yasin-yilancioglu7634
Kuantum Tünelleme nedir ?
necmi-tufek7866
Kuantum Tarama Tünelleme Mikroskobu yapıldı.
Bu, aslında mercekli falan bir mikroskop değil. Çok ince, mikron boyutuna kadar inceltilmiş iğnesi olan bir alet. Bu iğne bir yüzeye yaklaştırılıyor. Çok ince olduğu için çok ayrıntı içerecek kadar maddeye yaklaşıyor. (Bir atom boyutu kadar yakına)
Yakınlık belirli bir mesafeye gelince yaklaşılan atomun elektronu iğneye doğru atlıyor. Yani aslında geçememesi gereken bir aralığı geçiyor.
Yüzeyde gezdirilen iğne bu elektron alışverişi sayesinde bir resim meydana getiriyor ve sonuçta biz sıra sıra atomların resmini bire bir görmüş oluyoruz.
Olayı açıklayabilmek için böyle bir giriş yapmak gerekiyor.
Bir parçacığın, hem konumu, hem de hızı belli olacak kadar sıkıştırırsanız, o parçacık ortadan kaybolur. Yani, geçemeyeceği bir enerji duvarını veya boşluğu geçiverir. Bunun için enerjiyi evrenden borç alır diyerek geçiştiriyorlar ama bana kalırsa bu ortaya çıkan enerji, momentum ve konumun fiziki olarak aynı yerde bulunamayacağı prensibi dolayısı ile zorlanan fizik yasalarının ortaya çıkardığı bir limitsizlik (Tekillik) durumudur. Bu zorlanmanın nasıl bir enerji ortaya çıkaracağı hesaplanamaz.
İşte sıkışan bu parçacığın hareketine (tünel açmak) deniyor. "Kuantum tünelleme" bu anlama geliyor.
Şimdi olayı anlamak daha kolay.
Mikroskop çok yaklaşınca elektron sıkışmış oluyor. Momentum ve konum birbirlerine çok yaklaşıyor. Bu yüzden belirsizlik yasasına uymak için elektron aradaki boşluğu atlayıp iğneye geçiyor. Gerisi çok kolaylaşıyor artık. Bir körün önündeki bir cismi tanıması gibi mikroskop da dokunarak bir resim çizmiş oluyor.
cengiz7403
Yazdıklarınız tamamen yanlış. Bir parçacığın tünellemesi için sıkıştırmaya falan ihtiyaç yok. Örneğin serbest bir parçacığı bir potansiyel bariyerine gönderirseniz, belirli bir ihtimalle tünelleme yapabilir. Bu sorular kuantum derslerinin jenerik sorularındandır. Tünelleme ihtimalinin nicel hesabını Schrödinger denklemini çözerek bulabilirsiniz.
necmi-tufek7866
Cengiz
İnan bana ne schrödinger denklemi ne de tünelleme ihtimalinin nicel hesabı burada kimseyi ilgilendirmiyor.
Biz fizik dersi yapmıyoruz. Fiziği denklemlerle uğraşmadan anlamak, hiç olmazsa genel hikayeyi öğrenmek için yazışıyoruz.
Sıkıştırma konusunu biraz abarttığımı biliyorum. Olayı sözle anlatmak ancak böyle mümkün oluyor. Onun dışında anlattıklarım yanlışsa lütfen doğrusunu siz anlatın anlayalım.
Benim bilgilerim biraz eski olabilir. Ne de olsa hatırladığımız kadar yazıyoruz. Bazen saçmaladığımız bile olabiliyor. İşin güzelliği de bu ya zaten, nostalji oluyor bir bakıma.
Yalnız lütfen internetten adres göstermeyin. Ve denklem yazmayın.
Şimdiden teşekkür ederim.
cengiz7403
Matematiksiz fizik olmaz. Doğa felsefesi değil bu. O denklemlerin her birinin birer anlamı var.
Benim doğrusunu yazacak vaktim yok ancak yanlışı düzeltebilirim. Çünkü birilerinin buradakileri okuyup yanlış şeyler öğrenmesini istemem. Zaten kuantum tünelleme nedir gibi bir sorunun cevabı için internette biraz araştırma yapmak yeterli. Ortalıkta zibil gibi kaynak var. Sizi kızdırarak internetten bir adres göstereyim. (wikipedia)
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling#/media/File:EffetTunnel.gif
Burada serbest bir elektron dalga paketinin bir potansiyel duvarından tünellemesi ve yansıması gösterilmiş. Görüldüğü gibi bir ihtimalle elektronun dalga fonksiyonu bariyerden geçiyor/tünelliyor. Tabii ki bu modeli yapmak için de Schrödinger denklemini çözmek gerekiyor. Zaten çoğu tünelleme problemi için kesin bir çözüm yapmak mümkün değil. O yüzden WKB yaklaşımı gibi yöntemler kullanılması gerekiyor. Diyeceğim odur ki, değişik potansiyeller için çözümler bizim hayal bile edemeyeceğimiz şeyler olabilir. O yüzden matematik şart.
Tarama tünelleme mikroskobu için söylediklerinize de katılıyorum. Gayet güzel açıklamışsınız. İnternette Türkçe bir tartışma platformunda sözü edilmesi bile güzel. Şimdi yine sizi kızdırarak bu mikroskop ile ilgili yazdıklarınızı özetleyen bir adres paylaşayım:
https://www.youtube.com/watch?v=bo2Zq0Wsog4
necmi-tufek7866
Çok güzel...
