Çift Kesik Deneyi Nedir?

Işığın dalga özelliği gösterdiğini kanıtlayan çift yarık deneyi Thomas Young*göre yapılmıştır Fazla popüler bir deney olması dolayısıyla, bu yazımızda deney hakkında kısa bir özet data verip daha fazla deneyin çıkarımları ile ilgileneceğiz
Deney Nasıl Yapıldı?
Ilk Olarak bu deney elektron düzeyinde küçük parçacıklar üzerinde yapıldığı için daha gizli kafanızda canlandırmanız için bildiğimiz makro dünyadan benzetmeler yapacağız Deneyimize açılmak gerekirse, eğer ışık bir dalga karakteristiği gösteriyor farz edersek, onu bir silahtan ateşlenmiş kurşunlar olarak düşünebiliriz Acilen her birinden yalnızca bir kurşun geçebilecek iki delikli bir duvar ve ardındaki kurşunların saplanacağı deliksiz bir başka duvar düşünelim Çift delikli duvarın önünden birkaç alev yaptıktan daha sonra, arkadaki duvarda, ön duvardaki deliklerin hizasında iki hat şeklinde kurşunların dizilmesini bekleriz Bu bağlamda, fotonlarla yapılan deneyde benzer sonuç elde edilirse, fotonun tanecik özelliği gösterdiği sonucuna varabiliriz
Hemen de ışığın parçacık yok dalga özelliği gösterdiğini düşünelim ve benzer deneyi kurşunlar yerine su ile doldurulmuş bir kovada yaptığımızı farz edelim Su kaynağından salıverildiğinde, su dalgaları her iki delikten de benzer anda geçecek ve herkes yeni bir kaynak olacaktır Her iki delikten geçmiş olan dalgalar daha sonra birbirleri ile karşılaşıp girişim yapacaklardır Bu teşebbüs nedeni ile yığın ve çukurcuklar oluşacaktır Eğer bu deneyi ışık ile yaparsak ve ışığın dalga özelliği gösterdiğini beklersek, neticede ikinci duvarda yapıcı ve yıkıcı girişimler neticesinde karanlık ve aydınlık bantlar oluşacaktır

Gelelim ışık ile yapılan denemelerin sonucuna Thomas Young kadar çoğu kez tekrarlanan deney sonucunda ışığın dalga özelliği gösterdiği anlaşılmıştır O döneme değin ışığın parçacık özelliği gösterdiği inancı hesaba katılınca, deneyin sonucu şaşkınlıkla karşılandı Ast deneyin sonunda sadece ışığın dalga karakteristiğinde olduğu kanıtlanmış olsa ola ki herkes mutlu bir şekilde evine dönebilirdi Ancak deneyde yapılan küçük modifikasyonlar sonucu şaşkınlık düzeyini oldukça arttıracak gelişmeler yaşandı ve belki de kuantum dünyasının şirin yüzü bilim dünyasına kendini göstermeye başladı
Eğer bu deneyi tek başına bir foton gönderecek şekilde düzenlersek, foton deliklerin sadece birinden geçip aleyhinde duvara ulaşacak ve herhangi bir girişim deseni oluşmayacaktır Peki deney yapıldığında beklenilen netice çıkıyor mu sorusunun yanıtı fazla sarsıcıdır Kaynaktan teker teker gönderilen fotonların bir hat oluşturması için belirtilen bir zaman beklendiğinde (fakat milyonlarca foton gerekir), beklenenin aksine, her iki deliğin aleyhinde iki hat oluşmayıp, benzer girişim etkisi görülmüştür Yani teker teker gönderilen her bir foton kendisi ile teşebbüs yapmıştır fakat böyle bir durumun oluşabilmesi için her iki delikten aynı anda geçmesi gerekmektedir
başkaca fotonların hangi delikten geçtiği gözlenmeye çalışılmış ve bu amaçla deliklerin tanesi dedektörler konulmuştur Deney gerçekleştirildiğinde meydana çıkan netice en az öncekiler değin şaşırtıcıdır çünkü bu sefer de elektronların parçacık özelliği göstererek, silahtan çıkan kurşunlar gibi duvarda çift desen oluşturduğu görülmüştür Yani normalde çift delikten geçerken dalga özelliği gösterip teşebbüs deseni yaratıcı elektronlar, dış bir gözlemci yani sensor sisteme dahil edildiğinde parçacık özelliği göstermiştir Bu değin gelişme bile fizikçileri şaşkına çevirmeye yetmişken, deneyin ileri safhaları, mikro dünyanın gizemlerle doymuş olduğunu kanıtlamıştır Çünkü deliklerin her ikisine değil de yalnızca birine sensor konulduğunda da çıkan netice daha da acayip olmuştur
Elektronlar yarı hangi deliğin izlendiğini biliyormuşçasına sadece dedektörü olmayan delikten geçmiş ve bununla beraber parçacık özelliği göstermiş, dedektör ortamdan uzaklaştırıldığında ise tekrar girişim deseni çıkarmış ve dalga özelliği göstermiştir Bir diğer açıklama ile gözlemci elektronun nasıl hareket edeceğini etkilemiştir
Çift yarık deneyinden çıkan sonuçları özetlersek: Fotonları iki delinmiş düzeneğe gönderdiğimizde, dalga karakteristiği göstererek her iki delikten de geçip kendisi ile girişim yapar ve ortaya girişim deseni çıkar Benzer düzeneğe bir gözlemci yerleştirildiğinde elektronlar karakter değiştirerek parçacık gibi davranmış ve duvarda çift desen oluşturmuştur Son olarak, deliklerden sadece biri izlendiğinde ise elektronlar, hangi deliğin izlendiğini biliyormuşçasına sensor olmayan delikten geçmiştir akla uygun bir yorumlama yapılması icabında, tüm bu olağan dışı özellikler ışığın sıra dışı doğasından kaynaklanmaktadır Bunun gibi olağandışı özelliklerden biri de örneğin fotonların durgun kütlesi bulunmamasıdır Benzer şekilde sadece ışık sürekli benzer hızda yol almaktadır Ne kadar hareket etseniz de veya ne kadar ışık kaynağı hareket etse de, ışığın hızını ölçmeye çalışırsanız, bulacağınız sonuç daima aynıdır Adi objelerle mukayese yaparsak, diyelim ancak saatte30 kmhızla yol alan iki araç birbirine dürüst hareket ederse, birbirlerine karşısında saatte60 kmyol alırlar Ancak birbirine doğru yol bölge iki ışın demeti için benzer şeyi anlatmak mümkün değildir Her ikisi de ışık hızı ile yol alırken birbirlerine aleyhinde iki ışık hızı ile hareket etmeleri beklenirken, ölçülen değer yalnızca bir ışık hızı değin olmaktadır
Çift kesik deneyi, reel dünyada uygulaması olamayacak dek olağandışı olan tek deney değildir Ancak dünyanın maddi özelliklerini anlamanın yolu, mikro taneciklerin alışılagelmedik davranışlarını anlamaktan geçer Kuantum teorisi televizyon, bilgisayar teknolojisi gibi uygulamalarda ve hatta yıldızlarda gerçekleşen nükleer proseslerin açıklanmasında zeka kullanılır

