Elektromanyetik radyasyon
demetinden sadece bir tanesine foton denir.
Albert Einstein 1905 yılında 25 yaşındayken ilk bilimsel yazısı olan "Fotoelektrik etki" isimli makalesini "Annalen der Physik" dergisinde
yayınlattı. Einstein makalesinde ışığın bir makineli tüfekten çıkan kurşunlar
gibi kesikli ve darbeli parçacıklar halinde yol aldıklarını ileri sürdü ve bu
parçacıklara foton adını verdi.
Fotonların enerjisi ışığın frekansına bağlıydı ve frekans arttıkça fotonun
enerjisi yükseliyordu. Bu olayın izahı Planck tarafından bir formülle
anlatılmıştı. Einstein'ın teorisini doğruluyordu.
E = h x f
Elektromanyetik Kuvveti
Elektrik kuvveti, elektrik yüklü 2 parçacığın, birbirini ittiği ya da birbirini
çektiği kuvvettir. Manyetik kuvvet ise, elektrik yüklü bir parçacığın, manyetik
alandan geçerken, üzerine etki eden kuvvettir. Bu 2 kuvvet, birbiriyle
ilişkilidir. James Clerk Maxwell, 1873 de elektrik ve manyetik kuvvet
alanlarının, uyduğu denklemleri buldu. Böylece günümüzde, elektromanyetizma
denilen bir birleşik teoriyi, elde etmiş oldu. Bu güç, çok büyük bir menzile
sahiptir. Manyetik alanların, yıldızlararası etkileri söz konusudur.
Elektromanyetik güç, kuvvetli çekirdek gücünden, yaklaşık 100 kez daha zayıftır.
Kuvvet taşıyıcısı foton dur.
Işık titreşimlerinin hızı asla sıfır olamaz!
Çünkü titreşim daima E = h x f formülünce bir kütle ve enerji değerliliği
noktası olan bir fotonu ifade eder. Yine bu kütle - enerji eşdeğerliliği E = m x
c2 formülüyle de öngörülebilir.
İşte tam bu noktada fotonik bir enerji denizi olan uzay dokusu çerçevesinde düz
geometri neyi simgeler? Düz geometri, uzayı oluşturan her bir fotonik noktaya
ait zaman dalgası genliği ve salınım hızının birbirine senkronize olmasını ve bu
uzayı oluşturan noktalar kümesi arasındaki eşzamanlılık uyumunu ifade eder.
Eşzamanlılık denen noktalar arasındaki andalaşma (zamandaş olma durumu) düz
uzay/zaman geometrisinin zorunlu bir sonucu olarak yada yansıması olarak
görülebilir. Bir düzenin yada oransal yapının olduğu yerde, zamanın göreli
olmasından da söz edilemez. Uzaydaki noktalar arasındaki eşzamanlılık uyumunun
yitirilmesi o noktalar arasında oluşan zamansal faz farkının bir sonucu olarak
uzayın o noktada boyutsal bir faz farkına uğraması yani uzay/zamanın eğrilip-
bükülmesine karşılık gelir. Genel göreceliğe göre savunulan kütle ile enerjinin
zaman mekanı bükmesi diye bir şey yoktur. Olan hadise kütle ve enerji
yoğunluğuna ait faz farklarından doğan karşılaştırmalı uzay/zaman alanlarının
bir birlerine göre olan-ölçümlenen durumlarının bir sonuçudur.Bir foton bir
kütle ve enerji değeriyle bir salt uzay/zaman kesim noktasını ifade eder. Bir
fotonu ifadeleyen salınan elektrik ve manyetik alan çizgileri bir şekilde uzay
ve zaman çizgileri olarak kendini gösterir. Ve bu çizgilerin kendi içinde eğilip
bükülmesi ile elektrik ve manyetik salınım alanlarına bir üçüncü alan olan
gravitasyon alanı da katılmış olur.
Ama gravitasyon alanı elektrik ve manyetik alan gibi bir güç alanı değildir.
Gravitik dalga vektörü sudaki dalgasal titreşimlere benzetilebilir yani
elektromanyetik güç alanı suyu temsil ederse, gravitasyon dalgası da bu suyun
titreşimsel dalgalanmasının bir sonucu olarak kendi başına bir gerçekliği
olmayan bir etkinlik olarak ortaya çıkar. Ama elektrik ve manyetik dalga
alanları kendi başına salt gerçekliklerdir!
Öyleyse bir foton görüntüsü altında özdeşleşen kütle ve enerji niceliklerini
ifade eden kuantum enerji denklemindeki C değerine karşılık gelen dalga boyu ve
frekans parametrelerindeki çarpıcı değişiklikler bizi genel göreceliğin düz
uzayından eğri uzayına taşıyan denklemlere bağlar. Ve böylece bir kuantum kütle
çekimi denklemine ulaşmış oluruz.
Bu denklem uzay/zamanda iki noktayı bir birine bağlayan bir solucan deliğinin
matematiksel kanıtı da olabilir. Bu solucan delikleri, elektriksel alanlarla
gravitasyon alanlarının tek bir denklem çatısı altında birleştirilmesi sonucunda
anlamlı bir önermeye kavuşabilir. Modern çağda Örsted, Faraday ve Maxwell 'in
elektrik ve manyetik güçleri özdeşleştirme yoluna gittiklerini görüyoruz.
