‘İnsan Nasıl Görüyor’ Sorusunu Cevaplandırmak İçin Yapılıp Kuantum Dünyasını Aydınlatan Deney: Young Deneyi

Bilim ilginç bir alandır. Öyle ki bugün herkesin kabul ettiği bir gerçek, bazen yüzlerce yıl önce ortaya atılan bir teorinin kanıtlanmasıyla bambaşka bir gerçeğe dönüşebiliyor. Young’ın deneyi bunun en önemli örneğidir. Thomas Young tarafından gerçekleştirilen gibi Young deneyi olarak da bilinen çift yarık deneyi, O zamana kadar bilinenin aksine ışığın sadece parçacık değil, dalga özelliği de taşıdığını ortaya çıkardı.

Young’ın evinizde bile kendi imkanlarınızla uygulayabileceğiniz deneyini ilginç kılan ise, bu deneyi yapan Thomas Young’ın bu deneyi gerçekleştirme süreci ve elde ettiği sonuçlardır. İnsan ve doğa arasındaki ilişkiyi inceleyen fizikçi, geçmişte yaşamış bilim adamlarının teorilerini de dikkate alarak bambaşka bir gerçeği gün yüzüne çıkardı. Gelin Young’ın deneyinin ne olduğuna daha yakından bakalım. ve bu deneyle ilgili ilginç ayrıntılara bakalım.

Young’ın deneyinin öncesine bilim dünyasına bakalım:

19. yüzyılda Thomas Young tarafından gerçekleştirilen Young deneyine ve ışığın dalga teorisine geçmeden önce dönemin bilim dünyasına daha yakından bakmakta fayda var. O zamana kadar Isaac Newton ve Descartes gibi isimlerin önerdiği Işığın parçacık teorisi fizikçiler için faydalı oldu ve ışık üzerine yapılan birçok çalışmayı doğrulayan sonuçlar verdi.

Elektrik ve ses dalgalarının incelenmesi 18. yüzyılın sonlarında bilim adamları arasında çok popüler bir konuydu. Elektrik ve ses dalgaydı, bu kabul ediliyordu. Ancak Thomas Young ve bazı bilim insanları düşünmeden duramadılar; Işık da bir dalga olabilir mi? Bu soru üzerine bazı çalışmalar ve deneyler yapılmaya başlandı.

Young’ın deneyini yürüten Thomas Young kimdir? Aslında onun asıl ilgisi tıp alanıydı:

13 Haziran 1773’te İngiltere’de doğan Thomas Young, bilim ve sanatın birçok farklı alanında temel eğitim aldı. Gerçek bir entelektüel, Young Tıp alanına ilgi duydu. Ama asıl merak ettiği şey görmekti. İnsanlar nasıl görebilirdi?

Bu merakından yola çıkarak tıp alanında, daha doğrusu göz ve görme üzerine çalışmaya başladı. Thomas Young bir kez daha ilginç bir gerçeği fark etti. Göz, içine giren ışık sayesinde görür. Peki ışık bilindiği gibi parçacık yapısına sahipse göze girdiğinde nasıl böyle bir sonuç ortaya çıkarıyor? Bu soru üzerine çalışma alanı genişledi ve optik ve elektrodinamik alanlarında çalışmaya başladı.

Thomas Young bir makalesinde ışığın dalga teorisini duyurdu:

Işığın yapısına ilişkin ilk çalışmalar Rönesans dönemine kadar uzanmaktadır. Genellikle su dalgaları kullanılarak yapılan bu deneylerde, İki kaynaktan gelen dalgalar birleşiyor ışığın parçacık yapısına sahip olduğunu gösterdi. O dönemde genel olarak tüm bilim adamları bu teoriyi kabul ediyordu.

1800 yılında Thomas Young, ışığın yalnızca parçacık değil aynı zamanda dalgalı bir yapıya sahip olduğunu iddia ettiği bir makale yayınladı. Ama Young acemiydi. Bilimi bilim yapan en önemli özellik olan deneyi uygulamadan bu teoriyi ortaya koymuştur. Üzerinde büyük bir baskı vardı, ışığın dalga teorisini bir deneyle kanıtlaması gerekiyordu ve kolları sıvadı.

