Nedir Bu Schrödinger’in Kedisi?

download.jpg

Aslında bu bir düşünce deneyidir. Bu düşünce deneyi şöyledir: Bir kutunun içinde bir kedi ve bir süre sonra zehirli bir gaz püskürtecek olan bir düzenek vardır, ve kutunun kapağı kapatılır. Soru şudur: düzenekteki gaz püskürtülünce kediye ne olacak? Ölecek mi, diri mi kalacak? Bu düşünce deneyi kuantum teorisindeki* bir parçacığın biz bakana kadar her durumda olabileceği ve biz bakınca sabit bir duruma geldiğini anlatır. Bir paradoks da doğurur: eğer biri kutunun içine bakmazsa kedi ölür mü, ölmez mi? Biri kutuya bakana kadar kedi hem ölü hem diridir, bu evrendeki bütün maddeler için böyledir. Bu bir paradoksdur.

Reklamlar
By Barış Bayraktar Posted in Fizik

Gerçekliğe Bilimsel Bir Bakış

                             “Eğer gerçeği açıklamak istiyorsan, zerafeti terziye bırak.”

                                                                                                                                 – Einsteinmmm.jpg

Gerçeklik nedir? Daha doğrusu gerçeklik ne kadar gerçektir? Yoksa bizim gerçekliğimiz Matrix’teki gibi bir üst uygarlığın eseri midir? Hiç düşündünüz mü bunları? İşte bu yazımda bunları konu edineceğim.

Bizim gerçekliğimiz şimdiki zamandadır. Ama neden? Aslında evrenimizin yapısından kaynaklanıyor bu. Başka bir evrende bu gelecek zaman olabilir veya geçmiş zaman. Veya bu evrendeki zaman oku ile oynanabilir mi? Çok gelişmiş bir uygarlık bunu pekala yapabilir. Aslında bunu biz de yapıyoruz ama çok küçük bir oranda. Bilgisayar oyunları ile. Mesela en gelişmişlerinden biri olan SimCity. Bu oyundaki karakterler sanal bir gerçekliğin içindeler, ve orada yaşıyorlar yani bir nevi bir gerçeklikleri var. Peki bir elementer parçacık (evrenin temel yapıtaşları. Örneğin elektron ve nötron ve protonlar oluşturan kuark ve glüonlar.) veya diğer bir değişle sicim gelişmiş bir uygarlık tarafından oluşturulmuş olabilir mi? Bilinmiyor. Ancak çok gelişmiş bir uygarlık bir evren yaratabilir (bu “çok gelişmiş” dediğim uygarlık Kardeshev Cetveli’ne göre beşinci seviye bir uygarlık, diğer bir değişle bizden milyarlarca yıl daha gelişmiş bir uygarlık.). Peki eğer böyleyse Matrix’te olduğumuzu nasıl anlayabiliriz? En kötüsü de bu zaten. Anlaması güç.

Peki zamanın katmanları yani geçmiş, şimdi ve geleceğin içinde dolaşabilseydik? Mesela gerçekliği yani zamanı durdurup gelecekteki bir ana gidebilseydik ne olurdu? Zaman snip_20170218234901algımızla yani gerçeğimizle oynamış olmaz mıydık? Böyle bir gerçeklik bizim gerçekliğimiz midir? Aslında hem evet hem hayır bu sorunun cevabı çünkü gelecekteki siz yine sizsinizdir değil mi? Yoksa değil midir? Bunu bir düşünelim. Mesela bir saat sonraki siz şu anki sizle aynı mıdır? Hayır. Çünkü o bir saat sonraki sizsinizdir! Çünkü psikolojiniz az da olsa değişmiştir ve birkaç hücreniz ölüp yerine yenileri doğmuştur, hatta şu anda bu yazıyı okurken belki de bir saat sonra sevgilinizi düşüneceksiniz veya kalkıp matematik çalışacaksınız yani aynı siz olmayacaksınız kısmen de olsa. Bir de şöyle düşünelim: eğer geçmişe gidip büyükbabanızı öldürürseniz ne olur (bu bir fizik paradoksudur ve adı da büyükbaba paradoksudur.)? Büyükbabanızı öldürürseniz eğer bu sizin gelecekte yani şimdiki zamanda hiç doğmamış olmanız anlamına gelir. Şimdi bu gerçeklik sizin değil mi? Eskiden öyleydi ama şimdi siz hiç doğmamış ve büyükbabanızın katili oldunuz! Aslında büyükbabanızın katili sizsiniz ama daha doğmamıışken büyükbabanızı nasıl öldürebilirsiniz ki! Şimdi burada “bu ne saçmalıyor böyle” dediğinizi duyar gibiyim. Haklısınız da. Bu anlaşılması zor bir paradoks çünkü. Burada şunu belirtmek istiyorum: eğer bizim “gerçeklik” dediğimiz şey bu kadar kolay bozulabiliyorsa aslında gerçeklik gerçek değildir. Gerçeklik sadece bizim zihinlerimizdedir. Şimdi size başka bir örnek vereyim. Her şey zamanı öyle veya şöyle büker bu da biyolojik saat dediğimiz kavramı verir bize. Ama eğer 20 ışık yılı uzaklıktaki Gliese 581g’deki bir canlı Dünya’yı gözetliyorsa Dünya’nın 20 yıl önceki halini görür. Yani onun kendi “gerçekliğindeki” şimdiki zamanda gördüğü Dünya, gerçekte 1997 yılında değil 2017 yılındadır. Ama onun için Dünya’nın 1997’deki hali şimdiki zamandadır, ancak biliyoruz ki Dünya 2017 yılını yaşıyor. Ya da yaşıyor mu? Düşünmeye devam…

Feynman Diyagramları Nedir?

Bu Feynman diyagramında, bir elektron ve bir pozitron yokoluşu, bir foton‘un üretilmesi ( mavi sine dalgası tarafından gösterilebilir) alıyor bir kuarkantikuark çifti, sonrasında antiquark ışıması birgluon (yeşil helis ile gösterilebilir).

