Arama

Kuantum Fiziği - Sayfa 2

Güncelleme: 3 Hafta Önce Gösterim: 24.399 Cevap: 16
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
10 Mart 2017       Mesaj #11
Avatarı yok
Yasaklı

Bir Kuantum Mekaniği Bilmecesi: Spin!


Kısaca tarihsel sürecine bakılırsa, spin olgusunun kendisini ilk olarak 1896 yılında Zeeman olayında gösterdiği ve ardından 1922 yılında Stern-Gerlach deneyinde fiziğin açıklanmaya muhtaç, temel problemlerinden biri haline geldiği görülür. Açıklama ise 1925 yılında, sonraları Pauli’nin spin adını verdiği kavramı fiziğe sokan Uhlenbeck ve Goudsmit’ten gelmiştir.
Sponsorlu Bağlantılar

Klasik fizik çerçevesinde, herhangi bir geometrik cisim kendi ekseni etrafında döndürüldüğünde, bu cismin spini olduğu söylenir. Spine sahip cisimler eğer yüklülerse, mıknatıs davranışı gösterirler. Yani manyetik alana tepki verirler. En bilindik mıknatıs hiç kuşkusuz bir pusula iğnesidir. Pusula iğnesi Dünya'nın manyetik alanının etkisiyle sapar. Eğer çevresinde fazladan başka bir alan mevcutsa bu alandan da etkilenir.

Klasik fizikte durum böyle; sağduyuyla barışık ve günlük yaşamdan tanıdık. Ancak boyutlar küçülüp kuantum mekaniği devreye girdiği zaman işler değişiyor. Örneğin en iyi bilinen ve keşfedilen ilk parçacık olan elektronu ele alalım. Bu yüklü parçacık kendi ekseni etrafında dönerse ne olur? Bu durumda bilgilerimiz ve tecrübelerimiz doğrultusunda aynı sonuçları bekleyebiliriz. Fakat durum çok farklıdır. Elektron yüklüdür ve atomun yörüngelerinde mıknatıs özelliği de gösterdiği bilinir. Ancak bu özelliği gösterebilmesi için, Einstein’ın özel görelilik kuramını ihlal edecek şekilde, kendi ekseni etrafında ışık hızından hızlı dönmelidir! Ayrıca noktasal bir parçacık olduğundan (geometrik bir şekli bulunmadığından) klasik olarak dönme kavramı bu parçacık için geçerli değildir.

Ad:  spinning_kuantum_fizik.jpg
Gösterim: 127
Boyut:  39.1 KB
Bir cisim döndüğü zaman, açısal momentum denilen ve “dönme miktarının ölçüsü” olarak tanımlanan niceliğe sahip olur. Klasik fizikte bu herhangi bir değer alabilirken, kuantum fiziğinde sadece belli miktarlarda (kuantlarda) değerler alabilir. Bu noktada da klasik fizikle kuantum fiziğinin ayrıldığını görmek mümkün.

İşte Uhlenbeck ve Goudsmit bu noktada devreye girerek elektronun kuantumlanmış iç açısal momentum (spin) taşıdığı fikrini öne sürdüler ve yapılan deneyleri bu sayede açıkladılar. Bir elektronun dönmeden açısal momentum özelliği göstermesi(!) yani bir anlamda dönüyor olması çelişkili gözükse de model çalışır ve kafaları da bir hayli kurcalar. Spinin ciddi bir şekilde devreye girdiği bir başka nokta da göreli denklemlerdir. Kuantum mekaniğini göreli enerji-momentum bağıntısını sağlayacak şekilde genişletirsek (Dirac denklemi) karşımıza yine spin kavramı çıkıyor ve bu sefer de başka bir olayın sonucuymuş gibi görünüyor. O zaman şu soru sorulabilir: Spin hangi etkinin sonucu ortaya çıkıyor? İki model de deneylerle doğrulanabiliyor, ancak iki sonucu birden içerecek bir açıklama bulunamıyor.

