What is the Heisenberg Uncertainty Principle? - Chad Orzel

Heisenberg Belirsizlik İlkesi Nedir? - Chad Orzel

Çeviri: Sevkan Uzel Gözden geçirme: Meric Aydonat

The Heisenberg Uncertainty Principle is one of a handful of ideas

Kuantum fiziğinden, halkın pop kültürüne genişletilen

from quantum physics to expand into general pop culture.

çok sayıda düşünceden biri de Heisenberg Belirsizlik İlkesidir.

It says that you can never simultaneously know the exact position

İlke şunu söyler: Bir nesnenin tam hızını

ve tam konumunu aynı anda bilmek imkansızdır.

and the exact speed of an object and shows up as a metaphor in everything

Edebi eleştiriden spor yorumlarına kadar

from literary criticism to sports commentary.

her şeyde bu benzetim kullanılıyor.

Uncertainty is often explained as a result of measurement,

Belirsizlik çoğu zaman ölçümün bir sonucu olarak açıklanır;

that the act of measuring an object's position changes its speed, or vice versa.

yani nesnenin konumunu ölçme işlemi onun hızını değiştirir

ve hız ölçümü de konumunu.

The real origin is much deeper and more amazing.

Asıl çıkış noktası ise daha derin ve daha büyüleyici.

The Uncertainty Principle exists because everything in the universe

Belirsizlik İlkesi geçerli, çünkü evrendeki her şey

behaves like both a particle and a wave at the same time.

aynı anda hem parçacık hem de dalga gibi davranıyor.

In quantum mechanics, the exact position and exact speed of an object

Kuantum mekaniğinde bir parçacığın

tam konumu ve tam hızından söz etmek anlamsızdır.

have no meaning.

To understand this,

Bunu anlamak için, bir parçacık ya da bir dalga gibi davranmanın

we need to think about what it means to behave like a particle or a wave.

ne demek olduğunu düşünmek gerek.

Particles, by definition, exist in a single place at any instant in time.

Parçacık, tanımı gereği, herhangi bir anda tek bir yerde olur.

We can represent this by a graph showing the probability of finding

Nesneyi bulma olasılığının, tek bir yerde

%100 ve başka her yerde sıfır olduğu,

the object at a particular place, which looks like a spike,

100% at one specific position, and zero everywhere else.

dikene benzeyen bir grafikle bunu gösterebiliriz.

Waves, on the other hand, are disturbances spread out in space,

Öte yandan dalgalar, uzayda yayılan hareketlenmelerdir;

like ripples covering the surface of a pond.

tıpkı bir havuzun yüzeyini kaplayan dalgacıklar gibi.

We can clearly identify features of the wave pattern as a whole,

Bir bütün olarak, dalga deseninin özelliklerini açıkça belirtebiliriz.

most importantly, its wavelength,

Bunların en önemlisi dalgaboyudur;

which is the distance between two neighboring peaks,

yani iki komşu tepe ya da

or two neighboring valleys.

iki komşu vadi arasındaki uzaklık.

But we can't assign it a single position.

Fakat dalga için tek bir konum veremeyiz.

It has a good probability of being in lots of different places.

Pek çok farklı yerde bulunma olasılığı bulunur.

Wavelength is essential for quantum physics

Dalgaboyu, kuantum fiziğinin temel öğelerindendir.

because an object's wavelength is related to its momentum,

Çünkü bir nesnenin dalgaboyu, momentumu ile ilişkilidir;

mass times velocity.

yani kütle çarpı hız.

A fast-moving object has lots of momentum,

Hızlı giden bir nesnenin momentumu büyüktür,

which corresponds to a very short wavelength.

ki bu çok kısa dalgaboyuna denktir.

A heavy object has lots of momentum even if it's not moving very fast,

Çok ağır bir nesnenin momentumu, hızlı gitmese bile büyük olur,

which again means a very short wavelength.

ki bu yine çok kısa dalgaboyu demektir.

This is why we don't notice the wave nature of everyday objects.

Günlük yaşamda karşılaştığımız nesnelerin dalga doğalarına dikkat etmeyişimiz

If you toss a baseball up in the air,

işte bundan kaynaklanır.

its wavelength is a billionth of a trillionth of a trillionth of a meter,

Bir beyzbol topunu havaya fırlatırsanız,

dalgaboyu bir metrenin trilyonda birinin trilyonda birinin milyarda biri olur.

far too tiny to ever detect.

Ölçmek için çok çok küçük.

Small things, like atoms or electrons though,

Atomlar ya da elektronlar gibi küçük nesneler ise

can have wavelengths big enough to measure in physics experiments.

fizik deneyleri ile ölçülebilecek kadar büyük dalgaboyludurlar.