Teorik fizikte Feynman diagramları bir Feynman diyagramının davranışını düzenleyen matematiksel ifadelerin resimsel sunumlar katılarak diyagram tarafından açıklandığı gibi atomaltı parçacıklarların davranışları gösterilmiştir.Bu şemalar bunları bulan adınadır, Amerikan fizikçisi Richard FeynmanNobel Ödülü-kazandı , ve 1948 yılında tanıttı. Atomaltı parçacıkların ilişkileri sezgisel anlamak karışık ve zor olabilir , ve Feynman diagramları oldukça gizemli soyut formülün basit bir gösterimine izin verir.David Kaiser yazdıki, “yüzyılın ortasından bu yana, bu diagramlar teorik fizikçiler için giderek zorlaşan kritik hesaplamalar uygulamasına yardım araçlarıdır,” ve “Feynman diagramları Teorik fizikte her yönüyle neredeyse devrimdir.”.[1]kuantum alan teorisi diyagramların ilk uygulamasıdır, ayrıca ,katı-hal teorisi gibi diğer alanlardada kullanılabilir.

Feynman Zamanda bir elektronun hareketi geriye doğru imiş gibi bir pozitron yorumu önerdi.[2] ve böylece antiparçacıklar Feynman diyagramları ile hem uzay eksenli ve hem de bir zaman eksenli ama zaman içinde geriye doğru uzayda ileriye doğru hareket eden parçacıklar olarak yorumlanır. Teorik parçacıklar fiziği için olasılık genliği hesaplamaları gereklidir ve çok sayıda değişken üzerinde büyük kesirler ve karışık integraller kullanılabilir . Bunula birlikte düzgün bir yapıda bu integraller belkide grafik gösterimle Feynman diyagramları ile olabilir. Bir Feynman diagramı bir parçacık yolunun bir parçacık sınıfının bir katkısıdır,bu katkı ve şemada tanımlanarak bölünmüş. Daha kesin bir ifadeyle, ve teknik olarak, Bir Feynman diyagramı geçiş genliği bir pertürbatif katkının bir grafik temsilidir veya bir kuantum mekaniksel veya istatistiksel alan teorisinin korelasyon fonksiyonudur. Bununla birlikte kuantum alan teorisinin kanonik formülasyonunda,bir Feynman diyagramında perturbative içindeki terimler S-matrixi ile Wick’s açılımını temsil eder .Alternatif olarak,yol integrali formulasyonu kuantum alan teorisinin geçiş genliği sistem sınırından son duruma kadar parçacıklar veya alanlar içindeki terimler bütün olası geçmişlerin bir ağırlık toplamının gösterimidir.burada geçiş genliği sınırlar arası bir S-matrix matris elemanı ile verilir ve bu kuantum sistemin son durumudur.

Kanonik nicemleme formülasyonu

Olasılık genliği başlangıç durumu bir kuantum sisteminin bir geçişi için |i\rangle son durumuna matris elemanı

|f\rangle tarafından verilir.
S_{fi}=\langle f|S|i\rangle\;,

burada S S-matris‘tir. kanonik kuantum alan teorisinde etkileşim resmi Lagrangian etkileşimin kuvveti bir pertürbasyon serisi tarafından S-matris ile gösterilir.

S=\sum_{n=0}^{\infty}{i^n\over n!}\int\prod_{j=1}^n d^4 x_j T\prod_{j=1}^n L_v(x_j)\equiv\sum_{n=0}^{\infty}S^{(n)}\;,

burada L_v Lagrangian etkileşimdir ve T operatörler zaman sıralı ürün anlamına gelir.

T\prod_{j=1}^nL_v(x_j)=\sum_{\mathrm{all\;possible\;contractions}}(\pm)N\prod_{j=1}^nL_v(x_j)\;,

burada N operatörler normal ürün anlamına gelir ve(\pm) olası işaret değişikliği fermiyonik operatörlerin gidip gelmesi için bir büzülme(biryayıcı) bir araya getirmekle ilgilenir

Feynman kuralları

Diyagramlar etkileşimi Lagrange bağlıdır Feynman kurallarına, göre çizilir. Lagrangian etkileşimi için QED , L_v=-g\bar\psi\gamma^\mu\psi A_\mu,Bir fermiyonik alanının etkileşim tarif edilmektedir.\psi Bir bozonik gauge alanı ile A_\mu, Feynman kuralları aşağıdaki koordinat uzayında formüle edilebilir:

  1. Her entegrasyonu koordinex_j bir nokta tarafından gösteriliyor (bazen tepe denir);
  2. A bozonik yayıcı iki noktayı birleştiren bir salınan çizgi ile temsildir;
  3. A fermiyonik propagator iki noktayı birleştiren bir düz çizgi ile temsildir;
  4. A bozonik alan A_\mu(x_i) noktasına bağlanmış bir salınan çizgiyle temsildir x_i;
  5. A fermiyonik alan \psi(x_i) noktaya bağlı düz bir çizgi ile temsil x_i noktasına doğru bir ok ile;
  6. A fermionik alan \bar\psi(x_i) noktaya bağlı düz bir çizgix_i ;

Örnek: QED ikinci derece süreçler

S-matris içinde ikinci dereceden pertürbasyon terimidir

S^{(2)}={(ie)^2\over 2!}\int d^4x\, d^4x'\, T\bar\psi(x)\,\gamma^\mu\,\psi(x)\,A_\mu(x)\,\bar\psi(x')\,\gamma^\nu\,\psi(x')\,A_\nu(x').\;

Fermiyonların saçılması

Integrandı verilen Wick’s açılımı (diğerleri boyunca) aşağıdaki terimler N\bar\psi(x)\gamma^\mu\psi(x)\bar\psi(x')\gamma^\nu\psi(x')\underline{A_\mu(x)A_\nu(x')}\;,

burada \underline{A_\mu(x)A_\nu(x')}=\int{d^4k\over(2\pi)^4}{-ig_{\mu\nu}\over k^2+i0}e^{-ik(x-x')}

Feynman gauge içindeki elektromanyetik büzüşmedir (yayıcı). Bu terimler sağda Feynman diyagramı tarafından gösteriliyor büzülme diyagramı verilmiştir. sağdaki:

  1. e^-e^- saçılma (sağdski sınır durum, son durum diyagramın solu);
  2. e^+e^+ saçılma (soldakisınır durum, son durum diyagramın sağı);
  3. e^-e^+ saçılma (alttaki sınır durum/üst, son durum diyagramda üst/alt ).