Tıbbi görüntülemede sıkça kullanılan tomografinin altında yatan fizik spine dayanıyor. Ayrıca yapı analizlerinde de sıkça başvurulan bir yöntem. Daha da fazlası kuantum bilgisayarlar teknolojisinin de spin kavramı üzerine inşa edilmesi durumu söz konusu. Bir adım ötesindeyse kütleçekiminin kuantum kuramı için ipuçları sunuyor. Tam olarak sırrını çözemesek de spinden sıkça yararlanıyoruz.

Bu kapsamda ünlü Bilim Felsefecisi Popper’i hatırlamakta fayda var. Popper bilimsel bilginin üretilmesi sürecinde üç dünya kavramından bahseder: Birinci dünya fiziksel nesnelerden ve olaylardan oluşur (mesela spin). İkinci dünya, bunu algılama biçimimizdir (açısal momentum vs.). Üçüncü dünya ise bu kavrayışımızın sonucu olarak ortaya çıkan nesnel eleştiriye, belki de daha doğru bir ifadeyle yanlışlamaya açık bilimsel kuramlardır. Spinin doğasını hâlâ tam olarak bilmiyoruz, ancak Popper’in bilgi üretme sürecine paralel bir gelişimle bizi getirdiği yerde, nefes kesici teknolojilerin ve keşiflerin eşiğinde olduğumuzu söylemek mümkün.

Kaynak: Bilimgenç / TÜBİTAK

BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
14 Mart 2017       Mesaj #12
Avatarı yok
Yasaklı

Kuantum Mekaniği Nedir? / Kuantum Fiziği Hakkında!


Kuantum mekaniği, atomların ve atomların yapıtaşları olan parçacıkların tarifine olanak veren fizik yasalarının temelinde yer alır. Artık günlük yaşama kadar girmiş bulunan mikroelektronik aygıtlar, lazer tomografi, nükleer enerji gibi teknolojik uygulamalar ancak kuantum mekaniğinin anlaşılmasıyla anlam kazanır.
Sponsorlu Bağlantılar

Kuantum fiziği bazen kuantum mekaniği ya da kuantum alan teorisi olarak anılır. Uzay ve zaman dahi görünürde son derece kesintisiz ve sürekli olduğu halde, gerçekte birbiri ardına dizilmiş çok küçük değerlerde boşluklara sahiptir. Uzay, zaman, enerji vb.'nin bu durumu, kavram olarak "kesikli" terimiyle ifade edilir. Kuantum kelimesi de aslında bu kesikli değerleri temsil eder. Fakat kuantum mekaniği teknolojik uygulamaların ötesinde de büyük önem taşımaktadır.Yüzyılların birikimiyle gelen ve köklü oldukları düşünülen klasik fizik kavramları, kuantum mekaniği ile birlikte oluşan yeni bir dünya görüşüyle yeniden sorgulanır.

Derleme

BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
21 Nisan 2017       Mesaj #13
Avatarı yok
Yasaklı

Negatif Kütle Gözlemi!


Ad:  thumbs_b_c_04683274e987258b0164395298a38a1f.jpg
Gösterim: 86
Boyut:  21.7 KB
Araştırmacılar, ivmenin tersi yönünde hareket eden 'negatif kütle' gözlemledi. Washington State Üniversitesi'nde (WSU) görevli Profesör Peter Engels'in liderliğindeki ekip tarafından rubidium atomları mutlak sıfır sıcaklığının belli bir meblağ üzerinde olacak şekilde soğutuldu (0 Kelvin, -273,5 santigrat).

Kuantum mekaniğinde gözlenen parçacık hareketlerine benzer bir biçimde, enerji kaybı olmaksızın çok yavaş hareket eden parçacıklar gibi rubidium atomları da kuantum etkilerinin gözlenebildiği Bose-Einstein yoğuşması konumuna geldi. İlgili konuma gelen rubidium atomlarının yörünge değişimi için bilim adamları lazer tuzağını kullandı. Lazer tuzağı ile bazı parçacıklarda genleşme özelliği gözlenirken, bazıların da negatif kütle özelliği gözlendi.

