Young (Çift Yarık) Deneyi Nedir?

Tahmini Okuma Süresi: 2 dakika

Young deneyi belki de modern fizik tarihinin en önemli deneylerinden birisidir. Daha önce “Sonsuz Evrende Olabilecekler Sınırlı Olamaz: Kuantum” adlı yazımızda da belirttiğimiz gibi fizik tarihindeki en büyük sorulardan bir tanesi de kesinlikle ışığın yapısı ile alakalıdır. Işığın tanecik mi yoksa dalga yapısında mı olduğu çok önemli bir sorudur. Bu konu ile alakalı binlerce teori ortaya atılmış ve bunlar için çeşitli deneyler yapılmıştır. Hatta Albert Einstein ışığın tanecik özelliğini açıklayan deney düzeneği ile Nobel ödülü kazanmıştır. Young deneyi ise ışığın dalga modelini açıklayan başarılı bir deneydir. Birazcık kafa karıştırıcı değil mi? Bilim insanları için de öyleydi ve kuantum fiziğini de bilmiyorlardı.

Deneyin Yapılışı

Young deneyi aslında çok basit bir düzenekten oluşuyor. Düzeneğin temelinde bir ışık kaynağı bulunuyor. Bu ışık kaynağının önünde iki küçük yarık olacak. Fakat bu yarıklar olabildiğince küçük olmalıdır. Çünkü dalga mekaniğinden hatırlayacağımız üzere dalganın girişim yapması için geçtiği eşiğin, kendi dalga boyundan küçük olması gerekir. Son olarak da bu düzeneğin sonuçlarını inceleyebileceğimiz bir perde olmalıdır. Işık son olarak buraya düşecek. Deney yapıldığında ışık sanki gölcükteki dalgalar gibi hareket ediyordu. Her bir dalga her iki eşikten geçip son olarak da girişim yaparak perdede bir desen oluşturuyordu. Bu da ışığın bir dalga gibi hareket edebildiğini gösterir.

Kuantum Varlıkları ve Elektronlar

Thomas Young bu deneyi yaptıktan sonra istediği sonuca ulaşmıştı. Fakat asıl kafa karıştırıcı kısım bundan sonra başlıyor. Çünkü bazı deneylerde ışığın davranışı bir göl üzerindeki dalgalar gibi hareket ederken bazı deneylerde ise küçük bilardo topları gibi hareket ediyordu. Ama bu ışığın bir dalga veya tanecik olduğu anlamına gelmediği gibi dalga ve taneciğin karışımı olarak da tanımlanamaz. Bir soruya dalga gibi cevap veren diğer bir soruya ise tanecik gibi cevap veren bir şey gözümüzün önüne kolay kolay getiremeyeceğimiz bir şeydir. Bu olay tüm kuantum varlıkları için geçerlidir ve elektron da bir kuantum varlığıdır. Bu olayı Arthur Eddington “The Nature of the Physical World” adlı kitabında “Elektron bilindik kavramlarla örülüp açıklanamaz.” Şeklinde ifade etmiştir. “Bilinmeyen bir şey, bilmediğimiz bir şey yapıyor.

Ne Yapıyor Bu Elektron?

Son 80 yılda bu açıdan hiçbir şey değişmedi. Hala elektron nedir ve ne yapıyor bilmiyoruz. Daha önce elektronların parçacık olduğunun kanıtlanması ile J.J. Thompson Nobel ödülü aldı. Fakat J.J.’in oğlu George Thompson ise elektronların dalga olduğunu kanıtladı. Yani işte tam bir kuantum varlığı. Bugün geçmişten farklı olarak Young deneyi veya Çift yarık deneyi olarak geçen deneyin birçok versiyonu mevcuttur. Bugün fotonlar veya elektronlar deliklere tek tek yollanabiliyor. Artık daha rahat olması açısından deneyin diğer tarafında algılayıcı bilgisayar monitörü gibi bir ekran bulunuyor. Elektronlar çarptıkça bu ekranda leke oluşuyor. Bu deney yapıldığında her elektron bir parçacık gibi gelir ve ekranda sadece tek bir leke oluşur. Elektronlar üst üste gelmiştir. Fakat yüzlerce ve hatta binlerce elektron bir arada gönderilirse oluşan desen tipik dalga desenidir. Bunun anlamı bir elektronun her iki delikten birden geçip girişim yaptığıdır. Kuantum dünyasının asıl garipliği sanki varlıkların tüm bunlardan haberdarmış gibi davranmasıdır.

Deneyi yapan bilim insanları her iki deliğe bakan detektörler kurdular. Bu sayede elektronların hangi delikten geçtiğini görebileceklerdi. Fakat hiçbir zaman bir elektronun iki delikten birden geçtiğini göremediler. Dahası bu deneyde girişim deseni oluşmadı. Sanki elektronlar izlenip izlenmediğini biliyor gibiydi. Üstelik araştırmacılar elektronları kandırmayı dahi denediler. Bir detektör kurup çalıştırmadılar. Yine dalga deseni oluşmuştu. İşte burası Richard Feynman’a göre kuantum fiziğinin başlangıcıdır. Ve kimse ne olduğunu bilmiyordur. Fakat yine de buradan çıkan denklemler bize bir şeyler açıklıyor. Bunları kullanarak bilgisayar çipleri yapabiliyoruz. Çılgınca değil mi? Ama işe yarıyor.

Ekrem Mücahit Doğdu

Bilimlendin.com kurucusu. Üsküdar Üniverisitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik (İngilizce) öğrencisiyim. Çok küçük yaşlardan itibaren bilimle ilgiliyim. Bu alanda bir şeyler yapmak, öğrenmek ve öğrendiklerimi insanlara aktarmayı çok seviyorum. Kendi bilim alanım dışında astrofizik ve modern fizik ile de ilgiliyim.

Bir cevap yazın

tr_TRTürkçe
en_USEnglish tr_TRTürkçe