Kayıp Schrödinger el yazması kuantum rastgeleliğine ilişkin gerçek görüşünü ortaya koyuyor

Klasik fiziğin aksine kuantum mekaniği genellikle bize bireysel bir olayda tam olarak ne olacağını söyleyemez. Bunun yerine farklı sonuçların olasılıklarını tahmin eder. Teorinin ilk öncülerinden biri olan Erwin Schrödinger, bu rastgeleliğin gerçekte ne anlama geldiğine ilişkin tartışmalarda önemli bir rol oynadı. Ancak katkısının bir kısmı 80 yılı aşkın süredir gizli kaldı.

Yayınlanan yeni bir çalışmada arXiv Cenevre Üniversitesi’nden ön baskı sunucusu Flavio Del Santo, Schrödinger’in yayınlanmamış bir taslağını analiz ederek Schrödinger’in düşüncesine yeni bir ışık tuttu.

Determinizm tartışması

Yazı tura atma gibi klasik bir olayda sonuç yalnızca rastgele görünür çünkü ona etki eden her kuvveti ölçemeyiz. Kuantum mekaniğinin ilk günlerinden beri bazı fizikçiler kuantum rastgeleliğinin aynı şekilde çalışıp çalışmadığını merak ediyorlardı.

Bu ‘gizli değişken’ teorilerinde parçacıklar, her ölçümün sonucunu gizlice belirleyen, gözlemlenmeyen özellikler taşır. Ancak 1932’de matematikçi John von Neumann, birçok kişinin bu tür özelliklerin var olamayacağının kanıtı olarak kabul ettiği şeyi yayınladı ve bu fikir büyük ölçüde terk edildi.

Soru sonraki on yılda yeniden ortaya çıktı. 1943’te Edmund Taylor Whittaker, kuantum mekaniğinin, öngörülebilir bir evrene dair klasik fikri yok ettiğini savundu. Davasını desteklemek için, ışık parçacıklarının bir polarizörden geçtiğini hayal etti: yönü, ne kadar ışığın geçeceğini belirleyen bir filtre.

Her parçacık, geçmesi veya engellenmesi yönünde gizli bir talimat taşıyorsa, Whittaker, ışık ona doğru yola çıktıktan sonra filtreyi döndürmenin bu talimatları değiştiremeyeceği sonucuna vardı. Buna karşılık kuantum mekaniği, içinden geçen oranın değişmesi gerektiğini öngörüyor.

Satyendra Nath Bose’un 1944’te benzer bir iddiada bulunmasının ardından soru dergide hararetli bir tartışmaya yol açtı. Doğa. Yanıtlar arasında Heinrich Pelzer, Whittaker’ın argümanının geçerli olmadığını gösteren bir model sundu.

Schrödinger’in el yazmasını yeniden incelemek

Her ne kadar sıklıkla determinizmin savunucusu olarak gösterilse de Schrödinger de tartışmaya katıldı. Üç sayfalık el yazısı yanıtında, bu tür açıklamaların göz ardı edilemeyeceğini göstermek için kendi gizli değişken modelini oluşturdu. Daha da önemlisi, bu onun tamamen önceden belirlenmiş bir evrene inandığı anlamına gelmiyordu. Onun belirttiği gibi, deneyler ve mantık hiçbir zaman her iki görüşün de imkansız olduğunu kanıtlayamaz.

Ancak şaşırtıcı bir şekilde Schrödinger’in el yazması hiçbir zaman basılamamıştı. Bunun yerine, Viyana Üniversitesi’ndeki Schrödinger arşivinde büyük ölçüde fark edilmeden kaldı. Ancak son çalışmasında Del Santo, eseri ilk kez yazıya döktü ve onu o dönemdeki diğer yayınlardaki tartışmaları yeniden yapılandırmak için kullandı.

Schrödinger, Whittaker’ın varsaydığı basit ‘evet ya da hayır’ talimatı yerine, her ışık parçacığına, olası değerlerin tamamıyla birlikte gizli bir özellik verdi. Del Santo’nun hesaplamaları, bu modelin kuantum mekaniğinin öngörüleriyle eşleştiğini doğruladı ve Pelzer’in bir adım ötesine geçerek, aynı ışık arka arkaya birkaç filtreden geçtiğinde de model hâlâ çalışıyordu.

Schrödinger’in katkısını yeniden düşünmek

Analiz, taslağın Kasım 1944’ten sonrasına tarihleniyor ve Schrödinger’in, Pelzer’in çalışmasını öğrendikten sonra onu rafa kaldırmış olabileceğini öne sürüyor. Daha da önemlisi fizikçinin daha incelikli bir resmini çiziyor.

1920’lerden bu yana, yani kuantum mekaniği ortaya çıkmadan önce Schrödinger, doğa yasalarının temelde istatistiksel olabileceğinden şüpheleniyordu. Sonuçta Del Santo, modelinin determinizme olan bağlılığının kanıtı olmaktan çok, ilkenin kanıtı olduğu sonucuna varır.