Compton saçılması ve and imhae^-e^+çiftini üretme

açılımdaki diğer önemli bir terim

N\bar\psi(x)\,\gamma^\mu\,\underline{\psi(x)\,\bar\psi(x')}\,\gamma^\nu\,\psi(x')\,A_\mu(x)\,A_\nu(x')\;,

burada

\underline{\psi(x)\bar\psi(x')}=\int{d^4p\over(2\pi)^4}{i\over \gamma p-m+i0}e^{-ip(x-x')}

fermiyonik büzülmedir (propagator).

Elektron-pozitron imha örnekleri

Elektron-Pozitron imhasında Feynman Diagramı

The elektron-pozitron imha etkileşimi:

e^+e^-\to2\gamma

ikinci dereceden Feynman diyagramı amacıyla bitişik gösterilmiştir:

In the sınır durum(altındaki; yakın zaman) burada bir elektrondur(e) ve bir positron (e+) ve final durumu(at the üstteki;geç zaman) burada iki foton(γ)dur.

Feynman Diyagramlarının listesi

İsim veya fenomen Tanım Diyagram
beta bozunumu Beta Negative Decay.svg
Çift beta bozunumu nötrino Majorana fermiyonları ise (budur, bunun kendisi antiparçacık), nötrinosuz çift beta bozunumu olasılığıdır. çeşitli deneyler aranıyor. Double beta decay feynman.svg
Çift yaratma ve yok etme In the Stückelberg–Feynman yorumu içinde, çift yok etme , çift yaratma aynı süreçtir. Electron-positron-annihilation.svg
Penguen diyagramı Penguin diagram.JPG
kutu diyagramı kaon salınımı için kutu diyagramı Kkbar.png
Higgs bozon üretimi üst gluon ve üst quarklar Gluon-top-higgs.svg
üst kuarklar ve W veya Z bozonu BosonFusion-Higgs.svg
MSSM olarak oluşan Higgs bozonunun kütlesi ikinci dereceden karesi ayrışma için birçok iptallerden biridir.
Primakoff etkisi

Kaynakça

By Barış Bayraktar Posted in Fizik

Öldüğünüz zaman, ertesi sabah uyanır mısınız?

Çeviriler

Kara Thrace, Battlestar Galactica

Robert Lanza

Wake Forest Üniversitesi Tıp Profesörü

Bir bilim adamının gözlemine göre, bütün geçmiş kuşaklar ilüzyonlar dünyasında yaşayıp öldüler.  Bu sözler, Einstein’in görecelik kuramı, kuantum mekaniğinden, atom ve DNA’nın keşfinden önce söylendi.

View original post 582 kelime daha

By Barış Bayraktar Posted in Fizik

Nano Teknoloji Nedir?

yasarnorman

“Nano” Yunancadan ve Latinceden alınmış bir sözcüktür ve anlamı cüce demektir. Ayrıca kısaltma olarak milyarda bir olarak da kullanılır. Buna göre nano metrik sistemin içinde bir metrenin milyarda biri veya bir milimetrenin milyonda biridir.

Maddelere, milimetrenin milyonda biri büyüklüğündeki yapılara inerek yeni sentez özellikleri kazandıran nanoteknoloji, yakın gelecekte tüm dünyanın sanayi kollarına ve insan hayatının her yönüne yön verecek. Nano Teknoloji, Atom ve molekül ölçeğinde özel yöntem ve tekniklerle yapıların, materyallerin ve araçların inşa edilmesini; bu ölçekte ölçme, tahmin etme, izleme ve yapım faaliyetlerinde bulunmayı ve bu ölçeğin bazı temel özelliklerinden yararlanma kabiliyetini ifade eder.

Bilgi teknolojileri ve internet geleneksel-kurulu piyasalarda ve mevcut teknolojik altyapı içerisinde yaşamımızı değiştiren uygulamalara sahne olmuştur. Nano teknoloji kullandığımız aletler, bilgisayarlar, yapılar, elbiseler ve materyalleri değiştirecek ve yeni ürünler, piyasalar ve yaşam tarzını gündeme getirecektir. Nano teknoloji, yalnızca minyatürize olmuş ürün ve üretim yapıları ortaya çıkarmayacaktır; bunun yanı sıra üretim sürecinde kullanılan materyaller atom ve…

View original post 523 kelime daha

By Barış Bayraktar Posted in Fizik

Solucan Deliğinde Yolculuk Yapmak Mümkün Mü?

Aslında mümkün değil [şu an bilmediğimiz ileri bir teknoloji (eğer varsa) bulunana kadar]. Şimdi aklınıza “neden?” sorusu gelebilir. Anlatayım:
Bir solucan deliği bizim içine girebileceğimiz kadar uzun açık kalmaz ve çoğu solucan deliği atom boyutundadır. Negatif Enerji adındaki egzotik bir madde bu sorunları çözebilir ama o zaman da karşımıza yeni bir problem çıkar; Geribildirim. Geribildirim, bir sürecin basamaklarındaki bir değişimin önceki bir basamağa etki etmesi ve neden-sonuç ilişkisi içerisinde bir döngü oluşturması olayıdır. Örnek olarak bir rock konserinde hoparlörün patlaması verilebilir. Bildiğiniz gibi rock konserlerinde ses çok fazladır ve bundan dolayı geribildirim çok fazladır. Bundan dolayı da hoparlör patlar. Solucan deliğinde de bu olur ancak solucan deliğinde bu radyasyon geribildirimi şeklinde gerçekleşir.

Hiper Uzay ve Dördüncü Boyut

KARADELİĞİN ARKASI

Karadeliğe giren cisimler (gezegenler, yıldızlar ve hatta komple bir galaksi) nereye gidiyor ? Bunlar tekrar bizim evrenimize geri dönmüyorlar. Dönselerdi bunların çıkardıkları ışınlardan anlardık. O zaman bütün bu malzeme nereye gidiyor ?

