11 Şubat 2007

Heisenberg’in Belirsizlik İlkesi

Werner Heisenberg’den ilk kez buradaki mesajımda bahsetmiş ve Niels Bohr ile Carlsberg içip fizik muhabbeti yaparken çekilmiş bir fotoğraflarını eklemiştim. Başka bir yazı için hazırlık yaparken bundan tam 80 yıl önce ortaya attığı ünlü belirsizlik -ya da kesinsizlik- ilkesi hakkında birkaç şey okumam gerekiyordu. Özetlemek ve bu çalışmada karşıma çıkan ve açıkçası daha çok hoşuma giden birkaç anekdotu paylaşmak için bir mesajcık oluşturayım dedim…



Birkaç yerde karşıma çıkan bu fotoğrafını görmesem fizikçi demeyeceğim derecede yakışıklı görünen bu büyüğümüzün biyografisi Nobel Ödülleri sitesinde yer alıyor. Kara tahtanın önünde elinde bir tebeşir ve kısa buruşmuş kravatıyla –şekilciliğe dikkatinizi çekerim- nasıl da eğleniyor… Öğrendiğimiz kadarıyla bu işlere de pek genç yaşta bulaşmış. 1927’de bir maddenin hem konumunu hem yönünü aynı kesinlikte ölçülemeyeceğini, yerini biliyorsak hızını/yönünü, hızını biliyorsak yerini tam olarak bilemeyeceğimiz şeklinde ifade edebileceğim ünlü ilkesini ortaya koyduğunda henüz sadece 26 yaşındaydı. Aynı yıl, daha önce mi sonra mı bilemiyorum, profesör oldu. Çalışmalarına devam edip 1933’de hidrojen atomunun hal değişikliği hakkındaki çalışmalarının neticelerinde kuantum fiziğinin gelişimine yaptığı katkılardan dolayı tek başına Nobel fizik ödülü aldı. Meraklısı için ayrıntılar burada.

Klasik fiziğin şu hızda bir araba a noktasından yola çıkıyor, şu kadar zaman sonra nerede olur, ya da şu uzaklıktaki b noktasına ne zaman ulaşır gibi tek ve doğru bir cevabının olduğu kesin olan problemleri gençliğimizin en güzel yıllarını boş yere kabusa çevirmiş. Heisenberg’in bu ilkesini kanıtladığı evlere şenlik bir düşünce deneyine burada rastladım. Hemen kopyalayıp yapıştırıyorum:

GAMA IŞINI MİKROSKOBU
Belirsizlik ilkesi,modern fiziğin en önemli yapıtaşlarında biridir.Heisenberg,ortaya attığı belirsizlik ilkesini savunmak için 1927’de,en az desteklediği ilke kadar ün kazanacak olan Gama-ışını Mikroskobu düşünce deneyini kurgulamıştı.
Heisenberg’in belirsizlik ilkesinin çürütülebilmesi için bir parçacığın,sözgelimi elektronun yer ve momentumunun aynı anda tam olarak saptanabilmesi gerekiyor.Heisenberg düşünce deneyinde,bu amacı gerçekleştirebilecek düşsel bir mikroskop kurguluyor.
Bir parçacığın yerinin saptanabilmesi için,kullanılacak ışının dalga boyunun,parçacığın boyutlarından daha küçük olması gerekir.Bu nedenle,görünür ışıkla çalışan mikroskoplar(1/1000000 ) metreden daha küçük şeyleri gösteremezler.
Heisenberg,bir elektrona mikroskopta bakmak için dalga boyu (1/10000000000)dan daha küçük olan gama ışınlarını kullanmayı önermişti.Ne var ki,bir parçacığın momentumu dalga boyuyla ters orantılı olduğu için bu seferde gama parçacığının momentumu elektronunkinden çok daha yüksek olacaktı.Bir elektrona bir gama parçacığı çarpacak olursa,elektron önceden kestirilemeyek bir yöne fırlayıp gider.Bu yüzden,mikroskobun çalışması,en uygunmuş gibi görünen gama parçacığı kullanılıyor olsa bile olanaksızdır.


Ben doğmadan önce hayata veda eden bu yakışıklı alman fizikçi hakkında asıl anlatmak istediğim nereden indirdiğimi tam hatırlamadığım ünlü fizikçiler hakkında komik hikayeler anlatan bir pdf dosyasında okuduklarımdan biri. İsteyene tam dosyayı gönderirim.

Hikayede Heisenberg’in yanında yine kuantum fiziğinde emeği bol olan Dirac var. Paul A. M. Dirac, labratuarda yaşadığı bir kazadan sonra fiziğin pratik yanından teorik kısmına geçiş yapmış ve anti-parçacıklar hakkındaki çalışmalarıyla Heisenberg’den bir sene sonra Nobel Fizik Ödülü almış İngiliz bir fizikçidir. Bu iki fizikçi ünlü olup biraz rahata erdikten sonra birlikte bir dünya turuna çıkarlar. Turun ilk ayağı Amerika’dan Japonya’ya bir cruise yolculuğudur. Heisenberg aktif ve çekici bir adamken Dirac utangaç ve sessizdir. Denizde geçen akşamlarda Heisenberg neredeyse çalınan her dansı bilmekte, Dirac ise yerinde oturup olan biteni izlemektedir. Dansa ara verildiğinde masaya dönen Heisenberg’e Dirac neden bu kadar çok dans ettiğini sorar. Heisenberg de ‘hoş bir hanım gördüğümde dans etmek için güçlü bir istek duyuyorum’ diye cevaplar. Ve Dirac’ın akıllara zarar ikinci sorusu gelir: ‘peki dans etmeden önce onun hoş biri olduğunu nasıl anlıyorsun?’

2 yorum:

Adsız dedi ki...

Ben o dosyayı isterim Pınarım:)

Pınar D. dedi ki...

Hangi mail adresine göndereyim?