Bir Atom Nasıl Aynı Anda Birden Çok Yerde Olabilir ve Birden Çok Şey Yapabilir

Abaküsle dünyanın en hızlı süper-bilgisayarı arasındaki farkı düşündüğünüz takdirde bile bir kuantum bilgisayarının günümüzün bilgisayarlarından ne kadar daha güçlü olduğunu anlamanın yakınından geçemezsiniz.
Julian Brown

Yıl 2041 . Küçük bir çocuk, odasındaki bilgisayarın başına oturuyor. Bu sıradan bir bilgisayar değil. Bu bir kuantum bilgisayarı. Çocuk bilgisayara bir komut veriyor. . . Aynı anda bilgisayar kendi binlerce kopyasına bölünüyor ve her biri problemin farklı bir dalı üzerinde çalışmaya koyuluyor.

Yalnızca birkaç saniye sonra, dallar yeniden bir araya geliyor ve bilgisayarın gösterge panelinde tek bir cevap yanıp sönüyor. Dünyadaki bütün bilgisayarlar bir arada çalıştırılsa bile bu cevabı bulmaları trilyonlarca yıl alırdı. Sonuçtan memnun olan çocuk bilgisayarı kapatıyor ve oyununa geri dönüyor. Bu akşam için ev ödevi bitmiş durumda.

working pattern internet abstract

Çocuğun bilgisayarının yapabildiğini aslında hiçbir bilgisayar yapamaz, değil mi? Bir bilgisayarın bunu yapabileceği gerçeği bir kenara, bu bilgisayarların taslak halindeki ilk versiyonları günümüzde bile mevcuttur. Üzerinde ciddi tartışmaların döndüğü asıl nokta ise, bu türden bir kuantum bilgisayarının yalnızca çok fazla sayıdaki bilgisayarın toplamı gibi mi çalışacağı, yoksa bazılarının inandığı gibi, kendi kendisinin paralel gerçeklikler veya evrenlerde var olan birçok farklı kopyasının bilgi işlem gücünden mi yararlanacağı sorusudur.

Kuantum bilgisayarının temel özelliği olan aynı anda birçok işlemi birden yapabilme yetisi, dalgaların (dolayısıyla da, dalgalar gibi davranan atom ve fotonların da) yapabildiği iki şeyden kaynaklanmaktadır. Bunlardan ilki, okyanus dalgalarında görülebilir.

Okyanusta hem büyük dalgalar hem de küçük dalgacıklar oluşur. Ancak rüzgarlı bir günde dalgalı bir denizi seyreden herkesin bilebileceği gibi, büyük dalgaların üzerinde küçük dalgacıklar da görebilirsiniz. Bu, tüm dalgaların genel bir özelliğidir. Eğer iki farklı dalga var olabiliyorsa, aynı şekilde, dalgaların bir kombinasyonu, yani süperpozisyonu da var olabilir.

ocean water wave photo

Süperpozisyon gerçeği, gündelik dünyada önemsiz bir şey gibi görünebilir. Ancak atomlar ve bileşenlerinin dünyasında, bu durumun etkileri sarsıcı düzeydedir.

Bir kez daha, pencere camına vuran fotonu düşünelim. Schrödinger denkleminin ortaya koyduğu gibi, foton ne yapacağı konusunda bir olasılık dalgası tarafından bilgilendirilir.

Fotonun camdan geçmesi de, geri yansıması da olasılık dahilinde olduğundan, Schrödinger denklemi iki dalganın varoluşuna imkan tanımalıdır – biri camdan geçip gidecek, diğeri de geri yansıyacak foton için. Burada şaşırtıcı bir durum yok. Fakat şunu unutmamak gerekiyor ki, aynı anda iki dalganın birden var olmasına imkan tanındığında, bu dalgaların bir süperpozisyonunun var olmasına da imkan tanınmış olur. Deniz dalgaları için konuşacak olursak, bu türden bir kombinasyon kimse için inanılmaz bir durum değildir. Ancak atomların dünyasında söz konusu kombinasyon olağanüstü sayılabilecek bir duruma tekabül eder: aynı anda hem camdan geçen hem de geri yansıyan bir fotonun varlığına. Diğer bir deyişle, foton aynı anda camın iki tarafında birden bulunabilmektedir.

