Erwin Schrödinger 12 Ağustos 1887 yılında Viyana’da doğdu ve 1933 yılında Nobel Fizik Ödülü ile ödüllendirildi. Schrödinger en çok kuantum teorisi ile ilgili yaptığı çalışmalar sayesinde bilinmektedir. Özellikle de kuantum süperpozisyonun kusurlu yorumunu açıklamak için bir kedinin dâhil olduğu düşünce deneyi fizik alanı dışında bile olsa birçok kişinin duyduğu bir deneydir. Özetle Schrödinger’in Kedisi, 1935 yılında Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger tarafından ortaya atılan, kuantum fiziğiyle ilgili olan, bazen paradoks olarak ele alınan tamamen teorik bir düşünce deneyidir. Schrödinger bu deneyle atom altı sistemleri gözlemlemede ve gözlemcinin eylemiyle değişen deney sonuçlarındaki problemlere dikkat çekmek istemiştir.
Kuantum mekaniğin Kopenhag Yorumu aslında fiziksel bir sistemdeki bir cismin tüm olası konfigürasyonlarında aynı anda var olabileceğini ifade eder ama gözlemci sistemin çökmesini zorlayabilir ve bu olası durumlardan sadece birinin cisim için gerçekleşmesinde payı olabilir gözlemcinin. Schrödinger bu yoruma katılmamıştır.
Peki tüm bunların kedilerle ne ilgisi var? Schrödinger insanlara bir kedi, bir şişe zehir, bir Geiger sayacı, radyoaktif malzeme ve bir çekicin bir kapalı kabın içinde olduğunu hayal etmelerini istedi. Radyoaktif malzemenin bozunma olasılığı %50’dir. Eğer Geiger sayacı radyoaktif bozunma sonucu ortaya çıkan ışımayı algılarsa, çekiç zehir dolu şişeyi kıracak ve kedi ölecektir. Birisi kabı açana dek yani sistemi gözleyene kadar, kediye ne olduğunu bilmek imkânsızdır. Böylece sistem tek bir konfigürasyona çökene dek kedi hem canlı hem de ölü olarak biraz süperpozisyon zombi durumunda kalacaktır. Schrödinger bir kendinin hem canlı hem de ölü olarak bulunamayacağı gerçeğine dayanarak Kopenhag yorumunun problemli olduğunu söylemektedir.
Schrödinger’in Kedisi düşünce deneyi.
Gelin çekicin şişeyi kırmasından sonraki sürecin üzerinden bir kez daha geçelim. Radyoaktif bozunma tamamen rastgele bir süreçtir ve ne zaman olacağını tahmin etmenin hiçbir yolu yoktur. Bu nedenle deneyin sonucu için iki ihtimal vardır. İlki radyoaktif maddenin bozunup sayacın çekici tetiklemesiyle şişenin kırılması sonucunda zehirlenerek ölen kedi; diğeri ise radyoaktif maddenin hiç bozunmayıp kedinin en baştaki gibi canlı kalmasıdır. Kutu açılana kadar gözlemci kedinin yaşayıp yaşamadığını bilemez ve bu nedenle gözlem yapana kadar kedi aynı anda hem canlı hem ölü olarak kabul edilmektedir.
Kuantum fizikçileri bu durumu “süperpozisyon durumu” ile açıklıyor. Süperpozisyon durumu atom altı düzeyde oluşur. İki ayrı durumun bir parçacık için aynı anda geçerli olması halidir. Buna göre, kedimiz biz ya da bir gözlemci kutuyu açana kadar hem canlı, hem ölüdür!
Kedinin hem yaşadığı hem yaşamadığı süperpozisyon durumu gözlemci kutuyu açana geçerlidir. Kutu açıldığı anda bu süperpozisyon durumu bozulur ve tek bir duruma düşer, ölü ya da canlı olduğu duruma. Gözlemci yapmış olduğu eylemle gözlenenin durumunu etkiler. Bizim kutuyu açarak kedinin kaderini belirlediğimiz gibi.
Sonuç olarak Schrödinger bunun saçma olduğu konusunda ısrar etti. Kuantum süperpozisyon kediler gibi büyük cisimler ile çalışmaz. Bu da yukarıdaki neden bunların kedilerle ilgisi var sorusunun cevabıdır, çünkü yanlışlamak istiyordu. Bir organizmanın aynı anda canlı ve ölü olması imkânsızdır. Böylece Schrödinger Kopenhag yorumunun kusurlu olduğunu gerekçeli olarak göstermiş oldu.
Gerçekte olan, modern deneylerin göstermiş olduğu gibi kuantum süperpozisyonun elektronlar gibi çok küçük şeyler için çalıştığını ve daha büyük nesneler için farklılığın kabul edilmesi gerektiğini ortaya koymuştur.
Gülcihan Utaş
Kuark Bilim Topluluğu Fizik Çalışma Grubu
Kaynaklar:
http://news.nationalgeographic.com/news/2013/08/130812-physics-schrodinger-erwin-google-doodle-cat-paradox-science/
http://whatis.techtarget.com/definition/Schrodingers-cat
http://en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger%27s_cat
http://www.iflscience.com/physics/schrödinger’s-cat-explained
Schrödinger’in kuşları için ne söyleyebiliriz? İlgili yazımızı okumak için, tıklayın.
