Quantum Alan (Saha) Teorisi’nin Doğuşu
Foton, parçacık olarak teşhis edilmeden evvel, saha olarak bilinen yegane parçacıktır. Böylece, quantum saha nazariyesinin radyasyonla bağlantının ilk anında gelişmiş olması ve ancak sonraları diğer parçacıklara ve sahalara uygulanmış olması tabiidir.
1926 senesinde, Matrix mekaniğinin merkezi varakalarından (ilmi yazım) birinde, Born, Heisenberg ve Jordan yeni metodlarını serbest radyasyon sahasına tatbik ettiler. Sadeleştirme temelinde, elektromanyetik dalgaların kutuplasmasını ihmal ettiler (yok saydılar) ve 0’dan L’ye akan koordineli x ile tek bir uzay buudunda çalıştılar; eğer u (x, t) radyasyon alanı bu son noktalarda yok olmaya icbar edilirse, bu halde, ipliğin x=0 ve x=L’de tesbit edilmiş sonlar ile yer değiştirmesiyle aynı davranışı gösterir. Teşbihen, hem iplik hadisesiyle hem de büsbütün elektromanyetik sahayla, Hamiltonian, şekil sahibi olmak üzere alınmıştı.
Hamiltonian ifadeyi sahalar toplamına indirgeme temelinde, u sahası, hem x=0’da hem de x=L’de u=0 ile Fourier komponentlerinin toplamı olarak ifade edilmişti.
Böylelikle, iplik veya saha, Ωk açısal frekanslarıyla, ahengli müstakil salınıcılar (oscillators) toplamı gibi davranmaktadır.
Hâl enerjisi tam olarak, hâlde mevcud her quantum icin, ђωk enerjilerinin toplamıdır. Radyasyon sahasına tatbik edildiğinde, bu formalism Bose’un, her normal moddaki nk quant sayılarına gore radyasyon hâllerini sayma metodunu doğrulamaktadır.
Born, Heisenberg ve Jordan bu formalizmi black-body (kara cisimli, kara bedenli) radyasyonundaki r.m.s enerji temevvűcleri için deyim türetmek üzere kullandılar.
1928’de Jordan ve Pauli, saha tahvil edicilerinin (commutators) farklı uzay-zaman noktalarında aslında Lorentz değişmezi olduklarını göstermeye muvaffak oldular. Bir sure sonra, Bohr ve Leon Rosenfeld bu tahvil ilişkilerinin, zamanımsı (time-like) entervallerle ayrılmış uzay-zaman noktalarında sahaları ölçme kabiliyetimiz üzerindeki sınırlamaları ifade ettiğini göstermek için bir seri düşünce deneyi yaptılar.
Elektromanyetik sahanın başarıyla quantlasmasından kısa bir süre sonra bu teknikler diğer sahalara da tatbik edildi. Evvela, bu, ‘ikinci quantlaşma’olarak görüldü; quantlaşacak sahalar, elektron’un Dirac dalga fonksiyonu gibi tek-parçacık quantum mekaniğinde kullanılan dalga fonksiyonuydular.
Heisenberg ve Pauli’nin demonstrasyonlarından sonra, quantum saha nazariyesi’nden evvel bir unsur hala gaybdı: Negatif enerji hâlleri probleminin çözümü. 1930’da Dirac, elektron’un negatif enerji hallerinin-hepsinin-doldu(ruldu)ğunu (dolmuş olduğunu) ve fakat negatif enerji elektronlarının kendilerinden ziyade, yalnızca negatif enerji denizindeki deliklerin (boşlukların) gözlemlenebilir olduğu tezini teklif etti. Dirac’ın fikrinin, 1932’de pozitron’un keşfiyle te’yid edilmesinden sonra, onun ‘delik (boşluk) teorisi’ endişe-merak-rahatsızlık (perturbation) teorisinin en alt nizamına ilişkin süreçlerin sayısını hesablamak için kullanıldı ki, bu, elektron-pozitron çifti üretimi ve dağılım-yayılımını da ihtiva etmektedir.
En etkileyici çabalardan biri de, Dirac, Vladimir Fock ve Boris (Baruch) Podolsky’nin, bir çok zaman ‘many-time’ formalizmi oldu. Buna nisbetle, durum vektoru pozitif ve negatif enerjili bütün elektronlarin uzay-zaman’a bağlı dalga fonksiyonuyla ve spin koordineleriyle temsil ediliyordu. Bu formalizmde, hem pozitif hem negatif enerjili toplam elektron sayısı muhafaza edilmişti; mesela, elektron-pozitron çiftinin istihsali, negatif-enerjili elektronun pozitif-enerji haline yönlenmeye sebeb oluşu (uyarımı) olarak ve bir elektronun ve bir pozitronun hiçleşmesi (birbirlerini hiçleştirmeleri) de uyarım-bozumsal mutekabiliyet (corresponding deexcitation) olarak tasvir edildi.
Yüklü sıfır spin parçacığı için negatif enerji halleri problemi 1934’de Pauli ve Weisskopf tarafindan çözüldü. Burada, oluşum ve yokoluş (Kun fe yekun) ameliyecileri (operators) tahvili, tahvil karşıtı ilişkilere tercih eder ve böylece bu operatörlerin rollerinin serbest bir biçimde karşılıklı değişimi, aynı fermionlar vak’asında olduğu gibi, mümkün olmaz.
Çok gerilerden geliyoruz, zorlayarak ve de zorlanarak. Hata ihtimallerini en aza indirmek ve bazı şeylerin altını doldurmak için bu şart. Emeksiz olmuyor. Büyük tartışmalar sürüyor dünya üzerinde; Saha (Alan) diye tabir ettiğimiz şey aslında ’Maddesizlik’in bir sinonimi gibi, sanallık, YOKLUK!.. Bu yoklukları birleştirmeye ’Unified Field(s) Theory’ (Birleşik Alan(lar) Nazariyesi) ismi veriliyor. Yokluktan kastımız, Nanopoulos’un Ex Nihilo dümdüz, sonsuz ve maddesiz kainat modeli değil elbette. Bir mahluk olarak YOKLUK yani bir VARLIK olarak YOKLUK’tan bahsediyoruz. YOK’dan varedeni hiç aklımızdan çıkarmadan. Bizim ‘Ex Nihilo’dan kasdımız, Allah’ın ördüğü Matrix…
Kaynak: H.A. “Akademya’ya Doğru Sitesi”, 2001-2005 (2010 öncesi arşiv makalelerimizde yazarlarımızın adları, açık isimleriyle yayınlandıklarında makalelerini yeniden tashih ihtiyacı duyabilecekleri ihtimaline nazaran, yazarlarımızın talebi olmadıkça sadece isimlerinin baş harfleriyle paylaşılmakta, böylece bu önemli ve değerli arşivimizden kamuoyunun istifadesi amaçlanmaktadır.)