Tahayyül sınırlarımızı zorlayan bu özellik, iki kaçınılmaz gerçekten kaynaklanıyor: fotonların dalgalar tarafından tanımlandığı ve dalgaların süperpozisyon hallerinin olası olduğu gerçeklerine.

Bu uçuk bir teori değil. Yapılan deneylerde, aynı anda iki yerde birden bulunan bir foton ya da atomu gözlemlemek gerçekten de mümkündür (daha doğru bir ifadeyle ortaya koyacak olursak, aynı anda iki yerde birden bulunan bir foton ya da atomun neden olduğu sonuçları gözlemlemek mümkündür). Bu durumun gündelik hayatımızdaki karşılığı, aynı anda hem San Francisco hem de Sydney’de bulunabilmenizdir. Dahası, üst üste binecek dalgaların sayısının bir sınırı olmadığından, bir foton ya da atom aynı anda üç, on ya da bir milyon yerde olabilir.

adult book boring face

Öte yandan mikroskobik bir parçacıkla bağlantılı olasılık dalgası, bu parçacığa nerede bulunabileceğinden daha fazla bilgi vermektedir. Olasılık dalgası, parçacığa tüm durumlar dahilinde nasıl davranacağını da bildirir (örneğin bir fotona, pencere camının içinden geçip geçmeyeceğini ya da camdan geri yansıyıp yansımayacağını).

Dolayısıyla atomlar ve türevleri yalnızca aynı anda birçok yerde bulunabilmekle kalmaz, aynı anda birçok işi de gerçekleştirebilirler. Bunun gündelik yaşantımızdaki karşılığı ise aynı anda ev temizliği yapmanız, köpeği dolaştırmanız ve haftalık süpermarket alışverişini halletmenizdir.

Kuantum bilgisayarının muazzam gücünün ardındaki giz budur. Atomların aynı anda birçok işi yapabilme yetisini kullanan kuantum bilgisayarları, aynı anda çok sayıda hesaplamayı yapabilmektedir.

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , , , , , , ---

Atomların Yapısı

Atomlar doğanın Lego taşlarıdır. Çeşitli şekil ve boyutlarda olan atomlar birçok farklı yoldan bir araya getirilerek bir çiçek, altın külçesi veya bir insan oluşturulabilir. Her şey kombinasyonlarda gizlidir.

Nobel ödüllü Amerikalı bilim adamı Richard Feynman, “Büyük bir afette sahip olduğumuz tüm bilimsel mirası kaybetsek ve gelecek nesillere aktarabileceğimiz tek bir cümle olsa, hangi ifade en az kelimeyle en çok bilgiyi aktarırdı?” diye sormuş ve cevabı kesin olmuştur: “Her şey atomlardan oluşmaktadır. “

Atomların doğanın Lego taşları olduğunu kanıtlamada temel adım, farklı türlerdeki atomları tespit edebilmekti.

Fakat atomların duyular tarafından doğrudan algılanamayacak kadar küçük olması bu sürecin her adımını, atomların maddenin sürekli hareket halindeki en küçük tanecikleri olduğunu ispatlamak kadar zorlaştırıyordu.

Farklı türlerdeki atomları tespit etmenin tek yolu, tek bir tip atomdan oluşan maddeler bulmaktı.