Tüm bu tuhaflıkların mümkün bir açıklaması ‘dalga fonksiyonunun çöküşü ’ ismi ile tanıdık teoride verilmiştir Teoriye kadar, çift yarık deneyinde geçen materyalin adamakıllı dalga olmadığı, dalga olasılığı olduğu varsayılmaktadır Diğer bir deyişle, parçacığın kesin bir konumu olmayıp, bulunabileceği konumların olasılığı vardır Bir Takım konumların olasılığı, örneğin aydınlanmış bölgeler gibi diğerlerinden daha yüksek olasılıklı olup, diğerleri teşebbüs desenindeki karanlık bölgeler gibi daha düşük olasılığa sahiptir Teoriye tarafından, gözlenemeyen elektronlar adamakıllı parçacık yapısında olmayıp, bulunabileceği alanları çevreleyen dalga sözde nitelik göstermektedir Elektron gözlendiğinde ise, dalga fonksiyonu çöker ve elektron parçacık özelliği gösterir Bu kuram çift yarık deneyinde parçacıkların sergilediği özellikleri en iyi açıklayan teoridir Parçacığa bakmadığımız süre, muhtemel dalga iki yarığın hem her ikisinden keza de aynı anda geçmekte ve detektöre ulaşarak teşebbüs deseni oluşturmaktadır Yarıklara algılayıcı yerleştirip elektronları gözlediğimizde ise yerini muhakkak edip dalga fonksiyonunun çökmesine neden olmakta ve parçacık özelliği göstermektedir Bu teoriyi doğru kabul edersek tekrar sarsıcı bir sonuç arşımıza çıkmaktadır Her hangi bir obje gözlenemediği surette gerçek değildir
Gözlenemeyen hiçbir şey gerçek değildir! Bu sözün üstünde biraz dikkate almak gerekir Gündelik bir misal verirsek, diyelim ama her gün evimizin aleyhinde yer alan bir ağaç, sadece biz gözlediğimiz için mi reel veya biz gözlediğimiz için mi orada? Otobüste işimize ya da okulumuza giderken her lahza gördüğümüz dış dünya kafamızı çevirdiğimizde hala orada mı? Değil diyorsanız nasıl oluyor da her gün benzer ağacı benzer yerde görüyoruz, her gün bindiğimiz otobüste gördüklerimiz defalarca aynı yerde oluyor Bu soruların cevabı bil fazla meşhur bilim adamı tarafından sorgulanmış ve onlar zeka reel cevabın ne olduğunu iyice bulamamıştır Bu sorulara ben de kendi yorumumu yaparak yazımı sonlandırabilirdim oysa ben yanıtını verme işini size bırakıp kuantum dünyasına hoş geldiniz diyerek noktalıyorum
Kaynakça:
http:abyssuoregonedu~21stcenturysciencelectureslec13html
http:wwwstudyphysicscanewnotes20unit04lightchp1719lightlesson58htm
http:enwikipediaorgwikiDoubleslitexperiment
httphysicsaboutcomodlightopticsadoubleslithtm