Schrödinger’in kedisini duymayanınız yoktur, özellikle kuantum fiziğine meraklıysanız. Hem ölü hem de diri bir kedi ne anlama geliyor peki? Schrödinger bu düşünce deneyiyle neyi amaçladı? Kuantumun ne olduğunu anlamak için Schrödinger’in kedisinin ne olduğunu anlamak neden bu kadar önemli? Bilim camiasından farklı insanlar Scrödinger’in kedisini nasıl yorumlamış? Kuantum fiziği nasıl bir mantıkla çalışıyor? Gelin videonun devamında hep beraber öğrenelim.
(intro)
Schrödinger bu deneyle aslında kuantumun ne olduğunu bizlere anlatmaya çalışmıştı. Bu yüzden bu video aslında kuantum fiziğine giriş videosu. Elbette kuantum formüllerinden bahsetmeyeceğiz bu videoda. Amacımız Schrödinger’in kedisi üzerinden kuantumun ne olduğunu anlamanızı sağlamak. Böylece kuantumun mantığının ne olduğunu daha iyi anlayacaksınız.
Öncelikle şöyle bir örnekle başlayalım. Bir okulda olduğunuzu hayal edin. Öğretmenlerden birini bulmanız gerekiyor. Orada bir nöbetçi öğrenci olmuş olsun. Gittiniz ve aradığınız öğretmenin nerede olduğunu sordunuz. O da şöyle demiş olsun: “Öğretmenimizin şu anda ders saati. Bana çıkarken 12. sınıflara dersi olduğunu söylemişti. Okulumuzun A ve B olmak üzere iki tane 12. sınıf şubesi var. Bu iki sınıfa bakarsanız onu mutlaka bulursunuz.” Öğrencinin bu sözleri üzerine 12. sınıfların olduğu kata gittiniz. Önce A sınıfına girdiniz. Baktınız ki orada yok, şöyle düşündünüz: “Demek ki B sınıfındaymış”. Yani bu şu demek, öğretmenin bulunabileceği iki ihtimal vardı. Siz bu ihtimallerden birini denediniz ve onun yanlış olduğunu gördünüz. Böylece öbür ihtimalin doğru olduğu kesinleşti. Yani öğretmen ya A sınıfındaydı ya da B sınıfındaydı. İşte bu yalnızca atom üstü yani makro evrende geçerli olan bir şey. Eğer atomun kendi içindeki evrene yani mikro evrene bakarsanız olay çok daha başka.
Kuantum fiziğine yani mikro evreni açıklayan fiziğe göre bir şey ya orada ya da orada olmak zorunda değildir. Hem orada hem burada olabilir. İyi de bu nasıl olabilir ki diyor olabilirsiniz. Merak etmeyin, Einstein da aynısını demişti. Kuantum fiziğinde iki büyük ekol vardı. Neils Bohr, Kopenhag yorumunu sunuyor; Einstein buna şiddetle karşı çıkıyordu. İşin aslı Heisenberg Belirsizlik İlkesine dayanıyordu. Heisenberg yaptığı deneyler sonucunda şunu anlamıştı, bir parçacığın momentum ve konumu aynı anda tam doğrulukla ölçülemez. Bu şu demek, bir elektronun konumunu hesapladığınız anda momentumu belirsizleşir ve hesaplayamazsınız. Aynısı tam tersi için de geçerlidir. Neils Bohr bu olguyu şöyle yorumladı, bir elektron hem +1/2 spin hem de -1/2 spin olabilir. Aynı anda her iki özelliğe sahiptir. Ancak biz bir ölçüm yaptığımızda ikisinden birine dönüşür. Aynı zamanda bu elektronla aynı uzaysal yönelimde olan öbür elektronun da sonucu kesinleşir. Çünkü biri -1/2 spinse öbürü +1/2 spin olmak zorundadır. Elektronun ölçülmeden önceki haline süperpozisyon denir. Her iki özelliğe de sahiptir ancak ölçümden sonra bu özelliklerden birine dönüşür. İşte Neils Bohr Kopenhag yorumuyla bunu anlatmaya çalışıyordu. Ancak Einstein buna şu şekilde itiraz etti, “Tanrı zar atmaz”. Yani ona göre elektronun spini hem -1/2 hem +1/2 değildi. Ona göre ya -1/2 ya da +1/2 idi. Hani başlarda bir öğretmen bulma deneyi yapmıştık ya, oradaki gibi. Bu elektronların spini önceden belliydi. Sadece ölçüm yapmadan önce bunu gözlemleyemiyorduk ancak ölçüm yaptığımızda kendi özelliğini gösteriyordu. Kopenhag yorumunda ise elektronun spini ölçüm yapıldığı anda belli oluyordu. Bohr, Einstein’in “Tanrı zar atmaz.” sözüne “Albert, Tanrı’ya ne yapacağını söylemeyi bırak.” diyerek cevap vermişti.