1789 yılında Fransız aristokrat Antoine Lavoisier, herhangi bir şekilde bileşenlerine ayrılamayacağına inandığı maddelerin bir listesini yaptı. Lavoisier’in listesinde 23 “element” vardı. Bazılarının element olmadığı sonraki yıllarda ortaya çıksa da, pek çoğu (altın, gümüş, demir ve cıva da dahil olmak üzere) öyleydi. Lavoisier’in l794’te giyotinde gelen ölümünün ardından 40 yıl içinde, element listesi 50 maddeye yaklaşmıştı. Günümüzde, en hafifi hidrojenden en ağırı uranyuma dek uzanan 92 element olduğunu biliyoruz.

Peki ama, bir atomu diğerinden farklı kılan nedir? Söz gelimi, bir hidrojen atomunun uranyum atomundan farkını nasıl anlayabiliriz? Yanıta ancak bu elementlerin iç yapılarını inceleyerek ulaşabiliriz. Fakat atomlar olağanüstü küçük boyutlardadır. Geçmişte, birisinin çıkıp da atomun içine bakmanın bir yolunu bulması imkansız görünüyordu. Ancak bunu bir kişi başardı: Ernest Rutherford adında bir Yeni Zelandalı. Rutherford’un dahiyane fikri, atomların içine bakmak için yine atomları kullanmaktı.

Devamını oku
Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , , , , , ---

Atomların Keşfi ve Aralarındaki Boşluk

Her Şeyin Atomlardan Oluştuğunu ve Atomun Büyük Bir kısmının Boşluk Olduğunu Nasıl Keşfettik?

Burnumun ucundaki bir hücrede bulunan hidrojen atomu, zamanında bir filin hortumunun parçasıydı. Jostein Gaarder

Silahı kullanmaya hiç niyetimiz yoktu. Ama öylesine başbelası bir ırktılar ki. Aksinin geçerli olduğunu göstermek için harcadığımız tüm çabalara rağmen, bizi “düşman” olarak algılamakta ısrar ettiler. Tüm nükleer stoklarını mavi gezegenlerinin yörüngesindeki gemimize ateşlediklerinde sabrımız taşmıştı. Silah basit, fakat etkiliydi. Maddenin içindeki tüm boşluğu çekip çıkardı. Sirian keşif seferimizin komutanı, kesiti ancak bir santimetre olan, parlak metalik küpü incelerken birincil kafasını umutsuzca salladı. “insan ırkından” geriye kalanın yalnızca bu olduğuna inanmak hiç de kolay değildi! Şayet tüm insan ırkının bir küp şekerin hacmine sığabileceği fikri bilimkurgu gibi geliyorsa, bir daha düşünün. Normal bir maddenin hacminin yüzde 99,9999999999999’unun boşluk olması dikkate değer bir gerçektir. Vücudumuzdaki atomların içerdiği boşluğun tümünü çekip çıkarmanın bir yolu olsaydı, insanlık gerçekten de bir küp şekerin sahip olduğu hacme sığabilirdi.

Atomların bu ürkütücü boşluğu, maddenin yapı taşlarının sıra dışı özelliklerinden yalnızca biri. Bir diğeri ise elbette ki, boyutları. Bu sayfadaki tek bir noktanın enini kapsamak için 10 milyon atomu uç uça dizmek gerekir. Bu durum akıllara şu soruyu getirecektir: Her şeyin atomlardan oluştuğunu nasıl keşfettik?

Her şeyin atomlardan oluşmuş olduğu fikri ilk defa, MÖ 440 yıllarında, Yunan filozof Demokritos tarafından öne sürülmüştür. 1 Demokritos , eline bir taş alarak kendisine şu soruyu sormuştu: “Şayet bunu ikiye böler ve parçalardan birini tekrar ikiye bölersem, sonsuza dek bunu yapmaya devam edebilir miyim?” Cevabı kesin bir hayır oldu. Maddenin sonsuza dek bölünebilmesi, Demokritos için tasavvur edilemez bir durumdu. Önünde sonunda, maddenin artık daha küçük parçalara bölünemeyecek bir taneciğe dönüşeceği çıkarımında bulundu ve “bölünemeyen” sözcüğünün Yunancası “a-tomos” olduğundan, maddenin söz konusu varsayımsal yapı taşlarına “atom” adını verdi.

