erisi.com
 
ANASAYFA denizcilik linkler
                 

Kuantum Fiziğinin Öyküsü

Belki de hiçbir kuram, kuantum fiziği kadar bir yüzyıla böylesine belirgin bir damga vurmamıştır. 1900 yılında Max Planc'ın kara cisim ışımasını kuantumlanmış enerji yayımıyla açıklamasının fizikte yarattığı devrim, temposundan hiç yitirmeden 20. yüzyıl boyunca yeni kuşak bilim adamlarının olağanüstü düşünce ürünleriyle zenginleşerek sürdü.
Bugün eriştiğimiz bilgi düzeyini, farkında olalım ya da olmayalım yaşamımızı etkileyen, kolaylaştıran pekçok uygulamayı, işte bu bilim öncülerine borçluyuz.
Geçtiğimiz yüzyılın en önemli düşünsel başarılarından biri de, atomaltı ölçekteki evreni inceleyen kuantum mekaniğinin tersine, kozmos ölçeğinde etkili kütle çekimi betimleyen genel görelilik. Birbirleriyle uyuşmamalarına karşın bu iki kuram,birbirlerini tamamlayarak geliştiler.

1897

Pieter Zeeman

Joseph John Thomson

Zeeman, ışığın bir atom içindeki yüklü parçacıkların hareketi sonucu yayımladığını buldu; Thomson'da, elektronu keşfetti.

1900
Max Planck

Cisimler,bazen termik ışıma  da denen bir ışıma yayar. Bu ışımanın özellikleri, cismin sıcaklığına bağlıdır. Düşük sıcaklıklarda termik ışımanın dalga boyları,esas olarak kızılötesi bölgededir ve bu nedenle gözle görülmez.  Cismin sıcaklığı yükseltilince,kızarmaya başlar. Sıcaklık daha da yükseltilirse,bir ampulün içindeki tungsten telin parlaması gibi, cisim beyazlaşır,akkor haline gelir. Termik ışımanın ayrıntılı bir incelemesi, tayfın(spektrumun),kızıl ötesi, görünür bölge ve morötesi dalga boylarının sürekli bir dağılımından oluştuğunu gösterir. Kırmızı ışığın fotonlarının frekansı,mor ışığınkilerin yaklaşık yarısı kadardır.
Enerji dağılım eğrilerinin, sıcak cisimlerin deney emisyon eğrisine uydurulabilmesi için bu en küçük ışınım enerjisinin kabul edilmesi gerektiğini kanıtladı.

1901
Wilhelm Conrad Röntgen

1885 yılında kutuplanmış bir yalıtkan hareketinin, bir akımla aynı manyetik etkileri gösterdiğini açıkladı. Fakat asıl ününü, 1895 yılında X ışınlarını keşfetmesiyle kazandı. Bu ışınları inceleyen Röntgen, X ışınlarının bir doğru boyunca yatıldığını, yansıma ve kırılmaya uğramadığını, elektrik veya manyetik alanların etkisiyle yön değiştirmediğini ispatladı. X ışınlarının, cisimlerin içinden geçme kabiliyetlerini inceledi ve bu ışınların havayı iyonlaştırdığını ortaya çıkardı.

1905
Albert Einstein

Dalga özellikleri olan ışığın aynı zamanda, daha sonra foton diye adlandırılacak olan belirli büyüklükte enerji paketinden oluştuğunu ileri sürdü.

1911-1913
Ernest Rutherford  Niels Bohr

 Rutherford, atomun çekirdek modelini oluşturdu (1911). 11). Bohr ise atomu bir gezegen sistemi gibi betimledi. Ayrıca durağan enerji durumları kavramını ortaya attı. Hidrojenin tayfını açıkladı (1913). Günümüzde geçerli olan modele göreyse atomlar, çapı cm'nin yüzmilyonda biri olan bir elaktron bulutundan ve bunun çapıda yüzbin kez küçük bir çekirdekten oluşuyor. Çekirdek, (+) elektrik yüklü protonlardan ve yüksüz nötronlardan oluşur. Çekirdeğin çevresinde proton sayısı kadar (-) yüklü elektronşların kütlesi, protonlarınkinden 2000 kez küçüktür.