Araştırma ekibinde bulunan Profesor Michael Forbes,'negatif kütlenin yapısına dair detaylara ilk kez bu kadar yaklaşıldı. Negatif kütle söz konusu olduğunda itilen nesneler hızlanır. Buradaki rubidium atomları sanki görünmez bir engelle karşılaşmış gibiydi' şeklinde bir açıklamada bulundu. Yapılan çalışma bağlamında negatif kütlenin, özellikle karadelikler, karanlık enerjinin doğası, nötron yıldızları vs gibi muğlak olguların açıklanmasında ve bu olguların aralarındaki bağlantıların ortaya çıkarılmasında kilit bir role sahip olabileceği belirtildi.

Kaynak: Science / AA Bilim Teknoloji (20 Nisan 2017)
BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Son düzenleyen Safi; 19 Temmuz 2017 20:37
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
19 Temmuz 2017       Mesaj #14
Avatarı yok
Yasaklı

Kuantum Işınlama!


Araştırmacılar foton parçacığını Dünya'nın 1400 kilometre uzaklıktaki yörüngesinde bulunan bir uyduya ışınlamayı başardı. Kısaca belirtmek gerekirse ışınlanma bir noktadan bir noktaya bir şeyin kendisinin değil de, bir halinin gönderilmesi olarak tabir edilebilir. Bazı fizikçiler bu bağlamda faks makinesi örneğini veriyor. Faks makineleri, kağıdı değil ama bir parça kağıttaki işaretlere dair bilgileri yolluyor. Alıcı faks makinesi bilgiyi alıyor ve bu durumda zaten kağıt formundaki hammaddeye bilgileri entegre ediyor.

Kuantum Dolaşıklığı!


Kuantum dolaşıklığı adı verilen durum iki parçacığın aynı yerde ve zamanda oluşturulduğu ve aslında aynı varlığa sahip oldukları durumlarda görülüyor. Dolaşıklık daha sonra fotonlar ayrıldığında bile devam ediyor. Bu da, bir foton değiştiğinde, başka bir mekandaki diğer fotonun da aynı şekilde değişmesi anlamına geliyor.

Bir Parçacık Nasıl Işınlanır?


İki dolaşık parçacık yanında üçüncü bir parçacık, ilk dolaşık parçacıkla etkileşime girerse bu değişim ikizi olan parçacıkta da görülüyor ve ikiz parçacıklar üçüncü parçacıkla ilgili bilgiye sahip olup uygulamada da ilgili parçacığın varlığını ele geçiriyor. İki dolaşık parçacık arasında uzun mesafeli bağ oluşturabilmek mümkün değildi çünkü dolaşık bir parçacık özümsenmeden önce bir fiber-optik kanalda 150 kilometre gidebiliyor. Araştırmacılar ise bu bağlamda fotonlar uzayda çok daha kolay seyahat edebildiği için uydu bağlantısının sunabileceği potansiyel üzerinde çalışıyordu, ancak söz konusu parçacıkların Dünya atmosferinden çıkışları zorluk oluşturdu çünkü değişen atmosfer koşulları parçacıkları yoldan çıkarabiliyordu.

Araştırmacılar laboratuvar ortamında saniyede 4 bin kuantum dolaşık parçacık oluşturdular ve parçacıkların eşini bir ışık hüzmesiyle Micius uydusuna yolladılar. Micius uydusunda yerden atılan tekil fotonların durumunu tespit edebilecek hassas bir foton alıcısı bulunuyordu. Araştırma sonucu bilim insanları ultra uzun mesafeli ve güvenli bir kuantum ışınlanması gerçekleştirildiğini belirtti.

Kaynak: BBC Bilim / Science (15 Temmuz 2017)
BEĞEN Paylaş Paylaş
Bu mesajı 1 üye beğendi.
Son düzenleyen Safi; 19 Temmuz 2017 20:37
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
12 Aralık 2017       Mesaj #15
Avatarı yok
Yasaklı

Kuantum Mekaniğinin Postülaları!


Klasik kanunların Newton kanunları üzerine, klasik elektromanyetizmanın Maxwell denklemleri üzerine kurulduğu gibi kuantum mekanik teori de 3 postüla üzerine kuruludur.

