabanın hızını ya azaltırız ya kaza olmasına sebep oluruz ya da en azından bir tarafını ezeriz, yani zarar veririz. İşte kuantum dünyasında da ölçümler böyle yapılıyor.

Normal dünyada arabaya çarpan fotonlar arabaya bir zarar vermiyor, çarpıp geri dönen fotonlardan, yani ışıktan arabanın hızını da ölçebiliyoruz, başka merak ettiğimiz detayları da anlayabiliyoruz. Direk resmini bile çekebiliyoruz. Gözlerimizle bile anında kendisini görebiliyoruz. 

Ama kuantum dünyası böyle değil, bir foton bile atom altı parçacıklar için kaya etkisinde.

Sonuçta parçacığın bir özelliğini anlamak için ya bir foton göndereceksin üzerine, yansıyan fotona bakarak parçacığın o özelliğini gözlemleyeceksin, ama bu durumda foton parçacığa bir etki yapacak ve konumunu veya enerji seviyesini değiştirecek, ya da parçacık direk olarak gözlem sensörüne çarpacak ve o özelliği hakkında bilgi bırakacak, ama bu durumda da parçacığa yine etki etmiş olacaksın.

Şu anda yapılan deneylerde baştan dolanıklılık ile birbirine bağlanan parçacıklardan birinde bir özellik, diğerinde başka bir özellik incelenerek kuantum dünyası parçacıkları üzerine daha fazla gözlem yapılabilmesinin önü açılmış durumda. 

Ama bu konuda öyle çok büyük ümitler var diye düşünmeyin, sonuçta eldiven gibi iki ayrı konumdaki özellik sadece dönüş yönü, o da her türlü parçacıkta yok. 

Yani aslında bu konu da o kadar karışık bir konu değil. Sadece Schrodinger'in kedisinde olduğu gibi dolanıklılık ile birbirine bağlanmış parçacıkların gözlem yapılmadan önceki durumları için henüz belli olmadığından bilim insanları parçacıklar aynı anda hem sağa dönüyorlar hem sola demeyi tercih ediyorlar. Halbuki her bir parçacığın durumu %50 olasılıkla sağa dönüş veya tam tersidir. Yani yine olası birtakım hesaplamalar olasılık formülleri kullanılarak yapılır. 

Bugün de her zamanki gibi uyandığımızda hem mutlu hem de mutsuz olacağız gibi görünüyor. Ama bugün mutlu olma şansınızın %50 den daha fazla olmasını diliyorum.

Moskova'dan herkese sevgi ve saygılar.