Schrödinger’in Kedisi ve EPR Paradoksu şeysi
Shröndinger’in kedisi ve EPR paradoksu şeysi aslında sanıldığı kadar karmaşık değildir. Anlaşıldığı zaman ise sizi içerisine çeken, bilinmezliğin ve gizemin ince sınırlarında, birçok olasılığı aynı anda kavramaya ve anlamlandırmaya iterek, ufkunuzu genişleten, evrende kim olduğunuzdan çok, ne olduğunuz üzerinde düşünmeye teşvik eden bir dizi olaylar bütünüdür. Bir başka deyişle Shröndinger’in kedisi ve EPR paradoksu bir aydınlanma, aydınlatma şeklidir.
Motivasyon
Gizemin ve bilinmezliğin… kuantum dünyasının aralık kapısından hep birlikte girelim, benimle gelin. Yıl 1935 güneşli bir gün, kuantum tartışmalarından sıkılan Schrödinger kedisiyle ufak bir gezintiye çıkar. Çimlerde kedisiyle oynarken aklına aniden, eğer ben olmasaydım (gözlemci olarak) acaba sen nasıl bir durumda (kediyi burada atomaltı bir parçacık olarak düşünür) olurdun diye söylenirken bulur. Ve her şey bu şekilde başlar. Schrödinger bir düşünce deneyi geliştirir.
Schrödinger bu deneyde, tamamen gözlemden yalıtılmış bir kutunun içine bir gaiger sayacı (iyonlaştırıcı radyasyonu ölçen bir tür parçacık dedektörü), az miktarda radyoaktif maddeyi, bir çekici ve hidrojen siyanürün bulunduğu bir deney tüpünü bir sistemle kutuya yerleştirir. 1 saat içinde atomun bozulma ihtimalinin %50 olduğu bir radyoaktif madde yerleştirir.
Bu radyoaktif madde bir saat sonunda radyoaktif bir atom altı parçacık, örneğin bir alfa parçacığı fırlatacaktır. Bu alfa parçacığı gaiger sayacını tetikleyecektir. Gaiger sayacının etkisiyle harekete geçen çekiç hidrojen siyanürün bulunduğu deney tüpünü kıracaktır. Ortaya çıkan asit gazı kediyi öldürecektir
Ya da radyoaktif maddenin diğer %50 ihtimalle bozulmayacak ve tüm bunlar gerçekleşmeyecektir. Kedi yaşayacaktır.
Peki schrödinger bu deneyde neye dikkat çekmeye çalışıyordu? amacı neydi? Evet daha önceki DALGA-PARÇACIK İKİLİĞİ yazımdan biliyoruz ki atomaltı dünyasında parçacıklar süperpozisyon durumundadır. Eğer o yazımı okumadıysanız lütfen önce onu okuyun. Kendini yazıya kaptıranlar için tekrar açıklayalım süperpozisyon dediğimiz şey kısaca bir parçacığın gözlemlenmediği zaman sahip olabileceği tüm özelliklere aynı anda sahip olması demektir. Yani kuantum dünyasında parçacıklara bakmadığımız zaman birçok konumda bulunurlar ve biz onlara gözlemci olarak baktığımızda ise hemen bu seçeneklerden birini seçerler veya seçmeye zorlanırlar.
Schrödinger’in Kedisi Problemi
Bu durumda schrödinger dedi ki: o halde kuantum dünyasına göre kutu açılmadığı sürece, yani gözlemcinin olaya dahil olmadığı zaman aralığında kedinin %50 ihtimalle canlı ve yine %50 ihtimalle ölü olması gerekir. Kedi bu aralıkta ölü ile canlı arasında bir ara haldedir ama bu çok saçma dedi, kedisinin beyaz tüylerini okşarken.
Ve ekledi; gaiger sayacı, radyoaktif madde ve kedi de atomlardan oluştuğu için süperpozisyon durumuna girmezler miydi? Eğer öyle olsaydı kedi aynı anda hem ölü hem de canlı olmalıydı. İşte schrödinger’ in vurgulamak istediği kısım tam da burasıydı. Bizim bulunduğumuz makro evren ile atomaltı parçacıkların bulunduğu mikro evren arasındaki bağlantı tam olarak nasıl bir şeydi. Çünkü bizde atomlardan oluşuyorduk ve atomlarda parçacıklardan. Parçacığın bu tutumu bizi de etkilemeliydi. Ama bu makro evren ile mikro evren arasındaki çizgiyi tam olarak nereye koymalıydık. Bu konu, her ne kadar kuantum dünyasına önemli katkıları olsa da schrödinger’ i rahatsız eden konulardan biriydi.
Yani kısaca diyebiliriz ki; schrödinger bu deneyinde makro evren ile mikro evren arasındaki çizginin nerede olduğunu saptamak için böyle bir düşünce deneyi oluşturmuştu. Bir diğer şekilde bu deneyi süperpozisyon olayını, gerçek hayatta örneklendirmek için oluşturmuştu.
