Kuantum Kuramı

[boxcigar]

20. yüzyıla damgasını vuracak iki büyük kuramdan birini, tam da buyüzyılın başında, 1900 yılında, Max Planck ortaya attı. Enerjiyi,sürekli (kesiksiz) bir akış olarak gören Klasik Enerji Kuramı yerineKuantum Kuramı'nı ortaya atmıştı. Planck�ın deneysel temellere dayananönerisi, enerjinin kesik kesik ya da paket paket alınıp verildiğişeklindeydi.

Bu kuramı, 1905 yılında Albert Einstein, fotoelektrik olayınıaçıklamakta kullandı. Danimarkalı Niels Bohr, 1913'te KuantumKuramı'yla, atomdaki elektron düzeninin ilk açıklamalarını yaptı.

Çağımıza damgasını vuran diğer büyük kuram da Görelilik Kuramı'dır.Einstein, 1905'te Özel Görelilik Kuramı'nı, 1915'te de Genel GörelilikKuramı'nı ortaya koydu. Einstein, kütle ve enerjiyi apayrı şeylerolarak değil, birbirine dönüşen olgular olduğunu ileri sürdü.

O sıralar, Zürih Patent Bürosu'nda memur olarak çalışıyordu. Kütle veenerjiyi bambaşka iki varlık olarak düşünmeye alışmış bilim çevreleri,kavramları birbirine karıştıran patent bürosunun " zırvaları" üzerindedurmadı bile. Bilim dünyası, onun söylediklerini ancak 15 yıltartıştıktan sonra hazmedebildi.

Einstein, 1921'de Nobel Ödülü'nü aldı; ama Görelilik Kuramı'ndan değilde foto elektrik olayından. Arthur Eddington�un alkışlanası ukalalığınagöre, o zaman bile birçok bilim adamı göreliliği anlamamıştı.Eddington�a, göreliliği, yalnızca üç kişinin anladığının doğru olupolmadığı sorulduğunda, nükteli İngiliz profesör durmuş ve "üçüncükişinin kim olduğunu bulmaya çalışıyorum" demişti (Time-2000, FredericGolden�in yazısı).

Kütlenin yoğunlaşmış bir enerji olduğu görüşü, 1927'de denel olarak dadestek buldu. Aston, kütle spektrometresi denen bir aygıtıgeliştirmişti. Bu alet, atom kütlelerinin çok duyarlı olarakölçülmesini sağladı. Bu aygıt yoluyla, özellikle nükleer tepkimelerde,bir kısım kütlenin enerjiye dönüştüğü ve bu dönüşümün Einstein'in ünlüdenklemine (enerji= kütle x ışık hızının karesi) uyduğu kanıtlandı.

Atom çekirdeğini bulan Rutherford, 1919 yılında, simyacıların ünlüdüşünü gerçeğe dönüştürdü. Havanın azotunu, alfa ışınlarıylabombardıman ederek onun oksijene dönüştüğünü gördü. Simyacılar, herşeyi altına çevirecek filozof taşını hiç bulamadılar; ama birelementin, insan elinde başka bir elemente dönüştürülmesi, bir düşüngerçek olmasıdır elbette.

Bir element, başka bir elemente dönüşebiliyordu. İnsanoğlunun eli artıkatom çekirdeğine gidiyordu. İlk yapay nükleer tepkime, çekirdeğe ilkmüdahale. Atom çekirdeği, pozitif yüklüydü; nötral bir atomda elektronsayısı, eile proton sayısının, yani birim negatif yüklü parçacık sayısıile birim pozitif yükteki parçacık sayısının eşit olacağı açıktı.

Çekirdekte pozitif yükten başka ne var acaba? Bu sorunun yanıtınıRutherford'un öğrencisi James Chadwick verdi: 1932 yılıydı. Alfaışınlarıyla berilyum çekirdeklerini bombardıman edince yüksüz birradyasyonun oluştuğunu açıkladı ve buna nötron dedi. Böylece, atomun üçtemel parçacığı elektron, proton ve nötron bulunmuş oluyordu. Alfa,kendisi de bir çekirdek (helyum atomunun çekirdeği) olduğu halde, atomçekirdeğine giden yolu aydınlatıyordu.

