Dün bir soruyla ayrılmıştık. Maxwell'e göre ışık, evrene yayılmış elektromanyetik alanın dalgasıydı ve bu dalga pürüzsüzdü; istediğiniz kadar küçülebilirdi. Oysa Planck ve Einstein ışık enerjisinin paketler hâlinde geldiğini göstermişti. Yarım paket olmazdı.

Yirmi yıl boyunca fizik bu iki gerçekle yaşadı ve ikisini birleştiremedi. Kuantum dizisinde konuştuğumuz "hem dalga hem parçacık" ikilemi, aslında bu birleşememenin adıydı. Düğümü çözen, fizik tarihinin en tuhaf karakterlerinden biri oldu.

Paul Dirac 1902'de İngiltere'nin Bristol şehrinde doğdu. Sert bir öğretmen olan babası, sofrada yalnızca Fransızca konuşulmasını şart koşuyordu; Fransızcası zayıf olan küçük Paul susmayı öğrendi ve ömür boyu az konuştu. Ama kâğıdın başında dönemin en berrak zihinlerinden biriydi. Ona göre bir denklem doğru olmakla yetinmemeli, güzel de olmalıydı.

1927'nin başında, yirmi dört yaşındayken, Maxwell'in alanını kuantum kurallarına uyduran makalesini yayımladı.

Dirac'ın fikrini anlamak için kuantum dizisinden tanıdık bir resme dönelim: Bohr'un atomu. Bohr, elektronun atom içinde ancak belirli basamaklara oturabileceğini söylemişti. Bir rampada her yükseklikte durabilirsiniz; bir merdivende ise ya birinci basamaktasınızdır ya ikinci. Arası yoktur.

Dirac aynı kuralı alana uyguladı. Maxwell'in göleti her türlü titreşimi taşıyabilir. Klasik fiziğe göre her titreşim istediği kadar güçlü ya da zayıf olabilirdi, yani bir rampa gibi. Dirac şunu gösterdi: alan kuantum kurallarına uyduğunda, her titreşimin enerjisi ancak belirli basamaklarla artıp azalabilir. Yarım basamak yoktur.

Basamağın yüksekliği titreşimin hızına bağlıdır. Hızlı titreşen mavi ışığın basamakları yüksek, yavaş titreşen kırmızı ışığınkiler alçaktır. Bu, Planck'ın 1900'de çaresizlikten koyduğu kuralın ta kendisidir; ama artık bir hile değil, alanın doğasıdır.

Ve işte cevap: bir foton, alanın tek bir basamak titreşmesidir. Uzayda uçan küçük bir bilye değil, göletin bir adım kıpırdaması. Gündelik hayatta gördüğümüz ışık o kadar çok basamaktan oluşur ki merdiven bize rampa gibi görünür; Maxwell'in pürüzsüz alanı da buradan çıkar.

Paranın kendisi

İlk yazıda bir söz vermiştim: paranın iki yüzünü değil, paranın kendisini gösterecektik. Bunun için kuantum dizisinin kalbi olan çift........

© Yeni Mesaj