1914

James Franck

 Gustav Ludwig Hertz

Franck ve Hertz, farklı elementlerin buharlarını elektronlarla bombardıman ederek, atomlarda belirli durum değişikliklerinin, ancak bombardıman eden elektronların belli enerji değerlerine ulaştıkları zaman gerçekleştiğini gözlediler. Bir atom, bir elektrondan çok daha ağır olduğundan, bu süreçte elektron hemen hemen hiç kinetik enerji kaybetmez. Öte yandan, elektronların enerjisi belirli bir kritik değere ulaşınca, plaka akımı birdenbire düşer. Bu olayın yorumu şudur: atomlardan birisiyle çarpışan bir elektron, kinetik enerjisinin bir kısmını veya tamamını,bir atomun temel düzeyinden yukarıdaki bir enerji düzeyine uyarmak için verebilir. Kritik elektron enerjisi,atomun uyarılma enerjisine karşılık gelir. Bu çalışmaları için Frank ve Hertz 1925 Nobel fizik ödülünü paylaştılar.doğruladılar.

1923
Arthur Holly Compton

X-ışınlarının elektronlarla etkileşmelerinde minyatür bilardo topları gibi davrandıklarını gözlemledi. böylece ışığın parçacık davranışı hakkında yeni kanıtlar ortaya koydu.

1923
Louis de Broglie

Madde parçacıklarınında dalga davranışı yaptıklarını öne sürerek dalga-parçacık ikiliğini genelleştirdi.

1924
Satyendra Nath Bose- Albert Einstein

Kara cisim ışımasını kuantumlanmış enerji yayımı ile açıkladı. Kuantum kavramı böylece doğmuş oldu.

1925
Wolfgang Pauli

Karacisim ışımasını kuantumlanmış enerji yayımı ile açıkladı. Kuantum kavramı böylece doğmuş oldu.

1930 yilinda notrino (neutrino) konseptini ortaya atmistir

1925
Werner Heisenberg Max Born

Pascual Jordan

Kuantum mekaniğinin ilk biçimi olan matris mekaniğini geliştirdiler ve kuantum alan kuramı yolunda ilk adımı attılar.

Kuantum kuramının  öncülerinden Werner Heisenberg (1901-1976) “Modern kuram, doğrusunu söylemek gerekirse, gerçek bilimlere dışarıdan getirilen devrimci fikirlerden çıkmamıştır. Tersine, devrimci fikirler, klasik fiziğin programını tutarlı şekilde yürütmeye çalışan araştırmaya zorla girmişlerdir- onun doğasından çıkmışlardır.” demiştir.  Yani eski kuantum kuramı, kuantumu klasik fizikle uzlaştıracak bir programı temsil etmiştir.

1925
Erwin Schrödinger

Kuantum fiziğinin, "dalga mekaniği" diye adlandırılan yeni bir betimlemesini geliştirdi. Yeni kavram daha sonra "Schrödinger Denklemi" diye adlandırılan, bilimin en önemli formüllerinden birini de kapsıyordu

1926
Enrico Fermi Paul A. M. Dirac

Kuantum mekaniğinin parçacıkları soymak için yeni bir yola gereksinme duyduğunu belirlediler. "Fermi-Dirac İstatistiği", katıhal fiziğine kapıyı araladı.

Dirac 1923 de Işığın kuantum kuramı üzerine çok önemli bir makale yayınladı.

1927
Werner Heisenberg

Bir parçacığın aynı zamanda hem konumunu hem de hızını ölçmenin olanaksız olduğunu gösteren ünlü "Belirsizlik İlkesi"ni açıkladı.

