Kuantum ve Maddenin Gerçeği Zamansızlık ve Kader Modern Fizik Parçacık Fiziği ve Yoktan Yaratılış Diğer

Materyalizmin Sonu ve Kuantum Tünel Etkisi

Materyalizm çelişkilerle dolu bir felsefedir. Bugün artık bu konu teknik bir gerçek halini almıştır. Modern fizikte yapılan pek çok deney materyalizmin varsayımlarını sorgulamış ve hepsinin yanlış olduğunu birer birer göstermiştir. Bunlardan birine daha beraber şahit olacağız. Klasik bakış açısında, elektronun maddi bir parçacık olduğu düşünüldüğünden, uzayda belli bir yerde olduğu, belli bir hızı ve enerjisi olduğu düşünülmektedir. Ama varlığın temellerine dair yapılan gözlemler bunun doğru olmadığını söylüyor.

Kuantum Tünel Etkisi Nedir?

 

Küçük bir çocuk düşünün. Bu çocuğun 100 metre uzunluğundaki bir duvarın karşı tarafına  zıplayarak geçmesi mümkün müdür? Elbette ki kimse buna evet demez. Eğer atomaltı parçacıkları materyalist bir bakış açısı ile somut maddi bir varlığının olduğunu kabul edersek işte bu örnekteki mantıksızlıklara benzer çelişkilerle karşılaşırız.
dag
Eğer size yüksek sarp bir dağı tırmanarak karşı tarafa geçmeniz istenirse ama sizin de buna uygun bir eğitiminiz, enerjiniz, tehlikelerden koruyucu giysi ve malzemeleriniz yoksa elbette bunu başaramazsınız. Parçacıklar maddi bir varlık olarak kabul edildiğinde buradakine benzer bir durum yaşanır. Materyalist bakış açısına göre elektronun atom çekirdeğinden kopması için belli bir enerji gerekmektedir. Bunun altındaki enerjilerde, elektronun kesinlikle çekirdekten kopmaması gerekir. Ancak sonuç beklendiği gibi olmaz. Az enerjili elektronların da atomlardan ayrılabildiği tespit edilmiştir. Mikroalemde gözlemlenen bu ilginç olaya kuantum tünel etkisi denir. Burada konuyu tarif edebilmek için elektrondan ve elektronun enerjisinden bahsediyoruz. Çünkü aslında gözlem yapılmadığı sürece elektrondan da bahsedemiyoruz. Tıpkı meşhur fizikçi Bohr’un dediği gibi “Hiçbir şey ölçülene kadar yoktur.”
dolmabahce
Eğer kapalı bir kapı varsa açılmadığı sürece geçemezsiniz. Elektronları maddi somut bir parçacık gibi kabul ettiğimizde atom düzeyinde bu tür geçmesi imkansız bariyerle karşı karşıyadırlar. Ancak ne var ki elektronların bu tür bariyerleri aştığı gözlemlenmiştir. Bu klasik fizik ve materyalist anlayışla aşılması imkansız bir konudur. Ancak maddenin hakikatı kavrandığında yani cisimlerin somut maddi varlıkları olmadığı kavrandığında bu problem çözülmüştür. Bu modern fiziğin söylediği en ilginç örneklerdendir ve bir gerçektir. Bu gerçeğe dayanarak gelişmiş tarayıcı elektron mikroskopları icat edilmiştir. Maddenin hakikatı artık teknik bir gerçek haline gelmiştir.
tunel
Materyalist bakış açısı ile bakıldığında elektronların yeteri kadar enerjileri olmamasına rağmen atomdan kopabilmeleri son derece çelişkili bir durumdur. Elektronlarda gözlemlenen bu durum günlük hayatta ifade edebilmesi için “kuantum tünel efekti” olarak adlandırılır. Gerçekte böyle bir görünür tünelin olmadığı açıktır. Bu gibi gözlemler neticesinde materyalist bakış açılarını bir kenara bırakmakta zorlanan fizikçilerin çoğu ciddi şoklar yaşadılar. Nitekim Nobel ödüllü meşhur fizikçi Richard P. Feynman bu gerçeği “Paradoks (Çelişki) yalnızca gerçek ve sizin gerçek olması gerektiğini hissettiğiniz arasındaki bir çatışmadır. ”  sözleriyle belirtir. Materyalistler bu gereksiz iç çatışmalarından kurtulmaları için yapacakları tek şey vardır. O da maddenin bize izlettirilen bir algılar bütünü olduğu gerçeğini kabul etmektir.