Karadeliğin tekilliğinden 10 üzeri -33 cm genişliğinde bir kurt deliği başlıyor. Kurt deliği bir köprü gibidir, öbür ucu bir akdeliğe bağlı, ortasında bir bebek evren var. Karadelik bizim evrenin çıkış kapısı, akdelik ise yanımızdaki diğer bir evrenin giriş kapısıdır. Karadelik daima çeker, akdelik ise daima iter. Karadelik yutar, akdelik fışkırtır. Karadeliğe girenler sıfır zaman ve sonsuz hızla kurt deliğini geçip akdelikten öbür evrene dalar ve asla geri dönemezler.

Bir karadeliğin yuttuğu malzemenin bir kısmı ortadaki bebek evrene girer, onu besler. Bebek evren bu malzeme ile büyür ve sonunda tam bir evren haline gelir. Malzemenin geri kalan kısmı ise, bir daha geri dönmemek üzere, akdeliğe geçer.

HİPER UZAY :

Ortada, sonsuz boyutlu bir vakum (hiper uzay) mevcut, içinde çok sayıda evrenler var, herbiri birbiri ile karadelik+kurtdeliği+akdeliklerle bağlantılıdır. Aralarında devamlı malzeme alış verişi mevcut, evrenler birbirine paralel durumda veya biri bir diğerindeki bir atom çekirdeğinin içine yerleşmiş durumdadır.

Sistem sonsuz bir denge içinde inanılmaz bir hassasiyette işlemektedir. Tanrı’nın, bütün bu oluşumları dizayn eden, inşa eden, Hiper Uzay’ın dışında sistemin çalışmasını 10 üzeri +32 yıl (protonun bozunma süresi) işleyeceği, önce veya sonra yine bir tekilliğe gidileceği hesaplanmaktadır.

8_cell (1)

Hiper küp

120px-16-cell

Hiper piramit

120px-120-cell

Hiper daire

120px-24-cell-orig

Hiper altıgen

Hepimiz x,y,z koordinatlarını biliyoruz. Ancak bilim adamları bizim bildiğimiz 3 boyutun dışında 10 boyutun var olduğunu iddia ediyorlar.

bilindiği üzere 3 boyutlu uzayda yaşıyoruz ve bütün uzaydaki cisimler 3 şeyden oluşyor en-boy-yükseklik, şimdi küçük bir ricam var kafanızı biraz yukarı kaldırarak içinde bulunduğunuz odanın köşelerinden birine bakmanız en iyi 3 boyutlu uzayı buradan görebilirsiniz.

yani kısaca şu uzaydaki bütün nesneler 3 boyutludur. en boy ve yükseklikten oluşur.peki biz bir kağıda küp çizemezmiyiz tabii ki çizeriz, her bir noktasında en boy ve yüksekliği temsil eden 3 adet çizgi çıkarıp bunları analitik kurallar ile birleştirirsek 2 boyutlu uzay üzerinde bir temsili küp çizeriz.

4. Boyuta Hoş Geldiniz.
(HYPER CUBE)
4. boyut var mıdır yok mudur diye umarım hala tartışmıyorsunuz. Uzay bile 3 boyutlu ise nasıl 4. boyutlu uzay 3 boyutlu uzay içinde olabilir. Ama olmaması onu temsil edemeyeceğimiz anlamına gelmez nasıl kağıt içerisinde bir küp yoksa ama biz onu temsil edebiliyorsak 4 boyutlu hiper küpü de pek ala temsil edebiliriz.
MANTIK
Şimdi her bir noktadan 3 çizgi çıkartık ve analitik olarak bunları birleştirdik.bu çizgilerimiz en-boy-yükseklikti. Şimdi 4 çizgi çıkardığımızı düşenelim ve bunlar en-boy-yükseklik-teta olsun (tetayı sadece hayal ettim) işte bu 4 ekseni de birleştirdiğimizde alın size 4 boyutlu uzay
ŞEKİL
Şekiller çok daha açıklayıcı oluyor. Sadece her bir noktadan kaç çizgi çıktığına bakmanızı istiyorsunuz işte size hiper küpün şekli birde hayali boyutları 5-6-7-…-n olarak düşünün

Bilim adamları bu konu hakkında Minkowski ve Euclidiean geometri anlayışları ile birbirlerini yemektedir. Euclidiean teorisine göre, bildiğimiz uzay, x,y,z koordinatlarının yanı-sıra beynimizin algılayamadığı 4,5 hatta10 boyutun olduğunu belirtiyor. Minkowski mantığı ise bildiğimiz x,y,z ‘nin yanında 4. boyut olarak “zaman” kavramının bulunduğunu belirtiyor. Zaman kavramınında kendi içinde x,y’ye hatta bir de z’ye (paralel boyut) sahip olduğu düşünceleri göz önünde bulundurulunca varolan beynimizin de kaybolduğunu farkediyoruz. Bu yüzden derin nefes alıp, gündemimizin muhteşem meşguliyetlerinden 5dk zaman ayırıp bu oldukça ilginç konuyu biraz düşünelim.

Minkowski’nin geliştirdiği mantığı (Einstein’in ilk ortaya attığı) neredeyse isminin bir yerinde Star (Yıldız), Time (Zaman) veya Space(Uzay) bulunan tüm filmler, tüm oyunlar, tüm kitaplar kısacası her yerde defalarca izledik. Hatta sokaktan birini çevirseniz sorsanız uzay-zaman teoremi/relativitiy/izafiyet (bayağı uzun bir süre açlık anlamına geldiğini zannediyordum) nedir diye, bir cevap verirler mutlaka.

Benim asıl ilgimi çeken ve şu anki teknoloji ile bize daha yakın duran Euclidiean uzayında x,y,z’ye ek olarak birde 4. bir boyut olması. Bu boyutlar 10′a kadar gidiyor gibi gözüküyor. Buradan 4D for dummies tarzı bir seri bulabilirsiniz. Herbiri muhteşem çizimler ile detaylandırılmış ama arabayı hayatında metal görmemiş birine anlatınca ne kadar anlar ki.

celltess4

Kaynakça

By Barış Bayraktar Posted in Fizik

Max Planck

Max Karl Ernst Ludwig Planck

Resim
Nobel Fizik Ödülü sahibi Alman fizikçi
Doğum 23 Nisan 1858
Kiel Almanya
Ölüm 4 Ekim 1947
Göttingen Almanya

Max Karl Ernst Ludwig Planck (23 Nisan 1858, Kiel – 4 Ekim 1947, Göttingen), Alman fizikçi. 1918 Nobel Fizik Ödülü sahibi [1].

