paradoks paradoks paradoks

MAXWELL’İN CİNİ
Termodinamiğin ikinci yasasının bir sonucu olarak,yüksek sıcaklıktaki cisimler,ilişki halinde oldukları düşük sıcaklıktaki cisimleri ısıtabilirler;ama düşük sıcaklıktaki cisimler,kendilerinden daha düşük sıcaklıktaki cisimleri ısıtamazlarEş sıcaklıktaki cisimlerde,bu dengelerini dış bir etken olmadıkça,sonsuza değin korurlarSöz gelimi masanın üzerine bıraktığınız bir fincan ılık kahvenin kendi kendine kaynamasını bekleyemezsiniz
James Clerk Maxwell bu yasayla ilgili tartışmaları boyut kazandırmak için bir düşünce deneyi önermişeneyinde dış dünyayla ısı alışverişi tamamen kesilmiş,birbirlerinden de yalıtkan bir duvarla ayrılmış iki oda düşlememizi istiyorOdaların sıcaklıkları başlangıçta eşit
Düşünce deneyimize göre,aradaki duvarın ortasında minik bir kapı var ve bu kapıya bekçilik yapan minik birde cin:Maxwell’in ciniCin kapıyı sürekli açık tutacak olsaydı odaların sıcaklıkları hiç değişmeyecektiAncak Maxwell’in cini ortamdaki hava moleküllerini inceleyerek hızlarını sürekli karşılaştırıyorSoldaki odadan kapıya doğru gelen hızlı bir molekül gördüğünde kapıyı aniden açıp kapayarak,sağdaki odaya geçmesine izin veriyorCin bu işi sürdürecek olursa,sağ taraf gitgide ısınacak sol tarafta soğuyacaktır
Maxwell’in cinini termodinamiğin 2yasasını çiğnediği ortadaCinin çok küçük olduğunu ve işini,hareket için neredeyse hiç enerji harcamadan yaptığını düşünürsek,bunu nasıl başarıyor?Maxwell deneyini tartışmaya yol açacak şekilde tasarlamıştı ve cini bugüne değin farklı yerlerde farklı biçimlerde tartışıldı da
İki oda ve ortadaki cini bir sistem olarak ele alabilirizTermodinamik açısından bu sistemin tuhaflığı,giderek daha düzenli hale geliyormuş gibi göründüğüdürTeknik ifadesiylebu sistem entropi üretmiyorgibi görünüyorBu sonuca sadece moleküllerin dağılımına bakarak varıyoruzSorunun yegane çözümü,cinimizin sistemin geri kalanının aksine çok fazla entropi ürettiği sonucuna varmaktırBunun bir açıklaması cinin,tüm moleküllerin hızlarını aklında tutup ortalamanın üzerinde hıza sahip olanlarla diğerlerini ayırdetmeye çalışırken beyninin çok fazla çalıştığı ve bu sırada çok fazla entropi ürettiğidirO kadar fazla ki,sonuşta,sistemin bütünüde entropi üretiyor duruma geliyor

