Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger kuantum mekaniğinin kurucularındandır;
ama ününü aslında hiç yapmadığı bir şeye borçludur:
Bir kediyle ilgili bir düşünce deneyine.
Bir kediyi, onu 1 saat içinde öldürme olasılığı %50 olan bir düzenek ile
kapalı bir kutuya koyduğunu hayal etmiştir.
1 saatin sonunda şunu sorar: "Kedi hangi durumdadır?"
Sağduyu bize kedinin ya canlı ya da ölü olacağını söyler,
ama Schrödinger, kuantum fiziğine göre
kutu açılmadan hemen öncesine kadar kedinin aynı anda
hem canlı hem de ölü olduğunu belirtir.
Ancak kutu açıldığı zaman tek bir belirli durum gözlenir.
O zamana dek, kedi bulanık bir olasılıktır;
hem öyle hem böyle.
Schrödinger'in dikkat çektiği nokta, bu durumun saçmalığıydı.
Kuantum fiziğini, felsefik açıdan o kadar rahatsız edici buluyordu ki,
kurulmasına yardım ettiği bu kuramı terk ederek,
biyolojiye ilişkin yazılar yazmaya başladı.
Ne kadar saçma görünürse görünsün, Schrödinger'in kedisi gayet gerçektir.
Aslında, olması zorunludur.
Eğer kuantum nesnelerin aynı anda, iki farklı durumda olmaları mümkün olmasaydı,
bunu izlemek için kullanmakta olduğunuz bilgisayar da olmazdı.
Süperpozisyonun kuantum görüngüsü
her şeyin hem parçacık hem de dalga olan ikili doğasının bir sonucudur.
Bir nesnenin dalgaboyunun olması için
uzayın bir bölgesi boyunca genişlemesi gerekir.
Bu da onun aynı anda birden fazla konumu olduğu anlamına gelir.
Ancak, uzayın çok küçük bir bölgesinde sınırlanmış nesnenin dalgaboyu
kusursuz olarak tanımlanamaz.
Yani aynı anda pek çok dalgaboyunda varolur.
Gündelik hayattaki nesnelerin bu dalga özelliklerini görmeyiz,
çünkü momentum arttıkça dalgaboyu azalır.
Bir kedi nispeten büyük ve ağırdır.
Tek bir atomu alıp, Güneş Sistemi boyutuna kadar şişirirsek,
fizikçiden kaçmakta olan bir kedinin dalgaboyu
Güneş Sistemindeki bir atom kadar olurdu.
O kadar küçüktür ki, tespit edilemez;
o nedenle kedinin dalga davranışını asla görmeyiz.
Elektron gibi küçük bir parçacık ise
ikili doğasına ilişkin belirgin kanıtlar sergiler.
İki ince yarık bulunan bir hedefe elektronları teker teker ateşlersek,
her bir anda her elektron belli bir yerde gözlenir;
parçacıklarda olduğu gibi.
Ancak eğer deneyi çok defa tekrarlayarak
tüm gözlemlerin toplam sonucuna baktığınızda,
dalga davranışına özgü bir desen oluşturduklarını görürsünüz:
Bir dizi çizgi. Yani neredeyse hiç elektron olmayan
bölgelerle ayrılmış çok elektronlu bölgeler.
Yarıklardan biri kapatılırsa çizgiler kaybolur.
Bu da ortaya çıkan desenin, her bir elektronun aynı anda
her iki delikten geçtiğini gösterir.
Tek bir elektron sağa ya da sola gitmeyi seçmez,
aynı anda hem sağdakinden hem soldakinden geçer.
Durumların bu üst üste binişi, modern teknolojiye de götürüyor.
Bir atom çekirdeği yakınındaki elektron yayılmış, dalgamsı bir yörüngededir.
İki atom yeterince yakınlaştığında,
elektronların atomlardan birini seçmesi gerekmez;
elektronlar paylaşılır.
Bazı kimyasal bağlar böyle oluşur.
Bir moleküldeki bir elektron sadece A'da ya da sadece B'de değil, A+B'dedir.
Daha fazla atom eklendikçe elektronlar daha fazla yayılarak,
aynı anda çok fazla sayıda atom tarafından paylaşılırlar.
Bir katıdaki elektronlar belli bir atoma bağlı olmayıp, hepsi arasında
paylaşılarak, büyük bir uzay bölgesine genişlerler.
Durumların devasa üst üste binişi
elektronların malzeme içindeki hareket biçimini yönlendirerek;
iletken mi yalıtkan mı yoksa yarı iletken mi olacağını belirler.
Elektronların atomlar arasında nasıl paylaşıldığını anlayabilmek,
silikon gibi yarı iletken malzemelerin özelliklerini
tam olarak kontrol edebilmemizi sağlıyor.
Değişik yarı iletkenleri, doğru biçimde bir araya getirerek
küçük ölçekte transistörler yapabiliyoruz;
tek bir bilgisayar çipinde milyonlarcası olabiliyor.
O çipler ve onlardan yayılan elektronlar,
bu videoyu izlediğiniz bilgisayarı çalıştırıyor.
Internet'in varolma nedeni, kedi videosu paylaşmaktır diye bayat bir şaka vardır.
Daha derin bir düzeyde ise Internet'in varlığını
Avusturyalı bir fizikçi ile onun hayali kedisine borçluyuz.