“Kuantum Kuramı”nı geliştirmiştir. Termodinamik yasaları üzerine çalıştı. Kendi adıyla bilinen “Planck sabiti”ni ve “Planck ışınım yasası”nı buldu. Ortaya attığı kuantum kuramı, o güne değin bilinen fizik yasaları içinde devrimsel ve çığır açıcı nitelikteydi.

Hayatı

Almanya’nın Kiel şehrinde entelektüel bir ailenin çocuğu olarak dünyaya geldi. Babası Kiel Üniversitesi’nde hukuk profesörüydü. Max’ın gerçek adı alman kökenli bir isim olan Maximilian’dı. [2] Ama, on yaşından itibaren adını “Max” olarak kullandı [3] . Orta öğrenimini Münih’te tamamlayan Planck, bilime gönül vermiş bir öğretmenin etkisinde fiziğe özel bir ilgiyle bağlandı; bir yandan da ailesinin sağladığı olanakla piyano dersleri aldı.

Fizik öğrenimi için üniversiteye başvurduğunda, dönemin büyük fizikçisi, “Bu alanda(fizikte), neredeyse her şey zaten keşfedildi, ve geriye kalanlar sadece doldurulması gereken birkaç delik.” demişti. Ama Max, çocukluk hayalinden kopmamaya kararlıydı. Üstelik, üniversite öğreniminde, Helmholtz ve Kirchhof gibi gerçekten seçkin profesörlerin öğrencisi olmanın kendisi için kaçırılmaz bir fırsat olduğunu biliyordu.

Münih ve Berlin üniversitelerinde öğrenimini sürdüren genç fizikçinin hidrojen çözülümüne ilişkin doktora tezi, tüm meslek yaşamındaki tek deneysel çalışması olarak kalacaktı. Asıl ilgi alanı matematiksel fizik olan Planck, olağanüstü yeteneğiyle kısa sürede meslek çevresinin dikkatini çeker; daha otuz yaşında iken Berlin Üniversitesi fizik kürsüsüne atanır.

Bilimsel çalışmaları

Planck’ın uzmanlık alanı, termodinamik teori diye bilinen ısı bilimiydi. Işık radyasyonu üzerinde çalışırken Planck bir sorunla karşılaşır. Klasik fiziğin, “Enerjinin Eşit-bölünme Teoremi”ne göre kor halindeki bir cisimden salınan radyasyonun, hemen tümüyle, dalga uzunluğu olası en kısa dalgalardan ibaret olması gerekiyordu. Bu, küçük bir ısının bile son derece parlak bir ışık vermesi demekti. Öyle ki, vücut ısımızın bizi bir ampul gibi aydınlatması beklenirdi. Radyasyon enerjisi sürekli bir akış olarak varsayıldığından, spektrumun kısa dalga (yüksek frekans) kesiminin alabildiğine geniş olması, hatta sınırsız uzaması gerekirdi.

Başka bir deyişle dalga uzunluğunun giderek kısalmasıyla enerjinin sonsuza doğru artması söz konusuydu. Fizikçiler bu beklentiyi mor ötesi facia diye niteliyorlardı [4]. Oysa, deney sonuçları spektrumda çok değişik bir enerji dağılımı ortaya koymaktaydı. Bir kez deney, hiçbir maddenin, ne denli akkor haline getirilirse getirilsin, sonsuz enerji salacağını kanıtlamıyordu. Sonra çıkan enerjinin büyük bir bölümünün orta dalga uzunluktaki kesimde olduğu görülüyordu.

Yerleşik kuram ile deney sonuçları arasındaki tutarsızlık gözden kaçmayacak kadar açıktı. Sorun deneysel verilere dayalı hesaplamalarda bir hatadan kaynaklanmıyor idiyse, yerleşik kuramın yetersizliği söz konusu olmalıydı.

Planck’ın yetkin örnek olarak aldığı kara-cisim üzerinde yürüttüğü kuramsal çalışması 1900’de yayımlanır. Çalışmanın dayandığı temel düşünce şuydu: Madde her biri kendine özgü titreşim frekansına sahip ve bu frekansla radyasyon salan vibratörlerden ibarettir. Gerçi bu düşüncenin yürürlükteki kurama ters düşen yanı yoktu: Ne var ki, Planck aynı zamanda vibratörlerin enerjiyi sürekli bir akıntı olarak değil, bir dizi kesik fışkırmalarla saldığı görüşünü de ileri sürmekteydi. Bu demekti ki, belli bir frekanstaki bir osilatörün saldığı veya aldığı enerji ancak tam birimler biçimde olabilir; birim kesirleriyle olamazdı. 1900 yılında Kuantum Mekanigini keşfetmiştir. Planck’ın çözüm arayışında başvurduğu istatistiksel yöntemin de, inceleme konusu ilişkilerin sayılabilir olmasını gerektirmesi, radyasyon enerjisinin bireysel bölümlerden oluştuğu varsayımını kaçınılmaz kılıyordu.

Önerilen çözüm basitti: Gözlem sonuçlarıyla bağdaşmayan sürekli akış varsayımından vazgeçmek! Ne var ki, şimdi oldukça açık ve mantıksal görünen bu çözümün o dönemde hemen benimsenmesi bir yana, akla yakınlığı bile kolayca düşünülemezdi. Doğanın sürekliliği bir hipotez ya da sıradan bir varsayım olmanın ötesinde doğruluğu sorgulanmaz bir inançtı adeta! Newton mekaniği gibi Maxwell’in elektromanyetik teorisi de doğanın sürekliliğini içeriyordu.

Nitekim elektromanyetik teoriyi deneysel olarak doğrulayan Hertz, ışığın dalga teorisine değinerek bu teoriyle fiziğin değişik kollarının sağlam, tutarlı bir bütünlük kazandığını belirtmekten geri kalmaz.