GAMA IŞINI MİKROSKOBU
Belirsizlik ilkesi,modern fiziğin en önemli yapıtaşlarında biridirHeisenberg,ortaya attığı belirsizlik ilkesini savunmak için 1927’de,en az desteklediği ilke kadar ün kazanacak olan Gamaışını Mikroskobu düşünce deneyini kurgulamıştı
Heisenberg’in belirsizlik ilkesinin çürütülebilmesi için bir parçacığın,sözgelimi elektronun yer ve momentumunun aynı anda tam olarak saptanabilmesi gerekiyorHeisenberg düşünce deneyinde,bu amacı gerçekleştirebilecek düşsel bir mikroskop kurguluyor
Bir parçacığın yerinin saptanabilmesi için,kullanılacak ışının dalga boyunun,parçacığın boyutlarından daha küçük olması gerekirBu nedenle,görünür ışıkla çalışan mikroskoplar(11000000 ) metreden daha küçük şeyleri gösteremezler
Heisenberg,bir elektrona mikroskopta bakmak için dalga boyu (110000000000)dan daha küçük olan gama ışınlarını kullanmayı önermiştiNe var ki,bir parçacığın momentumu dalga boyuyla ters orantılı olduğu için bu seferde gama parçacığının momentumu elektronunkinden çok daha yüksek olacaktıBir elektrona bir gama parçacığı çarpacak olursa,elektron önceden kestirilemeyek bir yöne fırlayıp giderBu yüzden,mikroskobun çalışması,en uygunmuş gibi görünen gama parçacığı kullanılıyor olsa bile olanaksızdır
FOTON TARTISI
Einstein,Heisenberg’in belirsizlik ilkesini akla yatkın bulmuyorduBelirsizlik ilkesini çürütecek tartışma götürmez bir düşünce deneyi kurgulayabilmek için çok uğraşmıştıBu süre zarfında belirsizlik ilkesinin savunucusu Bohr’la defalarca karşı karşıya gelmişlerdi
1930 yılında Einstein katıldığı bir kongrede belirsizlik ilkesini çürütüyormuş gibi görünen bir düşünce deneyi önerdiBir yayın ucuna asılıp sarkıtılmış kapalı bir kutu kurgulamıştıKutunun yüksekliği yüksek duyarlılıkla ölçülebiliyor,böylece ağırlığı kolayca hesaplanabiliyor olacaktıEinstein’in tasarladığı kutunun içi dışarı kaçmaya çalışan fotonlarla doluyduKutunun bir ucundaki,tek bir fotonun kaçmasına izin verecek kadar küçük bir deliği kapatan duyarlı bir zamanlama düzeneği düşlemiştiSaat belli bir anda kapıyı ancak tek bir fotonun kaçmasına izin verecek hızda açıp hemen kapayacaktıBu işlemin sonucunda kutunun yüksekliği değişecek,böylece kaçan fotonun enerjisi ve tam olarak hangi anda kaçtığı ölçülmüş olacaktıEinstein’in kendi formülü mc^2 buna olanak tanıyordu
Düşünce deneyi görünüşte inandırıcıydıO gecenin Bohr’un en endişeli gecesi olduğu anlatılıyorNe var ki ertesi gün Bohr,Einstein’in kurgusunda bir hata yakalamış olmanın gururuyla,mutlu bir yüz ifadesiyle söz aldıEinstein’i kendi görelilik kuramıyla çürütecekti
Bohr,düzeneğin bir fotonun ağırlığını ölçebilmesi için çok esnek bir yaya asılmış olması gerektiğini açıkladıBununda ötesinde yay olağanüstü bir uzunluğa sahip olmalıydı ki,makro ölçekte ve duyarlılıkta ölçebilecek kadar hızlı bir harekette bulunacaktıBöyle bir hareket,kutunun fotonun haricinde kalan kütlesinin ve saatin doğruluğunu Einstein’in kuramlarına göre tehlikeye sokacak ve kaçınılmaya çalışılan belirsizliği bizzat doğuracaktıEinstein bu eleştiriyi kabullendi ve düzeneğindeki kusuru düzeltecek yeni bir çeşitleme bulamadı

SCHRÖDİNGER’İN KEDİSİ
Kuantum fiziği tarihinin belki de en ünlü düşünce deneyi,Schrödinger’in kedi paradoksudurSchrödinger,paradoksunda,kuantum mekaniksel bir parçacığın iki farklı durumu aynı anda eşit olasılıkla taşıyabilme yeteneğini kullanıyorİki halin üst üste gelmesimakro dünyaya yansıtıldığında içinden çıkılmaz bir sorun meydana getiriyor
Düşünce deneyinde,bozulup bozunmadığı dışarıdan bilinemeyecek,uyarılmış bir atom ile bir kedi aynı kutuya kapatılıyorAtom bozunacak olursa bir tetikleme mekanizması aracılığıyla bir siyanür şişesini kıracak ve kediyi öldürecektirKuantum mekaniğin kapsamında son derece sıradan diye nitelendirilecek biçimde,atom,hem bozunmuş,hem de bozunmamış sayılabiliyorBundan yola çıkarak kendiside atomlardan oluşan kediyi de hem canlı hem ölü kabul edebilir miyiz?Henüz kimse bu soruya herkesi tatmin edecek bir cevap bulamadı


alıntı fizikdosyasıcom