Atomlar duyularla algılanamayacak kadar küçük olduğundan, varlıklarını kanıtlamak her zaman için güç olacaktı. Ne var ki, 18. yüzyılda yaşamış İsviçreli matematikçi Daniel Bernoulli tarafından bir yol bulundu. Bernoulli , atomların doğrudan gözlemlenmesi imkansız olsa da, dolaylı olarak gözlemlenebilmelerinin mümkün olabileceğini anladı. Daha net bir ifadeyle ortaya koyacak olursak, Bernoulli , çok sayıda atom bir arada hareket ettiği takdirde, bunun gündelik yaşantımızda fark edilebilecek kadar büyük bir etkiye neden olabileceğini düşünmüştü. Tek yapması gereken, doğada bunun gerçekleştiği bir yer bulmaktı. Buldu da: bir “gazın” içinde. Bernoulli , hava veya su buharı gibi bir gazı, bir kovan dolusu kızgın arıyı andıracak şekilde, çılgınca hareket eden milyarlarca ve milyarca atomun oluşturduğu bir topluluk olarak düşünüyordu. Bu net görüş, aynı zamanda, şişirilmiş bir balonun bu şekilde kalmasını sağlayan ve buhar makinesinde pistona kuvvet uygulayan gazın “basıncına” da açıklama getiriyordu. Bir kaba hapsedildiğinde, gazın ihtiva ettiği atomlar, dolu tanelerinin teneke bir çatıyı dövmesi gibi , kabın çeperlerine insafsızca çarpmaktaydı. Neden oldukları bileşik etki ise kaba duyularımız tarafından kabın çeperlerini zorlayan sabit bir kuvvet olarak algılanan, gergin bir güç yaratıyordu.

Öte yandan Bernoulli’nin basınç için getirdiği mikroskobik açıklama, gazın içinde olup bitenleri zihnimizde canlandırmanın kolay bir yolu olmanın ötesinde de faydalar sağladı. Artık kesin bir öngörüde bulunabiliyorduk. Eğer gaz ilk hacminin yarısına sıkıştırılırsa, atomların, kabın çeperlerine çarpmak için daha önce katettikleri yolun yalnızca yarısını katetmesi gerekecekti. Bu sebeple de, kabın çeperlerine iki kat daha çok çarparak basıncı iki katına çıkaracaklardı. Şayet gaz, hacminin üçte birine kadar sıkıştırılırsa, atom çarpışmaları ve dolayısıyla basınç da üç katına çıkacaktı. Bu böyle devam ediyordu. Söz konusu davranış İngiliz bilim adamı Robert Boyle tarafından gözlemlendi ve Bernoulli’nin gaza yönelik ortaya koyduğu açıklama onaylanmış oldu .

Bernoulli atomları boşlukta oradan oraya uçuşan küçük tanecikler olarak açıkladığından, bu durum atomların varlığını destekliyordu. Bu başarıya rağmen, atomların var olduğuna dair kesin kanıt 20. yüzyılın başlarına dek ortaya çıkmayacaktı. Kesin kanıt “Brown hareketi” adı verilen muğlak bir olgunun içinde saklıydı. Brown hareketi, adını 1801 yılındaki Flinders keşif seferiyle Avustralya’ya yelken açan bitkibilimci Robert Brown’dan almıştır. Brown güney yarımkürede geçirdiği zaman boyunca Avustralya’ya özgü 4000 bitki türünü sınıflandırmış ve bu süreçte canlı hücrelerinin çekirdeğini keşfetmiştir. Fakat Brown esas olarak, 1827 yılında suda asılı polen tanecikleri üzerine yaptığı gözlemle tanınır. Büyütecinin ardındaki Brown, sudaki taneciklerin, meyhaneden çıkıp evin yolunu bulmaya çalışan sarhoşlar gibi zikzaklar çizerek heyecanlı bir hareket içinde olduğunu gözlemlemiştir. Brown asi polen taneciklerinin sırrını hiçbir zaman çözemedi. Bu konudaki asıl ilerleme için, bilim tarihindeki en büyük yaratıcılık patlamasının merkezinde bulunan 26 yaşındaki Albert Einstein’ı beklemek zorundaydık.