Yerleşik bir kuramı sorgulamak kolay değildir gerçekten. Hele yeni bir kuram oluşturmak, üstün zeka ve hayal gücünün de ötesinde yüreklilik ister. Doğrusu, Planck’ın, getirdiği çözümle devrimsel bir gelişmeyi başlattığının farkında olduğu; dahası çözümünün, bağlı olduğu klasik fiziği sarsabileceğini öngördüğü söylenemez. Ama onun yadsınamaz yanı, karşılaştığı soruna gösterdiği olağanüstü duyarlılıktı.

Bir özelliği de özentisiz olmasıydı: Çözümüne deneysel verileri matematiksel olarak dile getiren masum bir formül gözüyle bakıyordu. Oysa, “kuvantum” dediği bir enerji paketi ile bir dalga frekansı arasındaki ilişkiyi belirleyen denklemi E = h \cdot \nu, bilimde yeni bir devrimin temel taşıydı [Denklemde E enerjiyi, \nu radyasyon frekansını, h ise Planck sabiti denen sayıyı
( h = 6{,}62607 \cdot 10^{-34}\,\rm{J\,s} = 4{,}13567 \cdot 10^{-15} \rm{eVs} ,) göstermektedir]. Buna göre, bir enerji kuvantumu, dalga frekansıyla Planck değişmezinin çarpımına eşittir (ışık hızı gibi doğanın temel değişmezlerinden sayılan h, herhangi bir radyasyon enerji miktarının dalga frekansına orantısını simgelemektedir).

Planck’ın önerdiği hipotez başlangıçta hiç değilse ışığın dalga teorisine doğrudan bir tehlike oluşturmuyordu, belki. Ama klasik fiziğin önemli bir ilkesi olan doğanın sürekliliği varsayımı sarsılmıştı. “Doğa asla sıçramaz” anlamına gelen eski Latince özdeyiş, Natura non facit saltus geçerliliğini sürdüremezdi artık!

Kaldı ki, çok geçmeden Einstein’in 1905’te ortaya koyduğu “Fotoelektrik etki” diye bilinen teorisiyle ışık da kuvantum teorisinin kapsamına girer. Böylece ısı, ışık, elektromanyetizma vb. radyasyon türlerinin tümünün kuvanta biçiminde verilip alındığı hipotezi doğrulanmış olur. Bu hipotez daha sonra Bohr, Schrödinger, Heisenberg vb. bilim adamlarının önemli katkılarıyla çağımız fiziğine egemen kuvantum mekaniğine dönüşür. Planck, istemeyerek de olsa bu büyük devrimin öncüsüydü.

Çağımızın ünlü fizikçisi Born, Planck’ın bilimsel kişiliğini kısaca şöyle belirtmişti: “Yaratılıştan tutucu bir kafa yapısına sahipti; “devrimsel” diyebileceğimiz hiçbir eğilim ve özentisi yoktu. Olguları aşan spekülasyonlardan da hoşlanmazdı. Ne var ki, salt deney verilerine olan saygısı nedeniyle, fiziği temelinden sarsan en devrimci düşünceyi ileri sürmekten de kendini alamadı.”

Bu erdemli kişi, ne yazık ki, uzun yaşamını trajik bir kararla noktalamak zorunda bırakılır. Yedi çocuğundan yaşamda kalan tek oğlu 1944’te Hitler’e suikast suçlamasıyla yakalananlar arasındaydı. Nazi yöneticilerinin yaşlı Planck’a önerileri “basit” olduğu kadar korkunçtu: “Nazizme inanç ve bağlılık duyurusunu imzala, oğlun idamdan kurtulsun!” Planck, tek umudu olan oğlunun ölümü pahasına, yaşam anlayışına ters düşen duyuruyu imzalamaz!

kaynak: http://tr.wikipedia.org/wiki/Max_Planck

By Barış Bayraktar Posted in Fizik

Şimşek ve yıldırım

Bir şimşek animasyonu

Şimşek, bir bulutun tabanı ile yer arasında, iki bulut arasında veya bir bulut içinde elektrik boşalırken oluşan kırık çizgi biçimindeki geçici ışık.[1][2] Yıldırım, gök gürültüsü ve şimşekten oluşan, gökyüzü ile yeryüzü arasındaki elektrik boşalmasıdır.[3][4]

Şimşek, bir bulut kümesi aşırı miktarda + veya – elektrik yükü ile yüklendiğinde meydana gelen, gözle görülür elektrik boşalmasıdır.[5] Elektrik yükünün hava direncini kıracak kadar çok olması gerekir.[5] Şimşek daha çok kümülonimbüs bulutlarında görülür ancak stratiform (ufkî şekilde yayılan katmanlı) bulutlarda da rastlanır.[5] Kar fırtınalarında, kum fırtınalarında ve hatta volkanlardan çıkan gaz ve toz bulutlarında da şimşeklere rastlanır.[5] Bir oraj esnasında şimşekler; bulutlar arasında, bulutla hava arasında ve bulutla yer arasında gerçekleşebilir.[5]

Bulut ile yer arasında yıldırımın oluşumu

Yıldırım

Yıldırım, bulut ile yer arasında oluşan, en tehlikeli şimşek türüdür.[6] Çoğu çakma yeryüzüne negatif yük dağıtır ancak bir kısmı yeryüzüne pozitif yük taşır. Bu pozitif çakmalar sıklıkla bir orajın dağılma aşamasında oluşur. Pozitif çakmalar aynı zamanda kış ayları boyunca düşen toplam yıldırımların yüksek bir yüzdesini oluşturur.[6]

Gök gürültüsü

Gök gürültüsü, şimşek çakması esnasında oluşan, patlamaya benzer çok yüksek sestir. Ses, ışıktan çok daha yavaş hareket ettiği için (deniz seviyesinde yaklaşık ses hızı 340 m/sn)[7] gök gürültüsü -gözlemcinin uzaklığına bağlı olarak- şimşeğin gözlenmesinden kısa bir süre sonra duyulur.