1. Postüla!

  • Bu postüla dalga fonksiyonu ile ilgilidir. Fonksiyonun ve türevinin sürekli olmaları gerektiğini ifade eder. Parçacığa eşlik eden dalganın normalize edilmesi de önemlidir.

    Parçacığın tüm uzayda bulunma olasılığı 100/100=1 olduğuna göre normalize edilmemiş bir dalga fonksiyonu ilgili mantıkla normalize edilebilir.

2. Postüla!

  • Bu postüla da operatör veya gözlenebilirler ile ilgilidir. Kuantum mekanikte her fiziksel kavram bir operatör, O ile temsil edilir. Operatörler özfonksiyonlara uygulandığında özdeğer denklemi elde edilir.

3. Postüla!

  • Üçüncü postüla ise beklenen değer kavramı ile ilgilidir. Bir operatörün özfonksiyonları o operatörün işleyeceği uzayı geren baz vektörlerini oluşturur.
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
23 Aralık 2017       Mesaj #16
Avatarı yok
Yasaklı

Hareketli Bir Parçacığa Eşlik Eden Dalga!


Kuantum mekanik, hareketli cisimler mekaniğidir. Hareket durduğu anda parçacığa eşlik edecek de Broglie dalgasının dalga boyu sonsuz olacağından bu bağlamda işlem yapacak sonlu kavram (dalga) kalmaz.

Hareketli parçacığa eşlik eden dalga (x,y,z,t) ile gösterilir ve buna aynı zamanda madde dalgası (matter wave), Schrödinger dalgası ve olasılık dalgası da denir.

Dalganın tek başına fiziksel bir anlamı ya da boyutu yoktur. Kısaca klasik fizikteki y (x, t) uzanım fonksiyonu gibi uzunluk boyutunda değildir. Uzunluk birimleri ile ölçülemez.

Bir dalga hareketinde dalganın şiddeti genliğin karesi ile orantılı olduğundan ilgili değer, parçacığın t anında uzayın (x, y, z) konumunda birim hacimde bulunma olasılığıdır. Onun için olasılık dalgası olarak anılır. Sonuç itibariyle kuantum mekanik teori özsel olarak bir olasılıklar teorisidir.
Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
3 Hafta Önce       Mesaj #17
Avatarı yok
Yasaklı

Kuantum Mekaniğinin İncelenmesi!


Maddenin ve radyasyonun atom ölçeğindeki davranışları genellikle tuhaf görünür ve kuantum teorisinin sonuçlarının anlaşılması zordur. Kavramları sık sık gündelik dünyanın gözlemlerinden elde edilen sağduyu kavramlarıyla çatışır. Bununla birlikte, atom dünyasının davranışının, tanıdık, büyük ölçekli dünyaya nasıl uygun olması gerektiği konusunda hiçbir neden yoktur. Kuantum mekaniğinin incelenmesi birkaç nedenden ötürü ödüllendiricidir. İlk olarak, fiziğin temel metodolojisini gösterir. İkincisi, uygulandığı hemen hemen her durumda doğru sonuçlar vermede muazzam derecede başarılı olmuştur. Bununla birlikte, ilginç bir paradoks var.. Kuantum mekaniğinin ezici pratik başarısına rağmen, konunun temelleri çözülmemiş -özellikle de, ölçümün doğasıyla ilgili- problemler içerir. Kuantum mekaniğinin temel bir özelliği, prensipte bile, sistemi rahatsız etmeden ölçmeyi genellikle imkansız kılmasıdır; Bu bozukluğun ayrıntılı niteliği ve ortaya çıktığı tam nokta, belirsiz ve tartışmalıdır.
Hızlı Cevap
Mesaj:

Benzer Konular

10 Haziran 2011 / kompetankedi Fizik
22 Temmuz 2018 / The Unique Felsefe
16 Mart 2007 / virtuecat Taslak Konular
17 Şubat 2013 / volture Taslak Konular
14 Mayıs 2009 / ThinkerBeLL Fizik
Etiketler: Kuantum Fiziği