“Mucizevi yılı” olan l905’te Einstein, harekete dair Newtoncu fikirlerin yerini alacak özel görelilik teorisiyle Newton’un egemenliğine son vermekle kalmadı, aynı zamanda Brown hareketinin 80 yıllık sırrına da vakıf oldu. Einstein’a göre polen taneciklerinin çılgınca dansının nedeni, küçük su molekülleri tarafından sürekli bir bombardımana maruz kalıyor olmalarıydı. İnsan boyunu aşan bir şişme topun geniş bir alanda birçok kişi tarafından itildiğini düşünün. Şayet herkes diğerlerinden bağımsız olarak kendi yönünde bir itme gücü uygularsa, herhangi bir anda topun bir tarafına kıyasla diğer bir tarafına daha fazla itme gücü uygulanıyor olabilir. Bu dengesizlik topun düzensiz hareketler yapması için yeterlidir. Benzer şekilde, polen taneciğinin düzensiz hareketlerinin nedeni de, polenin bir tarafına kıyasla bir diğer tarafında daha çok su molekülü baskısı olması olabilir.

Einstein, Brown hareketini tanımlayabilmek için matematiksel bir kuram geliştirdi. Söz konusu kuram, polen taneciğinin ne kadar hızla ve ne kadar uzağa gideceğini belirleyen şeyin, polenin çevresini sarmış olan su moleküllerinin uyguladığı acımasız ataklar olduğunu öngörüyordu. Bütün olay su moleküllerinin boyutlarıyla bağlantılıydı; zira moleküller ne denli büyükse, polen taneciğine uygulanan kuvvetin dengesizliği de aynı ölçüde artacak ve dolayısıyla bu da Brown hareketinin düzeyini belirleyecekti.

Fransız fizikçi Jean Baptiste Perrin, gamboge adı verilen ve Kamboçya’da bir ağaç türünden elde edilen sarı renkte zamksı reçinenin suda asılı haliyle yaptığı gözlemlerini, Einstein’ın kuramının öngörüleriyle karşılaştırdı. Perrin bu gözlemlerinde, öncelikle su moleküllerinin, bunun sonucunda da, molekül yapılarını oluşturan atomların boyutlarını belirlemeyi başardı ve atomların çapının bir metrenin 10 milyarda birine denk geldiği sonucuna ulaştı. Yani bu sayfadaki tek bir noktanın enini kapsamak için 10 milyon atomun yan yana dizilmesini gerektirecek kadar küçüktü boyutları. Atomlar aslında o kadar küçüklerdi ki, bir nefesin ihtiva ettiği milyarlarca ve milyarlarcası dünyanın atmosferine eşit olarak dağılmış olsaydı, atmosferin her bir nefeslik biriminde bu atomların bir kısmı bulunurdu. Bir başka ifadeyle, aldığınız her nefes Albert Einstein (veya Jül Sezar, Marilyn Monroe, hatta dünya üzerinde yürümüş son Tyrannosaurus Rex) tarafından verilmiş nefesten en az bir atom içermektedir.

Dahası, biyosferdeki atomlar düzenli olarak geri dönüşüme tabi olur. Bir organizma öldüğünde çürür ve onu oluşturan atomlar zaman içinde hayvanlarla insanların yiyeceği bitkileri oluşturmak üzere toprağa ve atmosfere geri döner. Norveçli romancı Joestein Gaarder Sofi’nin Dünyası isimli kitabında, “Kalp kasımdaki bir karbon atomu zamanında bir dinozorun kuyruğundaydı,” demiştir.

