,

Erwin Schrödinger Kimdir?

Merhaba FST okurları, ben İlayda. Bugün size maddenin dalga teorisine ve kuantum mekaniğe katkı sağlamış Avusturyalı teorik fizikçi Erwin Schrödinger’i anlatmak istiyorum. İngiliz Fizikçi P.A.M Dirac ile birlikte 1933 yılında Schrödinger Denklemi ile Nobel Fizik Ödülü’nü almış Scrödinger’i gelin biraz daha yakından tanıyalım.

12 Ağustos 1887’de Avusturya’nın Viyana kentinde dünyaya gelen Schrödinger, 1906’da Viyana Üniversitesi’nin fizik bölümüne girdi ve doktora derecesini 1910’da aldı. Birinci Dünya Savaşı’nda askerlik yaptıktan sonra Zürih Üniversitesi’ne gitti. Orada, 1926’da, teorik fizikçiler tarafından özgün çalışma için oldukça yaşlı görülen bir yaşta kuantum dalga mekaniğinin temellerini oluşturmaya başladı. Makalelerinde, kuantum mekaniğinin temeli olan ve Newton’un denklemleriyle de aynı ilişkiye dayanan kendi kısmi diferansiyel denklemlerini tanımladı. Louis de Broglie’nin, parçacıkların ikili yapısının olduğu ve bazı durumlarda dalga gibi davrandıkları önergesini kabul ederek sistemin davranışlarını tanımlayan dalga denklemini ortaya koydu.

Schrödinger Denklemi, Newton denkleminden farklı olarak sadece fiziksel olayların ortaya çıkması ile ilgili olan dalga fonksiyonlarıdır. Newton’un gezegen yörüngelerindeki olayların kesin ve kolayca görselleştirilmiş dizisi; kuantum mekaniğinde, daha soyut olasılık kavramıyla değiştirilmiştir.

Schrödinger hayatının geri kalanını teorisinin felsefi yönden açıklarını bulmaya adayarak geçirmiştir. Düşüncesinde bulduğu en önemli açık, 1935’te Schrödinger’in Kedisi olarak bilinen düşünce deneyi olmuştur. Schrödinger, kilitli demir bir kutunun içinde bir miktar radyoaktif madde, bir kedi, bir şişe zehir, bir sayaç ve bir çekiç hayal etmiştir. Geçen bir miktar sürenin sonunda radyoaktif madde bozunmuş da olabilir bozunmamış da. Her iki olasılık da eşittir. Sayaç eğer bozunmayı algılarsa çekiç zehir dolu şişeyi kıracak ve kedi ölecektir. Bozunma yoksa kedi yaşayacaktır. Yani birisi kabı açana dek kediye ne olduğunu bilmek imkansızdır. Böylece sistem tek bir yapılandırmaya ulaşana kadar kedi hem canlı hem de ölü olarak süperpozisyon denen iki ayrı durumun bir parçacık için aynı anda geçerli olması durumundadır. Schrödinger bu sonucu oldukça gülünç bulmuş ve bu düşünce deneyinin fizikçiler arasında uzunca bir süre tartışılacağını bilmiştir.

Schrödinger'in kedisi, düşünce deneyinin tasviri. Kutunun içinde ölü ve diri iki kedi çizimi var.

Schrödinger’in kedisi, düşünce deneyi.

1927’de Schrödinger, kuantum hipotezinin mucidi Max Planck’ın daveti üzerine Einstein’ın da içinde bulunduğu seçkin bir üniversite olan Berlin Üniversitesi’ne geldi. 1933 yılına kadar üniversitede kaldıktan sonra Yahudi zulmünün ulusal bir politika haline geldiği bir ülkede yaşamaya dayanamayarak ülkeden ayrılmaya karar verdi. Daha sonra onu Avusturya’ya, Büyük Britanya’ya, Belçika’ya, Roma’ya ve son olarak 1940’da, siyaset yapmadan önce matematikçi olan Premier Eamon de Valera etkisi altında kurulan Dublin İleri Araştırmalar Enstitüsü’ne götüren yedi yıllık bir maceraya atıldı.

Schrödinger, sonraki 15 yıl boyunca İrlanda’da kalıp fizik, felsefe ve bilim tarihiyle ilgili araştırmalar yaptı ve kuantum fiziğinin, genetik yapının kararlılığını açıklamak için nasıl kullanılabileceğini anlattığı ”Yaşam Nedir?” i yazdı (1944). Kitapta yazılanların günümüzdeki gelişmelerden dolayı doğruluğu olmamasına rağmen Schrödinger’in bu kitabı, konuyla ilgili en yararlı ve derin kaynaklardan biri olmaya devam etmektedir. 1956 yılında emekli olup Viyana’ya geri dönen Schrödinger, 4 Ocak 1961’de vefat etti.

