Kuantum dünyasında duvardan geçmek mümkün

Kuantum dünyasında duvardan geçmek mümkün

Ünlü sihirbaz David Copperfield, Çin Seddi’nin içinden geçtiği zaman hepimiz büyük bir aldatmaca ile karşı karşıya olduğumuzu biliyorduk. Hiçbir şey duvarın içinden geçemez, değil mi? Karar vermekte acele etmeyin, kuantum dünyasında bu mümkün

Sihirbazlar, her zaman insanların ilgisini çekmişlerdir. Çocukluğumuzda sihirbazların yaptıklarının illüzyon olduğunu öğrendiğimiz zaman yaşadığımız hayal kırıklığını, çoğumuz hatırlarız. Ancak, yaşadığımız evrendeki küçük parçacıkların davranışını belirleyen bir teori vardır ki, sihirbazların bile zor hayal edebileceği olguları öngörür. Bu, meşhur kuantum teorisidir.
Bu yazımızda, kuantum teorisinin ortaya koyduğu ve deneysel olarak gösterilmiş birkaç 'sihirli' olguyu, yaşadığımız dünyadan örneklerle aktarmaya çalışacağız.

KAYBOLUP ORTAYA ÇIKAN MİSKET
Sihirbaz gösterilerden biri, sihirbazın topu bir elinde kaybedip diğer elinde ortaya çıkarmasıdır. Bu bir el çabukluğudur. Ancak buna benzer olgular, kuantum dünyasında hep gerçekleşir.
Maddenin en küçük yapı taşları, örneğin elektronlar; kimi zaman dalga, kimi zaman parçacık gibi davranırlar ve bu iki davranış arasındaki geçiş, çok keskin olabilir. Elektronu bir misket gibi düşünün, misketi bir göle atıyorsunuz. Misket suya değer değmez kayboluyor ve gölde etrafa yayılan bir dalga beliriyor. Sonra bu dalga, suyun içindeki bir tahta parçasına çarpıyor ve bir anda bütün gölde dalganın kaybolması ile tahtanın yanında misketin ortaya çıkması bir oluyor.
Hiçbir sihirbazın yapamadığı bu illüzyon, mikro dünyada devamlı gerçekleşiyor, hatta şu anda odanızda yayılan ışık, bu şaşırtıcı olayı gerçekleştiriyor. Bu anlattığımız, kuantum teorisinde atıf yapılan 'dalga-parçacık ikilemi'dir.

DUVARIN İÇİNDEN GEÇEN TENİS TOPU
Ünlü sihirbaz David Copperfield, Çin Seddi'nin içinden geçtiği zaman hepimiz büyük bir aldatmaca ile karşı karşıya olduğumuzu biliyorduk. Hiçbir şey duvarın içinden geçemez, değil mi? Karar vermekte acele etmeyin, kuantum dünyasında bu da mümkün.
Elektronu bu sefer tenis topu gibi düşünün, topu duvara doğru atalım. Normal şartlarda top, duvara çarpıp geri gelecektir. Ama öyle bir an gelecektir ki, bir bakmışız top geri gelmemiş, duvarın arkasına geçmiş, büyük bir hızla boşlukta uçuyor. Duvardaysa ne bir çatlak ne de bir delik var. Buna kuantum fiziğinde 'tünelleme' diyoruz.
Bu öyle bir 'sihirli' olay ki, bu olay gerçekleşmeseydi var olamazdık. Şöyle ki; bize hayat veren Güneş, iki hidrojen atomunun birleşmesi ile ışık ve sıcaklık yayar. Hidrojen atomlarını, tenis topları gibi düşünün, bunlar birbirine çarpıp seker. Ama arada bir, iki tenis topu 'kuantum tünellemesi' sonucunda iç içe girer. İşte hidrojen atomları bu şekilde helyum atomlarına dönüşür.
Sabah odanıza gelip gününüzü aydınlatan o ışık, işte böyle bir sihir gösterisi sonucunda size ulaşır. Cep telefonlarımız ile bilgisayarlarımızın en temel parçaları olan transistörler de 'kuantum tünellemesi' sonucunda çalışırlar, çektiğiniz selfie'ler de bu şekilde depolanır.

360 DERECE DÖNEN EL
David Copperfield, İstanbul'a geldiğinde, elini 360 derece 'çevirerek' bütün gazetecileri şaşırtmıştı. Kayıtlar dikkatli incelendiğinde, elini kaldırıp yönünü değiştirdiği fark edilmişti. Peki David Copperfield, illüzyon yöntemlerini kullanarak, elini aynı anda hem saat yönünde hem de saat yönüne ters yönde döndürebilir miydi? Hayal etmeye çalışın. Hayal bile edemediniz değil mi? Elbette yapamazdı. Ancak mikro dünyadaki parçacıklar, bunu büyük bir sıklıkla yapar.
Elektronu gene tenis topu gibi düşünün, elektron aynı anda hem saat yönünde hem de saat yönüne ters yönde spin atabilir. Buna kuantum fiziği dilinde 'süperpozisyon' diyoruz. Hastaneye gidip MRI cihazına girdiğiniz zaman, bu cihaz, vücudunuzdaki tüm hidrojen atomlarını, aynı bu şekilde, hem saat yönünde hem de ters yönde döndürür. Bunu kullanarak içinizin resmini çizer, vücudunuz böylece bu kuantum durumlarının muhteşem sihir gösterisinin parçası olur. Dahası, MRI cihazına gerek kalmadan da vücudunuzdaki parçacıklar bunu yapmaktadır.