Enerjisi, pozisyonu, hızı olmayan bir cismin maddi varlığından nasıl bahsedebiliriz?
tunnel
Üstteki şekillerde klasik bakış açısı ile modern fiziğin bakış açısı karşılaştırılıyor. Soldaki resimde enerjisi belli bir değerin altında olan parçacık enerji duvarını aşamazken o değerin üstündeki parçacık bariyeri aşarak duvarın karşı tarafına geçebilir. Sağdaki şekilde kuantum bakış açısına göre geçerli olan şekil çizilmiştir. Buna göre elektronu tasvir eden kuantum mekaniksel dalga geniş bir alana dağılmıştır. Belli bir pozisyon ve enerjiden bahsedemiyoruz. Kuantum mekaniğine göre elektronun yeri, enerjisi gibi kavramlar yoktur. O zaman elbette böyle bir cismin maddi varlığından bahsedemeyiz. Yapılan gözlemler göstermiştir ki yüksek enerjili bir bariyerin karşı tarafında klasik bakış açısı ile hiç olmaması gereken elektronlar tespit edilmiştir. İşte bu olaya kuantum tünel etkisi denir.

tem
Tarayıcı Elektron Mikroskopları kuantum tünelleme etkisi prensibi kullanılarak icat edilmişlerdir.


Kuantum Tünel Etkisine Bir Örnek: Alfa Işıması

 

20. yüzyılın başlarında fizikçilerin bir türlü çözemediği konulardan biri de çekirdekten alfa parçacığı adlı küçük parçacıkların kopmasıdır. Alfa parçacığı atom çekirdeğinin bir parçasıdır. Yapılan hesaplara göre alfa parçacığının enerjisi çekirdekten kopması için yetersizdir. Buna göre alfa parçacığının hiç bir zaman çekirdekten kopmaması gerekirdi. Uzun süre fizikçiler bu sorunun üstesinden gelemediler. Bu çelişkili durum materyalist zihniyet bir kenara bırakılarak yapılan hesaplarla ortadan kalkmaktadır. Bohr’un dediği gibi “Hiçbir şey ölçülene kadar yoktur.” ilkesinden yola çıkılınca bu çelişkiler yaşanmamaktadır.

alpha
Atom ve atomdan kopan alfa parçacığı.
Alfa parçacığı atom çekirdeğinin bir parçasıdır. Bunun ağır bir çekirdekten kopması için ihtiyaç duyacağı enerji 25MeV kadardır. Oysaki alfa parçacığının bundan çok daha az enerjisi vardır: ki bu da 4 ile 9 MeV kadardır. 1 Bu hesaplar materyalist varsayımlardan yola çıkılarak bulunan rakamlardı. Buna göre alfa parçacığının hiç bir zaman atomdan kopmaması gerekirdi. Bu konu klasik fizikte uzun süre çözümsüz kaldı, maddenin gerçeğini ortaya koyan kuantum fiziği ile bu sır çözüldü. 
 
Modern bilimin pek çok çözümü imkansız problemi materyalist yanlış varsayımlar bir kenara bırakılarak ortadan kalkmıştır. Düşünce dünyasının yanlış önyargılarından kurtaran bu bilimsel gelişmeler aynı zamanda günümüz olağanüstü teknolojisini de mümkün kılmıştır.

Kaynak:


1 Arthur Beiser, Concepts of Modern Physics, Fifth Edition International Edition
Sayfa 432