So, if we have a pure wave, we can measure its wavelength,

Dolayısıyla, eğer saf bir dalgamız varsa, onun dalgaboyunu ölçebiliriz.

and thus its momentum, but it has no position.

Bu onun momentumu olur, ama bir konumu yoktur.

We can know a particles position very well,

Bir parçacığın konumunu gayet iyi biliriz,

but it doesn't have a wavelength, so we don't know its momentum.

ama onu da dalgaboyu yoktur; dolayısıyla momentumunu bilemeyiz.

To get a particle with both position and momentum,

Hem konumu hem momentumu olan bir parçacık elde etmek için

we need to mix the two pictures

iki resmi karıştırarak,

to make a graph that has waves, but only in a small area.

sadece küçük bir alanda dalgaları bulunan bir grafik yapmamız gerek.

How can we do this?

Bunu nasıl yaparız?

By combining waves with different wavelengths,

Farklı dalgaboylu dalgaları bir araya getirerek.

which means giving our quantum object some possibility of having different momenta.

Yani kuantum nesnemize farklı momentumlara sahip olma olasılığı vererek.

When we add two waves, we find that there are places

İki dalgayı birleştirdiğimizde,

where the peaks line up, making a bigger wave,

tepelerin birleşerek daha büyük dalgalar oluşturduğu bazı yerler olduğunu

and other places where the peaks of one fill in the valleys of the other.

ve diğer yerlerde, tepelerin vadilere denk geldiğini görürüz.

The result has regions where we see waves

Sonuçta, boş bölgeler ile ayrılmış

separated by regions of nothing at all.

dalgalar görürüz.

If we add a third wave,

Eğer üçüncü bir dalga daha eklersek

the regions where the waves cancel out get bigger,

dalgaların birbirini iptal ettiği bölgeler artar.

a fourth and they get bigger still, with the wavier regions becoming narrower.

Dördüncüyü eklersek daha da büyürler ve dalga bölgeleri iyice daralır.

If we keep adding waves, we can make a wave packet

Dalgalar eklemeye devam edersek, bir dalga paketi yapabiliriz.

with a clear wavelength in one small region.

Böylece küçük bir bölgede bulunup net bir dalgaboyuna sahip olur.

That's a quantum object with both wave and particle nature,

Bu kuantum nesnenin hem dalga hem de parçacık doğası vardır.

but to accomplish this, we had to lose certainty

Fakat bunu sağlarken,

hem konuma hem de momentuma ilişkin kesinlikleri kaybederiz.

about both position and momentum.

The positions isn't restricted to a single point.

Konum tek bir noktaya kısıtlanmamıştır.

There's a good probability of finding it within some range

Dalga paketinin merkezi çevresinde

of the center of the wave packet,

belli bir menzilde bulunma olasılığı vardır.

and we made the wave packet by adding lots of waves,

Dalga paketini oluştururken çok sayıda dalgayı topladığımız için

which means there's some probability of finding it

bu dalgalardan her birine karşılık gelen momentumları

with the momentum corresponding to any one of those.

bulmak için de belli bir olasılık vardır.

Both position and momentum are now uncertain,

Şimdi hem konum hem de momentum belirsizdir

and the uncertainties are connected.

ve bu belirsizlikler birbirine bağlıdır.

If you want to reduce the position uncertainty

Eğer daha küçük bir dalga paketi oluşturarak

by making a smaller wave packet, you need to add more waves,

konum belirsizliğini azaltmak isterseniz,

which means a bigger momentum uncertainty.

bu daha büyük momentum belirsizliği anlamına gelir.

If you want to know the momentum better, you need a bigger wave packet,

Eğer momentumu daha iyi bilmek isterseniz, daha büyük dalga paketi gerekir,

which means a bigger position uncertainty.

ki bu da daha büyük konum belirsizliği demektir.

That's the Heisenberg Uncertainty Principle,

İşte bu, ilk kez 1927'de Alman fizikçi Werner Heisenberg'in öne sürdüğü

first stated by German physicist Werner Heisenberg back in 1927.

Heisenberg Belirsizlik İlkesidir.

This uncertainty isn't a matter of measuring well or badly,

Bu belirsizlik, iyi veya kötü ölçüm meselesi değildir;

but an inevitable result of combining particle and wave nature.

parçacık ve dalga doğalarının birleşiminin kaçınılmaz bir sonucudur.

The Uncertainty Principle isn't just a practical limit on measurment.

Belirsizlik İlkesi, ölçmeye konan uygulama sınırından ibaret değildir.

It's a limit on what properties an object can have,

Evrenin temel yapısına işlenmiş bir sınırlama olup,

built into the fundamental structure of the universe itself.

bir nesnenin sahip olabileceği özelliklere ilişkin bir sınırdır.