Gök gürültüsü, şimşek hattı boyunca havanın aniden ısınması ve hava basıncının artması nedeniyle oluşur.[5] Aşırı basınç şimşek hattının sesten hızlı şekilde genişlemesine ve gök gürültüsü olarak adlandırılan sesi oluşturmasına neden olur. Gök gürültüsünü karakterize eden şaklama, patlama, gümbürtü gibi çeşitli farklı sesler şimşek hattının karmaşık geometrisi, atmosferin özellikleri, yerel arazi şekilleri ve yansımalar nedeniyle oluşur.[5]

Yıldırım çarpması

Yıldırım çarpması, bulut ile yer arasında oluşan bir şimşeğin canlılara isabet etmesidir. Yıldırım çarpması, elektrik yükü nedeniyle ölümcül sonuçlar doğurabilecek, oldukça tehlikeli bir hadisedir. Örneğin ABD‘de her sene ortalama 62 kişi yıldırım çarpması nedeniyle hayatını kaybetmekte, yaklaşık 300 kişi yaralanmaktadır.[8] Dünya genelinde ise yılda ortalama 24.000 kişi ölmekte, 240.000 kişi yaralanmaktadır.[9]

İstatistiksel olarak yıldırım çarpmasına en çok şu altı durumda rastlanır:[10]

  • Açık arazide oyun oynarken
  • Açık arazide çalışırken
  • Kayık veya botla gezerken, balık tutarken veya yüzerken
  • Tarla ve ağır iş makineleri kullanırken
  • Telefonla konuşurken
  • Elektrikli aletler kullanırken veya tamir ederken

Dünya atmosferinde yıldırım gibi ama daha güçlü hava olayları vardır gelin bunlara birlikte bakalım:                                                      

https://sbayraktar1.files.wordpress.com/2013/11/fcbef-sprites.jpg

Cin

Kan portakalı rengindedir. Büyük bir elektrik boşanımıdır. Yeryüzünden 100 km. yüksektedir ve ozon yaptığı düşünülmektedir. Daire biçimindedir ve ortasında bir koni vardır.

Peri

Yeryüzünden 75-90 km. yüksektedir ve mavidir.

Elf

Mavidir. İyonosferde olur. Daire biçimindedir. Cin’den daha güçlüdür.

Mavi Jet

Koni şeklindedir. Yeryüzünden 45-20 km. yüksektedir. 45 km. uzunluğunda ve  hızı 240 km/h’ dir.

ldırım Topu

Yıldırımdan sonra aniden çıkar. Mavimsi renkte ve20-30 cm. büyüklüğündedir. Yerden 60-130cm. yüksektedir. Bazen yere inerler  ve yuvarlanırken çok yüksek bir ses çıkartırlar . Dokunursanız vücudunuza çok yüksek voltajv erir  ve o anda ölürsünüz. Yıldırım Topları plazmadır.

Pozitif  Yıldırım

Diğerleri negatif  yüklü iken bu tür pozitif  yüklüdür. 10.000 volt elektrik ile çarpar . Çarptıktan sonra mavi-beyaz küçük küçük toplar halimde yere iner. Çarptığı an kullanılmayan bir gen aktifleşir.

Not: ”Dünya atmosferinde yıldırım gibi ama daha güçlü hava olayları vardır gelin bunlara birlikte bakalım:” cümlesi ve sonrası benim yazımdır.

By Barış Bayraktar Posted in Fizik

Kuantum Teorisi Nedir?

Kuantum teorisi, atomik olaylardaki enerjiyi açıklamaya yarayan bir fizik teorisidir. Kuantum kelimesi yalnız başına kullanıldığında bir sistemin değiştirebileceği enerjinin küçük bir kısmı anlamına gelir. Mesela foton, elektromanyetik radyasyon kuantumudur. Kuantum teorisi enerjinin devamlı olmadığını ve seviyelere sahip olduğunu, bu seviyelerin küçük kademeler halinde değişebileceğini matematik ifadelerle açıklar

Mesela; bir atomda elektronların çekirdek etrafında kendi yörüngelerindeki hareketleri, siyah cismin küçük miktarlar halinde ısı yayması(Max Planck’ın siyah cismin radyasyonunu buluşu), fotonun elektromanyetik radyasyonu (Bohr teorisi), fotoelektrik olayı, atom spektrumu (tayfı) kuantum teorisi ile izah edilebilir. Kuantum teorisi üzerine yapılan çalışmalar şunlardır:

Plank’ın radyasyon teorisi:

1901 senesinde Alman fizikçisi bir cismin ufak bir oyuğundan yaydığı ısı enerjisinin frekans dağılımını (radyasyonunu), ışığın elektromanyetik teorisine benzeterek, cisme ait en küçük parçalarının titreşimler yaparak yaydığı enerjisine benzetmiş ve matematik olarak bunu ifade etmiştir. Yaptığı hesaplardan, bu titreşimlerin genliklerinin sınırlı olması gerektiğini anladı. Mesela bir salınımın veya titreşimin genliği 1 m veya 2 m olabilmekteydi, arada bir değer alamamaktaydı. Bunun sonucu olarak, sadece belirli genlikteki salınımlara müsaade edildiğinden dolayı, enerji artık düzgün bir şekilde alınamamaktaydı veya yayılamamaktaydı. Böylece işlem sarsıntılı olarak, müsaade edilen bir genlikten diğer genliğe sıçrayarak ortaya çıkacaktı. Böyle bir sıçramayı ortaya çıkarmak için gerekli olan enerji miktarını bir kuantumluk enerji olarak isimlendirdi. Ayrıca bir kuantumluk enerjinin, salınımın frekansı ile, Planck sabiti denen sabit bir sayının çarpımına eşit olduğunu kabul etti. Bu sabite h=6,62•10-27 erg. saniye şeklinde çok küçük bir değer olduğu için sıçramalar da çok düşüktür.

Bu kabuller o kadar değişiktir ki, Planck bile geçerliliğinden şüpheye düştü. Ancak 1905’te Albert Einstein, önemli bir adım atarak, bunları ciddi bir şekilde inceledi. Işığın kendisinin kuantumların birleşmesinden meydana gelen taneciklerden ibaret olduğunun kabul edilmesi gerektiğine işaret etti. Yoksa, teoride bir dengesizlik ortaya çıkmaktaydı. Şimdi bu taneciklere foton denilmektedir ve bunların enerjileri, frekansları ile Planck sabitinin çarpımına eşittir. E=h•f. Bu kabul, metalik bir yüzeye ışığın çarpmasıyla bu yüzeyden elektronların koparılması olayını açıklayarak pekiştirdi. Buna fotoelektrik olayı denilir.

