Kuantum Sıçraması Diye Bir Şey Var mı?

Nedir biliyor musunuz kuantum sıçraması?

Bir elektron çekirdek etrafında belli bir seviyede hareket halindeyken, enerjisi artarsa anında bir üst seviyeye sıçrıyor veya enerjisi düşerse bu sefer de bir alt seviyeye sıçrıyor.

Bu sıçrama anında oluyor ve buna kuantum sıçraması deniyor.

Peki bu an dediğimiz ne kadarlık bir zaman süresidir?

An işte, ol dediğinde olması gibi bir şey. Bir süresi yoktur an denen zaman biriminin.

Peki mantıklı mı bu dediğim?

Şu seviyedeydi, oradan yok oldu, o anda da diğer seviyede belirdi.

Mümkün mü bu?

Seviye atlamalarındaki enerji değişimlerinden falan bahsetmiyorum veya enerji salınımlarından. Gama ışınımından, x ışınlarından falan bahsetmiyorum.

Elektronun kendisinden bahsediyorum.

Neticede elektron dediğimiz atom altı parçacığın bir elektrik yükü var, ama bir de kütlesi var. 

Kütlesi olan bir şey nasıl oluyor da yok oluyor ve anında bir başka yerde tekrar beliriyor?

Sihir! Hokus pokus!

Göz aldanması diyeceğim ama, o seviyedeki parçacıkları gözle görmek mümkün değil ki.

Kuantum teorisi dediğimiz bir teori var, bu teorinin dayandığı standart model denen bir atom altı parçacık modeli üzerine birtakım hesaplar yapılmış, birtakım deneylerle de bu model test edilmiş.

Şu ana kadar da modelin yanlış olduğuna dair bir şüphe oluşmamış.

Ünlü fizik teorisyenleri halen daha modelin detayları üzerinde çalışıyorlar, bir sürü hesap yapıyorlar.

CERN gibi hadron çarpıştırıcılarında da bu teorik öngörüler deneysel olarak inceleniyor. İspatlamaya çalışılıyor.

Dünyanın parasına mal olmuş zaten CERN. Sırf inşaatı bile dünyanın parası tutmuştur.

Tek bir deneyin maliyeti de dünyanın parası zaten.

Ancak anlaşılan teori doğru gibi duruyor.

Yani elektron bir an için bir yerden yok oluyor, diğer bir yerden tekrar beliriyor.

İnsanın aklı almıyor gerçekten.

Işık! Nedir ışık?

Belli bir hızı var ve bu hızın daha üstüne her hangi bir maddenin çıkabilmesi mümkün değil.

Çünkü maddelerin bir kütlesi var, kütle sahibi bir şeyin ışık hızına ulaşabilmesi bizim evrenimizde mümkün değil. Belki bir başka evrende mümkündür, ama bizimkinde mümkünatı yok!

Pek anlamadım, niye ki?

Çünkü bir kütleyi hızlandırabilmek için belli bir kuvvet uygulamak zorundasın. Kuvvet ise kütlenin ivmesi ile çarpımına verdiğimiz değer. F=m.a

Bir kütle hız aldıkça zaman ise kısalıyor.  "a" ile belirtilen ivme zamana bağlı bir nitelik. Kütle hızlandıkça zaman kısalığı için formüle göre hız yükseldikçe kütlenin artması söz konusu oluyor. Daha fazla kütle, hızlanmak için daha fazla enerji ihtiyacı demek. Daha fazla enerji ise formüle göre daha fazla kütleye dönüşüyor. Neticede kütleli bir varlığın ışık hızına ulaşabilmesi için sonsuz enerjiye ihtiyacı oluyor ve bu enerji de sonsuz kütleye dönüştüğü için kütleli varlıkların ışık hızına ulaşması mümkün değil.

Bugüne kadar geliştirilebilmiş formüller böyle söylüyor.

Işık dediğimiz şey ise fotonların hareketinden oluşuyor.

Ama fotonlar bu hıza ulaşabiliyorsa o zaman bu nasıl oluyor ki?

Mesela arabadaki gibi gaza bastıkça hızlanıyor mu fotonlar?

Hayır, o iş öyle olmuyor. Bir fotonun ışık hızına çıkması da anında oluyor.

Işıksan, yani bir fotonsan, anında ışık hızındasın demektir.

Zaten ışık hızında olduğun için sana ışık diyorlar. Öyle önce ağırdan alıp sonra hızlanmak diye bir şey yok fotonlar için.

Pat ve anında ışık hızındasın.

Ne kadar garip değil mi? Pek mantıklıymış gibi gelmiyor, ama formüller esasında böyle kabul görüyor şimdilik. Formüllerden böyle çıkıyor.

Peki kütlesi olan bir şeyin ışık hızına ulaşması mümkün değilse, fotonlar nasıl ışık hızına ulaşabiliyorlar ki?

Çünkü fotonların kütlesi yok!

Anlamadım, foton dediğimiz şeyin kütlesi yoksa, nasıl kara delikler ışığı içine çekiyor peki?

Şimdi size genel göreliliği mi anlatayım?

Tamam, belki sonra anlatırım, şimdilik biz devam edelim.

Yine de aklıma bir soru takılıyor.

Fotonun kütlesi yok, orasını anladım, ama enerjisi de mi yok?

Hayır, enerjisi var.

Bir şey hareket ediyorsa enerjisi var demektir. Kinetik enerji!

Fotonların enerjisi planck sabiti ile titreşim frekansının çarpımına eşittir. E=h.f

Planck sabitini hatırlıyorsunuz değil mi? "h", şu evrenimizde olabilecek en küçük enerji miktarı.