Schrödinger, neslinin fizikçileri arasında entelektüelliği ve çok yönlülüğü sayesinde öne çıkmayı başarmıştır. Felsefe ve edebiyatın kalbinde yaşaması, tüm makalelerini ve kitaplarının çoğunu İngilizce yazması, Antik Yunan felsefesi ve bilimi üzerinde çalışmasının ona kazandırdığı şüpheci bakış açısı gibi pek çok etken sayesinde bilim ve felsefenin neredeyse tüm dallarına katkıda bulunmuştur.

Bir sonraki yazıda görüşmek üzere. Bilim sizinle olsun :).

Kaynakça:

  1. https://www.britannica.com/biography/Erwin-Schrodinger
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Erwin_Schrödinger

 

 

 

,

Stephen Hawking Kimdir?

Merhaba sevgili FST okurları, ben Eric Rose. Bu yazıda, 8 Ocak tarihinde 76 yaşına giren ve herkesin günlük bilim haberlerini takip etmeseler de bir yerlerde mutlaka adını duyduğu teorik fizikçi Stephen Hawking’in hikayesini anlamaya ve anlatmaya çalışacağım.

Sitemizi kurduğumuzdan beri ele aldığımız her bilim insanın içinde Stephen Hawking’in yerinin ayrı tutulması gerektiğini düşünerek bu yazıyı hazırlamaya gönüllü oldum. Bu, onun yaptığı bilimsel atılımlara hayranlığım kadar tüm zorluklara rağmen nasıl hayallerini sürdürdüğünü anlatmak istememle de ilgili. Bu yüzden yazımın bazı kısımlarını onun bilimsel başarıları kadar önemli olan hayata karşı başarılarına ayıracağım.

Hikayesi 8 Ocak 1942 tarihinde İngiltere’nin Oxford şehrinde başladı. Babası bir biyoloji uzmanıydı ve mezun olduğu üniversite ise Oxford Üniversitesi’ydi. Oğlunun da bu üniversitede eğitim alması gerektiğine inanıyordu ancak aile bütçesinin kısıtlı olması nedeniyle oğlunun önündeki tek seçenek Oxford Üniversitesi’nin hazırladığı burs sınavına girmek ve başarılı olmaktı. Burs sınavı teorik sınavın yanında üniversite hocalarının mülakatını da kapsıyordu. Bu mülakatın nedeni öğrencileri yakından tanımaktı. Stephen Hawking teorik sınavdan ve verdiği zeki yanıtlarla da mülakattan geçerek birinci derecede bursa sahip olarak Oxford Üniversitesi’ne girdi. O zamanlar babasının okumasını isteği alan olan biyolojiden hoşlanmazdı. Kendi isteği olan matematik bölümü de Oxford Üniversitesi’nde bulunmadığı için  üniversitenin fizik bölümüne kayıt oldu. Üç yıl sonra doğa bilimlerinde birinci sınıf onur madalyasıyla ödüllendirildi. 1962 yılından Oxford’dan mezun olan Stephen Hawking, tutkunu olduğu evrene dair araştırmalar yapmak için Oxford Üniversitesi’ni bırakarak Cambrige Üniversitesi’ne geçti.

Oxford Üniversitesi’ndeki son yıllarında nadir olarak meydana gelen istemsiz kasılma ve tutulmaları giderek şiddetlendi ve henüz 21 yaşındaydı. Cambrige Üniversitesi’ne geçtiği ilk yılda zaman zaman meydana gelen takılıp düşme olayları sıklıkla tekrarlanmaya, hatta ayakkabı bağlarken bile zorlanmaya başladı. Arkadaşları ve hocaları bunu fark etmese de tatil için gittiği ailesinin yanında hastaneye götürüldü ve gerçekle yüzleşti. 20’lı yaşlarının başında Amyotrofik Lateral Skleroz(ALS) hastalığına yakalanmıştı. Motor nöronların zamanla yüzde seksenini öldürerek sinir sistemini felç eden ancak beynin zihinsel faaliyetlerine dokunmayan bu hastalık, Hawking’i tekerlekli sandalyeye hapsetti. 1985 yılında ise konuşma yetisini kas sistemlerinin iflasıyla birlikte tamamen kaybetti. O tarihten beri Stephen Hawking sağ yanağındaki ufak bir kas hareketinin yardımıyla bilgisayar aracılığı ile yazı yazarak konuşabiliyor. ACAT adlı kaynak yazılımını kullanan Stephen Hawking yanağının çalışan kaslarını kullanarak yazılımı kullanabiliyor. ACAT yazılımı tablet ekranındaki her pikseli satır satır ve sütun sütun tarayarak istediği harfi seçiyor, düşüncelerini bu sayede kolayca yazıya dökmesini sağlıyor. ACAT yazılımının kapasitesi 2600 kelime civarındadır. Sağlıklı ortalama bir insan kapasitesi ise 2500 kelime civarı olduğunu düşünürsek Stephen Hawking’in kendini ifade etmekte eksiklik yaşamadığını söyleyebiliriz. Bir sunumunda hastalığının kendini nasıl hissettirdiği sorulduğunda Stephen Hawking’in cevabı söyleydi;