Dalga ve parçacık teorisi:

On yedinci yüzyılda Isaac Newton, ışığın parçacıklardan meydana geldiğini kabul etmiş ve bir geometrik optik geliştirmişti. Ancak daha sonra meydana gelen gelişmeler ve ışığın hızının diğer şeffaf cisimlerde ölçülmesi, James Clerk Maxwell’in geliştirdiği elektromağnetik dalga teorisinin kabulünü zorlamıştı. Ancak Einstein’in çalışmasıyla parçacık teorisi canlanmış ve dalga teorisiyle rekabet eder duruma gelmiş oldu.

Atom spektrumu (tayfı)

1993’te Danimarkalı Niels Bohr kuantum fikrini, klasik teorilerin o zamana kadar açıklayamadığı, atom spektrumu teorisine tatbik ederek önemli bir adım attı. İngiliz Ernest Rutherford’un yaptığı deneylerden, atomun minyatür güneş sistemi gibi, ortasında pozitif yüklü bir çekirdek etrafından dönen elektronlardan ibaret olduğu kabulünü getirdi. Ancak atomu tutan elektriksel kuvvetlerin, kütle çekim kuvvetlerinden farklı olduğunu iddia eden Maxwell, elektronların yörüngelerinde kararlı olmayacağını bildirdi. Buna göre elektronlar enerjilerini sürekli frekansa sahib olan ışık şeklinde yayacaklardı. Bu ise atom spektrumunda görülen ayrık frekansları açıklamaktan uzaktı. Hatta atomların kararlı durumu bile açıklanamıyordu.

Bohr klasik teorinin kabullerinden ayrılarak bazan eskiye taban tabana zıt yeni kabuller yaparak işe başladı:

•             Elektronlar kararlı yörüngeye sahiptirler.

•             Yörüngelerinde bulundukça enerji yaymamaktaydılar.

•             Sadece belirli yörüngeler mümkündür. (Aynen Planek belirli salınım genliklerine izin verdiği gibi.)

•             Elektronlar bir yörüngeden diğer yörüngeye sıçrayabilmektedirler. Ancak bu halde meydana gelen enerji farkı, foton yaymak veya almakla karşılanacaktır. Bu fotonun f frekansı da E enerji farkının h Planck sabitine bölünmesiyle elde edilecekti: f = E / h

Bu kabuller şaşırtıcı sonuçlar çıkardı. Bohr, yüksek bir yaklaşımla hidrojen atomunun spektrum frekanslarını hesapladı. Eski ve yeni kabullerin karışımı olan bu teorinin sonuçları artık herkesin dikkatini çekmekteydi.

Bir elektronun hareketinin kuantum sayıları denilen belirli sayılara bağlı olduğu anlaşılmıştı. Kuantum sayıları tam sayılar veya tek sayıların yarılarından ibaretti. Bu sayılar Bohr teorisindeki müsaade edilen yörüngelerle ilgiliydi. Bohr’un teorisiyle atomun içine nüfuz edilmekte olduğu için, bu teorinin önemi büyüktür. Ancak seneler sonra bilim adamları, bunun da açıklayamayacağı olaylarla karşılaştılar. Bunun sonucu olarak iki farklı yönden gelinerek bir modern teori geliştirildi.

Dalga mekaniği:

1923’te Fransız Louis de Broglie, ışığın dalgalar tarafından iletilen fotonlardan ibaret olduğunu iddia etti. Ona göre elektron ve diğer atomik parçacıklar da dalgalarla hareket etmekteydi. Ayrıca iddiasının Bohr’un müsaade edilen yörüngeler kabulüyle de uyuştuğunu gösterdiyse de pek dikkati çekmedi.

Erwin Schrödinger 1925’de bu iddianın dalga kısmını alarak, Newton’un mekaniğine tatbik etti. Bu yeni ortaya çıkan Dalga mekaniği’ne göre elektronlar parçacıklar olarak değil, farazi bir matematiksel uzayda yayılı dalgalar olarak belirmekteydi. Bu kabuller, Planck’ın salınımlarının kuantum davranışlarını, hidrojen atomunun spektrumunu açıklaması ve çok önemli kuantum sayılarını doğrudan doğruya ortaya çıkarması yönünden, ciddiye alındı. Daha sonra yapılan deneyler De Broglie’nin madde dalgalarının mevcudiyetini de göstermiştir

Matris mekaniği:

Werner Heisenberg de 1925’de tamamen farklı bir yol takip ederek, temel fiziksel büyüklükleri düzenli bir şekilde tablolar halinde yazdı. Bunlara matris denildiği için, teorisi de Matris Mekaniği olarak isimlendirildi. Bir parçacığın koordinatını ve momentumunu (kütlesiyle hızının çarpımı) q ve p ile gösterdiğinde p kere q’nün, q kere p olmadığını ve aradaki farkının Planck sabitiyle ilgili olduğunu keşfetti. Bu, günümüzde modern atom teorisinin temel taşlarından birini teşkil etmektedir. Heisenberg’in teorisi görünüşte çok farklı zannedilen Schrödinger’inkiyle aynı sonuçları vermekteydi. Paul Dirac ise, her ikisinin klasik mekaniğe çok benzeyen kuantum mekaniğinin özel bir şekli olduğunu gösterdi.

Belirsizlik prensibi:

Yukarıdaki gelişmeleri anlatan kuantum teorisi bir başarıdan diğerine gitmekteydi. Ancak temelinin fiziksel bakımdan tutarlı olduğunda hala şüpheler mevcuttur. Mesela p momentum ile q koordinatlarının çarpımında eğer q•p çarpımı, p•q çarpımına eşit değilse bu büyüklükler alışılagelen değerler alamamaktaydılar. 1927’de Heisenberg, belirsizlik prensibini ortaya koyarak bu konuda rahatlık sağladı.

By Barış Bayraktar Posted in Fizik