Einstein haklı çıktı

İşte kuvantum da diyorki ne parçacık ne dalga. Kuantum Kuramı şu anki en güçlü kuram deniyor (görelilikten bile dah güçlü). Fakat tam tamamlanmış bir kuram değil hala. Einstein da bunu söylüyordu.
Richard Feynman kuvantumun tek gizeminin çift yarık deneyi olduğunu söylüyor Lectures on Physics kitabında. Young'ın çift yarık deneyini ele alalım. Şimdi çift yarık düzeneği şöyle bir şey: http://quantummatters.files.wordpress.com/2007/07/photon_double_slit2.gif
Bir kaynak var, ve bu kaynaktan bir şeyler gönderiliyor ve bu şeyler çift yarıklı bir perdeden geçiyor. İlk başta deneyi mermilerle ele alalım. Deliklerden birini kapatalım ve mermileri gönderelim ve daha sonra mermilerin arka duvara çarpma olasılıklarını hesaplayalım. Bunun sonucu ilk resimdeki p1 gibi çıkacak http://faculty.virginia.edu/consciousness/images/interference.gif. Aynı şeyi birinci deliği kapatıp ikinci delikte gerçekleştirdiğimizde ise sonuç ilk resimdeki p2 gibi çıkacak. Şimdi bu iki deliği aynı anda açtığımızda ise toplam olasılık bu iki delikten geçen mermilerin olasılığına eşit olacak yani p1+p2'ye. O da P12 diye gösterilmiş resimde.
Şimdi aynı deneyi su dalgaında tekrarlayalım. Birinci yarık açık olduğunda I1, ikinci yarık açıldığında I2 ortaya çıkıyor ve bunlar P1 ve P2 ile aynı görüntüye sahip. Bu da bağlantıdaki ikinci resimde görülüyor. Fakat bu iki deliği birlikte açtığımızda işler biraz karışıyor. Çünkü eğri I1+ I2 şeklinde değil tamamen farklı bir şekilde çıkıyor. Burada işte girişim olmuş oluyor. Su dalgalarında bir tepe ile bir çukur bir araya geldiğinde birbirlerini götürüyorlar fakat bir tepeyle bir tepe bir araya geldiğinde dalganın yüksekliği 2 tepe boyutunda olmuş oluyor. Bu nedenle bazı yerlere dalga ulaşmazken (çukur ve tepenin biraraya geldiği yerler) bazı yerlere dalga ulaşmış oluyor (iki tepe veya iki çukurun çakıştığı yerler).

Olayı bu sefer elektronlarla deneyelim. Elektronlarında bir dalga yapısına sahip olduğu biliniyor. Bu nedenle elektronlarla deneyi gerçekleştirdiğimizde yine su dalgasındaki gibi bir olasılık eğrisi çıkıyor. Burada garip bir şey yok. Peki şimdi deneyi gerçekleştirirken elektronları iyice kısalım öyleki elektronlar yarıklara tek tek gelsinler. Deneyi böyle gerçekleştirdiğimizde girişm deseni yine gerçekleşiyor ve bu da elektronun kendiyle girişim yaptığını yani iki delikten aynı anda geçtiğini söylüyor! Bu nasıl olabilir?
Şimdi elektronun hangi delikten geçtiğini ölçmeye kalkışalım. Çift yarıkların hemen arkasına ve ikisinin tam ortasına bir ışık kaynağı koyalım ve aşağıya da bir algılayıcı koyalım. Eğer elektron üstteki delikten geçerse algılayıcı bir parlama hissedecek, aşağı delikten geçerse de hiç bir şey gelmeyecek. Deneyi bu şekilde gerçekleştirdiğimizde girişim desenin yok olduğunu görüyoruz! Eğer siz elektronu gözlerseniz girişim olmuyor fakat gözlemezseniz girişim gerçekleşiyor. Tamam, sonuçta ışığın da belirli bir momentumu var ve bu nedenle elektrona bir etki yapıyor ve girişim bu nedenle kayboluyor olabilir. O zaman biz de ışığın miktarını azaltalım. Fakat bu ışığı kısmayla olmayacak çünkü ışık da parçacık özelliğine sahip ve elektrona çarpan parçacıklar elektronu etkiliyor bu nedenle kısmanın pek bir faydası olmaz sadece daha az sıklıkla foton göndermiş oluruz ve daha az sıklıkla parlama kaydederiz o kadar. Işığının momentumunu biz frekansını azaltarak yapacağız. Yani mavi ışık değil de radyo dalgası kullanalım. Deneyi böyle gerçekleştirdiğimizde girişim oluşuyor fakat bu sefer de elektronun tam nerden geçtiğini anlıyamıyoruz yine çünkü radyo dalgasının dalga boyu çok büyük olduğu için hassasiyeti de o kadar küçük oluyor ve biz elektronun yerini bayağı bir bulanık görmüş oluyoruz. İşte buradan Heisenberg'in belrsizlik ilkesi çıkıyor. Cismin hızından ne kadar eminsek pozisyonunu tam bilemiyoruz. Eğer pozisyonundan ne kadar eminsek de cismin hızını kestiremiyoruz çünkü onu fazlasıyla etkilemiş oluyoruz ölçerken.