Çift yarık deneyi dönemin seçkin bilim adamlarının gözleri önünde gerçekleştirildi:

24 Kasım 1803’te Thomas Young, İngiliz Kraliyet Bilim Derneği’nin bir üyesiydi. Toplantıya elinde kocaman bir leğenle katıldı. Bütün perdelerin kapatılmasını ve içeriye ışık girmemesini istedi. Eline lavabonun içine iki delik açılmış bir tahta yerleştirdi. Perdelerden birine iğneyle iki yarık açtı. Yarım metre önüne bir perde daha koydu.

Eğer ışık, o zamana kadar bilindiği gibi sadece parçacık yapısında olsaydı, iç perdede de tıpkı o yarıklar gibi düzenli şekiller oluşacaktı. Ama o ekranda Tıpkı su ve ses dalgalarında görüldüğü gibi dalgalar oluşmaktaydı. İşte karşılarındaydı, ışık oldukça dalgalıydı. Ancak bilimin de bağnazları vardır.

Thomas Young’ın gerçekleştirdiği deney, o güne kadar bilinen her şeyi gözle görülür şekilde altüst etti. Birçok fizikçi bunun bir hile olduğunu söyledi. Ancak Young vazgeçmedi ve bu modeli kanıtlamak için güçlü bir teorik altyapı oluşturup bunu kitap haline getirdi. Young’ın deneyiyle ortaya atılan bu teori, diğer fizikçiler tarafından da incelenmeye başlandı.

Young’ın deneyi nasıl yapılıyor? Birçok fizikçi de bu konu üzerinde çalıştı:

Thomas Young, deneyini destekleyecek bir teori oluşturduktan sonra göz doktoru olarak çalışmaya başladı. 10 Mayıs 1829’da hayatını kaybedene kadar Işığın dalga teorisinin temelini zenginleştirmek için çalışmalarına devam etti. O dönemde kendisiyle çalışmak isteyen Jean Fresnel ve Christiaan Huygens gibi önemli fizikçileri reddetti ancak onlar kendi başlarına çalışmaya devam ettiler.

Jean Fresnel ve Christiaan Huygens’in yaptığı çalışmalar bilim tarihine Huygens-Fresnel ilkesi olarak geçmiştir. Bu iki isim Young’ın deneyinin ortaya çıkardığı dalga teorisini formüle ettiler. Yarattıkları dalga prensibi ışıkta, seste, suda, elektrikte ve manyetizmada da geçerliydi.

1961 yılında Tübingen Üniversitesi’nde çalışan Clauss Jönsson, Elektronlar üzerinde çift yarık deneyini gerçekleştirdi. 1999 yılında mikroskop altında görülen kısımların dalga tipi girişim gösterdiği gözlemlendi. 2002 yılında Clauss Jönsson tarafından gerçekleştirilen bu deney, en başarılı çift yarık deneyi olarak kabul edildi.

Young’ın deneyi ne anlatıyor ve neden bu kadar önemli?

Elbette Thomas Young’ın gerçekleştirdiği çift yarık deneyinin ilk ve en büyük önemi şuydu: Yaygın inanışın aksine ışığın yalnızca parçacıkları yoktur. Ayrıca dalgalı bir yapıya sahip olduğunu da ortaya çıkarıyor. Bir diğer önemi ise birbirinden bağımsız gibi görünen tıp ve fizik alanlarının aslında insan ve doğa kadar ayrılmaz olduğunu hepimize göstermesidir.

Young’ın deneyinin bugünkü yansımasından, kuantumdan bahsedelim. Daha önce buradaki yazımızda da açıkladığımız gibi kuantum mekaniği, gözün göremediği, mikroskopların dahi zorlukla görebildikleri bir olgudur. yalnızca özel cihazlarla görülebilir Bir dünya üzerinde çalışıyor. Young’ın deneyi aslında o dünyanın bir yansımasıdır.

Nobel Fizik Ödülü’ne de layık görülen Amerikalı teorik fizikçi Richard Feynman, çift yarık deneylerinden elde edilen sonuçları inceledi ve bunları kuantum dünyasına uyguladık. Belki bugün değil ama bir gün Young’ın deneyi ve benzerleriyle elde edilen veriler kuantum dünyasının gizemlerini çözebilir.

Işığın dalga teorisini bilim dünyasına kanıtlamak Young’ın deneyi nedir? sorusunu yanıtladık ve bilim dünyası için ne kadar önemli olduğundan bahsettik. Elbette bu konu oldukça derin ama biz bu yazımızda okuyucuyu teknik detaylara boğmak yerine basit bir deneyin bilim dünyasını nasıl etkilediğini anlatmayı amaçladık. Konuyla ilgili düşüncelerinizi yorumlarda paylaşabilirsiniz.