Parçacıkların Sırrı: Çift Yarık Deneyi

İçerik Yazarı: Neslihan Sandıkcı

Editör: Elif Nur Öztürk

Tasarım: Sudenaz Şencan

İlk olarak 1803’te Thomas Young tarafından ortaya atılan ve bir iğne deliği ile güneş ışınları kullanılarak yapılan “Çift Yarık Deneyi”, yıllar içinde farklı versiyonlarının da uygulanması ve şaşırtıcı sonuçlarıyla oldukça ses getirmiştir. Deneyi özetleyecek olursak, üzerinde iki tane doğrusal yarığın bulunduğu bir levha ve bu levhanın karşısında da sonuçların gözlemleneceği bir panel olduğunu düşünelim. Şimdi elimizde de bir cihaz var ve düzenli olarak bu düzeneğe  pinpon topları fırlatıyor olsun. Belli bir süre sonra hepimizin de görmeyi bekleyeceği gibi panelde iki tane dikey şerit şeklinde sıralanacaktır toplar. Şimdi ise bu sisteme su dalgaları gönderip sonucun ne olacağını gözlemleyelim. Suyun dalga özelliği kendi içinde girişim oluşturması ve bu da ekrana bir girişim deseni yansıtmasına sebep olacaktır. Yani artık ekranda sadece iki değil birden fazla şerit gözlenecektir. 

Şimdi gelin bir de bu deneyi elektronlar ile gerçekleştirelim. Sizce sonuç ne olacaktır, elektronlar parçacık gibi mi yoksa dalga gibi mi davranır? Büyük bir çoğunluğun “parçacık” diyeceğini tahmin etmekteyim. Ancak bilim insanları deneyi gerçekleştirdiğinde şaşırtıcı bir sonuçla karşılaştılar. Dalga özelliği gösteren elektronlar! Aynı su dalgalarında da olduğu gibi bir girişim deseni oluşmuştu. Bilim insanlarının aklına önce,  elektronların aynı anda gönderilmesinin, birbirleriyle etkileşmelerine ve böylece bir girişim gerçekleşmesine sebep olabileceği düşüncesi geldi ve bu yüzden deneyi tekrar yapmaya  ama bu sefer  elektronları belli aralıklarla, teker teker göndermeye karar verdiler. Biraz zaman alsa da sonucu görmek için gittiklerinde tekrardan aynı manzara ile karşılaştılar: bir girişim deseni. 

Peki bunun nedeni neydi? Araştırmacılar durumu daha iyi anlayabilmek adına çift yarık bulunan levhanın önüne elektronları tespit eden bir dedektör koymaya karar verdiler. Böylece her bir elektronun nereye gittiğini öğrenebilecek ve bu gizemi çözebileceklerdi. Ama işler bundan sonra çok daha şaşırtıcı bir hal aldı. Elektronlar bu kez sanki gözlemlendiklerinin farkındaymışçasına sonucu değiştirmiş ve ekranda tıpkı pinpon toplarında da olduğu gibi iki sütun oluşturmuşlardı. Sizce de ilginç değil mi? Deneyin defalarca tekrarlanmasına rağmen sonuç aynıydı. Üstelik sensörün yarığın önünde ya da arkasında olması yani elektronları yarığa girmeden önce veya girdikten sonra algılaması da işleri değiştirmiyordu. Algılayıcı olduğu sürece elektronlar parçacık gibi davranmaya devam ediyordu. Ne zaman ki sensörü kapatır veya deney odasından kaldırırsanız elektronlar eski haline dönüyor ve bir girişim deseni oluşturuyordu.

Pek çok farklı araştırmacı ve bilim insanı bu gizemi çözmek için birbirinden farklı teoriler ortaya attı. Ancak günümüzde bile henüz kesin bir açıklamaya ulaşılabilmiş değil. Kim bilir belki de bir gün bu sırrı çözenlerden biri, siz olursunuz. Bir sonraki yazımıza kadar görüşmek üzere!