Kuantum Mekaniği Nedir?

Kuantum mekaniği (QM) terimi genellikle kuantum teorisinin matematiksel bir formülasyonunu ifade eder. Kuantum mekaniği, atomik ve atom altı seviyelerde parçacıkların hareketini ve davranışını açıklar ve tahmin eder. Bunlar, atomlar, elektronlar, protonlar ve fotonlar gibi parçacıkları içerir. Kuantum mekaniğine göre, parçacıkların bu mikroskobik seviyelerdeki davranışları ve hareketleri karşı sezgiseldir, günlük yaşamda gözlemlenen her şeyden kökten farklıdır. Bu, farklı dünyayı daha iyi açıklayabilmek için kuantum mekaniği gibi bir teori gerektirir.

Makroskopik dünyada, genellikle bilim adamları tarafından sınıflandırılan iki tür fenomen vardır: parçacıklar ve dalgalar. Parçacıklar, hareketlerinin kütlesini ve enerjisini taşıyan, lokalize olduğu düşünülebilir. Dalgalar, asla yerelleşmemiş ve kütlesel olmayan, ancak yine de enerji taşıyan bir fenomen türüdür. Kuantum mekaniğinde incelenen mikro-dünya parçacıkları makro-dünyadakilerden farklıdır, çünkü bazı durumlarda parçacıklar dalgalar gibi davranabilirler, aksine, dalgalar parçacıklar gibi davranabilir. Kuantum mekaniğine göre bu, kuantum seviyesinde bir elmanın bir dalga gibi davranabileceği, bir dalganın bir elma gibi davranabileceği anlamına gelir.

Kuantum mekaniği, kuantum birimini kabaca bu parçacıkların fiziksel özelliklerinin miktarlarını tayin etmek ve ölçmek için kullanır. Parçacıklar, genellikle ölçüm sırasında kaydedilen dalga fonksiyonu göz önüne alınarak ölçülür. Bununla birlikte, parçacıklar dalgalar gibi davranabildiklerinden, bir parçacığın eşzamanlı konumu ya da hızı hiçbir zaman tam olarak belirlenemez.

Bu açık anlamdaki belirsizlik Heisenburg'un belirsizlik ilkesi olarak bilinir; başka bir deyişle, konum ve momentumun aynı anda tam olarak ölçülemeyeceğini belirtir. Bu tamamen, ekipman veya kabiliyetin ölçülmesinde herhangi bir sınırlama olmadığı için değil, fakat bu belirsizliğin parçacıkların kendileri için doğal olduğuna inanıldığı için değil. Kuantum mekaniği bu nedenle dalga fonksiyonuna göre olasılıkları hesaplamaya çalışan matematiksel bir teoridir.

Birçok bilim adamı kuantum mekaniğinin varsayımları ile aynı fikirde değil. Albert Einstein, bazen kendi teorisi ile çelişkili olduğu gibi, bazen kuantum teorisini eleştiren bir bilim insanıydı. Bu nedenle, çağdaş fizikteki en büyük problemlerden biri, kuantum mekaniği fikirlerini Einstein'ın genel görelilik teorisi ile birleştiren bir teori oluşturmaktır. Julian Barbour gibi fizikçiler bu soruna bazı yenilikçi çözümler önerdiler, temel olarak insanlar zamanın kendisinin varolmadığını düşünürlerse, kuantum mekaniğini ve görelilik teorisini birleştirmenin önünde bir engel bulunmadığını belirtiyorlar.