Heisenberg Belirsizlik İlkesi

Karl Werner Heisenberg’in 1927’de ortaya attığı Belirsizlik İlkesi, fiziksel anlamda bir parçacığın bazı farklı özelliklerinin aynı anda sonsuz hassaslıkla ölçülemeyeceğini belirten bir ilkedir. Bu yazımızda Heisenberg Belirsizlik İlkesi’ni tarihçesi ve mantığı ve örnekleriyle inceledik.

A- A+

13.01.2015 tarihli yazı 68144 kez okunmuştur.

Heisenberg Belirsizlik İlkesi Heisenberg Belirsizlik İlkesi Fizik Modern Fizik Klasik Fizik Kuantum Fiziği Kuantum Mekaniği Atomun yapısı Çift Yarık Deneyi Thomas Young

1927 yılında Alman fizikçi Karl Werner Heisenberg tarafından ortaya atılan Heisenberg Belirsizlik ilkesi kuantum mekaniğinin en büyük ve önemli yaklaşımlarından biridir. Özüne inildiğinde doğadaki en temel olguların ve niceliklerin belirsizliğini anlatan Belirsizlik ilkesi, ayrıca klasik fizik ile kuantum mekaniğinin birbirinden ayrıldığı noktadır. Genel hatlarıyla bakıldığında belirsizlik ilkesi (konum ve momentum için) fiziksel bir sistemde konum ve momentumun aynı anda kesin olarak belirlenemeyeceğini, daha doğrusu bu niceliklerin sadece bazı karakteristik belirsizliklerle bulunabileceğini söyler.

►İlginizi Çekebilir: Schrödinger Denklemi Nedir? | Kuantum Dersleri

Belirsizlik kavramı, fiziksel literatürde birkaç farklı anlama sahiptir. Bu kavram bilgi eksikliği, deneysel sapma veya nicelikteki anlam bulanıklığını belirtebilir. Belirsizlik teorisini ilk olarak 1927 yılında "Ueber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik" isimli makalesinde (kuantum teorisi kinematik ve mekanik üzerine bir makale) açıklayan Heisenberg için fiziksel literatürde kesinlik ve netlik neden bir problem olarak görünüyordu?

Δx: Konumdaki belirsizlik, Δp: momentumdaki belirsizlik
ΔE: Enerjideki belirsizlik, Δt: zamandaki belirsizlik

Heisenberg’e göre bir parçacığın konumu ve momentumu aynı anda kesin olarak tespit edilemezdi, yani her bir kavram için minimum da olsa bir sapma, hata payı veya belirsizlik vardı. Bu belirsizlik aynı şekilde enerji ve zaman arasındaki ilişkide de geçerliydi. Thomas Young’un çift yarık deneyinde de görüleceği gibi madde ve enerji aynı anda dalga ve parçacık özelliği gösterebilir. Buna bağlı olarak, örneğin elektron parçacıksa konumunu, dalgaysa momentumunu ölçülebilir.

►İlginizi Çekebilir: CERN Anti-Madde Gizeminin Peşinde | 1. Bölüm

Heisenberg’in gözlemlerine göre atomaltı parçacıklar günlük yaşamda normal olarak görebildiğimiz nesnelerden farklı davranışlar sergilemektedir. Örneğin, bir elektronun hareketlerini incelediğimizde, elektronun konumunu kesin olarak belirlemek için ona kısa dalga boylu yani yüksek enerjili bir ışık gönderilir. (Işık gönderilerek, ışığın yansıyarak tekrar gelmesiyle konumu belirlenmeye çalışılır.) Ancak ışığın yüksek enerjili bir yapıda olması, elektrona çarptığında onu etkileyecek, momentumunu değiştirecek ve parçacığın hızı, dolayısıyla konumu yanlış hesaplanmış olacaktır. Yani özetle, atomaltı parçacıkların niceliklerinden birinin kesin olarak bilinmesi, diğer niceliği etkileyecek ve belirsizliği artıracaktır.

Ancak unutulmamalıdır ki belirsizlikler sadece ölçümlerden kaynaklanmamakta, aynı zamanda atomaltı parçacıkların herhangi bir anda nerede olduğunun ve nereye gittiğinin belli olmamasından yani parçacığın karakteristik özelliğinden de kaynaklanmaktadır.

Kaynak:
►Georgia State University
►Standford University
►Q Is For Quantum