‘’Hastalığımın beni engellediğini sanabilirsiniz ancak bu durumum çoğu zaman arkadaşlarım arasındaki sıradan konuşmalara katılmamı engelliyordu. Ben de sessiz aklımın içinde, sınırsız evreni düşlüyordum. Bu, bugün ait olduğum yere gelmemin nedenidir.’’

1973’te Gökbilim Enstitüsü’nden ayrılarak  uygulamalı matematik ve kuramsal fizik bölümüne geçti. 1979’ta  matematik bölümünde Lucasian matematik profesörü oldu. Bu kürsü 1663 yılında üniversite parlemanto üyesi Henry Lucas tarafından kuruldu ve bu ünvana ilk olarak Isaac Barrow, daha sonra da 1669’da Isaac Newton sahip olmuştu. Stephen Hawking 1979 yılında emekli olana dek bu ünvanda kaldı. Günümüzde Albert Einstein’den sonra gelen en büyük teorik fizikçi olarak anılmaktadır(Isaac Newton prizma deneyleri ve gözlem matematiğiyle Deneysel Fizikçi olarak anılır.).

 

 

Kitaplı bir odada uzaklara bakan Stephen Hawking

Stephen Hawking 1989 yılında Cambrige Üniversitesi’nde…

 

Bilimsel Çalışmaları

Temel çalışma alanı evrenin prensipleri üzerinedir. Roger Penrose ile birlikte Albert Einstein’in uzay-zamanını(Space-time) kapsayan Genel Görelilik Kuramı’nın genelleştirerek Her Şeyin Teorisi’ne giden yolun açılmasının gerektiğini düşünerek bu alana yoğunlaştı. Tekillik(Singularity) Teorisi bu amaçla ortaya kondu. Buna göre tekillik nedir?

Sorunun cevabı sonsuz kütleyi; son derece küçük bir alanda tutan tek boyutlu bir nokta olmasıdır. Tekillik içinde yerçekimi teorik olarak sonsuza ulaşır ve uzay-zamanı sonsuz şekilde büker. Tekillik noktasında bilinen fizik kuralları tamamen kaybedilir. Bu çalışmayla Roger Penrose ve Stephen Hawking Tekillik noktasını kanıtlayarak Büyük Patlama Teorisinin’nin öne sürdüğü büyük patlamadan önce evrenin bir tekillikten ibaret olduğunu öne sürmüşlerdir. S. Hawking bir diğer çalışması olan Hawking Radyasyonu’nu ise söyle açıklar:

Kara delikler birbirinin zıttı olan  negatif ve pozitif atomları ayrıştırıyor ve farklı davranışlara sokuyordu. Bir kara delik negatif atomları kendine çekerken pozitif atomları ise itiyordu. Bu, pozitif atomların saf enerjiye dönüşümüne kadar enerji üretmesini sağlıyordu. Bu enerji yüzünden tekilliğe dik bir açıyla gözlemlenen ışımalar Hawking Işıması olarak adlandırıldı.

 

Sunum yaparken arka fonda nöronlarla zenginleşen bir sahne ve tam önünde de Stephan Hawking duruyor.

2016 Yıl Newyork’ta gerçekleşen konuşmasından…

 

Stephen Hawking’in küçük bir sözüyle bu yazının sonlanması yerinde olacaktır:

 

‘’Galileo’nun tam 300. yıl dönümünde doğdum. Ayaklarınıza değil gökyüzüne bakın. Gördüğünüz şeylerin mantığını anlamaya çalışın. Evrenin neden var olduğunu düşünün, meraklı olun.’’

 

İYİ Kİ DOĞDUN HAWKİNG!

