Young Deneyi

Bilimsel gelişmeler, teknolojik yenilikler ve tartışmalar.
Kullanıcı avatarı
Lexion
Moderatör
Mesajlar: 75
Kayıt: Cum Eki 30, 2015 8:55 pm
Görüş: Septik-Nihilist
Edilen Teşekkür: 63 kere
Alınan Teşekkür: 87 kere

Young Deneyi

Mesajgönderen Lexion » Cmt Kas 07, 2015 3:03 pm

Resim

Merhaba Agnostik.net takipçileri,

Bu konumda sizlere Young Deneyi hakkında geniş bir bilgi sunmaya çalışacağım. Bunları da resimlerle süsledim ki, gözünüzde rahatça canlanabilsin. Umarım keyif alırsınız. Soru, sorun ve görüşlerinizi lütfen belirtin. Okuduğunuz için teşekkürler.

Bir “şey”in dalga olup olmadığını en rahat nasıl anlayabiliriz? Bunun için bir yöntem, genellikle iki adet yarık kullanmak. Meşhur Young Deneyi bu yöntemle ışığın dalga olduğunu gösterdi. Kısacası ışık ile perdemiz arasına, iki tane yarığı mevcut olan bir plaka koyup, deneylediğimizde perdemizde aydınlık ve karanlık çizgiler oluşuyor.

Resim
Deney Örneği


Sonrasında meraklı bilim adamları buna benzer bir biçimde bir düzenek hazırlıyorlar. Ama bu sefer işler biraz daha karışık. Bu sefer ışık yerine bir yığın elektron kullanıyorlar. Ve deneyde yarıklardan bir tanesini kapatıyorlar. Bir varsayımda bulunuyorlar. Ki bu varsayım da gayet yerinde. Ne görmeyi bekliyoruz perdede? Bir tane şerit değil mi? Zaten bunu görüyorlar. Bir parçacıktan beklenen şey bu zaten, problem yok.

Resim
Parçacık Deneyi 1


Gayet güzel. Sonra ikinci yarığı açıyorlar. Ne bekliyoruz? Bir önceki gördüğümüz şeritten bir şerit daha, üstünde görmeyi. Değil mi? Perdeye bakıyoruz, görülen şey aşağıdaki gibi. Az önce tek yarık açıkken parçacık gibi davranan elektron, iki yarık açık olunca dalga gibi davranıyor.

Resim
Parçacık Deneyi 2


Düşününce bunun hızdan kaynaklanabileceğini ve elektronların çarpışarak, dalga hareketi yaptığını çıkartabiliriz. Bu gerçekten mümkün. Bizim düşündüğümüz gibi, bilim adamlarıda düşünüyor ve elektronları tek tek yolluyorlar. Önce bir elektron yolluyorlar -Parçacık Deneyi 3– ekrana çarpıyor. Sonra başka bir tane daha -Parçacık Deneyi 4- sonra bir tane daha … Ve sonuç: yine dalga denesi. -Parçacık Deneyi 5-

Resim
Parçacık Deneyi 3


Resim
Parçacık Deneyi 4


Resim
Parçacık Deneyi 5


Kafalar yine karışık. Böyle olmaması gerekli. Varsayımımız çürüdü çünkü. Bunun önüne geçebilmek için dedektör koyuyorlar. Böylece elektronun hangi yarıktan geçtiğini bilebileceklerdi. Dedektör koyuluyor ve tek tek gönderiliyor. Dedektör çalışıyor, hangi elektronun nerden geçtiği biliniyor ama ekrana bakılınca parçacık gibi davrandıkları gözüküyor. Aslında olması gereken ve bizim bildiğimiz buydu. Ama dedektör konulunca ancak ulaşabildik.

Resim
Dedektörlü Parçacık Deneyi 1

Resim
Dedektörlü Parçacık Deneyi 2


Olaylar iyice kompleks bir hal almaya başlıyor. Dedektör bir şeylere müdahele ediyor olabilir mi? Dedektörü orada bırakıyorlar ve sadece veri toplamasını engellemek için, fişini çekiyorlar. Sonuç, dalga deseni. O zaman oraya dalga koyulmasında bir sakınca yok. Elektronun nereye gittiğini bilmemizde bir sıkıntı yok. Bu denet defalarca farklı algılama yöntemleriyle her yerde tekrar ediliyor, sonuç aynı.