İşte tüm bu tartışmaların ortasında Erwin Schrödinger, Kopenhag yorumunu daha iyi anlatabilmek için bir düşünce deneyi tasarladı. Biz bunu şu an Schrödinger’in kedisi olarak biliyoruz. Peki, neydi bu deney?
Diyelim ki bir kutu olsun. Bu kutuya bir kedi bir de düzenek koyalım. Düzenek şu şekilde işleyecek, bir kapsülün içinde radyoaktif bir miktar madde var. Ve radyoaktif maddeler belli bir yarı ömürle bozunurlar. Yarı ömür kavramıyla ilgili daha kapsamlı bir videoda hazırlayacağız zaten ancak şimdilik yüzeysel olarak anlatalım. Düzeneğe koyduğumuz maddenin yarı ömrünün 10 dakika olduğunu düşünelim. Yani 10 dakika sonra bu maddenin atomlarının yarısı bozunacak. Ama hangi atomlar bozunacak bu belli değil, bir kurala göre gitmiyor. Bu durumda atomlardan birine bir sensor yerleştirelim. Bu sensor, bozunma gerçekleşmesi durumunda bağlı olduğu çekici serbest bırakacak diyelim. Çekicin düşeceği yerde de bir siyanür şişesi olsun. Düzeneği anladığımıza göre şimdi de yorumlamaya geçelim. Kediyi kutuya koyduk ve kutunun kapağını kapattık. Şu anda içeride ne oluyor bilmiyoruz. 10 dakika sonra olabilecek iki ihtimal vardır. Eğer sensor yerleştirdiğimiz atom maddenin bozunan yarısındaysa çekiç siyanür şişesini kırar ve kedi ölür. Eğer bozunmayan yarıdaysa çekiç yerindedir, şişe kırılmamıştır ve kedi hâlâ yaşıyordur. Yani kedi 10 dakika sonra hem yaşıyordur hem de ölmüştür. Bu durum kedinin süperpozisyonudur. Ancak kutunun kapağını kaldırıp bakarsak kediyi ya ölü ya da diri olarak buluruz. Yani biz kutuyu açana kadar kedi bir hayalet gibidir, ortada bir belirsizlik vardır. Bu sırada kedi her iki duruma da sahiptir. Ancak kutu açılınca kedinin durumu kesinleşir. Schrödinger’in kedisi işte bize bunu miyavlamaya çalışıyordu.
Tabii, Einstein buna da itiraz edecekti. Eğer siz bir düşünce deneyi yaptıysanız ben de bir düşünce deneyi yaparım demişti. Peki, nasıl bir düşünce deneyi yapmıştı? Bunu da o düşünce deneyini özel olarak ele alacağımız videoya bırakalım. İşte makro evren ne kadar karışıksa mikro evren çok daha karışıktı. Peki, bu iki evrendeki fizik kanunlarını tek çatı altında birleştiremez miydik? Cevabı iki hafta sonra yüklenecek “Her Şeyin Teorisi” videomuzda sizlerle olacak.
Böylece bir videomuzun daha sonuna geldik. Videolarımızdan haberdar olmak için abone olmayı ve bizlere destek olmak için videoyu beğenmeyi unutmayın.