1928
Paul A. M. Dirac  

Elektronun, karşı maddenin varlığını da öngören relativistik bir kuramını ortaya koydu.

1932
Carl David Anderson Karşımaddeyi keşfetti. Bu parçacık, pozitron adı verilen bir antielektrondu.
1934

Hideki Yukava

Çekirdek kuvvetlerinin, mezon denen ağır parçacıklarca iletildiği düşüncesini ortaya attı. Bunların elektromanyetik kuvvete aracılık eden fotonlarla benzer işlev yaptığını öne sürdü.

1946-1948
Isidor I. Rabi Willis Lamb Polykard Kusch

Dirac kuramında tutarsızlıklar keşfettiler.

1948
Richard Feyman Julian Schwinger Sin Itiro Tomonaga

Kuantum elektrodinamik denen ve fotonlarla elektronların etkileşimini anlatan ilk eksiksiz kuramı geliştirdiler. Kuram, Dirac kuramındaki tutarsızlıkları açıkladı..

1957
John Bardeen Leon Neil Cooper Robert Schrieffer

Elektronların, kuantum özellikleri dirençsiz hareket olanağı veren çiftler oluşturabildiklerini gösterdiler. Bu, süper iletkenlerin sıfır elektrik direncini açıkladı.
1959
Yakir Aharanov David Bohm

Bir manyetik alanın elektron kuantum özelliklerini klasik fiziğin yasakladığı bir biçimde etkilediğini öne sürdüler. "Aharanov-Bohm Etkisi", 1960 yılında gözlendi ve akla gelmedik pek çok makroskobik etkinin gizli işaretlerini verdi.

1960

Theodore Maiman

Charles Townes, Arthur Schawlaw ve diğerlerinin daha önce yapmış oldukları çalışmaları ileri götürerek, pratik kullanımlı ilk lazeri geliştirdi.

1964
John S. Bell

"Bell belirsizlikleri" denen deneysel bir testle kuantum mekaniğinin bir sistem için en eksiksiz tanımı verip vermediğinin sınanabileceğini söyledi.

1964

Murray Gell-Mann

Madde parçacıklarını oluşturan ve kuark adı verilen temel parçacıklarla ilgili bir model geliştirdi. Kuarkların varlığı 1969 yılında deneysel olarak açıklandı.

1970'ler

Parçacık fiziğinin, maddenin dört temel kuvvet aracılığıyla etkileşen kuark ve leptonlardan oluştuğunu söyleyen standart modelin temelleri atıldı. Kuark modeli temelinde, şiddetli çekirdek etkileşimlerini betimleyen "Kuantum Renk Dinamiği" kuramı geliştirildi.

1982

Alain Aspect

Bell eşitsizliklerini deneysel bir sınavıyla kuantum mekaniğinin eksiksiz bir anlatım olduğunu gösterdi.
Alain Aspect ve ekibi tarafından 1982'de Paris'te bir deney yapıldı. Ekip, özel optik araçlar içinde yol alan fotonların özellikleri üstünde çalışarak, Einstein'ın belirsizlik hakkında söylediklerini ve dahası, hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı yol alamayacağı savının tersini kanıtladılar.

Aspect ve grubu, aralarında onları ayıran uzaklık ne olursa olsun; bazı durumlarda  elektronlar gibi atomdan küçük parçacıkların da anında birbirleriyle haberleştiklerini keşfetti.

1995
Eric Cornell Wolfgang Ketterle Carl Wieman

Mutlak sıfırın (-273 C) yalnızca milyonda bir derece üzerine kadar soğutulmuş metalik atom bulutlarını tekbir kuantum durumuna hapsederek, 70 yıl önce kuramsal varlığı öne sürülen Bose-Einstein Yoğuşması'nı oluşturdular.Bu başarı, atom lazeri ve süper akışkan gazlar gibi pratik uygulamalar için yolu açtı.

Kaynak: The Time Machine Project © 2005 Cetin BAL