Kuantum Fiziği ile Klasik Fizik Arasındaki Farklar...

Günlük deneyimlerimize ve gözlemlerimize dayanan klasik fiziği dört ana bölümde incelemek olasıdır: 1. Newton Fiziği(Newton denklemi), 2. Hamilton Mekaniği(Hamilton denklemleri), 3. Lagrange Formalizmi(Lagrange denklemi), 4. Klasik Elektrodinamik (Maxwell denklemleri). Kuşkusuz başka alt bölümler de eklenebilir. Ama, sonuçta büyük-ölçekli dünyada olayları yukarıdaki hareket denklemleri ile anlayabiliriz. Sanılanın aksine, Kuantum Fiziği ile birlikte bilim ve teknolojideki başdöndürücü gelişmelere rağmen, düşük hızlarda ve büyük boyutlarda hala Klasik Fizik yasaları geçerlidir

Klasik Fizik, bize şu varlıkları sunar: a. Fiziksel eylemlerin arenası olarak uzay-zaman, b. Parçacıklar ve alanlar şeklinde sınıflanan ve kesin matematik yasalarıyla sınırlanan fiziksel nesneler. Alanlar epey kesin şekilde tanımlanır: Maxwell denklemlerini sağlayan elektromanyetik dalgalar ve Einstein denklemlerini sağlayan kütle-çekim dalgaları.

Klasik Fizikte nesnel bir dünya vardır. Bu dünya, kesin tanımlı matematiksel denklemlerin yönettiği açık ve belirlenebilir bir evrim içindedir.

Atom-altı veya küçük ölçekli dünyanın fiziği olan Kuantum Fiziğindeki kuramlar, alışageldiğimiz kuramlardan tamamen farklıdır. Kuantum kuramı, fiziksel geçerlilik ile ilgili görüşümüzü değiştirmeye zorlar. Katı cisimlerin varlığı, maddeyi oluşturan kuvvetler ve fiziksel özellkleri, donma/kaynama olayları, kalıtımın güvenilirliği, vb olay ve özelliklerin açıklanması ancak Kuantum Fiziği ile olası hale gelir

Bazı felsefecilere göre Kuantum kuramıyla uzlaşmalıyız ve felsefi sezgilerden yeterince yararlanmak amacıyla dünya görüşümüzü kuantum kuramına göre yorumlamalıyız. N. Bohr’dan esinlenen fizikçilere göre gerçek sadece ölçme sonucunda ortay çıkar, Kuantum kuramı sadece hesap yöntemini bildirir ve dünyanın gerçek resmini çizmeye kalkışmaz.

Schrödinger denklemi, bu durumla ilgili belirleyici bir zaman evrimini sağlar. Fiziksel sistemin Schrödinger denklemi yazılır ve bu genklemin çözümü yoluyla sistemi betimlayan dalga denklemi elde edilir. Enerji, momentum, konum vb ölçümler, ancak dalga denkleminin bilinmesiyle olası hale gelir.

Kuatum kuramında epey önemli bir yeri olan spini Schrödinger denkleminde göremeyiz. Elektronu en iyi şekilde tanımlayan Dirac denklemi bu sorunu çözer.ve karşıt-parçacığın varlığını öngörür. Bu öngörü deneyle kanıtlanmıştır

Kuantum fiziğinde her gözlenebilir niceliğe(enerji, çizgisel momentum, açısal momentum, konum vb) bir işlemci karşılık gelir. Her işlemci için bir öz-değer denklemi yazılır ve bu denklem çözülerek öz- değerler ve öz-durumlar bulunur. Ölçme, herhangi bir öz-durumda beklenen değer(klasik olarak ortalama) hesaplamaya dayanır

Kuantum fiziğinde ölçümleri sınırlayan çok önemli bir ilke söz konusudur: Heisenberg belirsizlik ilkesi. Bu ilkeye göre, tüm nicelikleri aynı anda aynı kesinlikle ölçemeyiz. Örneğin, bir kuantum sisteminin konumunu kesin olarak biliyorsak çizgisel momentumunu kesin olarak belirleyemeyiz. Bu durumda, konumdaki belirsizlik asgari düzeyde olmakla birlikte çizgisel momentumdaki belirsizlik azami düzeydedir. Oysa Klasik Fizikte, tüm nicelikleri aynı anda aynı kesinlikle ölçebiliriz. Heisenberg belirsizlik ilkesi, Kuantum fiziğinin temel taşlarından biridir

Gerek Klasik fizikte ve gerekse Kuantum fiziğinde görelilik etkileri de göz önüne alınmak durumundadır. Işık hızına yakın hızlarda hareket durumunda Özel Görelilik Kuramı kaçınılmaz hale gelir. Bu sebeple Göreli Fizik ve Göreli Kuantum Fiziğinden de sözedilir.

Kısaca tanımlamaya çalıştığımız Kuantum Fiziği ve Klasik Fizik birbirinin tamamlayıcısıdır. Kuantum Fiziği, çok iyi işleyen bir kuramdır ama bazı sorunları vardır. Bu sorunlardan biri çok geneldir: Çok yüksek enerjilerdeki ve/veya çok küçük boyutlardaki

Cümle yarım kalmış tamamlayalım bari

...fiziği hala çok iyi bilmiyoruz. Fakat, önümüzdeki bir kaç yıl içinde sonuçlanacak projeler bu konuda epey bilgi vereceğe benzemektedir.

Araştırmalar hızla ilerliyor.