Dalga-Parçacık İkiliği

Kuantum fiziğinde dalga parçacık ikiliği prensibi, madde ve ışığın, deney ortamına bağlı olarak hem dalga hem parçacık gibi davranış gösterdiğini söyler. Kompleks bir konu olmasıyla birlikte fizikçiler arasında ilgi çekici bir durumdur.


Işığın Dalga-Parçacık İkiliği

1600'lerde Huygens ve Newton, ışığın doğası ve davranışı hakkında birbiriyle çelişen teoriler önerdi. Huygens ışığın dalga teorisini önerirken Newton parçacık teorisini öne sürüyordu. Huygens'in teorisi bazı gözlemlerle doğrulanmasına rağmen Newton'un o zamanki şöhreti kendi teorisinin yaygınlaşmasını ve bir yüzyıldan fazla baskın durumda olmasını sağlamıştır.

19. yy.'ın ilk yıllarında ışığın parçacık teorisinin çözümsüz kaldığı durumlar ortaya çıktı. Kırınım deneyi sonuçlarını parçacık teorisi açıklayamıyordu. Young'un çift yarık deneyinin sonuçları, parçacık teorisinin aksine ışığın dalga gibi davrandığını öne sürüyor ve destekliyordu.


O zamanlarda ışığın belli bir ortam aracılığıyla yayılması gerektiği düşünülüyordu. Bu ortam Huygens tarafından ether (esir) adıyla önerilmiştir. Maxwell, ışık da dahil tüm elektromanyetik dalgaları açıklamak için meşhur denklemlerini yayınlayınca , ışığın dalgalar şeklinde yayıldığını gösterdiği için, bu yayılmayı sağlayan esir kavramını tekrar gündeme getirdi.


Dalga teorisindeki en büyük problem esirin hiçbir zaman bulunamaması olmuştur. 1800'lü yıllar boyunca Michelson-Morley deneyiyle zirve yapan esiri ve hareketini tespit etme çabaları başarısız oldu. 20. yy.'a da bu tartışmayla girildi: Işık dalga mıydı parçacık mıydı?

1905'te Einstein, fotoelektrik olay üzerine, ışığın foton adında enerji paketleri şeklinde yayıldığını açıklayan bir makale yayınladı. Fotonların taşıdığı enerji ışığın frekansına bağlıydı.

Işığın fotonlarla yayılması için esire ihtiyaç olmadığı anlaşıldı fakat ışığın dalga davranışının neden gözlemleniyor olduğu, bir paradoks olarak hala tartışılıyordu. Çeşitli deneylerden sonra bu işaretler açık ve hayret verici bir hale geldi. Işığın hem dalga hem parçacık davranışı göstermesi tamamen deneyin ve gözlemin nasıl yapıldığına bağlıydı.


Maddenin Dalga-Parçacık Davranışı

De Broglie, hipotezinde, Einstein'in çalışmasını genişletip maddenin dalga boyuyla momentumunu ilişkilendirerek ışıktaki bu ikiliği maddenin de gösterdiğini iddia etti. 1927'de deneyler sonucunda bu durum ispatlandı ve 1929'da De Broglie'ye Nobel ödülü kazandırdı.


Belli koşullarda, ışık gibi maddenin de dalga ve parçacık özelliği gösterdiği anlaşıldı. Aslında büyük maddeler de çok küçük dalga boyları yayınlıyordu fakat makro dünyada bu cisimlerin dalga yapısında olduğunu kabul etmenin anlamsız olacağı kadar küçük bir dalga boyuydu bu. Fakat elektronlarla yapılan çift yarık deneylerinde ortaya konulduğu gibi, çok küçük parçacıklar için dalgaboyu gözlemlenebilir ve anlamlı boyutlardaydı.


Dalga-Parçacık İkiliğinin Önemi

Bu durumun en büyük önemi ışığın ve maddenin davranışlarının, bir dalgayı tanımlayan ve genel olarak Schrödinger denklemi şeklinde olan diferansiyel denklemler kullanılarak açıklanabilmesidir. Gerçekliğin dalga formunda tanımlanması Kuantum Fiziğinin temelini oluşturur. Matematik sayesinde kavranması zor bu denklemlerin kesin bir çözümlemesi yapılabiliyor.

Kuantum fiziğindeki tartışmaların en popülerleri arasında olan dalga-parçacık ikiliğinin tam olarak ne anlama geldiğini ifade etme çabaları hala sürmektedir.


Benzer Yazılar
FİZİK MAKALELERİ şimdi Google Play Kitaplar'da

Hiç yorum yok :

Yorum Gönder

Yorum Yap