 

Aldığı Ödüller

  1. Adams Prize (1966)
  2. Eddigton Medal (1975)
  3. Maxwell Medal and Prize (1976)
  4. Heineman Prize (1976)
  5. Hughes Prize (1976)
  6. Ras Gold Medal (1985)
  7. Albert Einstein Medal (1979)
  8. CBE (1982)
  9. Wolf Prize  in Physics (1988)
  10. Prince of Asturias Award (1989)
  11. Copley Medal (2006)
  12. Fundamental Phyiscs Prize (2012)
  13. BBVA Foundation  Frontiers  of Knowledge Awards (2015)

Kaynakça

,

Max Born Kimdir?

Merhaba sevgili FST okurları, ben İrem. Bu yazımda bilim dünyasına birçok katkıda bulunmuş Nobel Ödüllü bir bilim insanı, Max Born’dan (1882-1970) bahsedeceğim.

Max Born'un yan profilden çekilmiş bir fotoğrafı, takım elbise giymiş, kafasının ortası kel bir adam.

Max Born

Alman matematikçi ve fizikçi Max Born; anatomist ve embriyolog olan Profesör Gustav Born ve Silezyalı fabrikatör bir ailenin mensubu Margarethe Born’un (Kaufmann) iki çocuğundan biri olarak 11 Aralık 1882’de, Breslau’da dünyaya geldi. Breslau’daki König Wilhelm’in Gymnasium‘unda (Almanya’da bulunan, öğrencileri üniversiteye hazırlayan lise üstü seviyedeki bir okul.) eğitim aldıktan sonra öğrenim hayatına Breslau, Heidelberg, Zurich ve Göttingen üniversiteleriyle devam etti. Daha sonra çalışmalarında etkili olacak matris hesabı ile Breslau’da tanıştı. İleri düzey matematikle tanışması ise Zürich Üniversitesi’nde Hurwitz’ten aldığı eliptik fonksiyonlar dersi sayesinde gerçekleşti.

Öğreniminin ikinci aşamasında ağırlıklı olarak matematik okudu. Bu sırada tanışmış olduğu dönemin parlak matematikçilerinin (Klein, Hilbert, Minkowski, Runge) Born’un matematik bilgi ve becerisine büyük katkıları oldu. Aynı zamanda Schwarzschild’den astronomi, Voigt’den fizik eğitimi aldı.”Elastik Çizgilerin Kararlığı” adını taşıyan çalışmasıyla Göttingen Felsefe Fakültesi Ödülü‘ne layık görüldü. Aynı çalışma ile 1907 yılında Göttingen Üniversitesi’nden doktor unvanıyla mezun olduktan sonra Larmor ve J.J Thomson ile çalışmak üzere kısa süreliğine Cambridge’e gitti. Breslau’ya döndüğü 1908-1909 yılları arasında Lummer ve Prinsheimle ile birlikte görelilik teorisi üzerine çalıştılar. Bu süre zarfında Göttingen Üniversitesi’nde fizik doçentliğine atandı. 1914’te Max Planck’ın çağrısı üzerine Berlin Üniversitesi’nde ders vermeye başlayan Born’un bu görevi I. Dünya Savaşı sebebiyle çok kısa sürmüş olsa da Einstein ile Born arasında ömür boyu süren bir dostluğun kurulmasını sağladı.

1919-1921 yılları arasında Frankfurt Üniversitesi‘nde profesörlük yaptıktan sonra, Göttingen Üniversitesi’nden gelen çağrı ile Fizik Enstitüsü’nün yöneticiliğini üstlendi. Enstitü’nün kuramsal fizik bölümünün başına geçerek deneysel fizik bölümünü James Frank’a bırakan Born; asistanları Heisenberg, Fermi ve Pauli ile kuantum teorisi üzerine çalışmaya başladı. II. Dünya Savaşı’na uzanan bu 10 yılda pek çok fizikçinin yetişmesine önderlik etti ve Enstitü’yü kuramsal ve deneysel fiziğin merkezi haline getirdi.

Hitler’in iktidara geldiği dönemde birçok bilim insanı gibi Max Born da görevinden uzaklaştırıldı. 1933 yılında Cambridge‘de 2 yıl süreli görevine başladı. 1935-36 yılları arasında Bangalore’de Hint Enstitüsü’nde altı ay geçirdi ve burada Sir Raman’la çalıştı. Fizik felsefesi üzerine çalışmaları da bulunan Born, 1936’dan 1953’e kadar görev yapacağı Edingburgh Üniversitesi‘nde Tait doğa felsefesi profesörü olarak çalışmaya başladı. Üniversite, kendisine 17 yıl boyunca birçok ülkedeki üniversiteleri ziyaret etme ve çalışmalarını sunma kolaylığı da sağlamıştır.

