Çünkü belirsizlik ilkesi vardır. Belirsizlik ilkesinin sorudaki sistemde de varlığını sürdüreceğini, matris mekaniği ya da dalga fonksiyonu formalizmi ile görebilirsiniz.
İlgili videoda dolaşık durumdaki iki parçacığın birinin üzerinde momentum diğerinin üzerinde de konum ölçümü yapılması kurgulanıyor. Ve bu yolla iki parçacık dolaşık halde olduğundan, biri üzerindeki momentumun kesin belirlenmesinin diğerinin üzerindeki momentumun da belirlenebilmesi ile sonuçlanacağı söyleniyor. Aynı şey konum için de geçerli. Sorunun yanıtı için, her iki ölçümün de "aynı anda" yapılamayacağından hareket ediyoruz.
Önce belirsizlik ilkesini dalga fonksiyonları ile anlatıp ardından bu mantığı sorudaki sisteme uygulayalım. Kuantum mekaniğinin Schrodinger temsilinde zamanla değişen dalga fonksiyonları vardır, sistemin durumu hakkındaki tüm bilgiyi ("bir nicelik ölçüldüğünde sonuç hangi olasıklıkla kaç çıkacak" bilgisi ) bu fonksiyon içerir. Sistemlerin dalga fonksiyonu ile betimlenmesine, konum ve momentum açısından baktığımızda iki uç durumdan bahsedebiliriz:
- Sistemi bir tek düzlem dalga ile temsil ediyorsanız, kuantum mekaniği ile hesap yaptığınızda (beklenen değer hesabı) momentumu kesin olarak bilebiliyor ama konum hakkında net bilgi sahibi olamıyorsunuz. Çünkü bu tipteki dalga sonsuza kadar aynı genlikle yayılıyor, uzayın belli bölgelerinde öbeklenmiyor.
- Sistemi bir sonsuz sayıda düzlem dalganın üst üste gelmiş olan hali ile temsil ediyorsanız, bu dalga uzayın belli bir bölgesinde lokalize oluyor (öbekleniyor), diğer bölgelerde hemen hemen sıfır genlikli bir dalga elde ediyorsunuz. Bunu kullanarak beklenen değer hesapladığınızda konumu net olarak belirleyebilirken, dalga bir çok momentum durumunun üst üste gelmişi olarak yazıldığından, momentumu net olarak elde edemiyorsunuz.
Sistemi kimi zaman bu ki uç durum arasında yer alan bir dalga ile (dalga paketi) temsil edebilirsiniz. Burada momentum ya da konumu ne kadar kesinlikle belirleyebileceğinizin ölçütü olan şey, dalga temsilinizde kaç tane farklı momentum durumu (yani düzlem dalga) olduğu. Eğer bu sayı fazla ise momentum belirsizleşirken, dalga uzayın belli bir bölgesinde lokalize olmaya başladığından konum belirli olmaya başlıyor. Eğer bu sayı az ise momentum belirli hale gelirken konum belirsizleşiyor. Ölçüm sonucundaki belirsizlik işte sistemin durumunu anlatan bu dalga fonksiyonu ile veriliyor. Sistemin durumunu anlatan dalga fonksiyonu tek düzlem dalga ise, konumunu net olarak belirlemenize imkan yok. Yani günlük yaşamdaki dünyamzda olduğu gibi "cetveli tutarım ölçerim" şeklinde olmuyor kuantum dünyasında işler.
Şimdi soruya gelelim. Parçacıklara 1 ve 2 olarak isim verelim. 1 üzerinde momentum ve 2 üzerinde de konum ölçümü yapılıyor. İddiaya göre 1 momentum sonucu elde edildiğinde dolaşıklıktan dolayı 2 nin momentumu ve 2 konum sonucu elde edildiğinde de yine dolaşıklıktan dolayı 1 in konumu belirlenmiş olacak. Burada önce 1 üzerinde monentum ölçümünün yapıldığını düşünelim, önce 2 üzerinde konum ölçümü yapılıyor olsa da sonuç değişmiyor.
Ölçme gibi (uniter olmayan) bazı işlemler sistemin uniter evrimini bozup kuantumsal etkilerin yok olmasını getirir. Bu nedenle 1 üzerinde yaptığınız momentum ölçümü, iki parçacık arasındaki dolaşıklığı bozacaktır. Artık elinizde birbirinden bağımsız olarak betimlenemeyen iki parçacık yerine dalga fonksiyonları düzlem dalga olan iki parçacık var. Çünkü momentum ölçümü ile sistemi tanımlayan dalga paketinin içinden ölçüm sonucu çıkan momentumu temsil eden tek düzlem dalgayı seçer. Artık sisteminiz dalga paketi ile değil bu tek düzlem dalga ile temsil ediliyor. Bu nedenle hemen ardından yapılan konum ölçümünün net bir sonuç vermesine imkan kalmaz.
Yazık ki, Heisenberg belirsizlik ilkesi gibi kuantum fiziğinin kavram dünyamıza soktuğu bazı şeyleri günlük yaşamdaki örnekler ve dil ile anlatabilmenin fazlaca bir yolu yok. Günlük yaşamda hakim olan dil ve kavramlarımız aslında klasik fiziğin dili ve kavramları. Einstein'da kuantum fiziği ile ilgili tutumu düşünüldüğünde "son klasik fizikçi" idi, elbette kuantum fiziğinin temeleri atılırken yürüttüğü tartışmaların bu alana katkısı oldukça büyüktür.
Kaynaklar
- Yazar Yok. Heisenberg Belirsizlik Ilkesi. (21 Temmuz 2020). Alındığı Tarih: 21 Temmuz 2020. Alındığı Yer: Bağlantı | Arşiv Bağlantısı