İşte bu noktada felsefe işin içine giriyor. Bu ikililik yüzünden insanların kafası karışıyor ve Scrödinger’in Kedisi olayı da buna işaret ediyor. “Kutudaki kedi hem ölü hem de canlı, ancak sen kutuyu açınca bu durumdan birisinin gerçekleştiğini göreceksin” diyor. Elektronumuzda biz gözleyene kadar hem üst hemde alt yarıktan geçiyordu. Biz gözleyince birisi gerçekleşti sadece.

Ne kadar mantık dışı duruyor değil mi? Bu sizce mümkün mü? Bir bilgiye ulaşarak, onun halini etkileyebilir miyiz?

Uzun süre üzerinde çalışmalar devam etti ve meraklı bilim adamları çalışmaya devam etti. Teknoloji gelişti, artık daha çok kompleks deneylerle olayı irdeleyebilir hale geldik. Ve beklenen sonuç, gerçekten korkutucu.

Korkutucu sonucu bulan bilim adamların deneyinde, Kuantum Fiziği’nin bir başka garipliğinden yararlanıyorlar. Dolanıklık olarak tercüme edilen Quantum Entanglement. Dolanıklık başlı başına bir problem. Kısaca özeti ise: birbirine delicesine aşık parçacıklar var, bunlardan birinin üzerinde bir deney/gözlem yaptığımızda öbürünü de etkiliyor. Einstein ve çalışma arkadaşları bu olaya Spooky Action at a Distance diyor. Aradan zaman geçiyor ve 1999 yılında Kim ve arkadaşları Delayed Choice Quantum Eraser Experiment gibi havalı bir isme sahip bir deney yapıyorlar.

Resim
Kim'in Deneyi


Böyle bir karışık düzeneğe sahip deney özetle birden fazla dedektöre, birbirine delicesine aşık iki parçacık gönderiyor. Parçacıklardan bir tanesini öyle bir yolla dedektöre yolluyorlar ki bu parçacığın hangi yolu izleyeceğini asla bilmiyoruz. Young Deneyindeki yarıklardan hangisinden geçtiğini bilmediğimiz gibi. Diğer parçacıksa bir sürü olasılık içinden 4 farklı dedektörden birine düşüyor. Bu 4 dedektörde öyle bir yerleştirilmiş ki, 2 tanesine ulaşırsa, parçacığın yolunu kesinlikle bilemiyoruz. Öyle bir manyağız ki yolları kesişen bir halde yapmışız bunları.

Normalde birbirine aşık parçacıklardan ilki hangi yoldan ulaştı hiçbir zaman bilmediğimizden bunun yarattığı desen bir dalga deseni olmalı. İkinci parçacıksa çiçekli güzel dedektörimize gelirse, yolu bildiğimizden dalga deseni değil, parçacık gibi şerit desen bırakmalı, gizemli dedektörlerimize gelirse de dalga deseni bırakmalı.

Gerçekten de yukarıda beklediğimiz gibi bir sonuç elde ediyoruz, tek bir farkla: aşık parçacıklarımızdan ikincisi çiçekli dedektöre gelirse, çiçekli dedektörde şerit desen oluştuğu gibi, ilk parçacığın dedektöründe de şerit desen oluşuyor. Yani gerçekten de parçacıklarımız birbirine aşık, ve birinin yolunu biliyor oluşumuz, diğerinin davranışını da etkiliyor.

Bu deneyi yapan abiler bununla kalmamış, akıllıca bir numara daha eklemiş, aşık parçacıklarımızdan ikincisinin ilerlediği yol, birincisinin ilerlediği yoldan daha uzun. Öyle ki, ikincisinin 4 dedektörden birine çarpması, ilkinden 8 nanosaniye sonra olabiliyor.