1953’te emekliliğe ayrılıp ülkesine dönerek Bad Pyrmont’a yerleştiği sırada, kuantum mekaniği araştırmaları sayesinde W. Bothe ile birlikte 1954 Nobel Fizik Ödülü’nü paylaştı ancak bu ödül, kimi zaman olduğu gibi aslında çok daha önce yapılmış çalışmalara duyulan saygının bir ifadesiydi. Görelilik, atom ve katı-hal fiziği, matris mekaniği, kuantum mekaniği, optik ve akışkanların kinetik teorisi gibi fiziğin birçok dalında önemli çalışmaları olan bu bilim insanı 5 Ocak 1970 tarihinde Göttingen’de yaşama veda etti.

Konferansta çekilmiş, 27 fizikçiyi barındıran bir fotoğraf. Arka sıra, sağdan sola: Auguste Piccard, Emile Henriot, Paul Ehrenfest, Édouard Herzen, Théophile de Donder, Erwin Schrödinger, Jules-Émile Verschaffelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph Howard Fowler, Léon Brillouin. Orta sıra, soldan sağa: Peter Debye, Martin Knudsen, William Lawrence Bragg, Hendrik Anthony Kramers, Paul Dirac, Arthur Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr. Ön sıra, soldan sağa: Irving Langmuir, Max Planck, Marie Skłodowska Curie, Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles-Eugène Guye, Charles Thomson Rees Wilson, Owen Willans Richardson.

Ekim 1927’de ”Elektronlar ve Fotonlar” üzerine yapılan beşinci Solvay Uluslararası Konferansı’nda dünyanın önde gelen fizikçilerinin yer aldığı önemli bir kare yakalandı. Bu görselde orta sırada sağdan ikinci olarak yerini alan kişi Max Born’du.

Bilime Katkıları:

  • Kristallerin yanı sıra kristal ağlarındaki titreşim olaylarına önemli açıklamalar getirdi ve katı hal fiziğine yeni boyutlar kazandırdı.
  • Kimyasal bağların elektron yapısını açıkladı ve katı cisimlerin esneklik özelliklerini hesapladı.
  • Atomların serbest yolları üzerinde deneysel çalışmalar yaptı ve çalışma arkadaşlarıyla birlikte, Bohr atom modelinin yetersizliğine kanıt olabilecek önemli bulgular elde etti.
  • Kuantum mekaniğini kullanarak atomsal çarpışma olaylarını inceleyip hareketli cisimlerin maddesel ve dalgasal özelliklerini bir yaklaşıma bağladı (Born Yaklaşımı).
  • W. Heisenberg’in düşüncelerinden yola çıkarak kurduğu “Matrisler Mekaniği” ile atomların spektroskopik yapılarının açıklanmasına büyük kolaylık getirdi.

Yapıtlar:

  • Kristal Örgüler Dinamiği, 1915
  • Katıların Atom Kuramı, 1923
  • Atom Dinamiğinin Problemleri, 1926
  • Optik, 1933
  • Atom Fiziği, 1935
  • Durmak Bilmeyen Evren, 1936
  • Kristallerin Örgü Dinamiği, 1954
  • Einstein’ın Görelilik Kuramı, 1962
  • Neden ve Rastlantının Doğal Felsefesi, 1965
  • Yaşamım ve Görüşlerim, 1968

Ödüller ve Onurlar:

  • 1934 – Cambridge Stokes Madalyası
  • 1939 – Royal Society üyeliği
  • 1945 – Edinburgh Royal Society MacDougall-Brisbane Madalyası
  • 1945 – Edinburgh Royal Society Gunning-Victoria Jubilee Ödülü
  • 1948 – Max Planck Medaille der Deutschen Physikalischen Gesellschaft
  • 1950 – Londra Royal Society Hughes Madalyası
  • 1953 – Göttingen kentinin fahri vatandaşı
  • 1954 – Nobel Fizik Ödülü, ödül ‘dalga fonksiyonunun istatistiksel yorumlanması ve kuantum mekaniğinin temeli’ araştırması üzerine verildi.
  • 1956 – Uluslararası Hukuk, Münih Hugo Grotius Madalyası
  • 1959 – Alman Federal Cumhuriyeti Liyakat Nişanı
  • 1972 – Max Born Ödülü, Alman Fizik Derneği ve Fizik İngiliz Enstitüsü tarafından oluşturuldu. Bu ödül yıllık olarak verilmektedir.
  • 1991 – Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie Enstitü Max Born onuruna adlandırılmıştır.

Kaynakça:

  1. https://tr.wikipedia.org/wiki/Max_Born
  2. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1954/born-bio.html
  3. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1954/born-photo.html