Gösterdiğiniz adresler olayı görsel olarak anlatıyor ve konu için çok aydınlatıcı oldu. Teşekkür ederim. Şimdi insanlar soracaklar; Bu elektron belli bir mesafedeki bariyeri görüyor ama daha yakın ve daha uzak olduğunda neden yokmuş gibi davranıyor?
Vaktiniz olmadığını belirttiğiniz için ben bir açıklama yapayım. Yanlış olursa yine düzeltirsiniz.
Elektron, atomun etrafında bir bulut gibi koruma görevi yapıyor. Bunu yaparken bazen yörüngesel momentum kullanıyor, bazen de atomdan ileriye, geriye doğru salınımlar şeklinde hareket yapıyor. Bunu, dalga fonksiyonu kendisini destekleyecek şekilde yapıyor. Çünkü enerji kaybetmemesi gerekli. Bariyer dalga fonksiyonunun desteklemesini engelleyecek, elektronun ritmini bozacak yakınlıkta olursa elektronun o durumda varlığını sürdürmesi imkansızlaşıyor. (Çift yarık deneyindeki gibi dalgalar birbirlerini sönümlendirecek duruma gelirse elektron varlığını sürdüremez.) Yani bir nevi bariyer ona bakmış ve dalga fonksiyonunu çökertmiş gibi bir durum ortaya çıkıyor. Tünelleme bence bu şekilde gerçekleşiyor.
Yani daha önce söylediğim şeyi (sıkıştırma durumunu ) biraz daha detaylı olarak tekrarlamış oluyorum.
Aslında doğru söylüyorsunuz. Matematik olmadan fizik olmaz. Ama matematiğin ortaya çıkması için olayı anlatacak senaryo gerekiyor. Olayın nasıl olduğunu anladığınız anda matematiğini ortaya çıkarmak artık çok kolaylaşıyor. Zaten evreni betimleyen tüm denklemler aslında olayı anladıktan sonra çok basit görünüyorlar. Yani bence asıl önemli olan olayı anlamak.
cengiz7403
Şimdi bu durumda bahsettiğimiz serbest elektron. Her zaman serbest olması da gerekmez, örneğin bir katının içinde ilerleyen ve periyodik bir potansiyele maruz kalan elektron da olabilirdi. Bu durumda serbest elektron ne bir potansiyel altında ne de orbital açısal momentumu var. Bunları hesaba katmamıza gerek yok. Elektron dalga paketi olarak hareket ediyor. Bu dalga paketini de genellikle Gaussian olarak modelliyoruz. Eğer dediğiniz gibi bariyer elektrona "bakmış" olsaydı dalga fonksiyonu bir duruma çökerdi ancak burada dalga fonksiyonu bariyerle etkileştikten sonra herhangi bir duruma çökmeden yoluna devam ediyor (ya da geri sekiyor).
Ben matematiğin ortaya çıkması için senaryoya ihtiyaç olduğunu bile düşünmüyorum. Örneğin, isospin'i matematik olmadan nasıl açıklarız? Fiziksel olarak hiçbir anlamı yok.
mertcan-engindeniz1398
Necmi Tüfek, size katılıyorum. Matematik önemli ama olayı anlamadıktan sonra istersen zilyon tane denklem yaz, ne anlamı var.? Cengiz bey seneye prof olacak sanırım isosipin dediğine göre :)
necmi-tufek7866
Mertcan Engindeniz,
Aslında hepimiz, geri kalmış bir ülke olarak yabancıların geliştirdiği fizik ve matematik gerçeklikleri sonradan öğreniyoruz. Üstelik bazı bilim dallarının bizde okulu, kürsüsü ve hatta hocası bile yok. Cengiz bey kendi açısından bakıyor olaya. Belki yüksek matematikçidir. Ama aslında bence hiç kimse dört dörtlük bilim adamı olamaz. Olayı anlayacak teorisyenler, onların söylediklerini ispatlamak için matematikçiler ve hatta eğer imkan dahilindeyse deneyciler gerekir.
Ben olaya bakarım, olabilirlik dahilindeyse kendimce karar veririm. Benim için hikaye önemlidir. Ama başkaları sayısal açıdan daha yeteneklidir. Onlar da denkleme bakıp olayı çözer. Ama ülkemizde alt yapı açısından yetersizlik olduğu için kuantum tünelleme gibi bir olayı denklemle anlatmaya kalksanız hiç kimsenin bir şey anlayacağını sanmam. Ama hikayeyi doğru anlatırsanız hemen herkes olayı anlar.
Teknolojiyi bilmesek de karşımızdaki şeyi en azından anlıyor olmak isterim. Bence en önemli şey bu.
mertcan-engindeniz1398
Necmi Tüfek ve Cengiz bey,
mertcan-engindeniz1398
Necmi Tüfek ve Cengiz bey ,
mertcan-engindeniz1398
Necmi Tüfek ve Cengiz bey ,
mertcan-engindeniz1398
Necmi Tüfek ve Cengiz bey, henüz benim öğrencilik yıllarım. Dediğiniz gibi keşke alt yapımız daha iyi olabilse. Katılıyorum sizlere. Ama önemli olan çalışmak. :) Saygılarımla üstadlar.