GÜLÜŞÜ KENDİSİNDEN AYRILAN CHESHIRE KEDİSİ
Kuantum teorisine aşina olanlar 'Schrödinger'in kedisi'ni duymuştur. Ancak ikinci bir kedi daha vardır; Alice Harikalar Diyarında'daki meşhur 'Cheshire kedisi'nin kuantum versiyonu.
Alice, Harikalar Diyarı'nda gördüğü en garip şeyin, kendisi kaybolup gülüşünü geride bırakan 'Cheshire kedisi' olduğunu söyler. Tahmin edebileceğiniz gibi, bu garipliğin de kuantum fiziğinde yeri vardır. 'Kuantum Cheshire kedisi' deneysel olarak yapılabilir, yani bir parçacığın özelliği ondan ayrılabilir.
Elektronu yeşil bir elma gibi düşünelim, yeşilliği elmadan koparıp başka tarafa gönderebiliriz. Ya da elektronu çikolata gibi düşünün, tadını bir yere, tadı eksik çikolatanın kendisini başka bir yere göndermek mümkündür. 2014 yılındaki bir deneyde, bir nötronun bir yoldan, nötronun özelliği olan manyetik momentin başka bir yoldan gitmesi sağlandı.
Burada sunduğumuz şaşırtıcı olaylar, kuantum fiziğinin öngördüğü ve deneysel olarak gerçekleşmiş sihirli olguların çok küçük bir kısmı.
İllüzyon ile bilim arasında önemli bir fark var; illüzyonlar hakkında bilgimiz arttıkça şaşkınlığımız azalır, ama bilim söz konusu olduğunda yeni şeyler öğrendikçe şaşkınlığımız artar. Bundan sonra bir sihir gösterisi izlediğinizde şunu hatırlayın, yaşadığımız evren o sihir gösterisinden çok daha şaşırtıcıdır.

ŞAŞIRTAN GERÇEKLER



Kambur balinalar, jet uçaklardan daha yüksek ses çıkarabilirler. Kambur balinaların çıkardığı sesleri 800 km uzaktan duymak mümkündür.
1999 yılının ekim ayında Antarktik'ten kopan bir buzdağı, Londra'dan büyüktü.
Dev kalamarlar, en büyük gözlerden birine sahiptir. Göz büyüklüğü 40 santimetreyi bulabilir.

DOĞRU BİLDİĞİMİZ YANLIŞLAR
Dünya aslında tam olarak Güneş'in etrafında dönmez. Güneş, Dünya ve tüm gezegenler, Güneş Sistemi'nin ortak ağırlık merkezinin etrafında döner.
Gökdelenden bırakılan bir madeni paranın bir insanın ölümüne sebep olacağı bilgisi yanlıştır. Hava gibi bir akışkanın olduğu ortamda düşen para, bir limit hıza ulaşır ve bu hız insanı öldürmek için yeterli değildir.

SÖZLER
Hayatı yaşamanın iki yolu vardır: Biri hiçbir şeyin mucize olmadığını düşünmek, diğeri her şeyin mucize olduğunu düşünmek.
(Albert Einstein)

GÜNCEL HABERLER
ÇATLAK TELEFON EKRANLARI TARİHE KARIŞIYOR
Kırılan veya çatlayan telefon ekranlarının tamirinde artık sona geliniyor. American Chemical Society'de sunulan son çalışmalara göre, yeni bir kimyasal yöntemle oluşturulması planlanan telefon ekranları, kendi kendini yenileyebilme özelliğine sahip olacak. Bu polimer ekranların en güzel özelliği ise kırık veya çatlakları 24 saat içinde tamir edebilmesi.



Çalışmayı başlatan isimlerden Dr. Wang, bu özel ekranların keşfinde özellikle ünlü X-Men'den ilham aldığını belirtiyor. Küçükken bir X-Men hayranı olan Dr. Wang, X-Men'deki mutantların kendi yaralarını iyileştirip dünyayı kurtarmasıyla, kendi icadı olan polimer camların 'dünyayı kurtarması' arasında da esprili bir bağ kuruyor. Bu yeni polimer camlar üzerinde çalışmalarını sürdüren Dr. Wang ve ekibi, ürünlerinin özelliklerini istedikleri ölçüde geliştirip kullanıma sunarlarsa artık kimse kırılan telefon camı için 24 saatten fazla tasalanmayacak gibi görünüyor. (Kaynak: RedOrbit, 5-Nisan 2017)

