Kuantum Fiziği nedir?

Geçen videolarda dolaşırken ilgimi çekti. Kısaca tanımı nedir, ve nerelerde kullanılır?

Wikipedia'ya göre tanımı şudur;
Kuantum mekaniği veya kuantum fiziği, atom altı parçacıkları inceleyen bir temel fizik dalıdır. "'Nicem mekaniği"' veya "'dalga mekaniği"' adlarıyla da anılır. Kuantum mekaniği, moleküllerin, atomların ve bunları meydana getiren elektron, proton, nötron, kuark, gluon gibi parçacıkların özelliklerini açıklamaya çalışır.

Kullanıldığı yerler, nükleer tesisler diyebiliriz en basit örnek olarak.

Burada özetle anlatılacak kadar kolay bir konu değil. Ancak kısa bir özet geçmek gerekirse, çift yarık deneyinde deneyimlediğimiz gibi. Gözlemci yoksa madde de yok. Aşağıdaki konu başlıklarını youtube da aratabilirsin;

• Franck-Hertz Deneyi.
• Bohr atomu, elektron kırınımı
• deBroglie dalgaları
• Işığın ve maddenin dalga-parçacık ikiliği.

Çift yarık deneyini de mutlaka uzun haliyle izle.

Az parcacigin birbiriyle etkilesimde oldugu mekanikleri aciklayan fizik dali.
2 tane parcacik birbirini nasil etkiliyor gibi.
En basiti tanimi bu bana gore.

Ekonomide makro-ekonomi ve mikro-ekonomi iki farkli konsept oldugu gibi fizikte de "cok buyuk" seyler ve "cok kucuk" seyler birbirinden farkli davranislar sergiledigi icin ve ayni mekanikler ikisinde de butuncul sekilde calismadigi icin boyle bir ayrim var.

Ornegin "dalga" ya da "parcacik" gibi davranabiliyor bazi ufak seyler. Newton mekanikleriyle tek basina aciklanamiyorlar. Ya da klasik kinetik enerji formuluyle bir fotonun toplam enerjisini olcemiyorsun ( E = mc2 ) Veya dunyanin kozmik adresi az cok biliniyor ama bir elektronik tam olarak nerede oldugunu tahmin edebiliyorsun. ( Electron cloud - Simple English Wikipedia, the free encyclopedia )

369067 dedi:

Geçen videolarda dolaşırken ilgimi çekti. Kısaca tanımı nedir, ve nerelerde kullanılır?

Genişletmek için tıkla...

Qm elektron, proton, nötron gibi atom altı parçacıkların davranışlarını incelemek için kullanıyoruz. Qm anlamak için öncelikle newton fiziğini anlamak gerekir çünkü newton fiziğinde biz kütleli cisimlerin hareket denklemlerini çıkartmak için F = m*a'yı kullanırız. Qm'de ise hareket denklemlerinden söz edemeyiz çünkü Qm'de her şey olasılıksaldır ve biz bir parçacığın davranışını incelemek istediğimizde schrödinger Denklemi'ni bu parçacık için çözeriz. Burada klasik mekanikten ayrılan en önemli nokta Qm'nin olasılıksal olmasıdır ve kesin bir konum-momentum belirtemeyiz.
Qm'nin kullanım alanları son yüzyıl'da çok genişledi. Kuantum bilgisayarları, malzeme bilimi, iletişim, vb...

Kuantum fiziği klasik fizikten normal fizikle açıklanamayan yanlarının açıklanabilmesi için geliştirilmiş ve ayrılmıştı. Örneğin ışığın yani fotonun (quant parçacıklarının) hem tanecik hem dalga özelliğini ayni anda gösterebilmesi kuantum fiziği ile çok net olarak açıklanabilmiştir. Son yıllarda ışığın hem tanecik ve hem dalga formunda ilerlediği geliştirilmiş bir elektron mikroskopunda lazer ışını bombardımanı yardımıyla resmi çekilerek somut olarak kanıtlanmıştır.

Işığın tanecik yapısında olduğu uzay boşluğunda ışıkla ilerleyen güneş yelkenlilerinde yelkenlere olan parçacık teması ve itmesiyle, ışığın dalga yapısında olduğu da ışığın girişim (çift yarık deneyinde) bağımsız birer ışık kaynağı gibi davranması olayı normal (klasik) fizikle açıklanamayıp ortaya çıkan bu belirsizlik ancak kuantum fiziği veya mekaniği ile açıklanabilmesi sayesinde mümkün olabilmiştir. Bazı atom altı parçacıkların davranışlarının fizikçi Bohr tarafından ve Einstein'ın da fotoelektrik olayının çok mantıklı olan açıklaması sadece kuantum mekaniği veya fiziği ile açıklanabilmiştir.

Kuantum mekaniği veya fiziği bir belirsizliği de içinde bulunduran hem tanecik hem dalga formundaki ikili davranışlı fizik tanımlamalarını açıklayabilmek için zorunlu olarak veya açıklanmasına ihtiyaç olarak duyulan sıra dışı olan bilimsel açıklamaları açıklayabilmek için ortaya atılıp geliştirilmiştir. Bu yanıyla klasik fizikten çok daha karmaşıktır.

Örneğin kuantum bilgisayarlarda ikili sayı sistemde kullanılan 1 ve 0 rakamları yerine göre 0 yerine göre 1 değerini alarak sabit olarak 1 veya 0 değerlerinde kalamaz, sürekli değişkenlik gösterir. Zaten kuantum fiziği veya mekaniği tüm bu belirsizlikleri sadece klasik fizikle açıklamakta çok yetersiz kalınabildiğinden bir zorunluluk olarak ortaya çıkabilmişti. Kolay gelsin.