Bu deneyde özetleyecek olursak kuvantum mekaniğinde bir şeyi gözlemlerseniz o bir yerdedir fakat gözlemlemezseniz aynı anda birden fazla yerde olabilir. Bu çok saçma bir şey, Einstein da o yüzden buna karşı çıkıyordu ve Bohr'le bu yüzden mücadele etti. Bohr'a bir kaç düşünsel deney önesürdü ve Bohr bunların hepsini cevapladı. Bunlardan bir tanesi çift yarıklı perdeye bir yay bağlamaktı. Eğer çift yarıklı bir deneye bir yukardan bir yay bağlarsak elektronun nerden geçebileceğini bulailiriz diyordu Einstein. Eğer üst yarıktan geçerse yay yukarı doğru hareket edecek, eğer aşağıdaki delikten geçerse yay aşağı doğru hareket edecek ve böylece elektronun nerden geçtiğini bulabileceğiz. Einstein-Bohr mücadelesinin bu ikinci aşamasında Bohr şoke olmuştu ve Einstein'in yüzünde bir gülümseme vardı. O gece Bohr hiç uyumadı ve ertesi gün Einstein'a cevabını verdi. Einstein'in deneyindeki belirsilik elektronun belirsizliğinden çok daha falza çıkıyordu bu nedenle de işe yaramıyordu. Bu sefer gülme sırası Bohr'da bozulma sırası Einstein'daydı. Fakt Einstein yılmadı ve üçüncü bir deney daha hazırladı. Bu da EPR deneyi olarak geçer. Einstein-Podolski-Rosen paradoksu. Bundan da başka bir konuda bahsetmiştik.
http://forum.gokyuzu.org/index.php/topic,688.0.html
Einstein yalnız değildi. Schrödinger de kuvantumun tamamlanmamış olduğunu söyleyenlerdendi. Bu nedenle ortaya Schrödinger'in Kedisi diye bilinen bir paradoks attı. Bu paradoksta kutunun içine bir kedi konuluyor (Cemile?). Yanına da radyoaktif bir madde konuluyor. Bu radyoaktif maddeye Geiger sayacı ile bağlı da bir zehir var. Eğer radyoaktif madde bozunursa Geiger sayacı deney düzeneğini çalıştıracak, zehirin kabı kırılıp ortaya saçılacak ve kedi ölecek. Eğer Geiger bir şey saymazsa (bozunum gerçekleşmezse) bir şey kırılmıyacak ve kedi sağ olacak. Fakat dalga denklemi radyoaktif maddenin bozunmasının veya bozunmamasının eşit olasılıkta olduğunu söylüyor bu nedenle kedi hem ölü, hem de yaşıyor oluyor. Fakat kutuyu açarsak kedi ya ölü ya da yaşıyordur.
Einstein daha sonra Schrödinger'ş bu deneyinden ötürü 1950 yılında ona yazdığı bir mektupta övmüş.
Ölü mü Diri mi? İkisi de!
Everett'in yorumuna göre eğer iki olasılıktan biri kayboluyorsa (mesela kutuyu açtığımızda kedi ölü bulunup yaşıyor olaılığı 0'a indiği durumda) evren ikiye bölünüyordur. Bir evrende kedi yaşarken diğer evrende kedi ölüdür. Everett'in amtematiksel oalrak ortaya attığı bu paralel evrenler olayı aslında De Witt tarafından meşhur olmuştur ve daha çok MWI (many worlds interpretation-çoklu evren yorumu) olarak bilinir. Burada sizin bulunduğunuz evrende kedi öldüyse, veya çift yarık deneyinde olduğu gibi elektron üstteki delikten geçtiyse, paralel evreninizde kedi yaşıyor, elektron alttaki delikten geçmiş oluyor. Çift yarı deneyini düşünecek olursak ardı ardına dizilmiş çift yarıklarda evren sayısı da giderek çoğalacaktır. Çünkü her bir ayrıkta evren ikiye bölünecek ve bu git gide çatallaşacaktır. Eğer paralel evrenler varsa bunun sayısı 10¹⁰¹⁰⁰'den bile fazla olabilir. Carl Sagan bu sayıyı yazabileceğimiz bir kağıdın olmadığını söylüyor. Fakat bu evrenlerdeki sayının daha az olabileceğini söylüyenlerde var. İki evren birleşirse bu sayı da azalacaktır. Çift yarık deneyinde olduğu gibi bu girişimle gerçekleşir. Elektron ikiye ayılıp sonra girişim yaparak tekrar tek hale gelir, böyle bir şey olduğunda evren sayısı da belli bir miktar azalabilir. Paralel evrenler fikirini garip olduğu için oldukça saçma bulanlar var, fakat gaip olduğu için sevenler de. Saçma bulanalrın en başında Bell yatıyor. Destekleyenlerin başında ise De Witt. Bu kuramın şu an için hiç bir kanıtlanabilirliği de yok gibi gözüküyor.
Gerard 'thooft'a ne düşündüğünü sorduğumda o da inanmadığını söylemişti. "Bu konuda ben biraz Einstein'ın tarafındayım, bazı şeyler bence bizim gözlemlerimizin yetersizliğinden kaynaklanıyor" demişti. Aslında genel oalrak baktığımızda fizikçiler yaşlanınca biraz daha yeni düüncelere karşı çıkıyorlar gibi. Feynman da sicim kuramına karşı çıkıyordu hatta bir keresinde "Einstein kuantuma karşı çıkmıştı ve o yaşlı bir adamdı, ben de yaşlı bir adamım belki de o yüzden karşı çıkıyorum" gibisinden bir şeyler söylemiş.