Einstein 'ın da ömür boyu süren düşü buna yönelikti; Doğanın tüm güçlerini (
gravitasyon, elektrik, manyetizma, vb.) ''birleşik alanlar'' dediği temel bir
ilkeye bağlamak. Einstein, kalan zamanını elektro-manyetik ve kütle çekimi
alanlarını birleştiren birleşik alanlar kuramını oluşturmaya verdi. Einstein
fiziğin tümüyle geometriye indirgenebileceğine inanıyordu. Aslına bakarsanız
Einstein ustanın düşüne bende katılıyorum fakat bu çözüm kuantum fiziğinin
dışında bir çözüm değildir. Sonuçta fiziksel enerji alanlarını salt geometriye
indirgemek birazda matematiğe ve fiziğe nerden baktığımıza bağlıdır desem
sanırım abartı olmayacaktır.
Bilinmelidir ki 'Ether' hiçbir biçimde yoktur. Elektromanyetik alanlar bir
ortamın durumları değildirler, ama tıpkı tartılabilir özdeğin atomları gibi
başka herhangi bir şeye indirgenemeyecek bağımsız olgusallıklardır.
Elektromanyetik enerji daha da altında bir yapıya ayrıştırılıp dönüştürülemeyen
bir özdür. Elektromanyetik enerji boş uzayın fiziksel özelliğidir. Boşluk,
elektromanyetik bir vakumdur.Ve bu boşluk kuantize edilip bölünebilir bir yapı
değildir. Ama matematiksel bir tanım olarak elektromanyetik alan fotonlarını
uzay ve zaman çizgilerinin birbirini kestiği -birbirine bağlandığı-varsayımsal
üç boyutlu kafes noktaları gibi düşünebiliriz.Ama fotonlar arasında kesinlikle
sanıldığı gibi bir boşluk yoktur.Bu anlamda sanal olarak uzay-zamanın
birbirlerinden kopmuş noktalar topluluğundan meydana geldiğini varsayabiliriz.
Parçacıklar bu noktalar üzerinde bulunabilirler, ancak aralarında olamazlar.Bu
noktalar topluluğu uzay-zaman kumaşı denen dokumayı meydana getirirler. Işık
bölünemez bir güç hacmidir.
Newton 'un boş uzay fonunda, noktasal parçacıklar temel fiziksel gerçekliği
temsil ediyorlardı; bunlar arasında da uzaktan etki denen esrarengiz kuvvetler
vardı. Maxwell 'in görüşündeyse uzayın her noktasında zamanla da değişebilen üç
elektrik üç manyetik alan bileşeni bulunuyordu. Klasik Maxwel alan kuramında
uzayın her noktasında salınım yaparak yayılan elektrik ve manyetik alan
dalgaları bulunur.
Foton sonunda görüntülendi!
Fransız fizikçiler, ışığın ele avuca sığmaz parçacığı fotonu doğumundan ölümüne
kadar izlemeyi başardı. 20. yüzyılın en büyük teorisyeni kabul edilen Albert
Einstein’ın fotonu yakalama hayaline çok yaklaştıklarını bildiren fizikçiler,
ışık parçacığını tespit edebilmek amacıyla iç duvarları süper-iletken aynayla
donatılmış özel bir "kutucuk" kullandı.
Nature dergisinin son sayısında yayımlanan makaleye göre, Paris’teki Kastler
Brossel laboratuvarından Jean-Michel Raimond, fotonları tespit etmenin aslında
çok kolay olduğunu belitti.
"Bilgisayar ekranına bakarken her saniye fotonları görürsünüz aslında" diyen
fizikçi, şu ifadeyi kullandı: "Ama bu işi aslında bir kez yaparsınız. Gözümüzün
yaptığı, fotonun ölüm sonrası analizidir. Oysa biz laboratuvar şartlarında
fotonu canlı analiz edebildik. Yani onu yaşarken gördük."
Madde ve elektromanyetik ışıma parçacıklarının özelliklerini paylaşan fotonlar,
ışık hızıyla hareket ediyor. Bu da, onları incelemek isteyenlerin işini zora
sokuyor. Dahi teorisyen Einstein, "Bir fotonu bir kutucuğa koyup tartın.
Bileceksiniz ki, foton orada" diyordu. Fransız fizikçi Raimond, Einstein’in
söylediğine en yakın deneyi yaptıklarını belirtti. Fizikçiler, deneyde iç duvarı
süper-iletken aynayla bezenmiş "kutucuk" kullandı.
Fotonlar, kutucukta ortalama olarak 0,13 saniye kaldı. Bilim adamları, fotonları
saymak için genellikle parçacıkların yaydığı enerjiyi ölçen dedektörler
kullanıyor. Parçacıklar dedektöre çarptığı anda enerji açığa çıkıyor. Ama
çarpışmayla foton da yok oluyor. Bu yüzden foton parçacığının doğumdan ölüme
çeşitli evrelerde nasıl tespit edilebileceği şimdiye kadar bilinmiyordu.
Kastler Brossel’deki ekip, "kutucuğa" rubidyum atomları gönderdi. Bu atomların
her biri duvar saati gibi çalıştı. Elektronları da sarkaç görevini gördü.
Elektrik alanı ne denli zayıf olursa olsun, foton, sarkacın salınımını
yavaşlatmaya yetti.
Fizikçiler, fotonun varlığından emin olabilmek için, çok çok hassas atom saati
kullanarak, kutudan geçen atomların frekansını fotonla etkileşime girmeyen
atomların frekansıyla karşılaştırdı. Alman fizikçi Ferdinand Schmidt-Kaler,
Nature dergisinde deneyi yorumlarken, bunun, verilerin ışıkta depolanıp
yönlendirilebileceği "kuantum bilgisayarlarının" geliştirilmesi yolunda atılmış
yeni bir adım olduğunu vurguladı.
Kaynak
http://www.forumlabo.com/anglais/actus/actus/cnrs/0407photon.htm
16.03.2007
Foton resmi
Kaynak
http://www.ast.leeds.ac.uk/~fs/showerimages.html