Brown hareketi atomların varlığını ortaya koyacak en kuvvetli kanıttı. Mikroskoptan bakıp da, acımasız bir saldırı altındaki polen taneciklerinin çılgın dansını gören hiç kimse, dünyanın esasında bu minik, kurşunvari parçacıklardan yapılmış olduğundan şüphe edemezdi. Fakat öte taraftan serseri polen taneciklerini (yani atomların etkisini) seyretmek, atomları gerçekten görmekle aynı şey değildi. Bunun içinse, taramalı tünelleme mikroskobu [STM: scanning tunnelling microscobe] adı verilen kayda değer bir aygıtın 1980 yılındaki icadına kadar beklemek durumundaydık. STM’nin ardındaki fikir çok basitti. Kör bir insan, bir başkasının yüzünü, parmağını bu yüzün üzerinde gezdirip zihninde oluşturduğu bir resim aracılığıyla “görebilir.” STM de benzer bir şekilde çalışmaktadır. Aradaki fark ise STM’deki “parmağın,” eski gramofon iğnelerini andıran küçük metal bir iğne olmasıdır. İğneyi maddenin yüzeyinde gezdirip, gerçekleşen yukarı-aşağı hareketleri bilgisayara aktararak, atom düzeyindeki dalgalanmaları detaylı bir şekilde resmetmek mümkündür.

Elbette durumun bundan biraz daha karmaşık olduğunu söyleyebiliriz. İcadın çalışma prensibi ne denli basit olursa olsun, uygulamada aşılması gereken ciddi engeller mevcuttu. Örneğin atomları “hissedebilecek” kadar hassas bir iğnenin bulunması gerekiyordu. Nobel komitesi bu güçlüklerin hakkını verdi ve STM mikroskobunun ardındaki IBM araştırmacıları Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer, 1986 yılında Nobel Fizik Ödülü’yle onurlandırıldı.

Binnig ve Rohrer, tarih boyunca bir atomu gerçekten “gören” ilk kişiler oldu. STM’yle elde ettikleri görüntüler, dünyanın, ayın ıssız griliği üzerinde yükselişi ya da DNA’nın dönemeçli sarmal merdiveninin yanında, bilim tarihinin en önemli noktalarından biriydi. Atomlar küçük futbol toplarını andırıyor, kasalara istiflenmiş portakallar gibi gözüküyordu.

Fakat her şeyden daha çok, Demokritos’un 2400 yıl önce tüm açıklığıyla zihninde canlandırdığı gibi, küçük ve sert madde taneciklerine benziyorlardı. Tarihte hiç kimse, deneysel olarak teyit edilmeden önce, Demokritos kadar ileri bir öngörüde bulunamamıştır. Fakat STM, atomların yalnızca bir yönünü ortaya koyabilmişti. Demokritos’un da fark ettiği gibi, atomlar sürekli hareket halindeki küçük parçacıklar olmaktan çok daha fazlasıydı.

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , ---

Maddenin Yok Oluşu mu?

atom-bombasiGöreliliğin keşfedilmesinden uzun zaman önce, bilim iki temel ilke keşfetmişti; enerjinin korunumu ve kütle korunumu. Bunların ilki 17. yüzyılda Leibniz tarafından ayrıntılı olarak incelenmiş ve ardından 19. yüzyılda bir mekanik ilkesinin doğal sonucu olarak geliştirilmişti. Çok daha önceleri, ilk insanlar, sürtme yardımıyla ateş yaktıklarında ve böylelikle de verili bir enerji miktarını (iş) ısıya dönüştürdüklerinde, işin ve ısının eşdeğerliliği ilkesini pratik olarak keşfetmişlerdi. Bu yüzyılın başlarında, kütlenin enerji biçimlerinden sadece biri olduğu keşfedilmişti. Bir madde parçacığı oldukça yüksek düzeyde yoğunlaşmış ve lokalize olmuş enerjiden başka bir şey değildir. Bir parçacıkta yoğunlaşan enerji miktarı onun kütlesiyle orantılıdır ve toplam enerji miktarı her zaman sabit kalır. Bir çeşit enerjinin kaybı, bir başka çeşit enerjinin kazanılmasıyla telâfi edilir. Enerji sürekli olarak biçimini değiştirirken yine de her zaman aynı kalır.