Bilim tarihinin en büyük kadını Madam Curie, 4 Temmuz 1934'de gözleriniyaşama kaparken, birkaç ay önce damadının ve kızının -Joliot-Curieçiftinin- yapay radyoaktifliği keşfettiklerini biliyordu. Joiot-Curieçifti, alfa ışınlarıyla, alüminyum çekirdeğini bombardıman ettiler.Sonuçta, radyoaktif bir element (radyoaktif fosfor) oluştuğunubuldular. Böylece, bir inanışa daha son verildi: Radyoaktiflik,yalnızca doğadaki elementlerin bir özelliği değildi; onu insanoğlu da"yaratabilir"di.

İnsanoğlu, radyoaktif elementler de üretiyordu artık. Bombardımandakullanılan radyasyonlar, doğal radyoaktif maddelerden sağlanıyordu.Belli ki, doğal kaynaklara bağlı kalmamak ve doğal olanlardan yayılanparçacıkları hızlandırarak kullanmak nükleer tepkimeleriçeşitlendirecekti. Atlantik'in iki yakasında hemen aynı andahızlandırıcılar yapılmaya başlandı.

Amerika'da Ennest Lawrence 1930'da, Robert J. van de Graff 1931'de;yine aynı yıl içinde İngiltere'de John Cockroft ile E.T.S. Walton kendiadlarıyla anılan hızlandırıcılar yaptılar. Çok kısa sürede, 3 yıliçinde 1937'de keşfedilen radyoaktif izotop sayısı 200'ü bulmuştu.

H. G. Wells, 1913 yılında, The World Set Free: A Story of Mankind adlıkurgu bilim romanını yayınlamıştı. Bu romanda, bazı tahminler de yeralıyordu. Örneğin, 1933'te yapay radyoaktif maddelerin bulunacağını ve1956 yılında atom bombasının kullanılacağı hayali savaşlarıanlatmıştır. O günlerde bunlar neredeyse akıl dışı şeylerdi. Yapayradyoaktiflik, yazarın öngördüğü tarihten bir yıl önce keşfedildi, amasavaşa neden olmadı. Atom savaşı, yani atom bombasının kullanılması iseyazarın öngördüğünden onbir yıl önce gerçekleşti.

Macar doğumlu, Musevi asıllı fizikçi Leo Szilard, 1932 yılındaBerlin'de çalışırken, nasılsa bu romanı okuyor ve çok etkileniyor.Ertesi yıl göçe zorlanıyor ve İngiltere'ye gidiyor. Romandan aldığıesinle "zincir tepkimelerine dayalı kanunun patenti" ni 1934 yılındaİngiliz Amirallik Dairesi'ne tescil ettiriyor.

Kuantum Kaosu

''Kuantum teorisi karşısında şaşkınlığa uğramayanlar bu teoriyianlamamış demektir'' diyen Fizikçi Niels Bohr, bu teorinin ne kadar zoranlaşıldığına dikkat çekiyordu. Yüzyılın başlarında fizikçiler,radyasyonun dalga gibi hareket ettiğine inanıyordu. Max Planck'ınenerjinin parçacıklar veya kuvanta tarafından emildiğine ilişkin keşfi,fizikçiler tarafından pek tatmin edici bulunmadı. Planck, bununüzerine, nesnelerin parçacık şeklinde enerji yaydığını duyurdu. Bundansonraki 20 yılda bilim adamları, enerji ve maddenin dalga ve parçacıközelliği taşıdığını kabul ettiler.

1927 yılında, Werner Heisenberg, ''Belirsizlik İlkesi''ni bilimsel birbiçime dönüştürdü. Daha sonraları Nazi Atom Enerjisi Projesi'nin başınagetirilen Heisenberg, atomdan küçük parçacıkların pozisyon vemomentumlarının aynı anda ölçülmesinin mümkün olmadığını bildirdi. Buteori Albert Einstein'ı yalnızca şaşırtmadı, bilimsel birikimlerininaltüst olmasına yol açtı.

1920'li yılların ortalarında Alman fizikçi Max Born, elektron gibiparçacıkların belirli bir pozisyonu işgal etmelerinin çok düşük birolasılık olduğunu ileri sürdü. Einstein, Born'a yazdığı bir mektupta,''Evren yasalarının şans üzerine kurulu olduğuna inanmıyorum; benceTanrı kumar oynamaz'' diyerek, Belirsizlik Kuramı'nı onaylamadığınıbelirtti.