Kuantum fiziği, atomlar tarafından kullanılan veya çıkarılan enerjiyi anlamamızda bize yardımcı olur. Negatif yüklü elektronlar, atomun pozitif yüklü çekirdeği etrafında daire şeklindedir. Bozulana kadar aynı yörüngede kalırlar ve her bir yörünge kendi enerji manivelasına sahiptir. Atom ısındığında daha fazla enerji yüklenir veya üzerine ışık vurursa, elektron, enerjiyi emmiş biçimde başka bir yörüngeye sıçrar. Daha sonra, tekrar kendi esas yörüngesine düştüğünde, enerjisini ısı veya ışık olarak dışarı verir.
Bu küçük enerji destesine “kuantum” adı verilir. Atomdan, küçük bir partikülün nerede olduğunu veya ne kadar hızlı olduğunu ölçmek mümkün değildir, çünkü partikülü bozacak ve karakteristiğini değiştirecektir.
Peki “Kuantum” Ne Anlama Geliyor?
Mutfağa, elinizde bir fıstık ezmesi kavanozuyla girdiğinizi düşünün. Kavanozu tezgâhın üzerine veya yukarıdaki raflardan birine koymaya karar verebilirsiniz. Fakat kavanozu, rafların arasına koyamazsınız. Bu mantıksızdır.
Fizik terimleriyle konuşmanız gerekseydi, mutfağınızın “kuantize” olduğunu söyleyebilirdiniz. Bu da, rafların çeşitli seviyelere sahip olduğu anlamına gelir. Kuantum dünyasında, her şey seviyelere ayrılmıştır. Örneğin bir atomdaki elektron, tıpkı mutfaktaki raflar gibi, atomdaki birkaç tane enerji düzeyinden birinde yer alır. Fakat kuantum dünyası tuhaftır. Elektrona bir miktar enerji verin, anında bir diğer enerji düzeyine sıçrayacaktır. Buna kuantum sıçraması adı verilir. Bir başka benzetme kullanalım. Eğer bir kuantum arabası sürüyor olsaydınız, 5 km/sa, 20 km/sa veya 80 km/sa hızlarda hareket edebilirdiniz, fakat asla bunların arasında olmazdı. Vitesi değiştirirdiniz ve hızınız anında 5’ten 20 km/sa’ya fırlardı. Hızdaki bu değişim ani olurdu, bu nedenle ivmeyi bile hissedemeyebilirdiniz. Bu da bir başka kuantum sıçramasıdır.