Yani? İkinci parçacığın yolunu öğrendiğimizde, ilk parçacık çoktan dedektöre ulaşmıştı. Kısacası ikinci parçacık ilkinin desenini etkiliyor, ama o desen geçmişte oluştu? Evet, geçmişte oluşan deseni etkiliyoruz.

“Atma ziya!” dediğinizi duyar gibiyim. Ama oluyor işte.

Thomas Campbell bunu güzel bir analoji ile anlatıyor. Öncelikle olan şey şu, Young Deneyimizi yapıyoruz, yarıklara dedektör koyarak. Yarıklardan geçen bilgiyi bir yere not ediyoruz. Bu bilgiye bakmazsak, bu bilgiyi silersek, deneyin sonucu dalga deseni oluyor. Bu bilgiye bakarsak, o zaman deneyin sonucu şerit desen şeklinde oluyor. Objective Reality burada yıkılıyor.

Thomas Campbell bunu farklı bir düşünce deneyi ile anlatıyor: Demin tarif ettiğim gibi ölçümümüzden 102 tane yapıyoruz. Yarıklarda dedektörler var, perdeye düşen veriyi aldık falan. Bakmıyoruz ama sonuçlara. Bunları öyle bir tasnifliyoruz ki, elimizde “deney 1” diye bir zarf var, bu zarfın içinde iki zarf daha var, birinde dedektör bilgisi, diğerinde perde bilgisi var. Yani “deney 1” büyük zarfının içinde “1. deneyin dedektör bilgisi” diye küçük zarf var, içine bu bilgiyi koyduk, bir de “1. deneyin perde bilgisi” küçük zarfı var. Bunun gibi 102 tane de büyük zarfımız var. Gidiyoruz 102 taneden ilk zarfı açıyoruz. Bakıyoruz dedektör zarfına, sonra perde zarfına bakıyoruz, beklediğimiz gibi “şerit desen” var. Son zarfa da bakıyorum aynı şekilde, bunda da aynı şekilde şerit desen çıkıyor. bunlar kontrol içindi, hakikaten deney beklediğim gibi gitmiş yani…

Şimdi böyle bir deneyde Delayed Choice Quantum Eraser Experiment‘in yaptığı şu oluyor: kalan 100 zarfımız var ya, aldık bunları bir güzel karıştırdık. Sırası değişti yani. Sonra iki desteye ayırdık, 50’şer 50’şer. Şimdi bu 50’lik destenin birini alıyoruz, hepsinde ilk ve son deneyde yaptığımız gibi zarflara bakıyoruz. Tamamında şerit desen görüyoruz. Diğer 50’lik destedeyse zarfları açıyoruz, içlerindeki dedektör bilgisi zarflarını çıkarıp şömineye atıyoruz ve bi güzel yakıyoruz. Bu bilgiyi asla öğrenemiyoruz yani. Kalan perde zarflarını açıyoruz, ve tamamı “dalga deseni” gösteriyor. Eraser Experimentteki 8 nanosaniyelik gecikme de, bu zarfları ne zaman açtığımızı temsil ediyor, istediğin kadar geç aç, sonuç aynı olacaktır. -Burada anlatılan bir analoji, bu analojiyi çürütmeniz deneyi çürütmeyecektir baştan belirteyim, anlatımı basitleştirmek için bir yol sadece- daha da korkuncu ne biliyor musunuz? John Wheeler bunu matematiksel olarak öngörmüş, deney bunun üzerine yapılıyor.

Kısacası gerçekten de Schrödinger’in Kedisi gibi, aslında zarfın içinde hem dalga deseni hem de şerit desen vardı, siz açıp bakıncaya kadar.

Ek: Schrödinger'in Kedisi hakkında buradan bilgi sahibi olabilirsiniz.
Görselleri The Royal İnstution adlı kanaldan aldım.
"Evolution is suicide. Because eventually you realize that life is stupid and pointless."

“Doğa Bilimleri” sayfasına dön

Kimler çevrimiçi

Bu forumu görüntüleyen kullanıcılar: Hiç bir kayıtlı kullanıcı yok ve 1 misafir