EPR paradoksu şeysi
Yine yıl 1935 bu sefer tartışmalardan sıkılan Einstein yanına Boris Rodolski ve Nathan Rosen adında iki klasik fizikçi alarak Schrödinger tasarlamış olduğu düşünce deneyine bir tartışma olarak EPR paradoksu geliştirecekti. EPR paradoksuna göre birbirine yeterli yakınlıkta bulunan iki parçacık arasında bir bağ oluşur. Ama bu bağ sonucunda iki parçacık birbiri ile tamamen zıt özellikler gösterecektir. Bunu elektronlara uygularsak dönüş özelliğinden yola çıkmalıyız. Diyelim ki bir elektron saat yönünde dönüyor olsun diğer elektron ise bu zıt karakter özelliğinden saatin tersi yönünde dönecektir.
Ve biz bu parçacıkları şimdi birbirinden ayıralım ve birkaç ışık yılı uzağa koyalım. Kuantum mekaniğine göre ölçüm yapmadığımız sürece bu parçacıklar süperpozisyon durumunda olacaklardır. Diyelim ki birini ölçtük ve saat yönünde döndüğünü gördük, diğer parçacığa baktığımız zaman ise saatin tersi yönünde döndüğünü biliriz çünkü zıt özellikler gösteriyorlardı.
Bu deneyi teorik olarak kanıtladılar. Parçacıklar arası mesafe ne kadar fazla olursa olsun, birbirlerine ışık yılı uzaklıkta bile olsalar aralarında bir bağ bulunuyordu ve bu bağ sanki parçacıkların haberleşmesini sağlıyordu. Ama bir dakika ışık hızından hızlı bir şey yoksa bu iletişim nasıl gerçekleşiyordu. Bu mümkün olamazdı. Bu bildiğimiz her şeye tersti ve Einstein o yüzden buna şöyle diyecekti; tüm bilimsel ve teknik terimlerden arındırılmış bir şekilde “Mesafeler Arası Korkunç Olay” bu olay özel görelilik teoremine tersti.
Einstein kuantum dolanıklığının olmadığını söylemiyordu. Olduğunu kendisi teorileştirmişti zaten, mümkün olduğunu biliyordu ama ışık hızının sabit olduğunu vurgulayarak ve hiçbir şeyin ışık hızını geçemeyeceğini belirterek matematiksel denklemlerde bir hata olabileceğini vurgulamak istiyordu. Ona göre, kuantum mekaniğine kafa yoran herkesin gözden kaçırdığı “gizli bir değişken” vardı.
Ama kendisi süperpozisyon olayına inanmıyordu. Ona göre parçacıklar kaynaktan ayrılır ayrılmaz aslında nereye döndükleri belliydi yani kimin saat yönüne kimin saat yönünün tersine döneceği kaynaktan ayrıldığı an aradaki bağ sayesinde belirlenmişti. Eğer biz bu parçacıklardan herhangi birinin konumu ve hızını aynı anda bilebilirsek diğer parçacığında bu zıt karakter özelliği sayesinde konumunu ve hızını bilebilirdik. Bu yüzdende bu parçacıkları çok uzak mesafelere göndermeye de gerek yoktur. Peki bu durumda Einstein ölçüm yaparak dalga modelini zaten çökertmiyor muydu?
Schrödinger’in Kedisi ve EPR Paradoksu Şeysi sonuç
Durum böyle olunca Niels Bohr’ da olaya dahil oldu ve dedi ki: parçacıkları ölçtüğümüz anda ne durumda olduğunu biliyoruz o yüzden bunun en başta belirlendiğini bilemeyiz ve söyleyemeyiz diyordu. Einstein ise ölçün görürsünüz diyordu. Evet ama işte zaten ölçmeden bilemezdik derken olay kısır döngü haline geliyor ve bilimsel tartışmadan çıkarak felsefi bir hal alıyordu. Peki kim haklıydı? Niels Bohr mu? Albert Einstein mı? Ama maalesef Albert Einstein bunun cevabını öğrenemeyecekti. Filmin en heyecanlı yerini kaçıracaktı. Ama biz ölümünden birkaç yıl sonra bir deneyle öğrenecektik. Film sahnesine meşhur “Belirsizlik Yasası” ile Werner Heisenberg giriş yapacaktı ve ardından birçok bilim insanı sahnede rol alacaktı. anlaşılan Shröndinger’in kedisi ve EPR paradoksu uzun bir süre tartışmalara devam ettirecekti.
Kaynakça:
https://tr.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger%27in_kedisi
https://www.aklingolgesi.com/einsteinin-kabusu-kuantum-dolanikligi-ve-malum-kedi/