Quantum dünyasının kapıları neticede klasik fizikle aralanmadımı. Quantum dünyasinda klasik fizik yasalari işlemediğine göre üst boyutmu alt boyut mu?

Kuantum dünyası ne üst ne de alt bir boyut. Aynı uzayda ve zamanda, yani bildiğimiz 3 uzay + 1 zaman boyutunda gerçekleşiyor. Fark boyutta değil, ölçekte ve tanım biçiminde. Kapı da tek yönlü değil, iki yönlü açılıyor.

Klasikten kuantuma nasıl geçildi? 19. yüzyılın sonunda Newton mekaniği ve Maxwell elektromanyetizması her şeyi açıklıyor gibiydi. Sonra kara cisim ışıması ve fotoelektrik olay gibi deneyler bu çerçevede açıklanamadı. Planck ve Einstein'ın çözümleri kuantum kuramına uzandı. Yani klasik fizik kuantuma açılan kapıyı kendi çatlaklarıyla aralamış oldu (Lyu, 2023).

Kuantumdan klasiğe kapı var mı? Evet, hatta bu kapı kuramın içinde duruyor. Klasik fizik, kuantum fiziğinin büyük ölçekteki yaklaşık hali sayılır. Bunun birkaç ayağı var:

• Karşılıklılık ilkesi ve Ehrenfest teoremi: Parçacığın konum ve momentumunun ortalama değerleri, kuantum sistemlerde bile klasik hareket denklemlerine çok yakın davranır. Sistem büyüdükçe bu yaklaşım iyileşir.
• Eylem ölçeği: Sistemin tipik eylemi Planck sabitinden (ħ) çok büyükse kuantum etkileri pratikte görünmez olur. Futbol topu bu yüzden dalga gibi davranmaz.
• Dekoherans: Büyük bir nesne çevresiyle (hava molekülleri, ışık) sürekli etkileşir. Bu, süperpozisyonun belirgin etkilerini çok kısa sürede siler ve geriye klasik görünen bir davranış bırakır.

Matematiksel tarafta da klasik dünya, kuantum kuramından bazı durum ve gözlenebilirlerin elenmesiyle ortaya çıkıyor, gözlemin kendisinden değil (Landsman, 2007).

Bir uyarı ekleyeyim. Dekoherans günlük deneyimimizi çok iyi açıklıyor ama ölçüm probleminin tamamını çözdüğü konusunda uzlaşı yok. Sonucun neden tek bir tane olarak görüldüğü, yorumlara göre farklı yanıtlanıyor.

Boyut karışıklığı nereden? Kuantum durumları, "Hilbert uzayı" denen çok boyutlu bir matematik uzayda tanımlanır. Bu, hesabı yapmak için kullanılan soyut bir uzaydır, fiziksel bir üst boyut değil. Ekstra boyutlar sicim kuramı gibi ayrı hipotezlerde geçer ve kuantum mekaniğinin olağan hali bunları gerektirmez.

Özetle, kuantum evreni bizden "yukarıda" bir yerde durmuyor. Biz zaten onun içindeyiz, klasik fizik de o resmin büyük ölçekte kullanışlı bir kısmı. Haritada yakınlaştırınca pürüzlü görünen kıyı, uzaktan düzgün bir çizgi gibi görünür, hesap biraz buna benziyor.