Einstein, bizzat kütlenin şaşılacak miktarda bir enerji barındırdığını kanıtlamakla bir devrim gerçekleştirmişti. Kütle ve enerjinin eşdeğerliği E = mc2 formülüyle ifade edilir, burada m kütle, c ışık hızı (yaklaşık olarak saniyede 300.000 km) ve E de durgun cismin barındırdığı enerjidir. m kütlesinde içerilen enerji, ışığın muazzam hızının karesiyle bu kütlenin çarpımına eşittir. Kütle bu nedenle enerjinin oldukça yoğunlaşmış bir biçimidir, bu enerjinin gücü hakkında şu gerçek bizlere bir fikir verebilir; bir atom bombasının patlamasıyla açığa çıkan enerji, enerjiye dönüşen kütlenin binde birinden daha azdır. Normalde, madde içinde hapsolmuş bu muazzam enerji kendini dışa vurmaz ve bu nedenle de göze çarpmaz. Ama atom çekirdeğinin içindeki süreçler belli bir kritik noktaya ulaşırsa, bu enerjinin bir kısmı, kinetik enerji olarak dışarı salınır.
Devamını oku

Yorum Durumu: 7 yorum --- Kategori: Bilim, Felsefe --- Etiketler: , , , , , , , , , ---

Kuantum Mekaniği

QuantumKuantum fiziğinin gelişimi, bilimde dev bir ileri adımı, “klasik” fiziğin aptallaştırıcı mekanik determinizmden kesin bir kopuşu temsil etti. Bunun yerine çok daha esnek ve dinamik –yani tek kelimeyle diyalektik– bir doğa görüşüne sahibiz. İlkin küçücük bir ayrıntı, neredeyse bir anekdotmuş gibi görünen kuantumun varlığını Planck’ın keşfetmesiyle birlikte, fiziğin tüm çehresi dönüşüme uğradı. Radyoaktif dönüşüm olgusunu açıklayabilen ve spektroskopinin karmaşık verilerini ayrıntılarıyla analiz edebilen yeni bir bilim söz konusuydu. Bu da doğrudan doğruya yepyeni bir bilimin kurulmasına yol açtı; eskiden çözümsüz kalan sorunları çözme yeteneğindeki teorik kimya. Yeni kalkış noktası benimsenir benimsenmez, genelde bütün bir teorik zorluklar yığını bertaraf ediliyordu. Yeni fizik, atom çekirdeğine hapsolmuş şaşırtıcı kuvvetleri ortaya çıkardı. Bu ise doğrudan doğruya nükleer enerjinin –dünyadaki yaşamın potansiyel imhasına giden yolun– istismarını ya da nükleer füzyonun barışçıl kullanımı sayesinde akla hayale sığmaz, sınırsız bir bolluk ve toplumsal ilerleme manzarasını beraberinde getirdi. Einstein’ın görelilik teorisi, kütle ve enerjinin eşdeğer olduğunu açıklar. Eğer bir cismin kütlesi biliniyorsa, bunu ışık hızının karesiyle çarptığımızda enerji haline gelir.