Titreşim frekansı ise dalga boyu ile ters orantılı biliyorsunuz. f=1/lamda

Yani farklı dalga boylarında farklı renklerde ışık görüyoruz ya, hatta bizim gözlerimizle göremediğimiz renk kartelasının ötelerinde kızıl ötesi veya mor ötesi ışınım var biliyorsunuz.

Demek ki farklı renklerde farklı dalga boyu olduğuna göre, bu durumda ışığın renklerine göre farklı enerjileri oluyor.

Ama enerji eşittir madde değil mi diğer yandan?

Einstein öyle dememiş miydi? E=m.c2

Işığın enerji olarak karşılığını bilebiliyorsak, maddenin de enerji olarak karşılığını biliyorsak, demekki ışığın madde olarak karşılığını bulabiliriz. Madde derken kütleden bahsediyorum. Yani ışığın da kütlesi oluyor demek değil mi bu?

Bu durumda madde ışıkla aynı hızda niye gidemesin? Ben pek anlayamadım.

Çünkü zaman faktörü giriyor araya dedim ya yukarıda, hız arttıkça zaman yavaşlıyor. Işık hızına ulaşıldığında ise zaman artık duruyor.

Işığın bir kütle karşılığı olması demek ışığı oluşturan fotonların kütlesi olacak anlamına gelmez. Işığın enerjisi fotonların kinetik enerjisidir.

Bak kafam iyice karıştı şimdi

Nasıl yani? Bir foton uzayda hareket halindeyken zaman duruyor diyoruz bir yandan, ama ışık bir yandan da kara deliklerden kurtulamıyor, ama fotonların da kütlesi yok!

Işık için zaman akmıyor mu yani?

Evet, foton için zaman akmıyor, fotonun üzerinde oturuyor olsan senin için de zaman akmıyor olacak.

Ama sen hareket halindeki fotonu dışarıdan izlerken senin için zaman akıyor. Artık ne kadarlık bir hız ile hareket halindeysen, ona orantılı olarak senin zamanının belli bir akış hızı oluyor. Foton için ise zaman durmuş oluyor.

Saçma değil mi biraz?

Ne bileyim ben, formüle göre böyle işte.

Epey karışıkmış bu konu gerçekten, benim aklım pek almadı, ama onca insan böyle dediğine göre doğrudur her halde.

Ancak benim aklım şu bizim elektronda takılı kaldı.

Eğer evrenimizde herhangi bir şeyin ışık hızından daha hızlı olması mümkün değilse, elektron da ışık hızında seviye değiştiriyor olabilir mi bu durumda?

Ne dersiniz, belki de biz farkına varamıyoruzdur?

Aslında kuantum sıçraması diye bir şey yoktur belki de?

Kuantum sıçramasıyla değil de, ne bileyim, ışık hızında falan yer değiştiriyordur elektron?

Anlatamadım galiba, gözle bakmıyoruz ki o hızda mı seviye değiştiriyor, bu hızda mı seviye değiştiriyor diye gözlemleyelim.

Bu işler o seviyelerde ancak formüllerle hallediliyor. Matematik! Evrenin dili!

Formüle oturttuğunuz zaman sistemi, ancak elektronun kuantum sıçraması yaptığı kabul edilirse her şey yerli yerine oturuyor. Başka türlü olmuyor, formüller şaşıyor.

Yani formüle göre elektron bir anlığına yok olmak zorunda, sonra da bir üst seviyede o anda tekrar ortaya çıkmak durumunda. Sıçrama yapmak zorunda, kuantum sıçraması!

Bu konuda aslında halen daha uğraşıyor bilim insanları. Bu mekanizmanın nasıl olduğu üzerine farklı görüşler var.

Her şeyin aslında bir enerji olduğu, sicim teorileri, yani kıpraşan ipliksi sicimler ve daha nice teoriler, bir sürü farklı görüş var bilim insanları arasında.

Bilmiyorum, kim ne zaman neyi nasıl ispatlayacak. Ama en uçuğundan, mantık silsilesinde biraz tutarlı olanına kadar bir sürü farklı fikri olan var.

Bu sıçramanın ışık hızından çok daha hızlı bir hızda olduğunu düşünen bile var.

Yani evrenimizde ışık hızından daha fazla hız olabileceğini düşünenler de var.

Kime inanacağız ben de bilmiyorum gerçekten.

Belki de gerçekten sicim teorisinde baz alındığı gibi ucu bucağı hepimiz bir titreşim olabiliriz.

Titreşimden insana ve hatta insan deyince siyasete.

Düşünebiliyor musunuz, nasıl uzun bir yolculuk bu dediğim.

Bugün pek bir şey olmadı diye biliyorum ülke gündeminde. Milletvekili adayları çıkıyor bir kaç tane, o ona onu demiş, bu şöyle cevap vermiş tarzı şeyler.

Hanımlar voleybolda Avrupalı rakiplerini teker teker geçiyorlar. Gurur duyuyoruz.

Deprem esnasında yaşananlar gerçekten çok iç acıtıcı. Özellikle Hatay'da hastanede olanlar gerçekten bir insanlık vahşeti! 

Sahada koordinasyon sorunları da halen daha tam olarak çözülebilmiş durumda değil anladığım kadarıyla.

Ne diyeyim, düğmeyi baştan yanlış iliklemişiz, halen daha düzeltemiyoruz işte.

Yardımlar azaldı diye haberler geliyor. İnanın bana oralarda bu şartlarda yaşamak çok zor. Yardımlarımızı aksatmayalım lütfen.

Bilimle kalın!

Moskova'dan herkese sevgi ve saygılarımla