KARADELİĞİN FIRLATTIĞI MADDEDEN YILDIZ OLUŞUMU



European Southern Observatory'nin dev teleskobuyla yapılan son gözlemlerde, yıldızların, galaksinin merkezinde bulunan karadeliğin dışarıya fırlattığı maddelerden oluştuğunu destekleyen çok önemli bir delil elde edildi. Bu teleskobun bize sunduğu bilgiler sayesinde; yıldız oluşumu, galaksi yapısı ve gelişimiyle ilgili önceki zamanlara göre çok daha doğru bir anlayışa sahip olduk.
Yıldızların, galaksilerin çekirdeğindeki karadelikten dışarı atılan maddelerden oluştuğu tahmin edilmekteydi. Fakat bunun için somut bir delil elde etmek ancak son gözlemlerle mümkün oldu. Bunlara ek olarak, 600 milyon ışık yılı uzaklıktaki bu galaksiyi gözlemlemeye devam eden bilim insanları, tam da karadeliğin atıklarının bulunduğu kısımda 10 milyon yaşından daha genç yıldızların oluşmuş olduğunu gözlemleyerek teorilerini daha da güçlendirmiş oldular. (Kaynak: Science News, 27-Mart 2017)

BİLİM TARİHİNDEN NOTLAR
Silah tüccarının iyi anılma arzusu, Nobel Ödülü'nü doğurdu
Her yıl fizik, kimya, barış, edebiyat, tıp ve ekonomi alanlarında verilen ve verildiği alanların en prestijli ödülü olan Nobel Ödülü, ismini İsveçli mucit Alfred Nobel'den (1833-1896) almaktadır. Alfred Nobel, dinamiti ve balistit gibi silah yapımında kullanılan birçok patlayıcıyı icat etti. Aynı zamanda silah sanayisine yatırım yapmış bir mucitti. Nitekim silah sanayisinden yüklü paralar kazandı.



1888'de kardeşi Ludvig öldüğünde, bir Fransız gazetesinin haberlerine bakarken tatsız bir sürprizle karşılaştı. Gazete, kardeşi ile kendisini karıştırmış ve onun ölüm haberini yayınlamıştı. Ama Nobel'i asıl düşündüren haberin başlığı olmuştu: "Ölüm tüccarı öldü". Bu başlıktan ve "Daha çok insanı daha hızlı şekilde öldürme yollarını arayarak zengin olan Dr. Alfred Nobel dün öldü" haberinden sonra Nobel, öldüğü zaman çok kötü biri olarak anılacağını düşündü.
Bu kötü imajını silmesi gerektiğine karar verdi. Nobel, vasiyetini değiştirip öldüğü zaman servetinin yüzde 94'ünü yukarıdaki alanlarda (ekonomi hariç, ekonomi ödülü 1968'den sonra verilmeye başlandı) insanlığa üstün hizmette bulunacak kişilere verilecek bir ödül fonu kurulması için bağışladı. Bağışladığı para, bugünün parasıyla 250 milyon dolara yakındır. Vasiyetindeki gibi bu ödüle Nobel'in adı verildi.

BİLİMSEL BİLMECELER
Üç arkadaş (Ali, Veli ve Selami) tavla oynamaktadır. Kazanan, oyunda kalmakta, kaybeden ise bir sonraki oyun için sırasını beklemektedir. Gün sonunda üç arkadaş herkesin oynadığı oyun sayısını şu şekilde saymışlardır: Ali 10 oyun, Veli 15 oyun, Selami 17 oyun. Buna göre ikinci oyunu kim kaybetmiştir?



Ahmet'in eski bir ekmek kızartma makinası vardır. Bu makine aynı anda iki ekmeğin sadece bir tarafını kızartabilir. Ondan sonra ekmeklerin ters çevrilip yeniden makineye konulması gerekir. Ekmeğin bir tarafının kızarması 1 dakika alıyorsa, üç ekmeğin iki tarafının bu makinede kızartılması için harcanması gereken en az zamanı bulunuz.
Not: Cevaplar haftaya Pazar SABAH'ta

GEÇEN HAFTANIN ÇÖZÜMLERİ:
Eğer 1000 kişiye bu test yapılsa, 50 kişi pozitif çıkardı ve bunlardan sadece biri kuş gribi olurdu. Bu da Ahmet'in kuş gribi olma olasılığının 1/50 yani yüzde 2 olduğunu gösterir. Rakamın düşüklüğüne şaşırdınız mı? Bu sonuca olasılık kuramında 'yanlış pozitif paradoksu' deniliyor. Doktorların büyük bir çoğunluğunun bu soruya yanlış cevap verdiğini hatırlatmak istiyoruz.
Adam önce tavuğu karşıya geçirir. Sonra kano ile geri dönüp bu sefer buğday torbasını alır ve karşıya geçirir. Ancak bu sefer tilkiyi almak için karşıya geçerken tavuğu da yanına alır, böylece tavuk buğdayı yiyemez. Karşıya geçince tavuğu bırakıp tilkiyi alıp karşıya geçirir. Son olarak kano ile geri dönüp tavuğu alır ve karşıya geçirir. Böylece yolculuk boyunca hiçbir zaman tavuk buğdayla, tilki tavukla yalnız kalmaz.