Einstein, şimdiye dek bir dalga olarak tasavvur edilen ışığın bir parçacık gibi davrandığını gösterdi.
Devamını oku

Yorum Durumu: 10 yorum --- Kategori: Bilim, Felsefe --- Etiketler: , , , , , , , , , , , ---

Karşıt Kutuplar

manyetik-alanKutupluluk doğanın her yanına nüfuz etmiş bir özelliktir. Sadece dünyanın kuzey ve güney kutupları olarak mevcut değildir. Aynı zamanda, çekirdeklerin bir değil iki manyetik kutbu varmış gibi davrandıkları atomaltı düzeyde de mevcuttur. Diyalektik, doğa tecrübemizin sonucu olarak kanıtlamıştır ki, genelde tüm kutupsal karşıtlar, karşıt kutupların birbirleri üzerine karşılıklı eylemiyle belirlenirler, bu kutupların ayrışması ve karşıtlığı, ancak bunların karşılıklı bağlantı ve birliğiyle varolur, ve tersinden, bunların birliği ancak bunların ayrışmasında varolur ve karşılıklı bağlantıları da ancak karşıtlıklarında varolur. Bu bir kez saptandı mı, itme ve çekmenin sonuçta birbirini götürmesi, ya da hareketin bir biçiminin bir yarıya ve diğer biçiminin diğer yarıya bölünmesi gibi bir sorun olamaz, dolayısıyla iki kutbun karşılıklı olarak iç içe geçmesi ya da mutlak ayrışması gibi bir sorun da olamaz. Bu, ilk durumda mıknatısın kuzey ve güney kutuplarının karşılıklı olarak birbirlerini götürmelerini istemekle, ya da ikinci durumda mıknatısı iki kutup arasında ortadan bölmenin, bir tarafta güney kutbu olmayan kuzey bir yarım ve diğer tarafta da kuzey kutbu olmayan güney bir yarım doğurmasını istemekle eşit olur.

İnsanların mutlak ve değişmez karşıtlar olarak gördüğü bazı şeyler vardır. Örneğin, aşırı bağdaşmazlık kavramını anlatmak istediğimizde “karşıt kutuplar” terimini kullanırız: kuzey ve güney mutlak olarak sabitlenmiş ve karşıt olgular olarak görülürler. Gemiciler bin yıldan fazladır kaderlerini, onlara bilinmeyen denizlerde kılavuzluk eden ve her zaman kuzey kutbu denen esrarlı şeyi gösteren pusulaya teslim etmektedirler. Oysa daha yakından bir analiz, kuzey kutbunun ne sabit ne de kararlı olmadığını göstermektedir. Dünya, kendi merkezinde, yer eksenine paralel olarak uzanan adeta dev bir mıknatıs varmışçasına güçlü bir manyetik alanla (jeosantrik bir eksen dipolü) sarılmıştır. Bu, dünyanın merkezinin esasen demirden oluşan metalik bileşimiyle ilişkilidir. Güneş sisteminin oluşumundan bu yana geçen 4,6 milyar yılda, dünyadaki kayalar defalarca oluştular ve yeniden oluştular. Ve sadece kayalar değil, her şey.
Devamını oku

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , , , , , , , , , , , ---

Atom Saati

atom-saati

ABD’nin Colorado eyaletindeki Boulder şehrinde bulunan Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü 1999’da, saniyeyi tanımlamak için NIST F-1 olarak bilinen bir atom saati kullanmaya başladı.

Bir saniye, bir sezyum atomunun tam olarak 9.192.631.770 titreşimi olarak tanımlanır! NIST F-1 (Paris’teki benzer bir saatle birlikte) bugün dünyadaki en doğru saattir. Gezegenin dört bir yanındaki bir dizi atom saatiyle birlikte Eşgüdümlü Evrensel Zaman’ı belirlemek üzere kullanılır.

Ancak bu inanılmaz derecede doğru saat bile her 20 milyon yılda neredeyse tam olarak bir saniye “artacaktır”.

Hiçbir şey mükemmel değildir!

Yorum Durumu: Bir yorum --- Kategori: Bilim --- Etiketler: , , ---