Cisimler,bazen termik ışıma  da denen bir ışıma yayar. Bu ışımanın özellikleri, cismin sıcaklığına bağlıdır. Düşük sıcaklıklarda termik ışımanın dalga boyları,esas olarak kızılötesi bölgededir ve bu nedenle gözle görülmez.  Cismin sıcaklığı yükseltilince,kızarmaya başlar. Sıcaklık daha da yükseltilirse,bir ampulün içindeki tungsten telin parlaması gibi, cisim beyazlaşır,akkor haline gelir. Termik ışımanın ayrıntılı bir incelemesi, tayfın(spektrumun),kızıl ötesi, görünür bölge ve morötesi dalga boylarının sürekli bir dağılımından oluştuğunu gösterir. Kırmızı ışığın fotonlarının frekansı,mor ışığınkilerin yaklaşık yarısı kadardır.
Enerji dağılım eğrilerinin, sıcak cisimlerin deney emisyon eğrisine uydurulabilmesi için bu en küçük ışınım enerjisinin kabul edilmesi gerektiğini kanıtladı.

1885 yılında kutuplanmış bir yalıtkan hareketinin, bir akımla aynı manyetik etkileri gösterdiğini açıkladı. Fakat asıl ününü, 1895 yılında X ışınlarını keşfetmesiyle kazandı. Bu ışınları inceleyen Röntgen, X ışınlarının bir doğru boyunca yatıldığını, yansıma ve kırılmaya uğramadığını, elektrik veya manyetik alanların etkisiyle yön değiştirmediğini ispatladı. X ışınlarının, cisimlerin içinden geçme kabiliyetlerini inceledi ve bu ışınların havayı iyonlaştırdığını ortaya çıkardı.

Dalga özellikleri olan ışığın aynı zamanda, daha sonra foton diye adlandırılacak olan belirli büyüklükte enerji paketinden oluştuğunu ileri sürdü.

 Rutherford, atomun çekirdek modelini oluşturdu (1911). 11). Bohr ise atomu bir gezegen sistemi gibi betimledi. Ayrıca durağan enerji durumları kavramını ortaya attı. Hidrojenin tayfını açıkladı (1913). Günümüzde geçerli olan modele göreyse atomlar, çapı cm'nin yüzmilyonda biri olan bir elaktron bulutundan ve bunun çapıda yüzbin kez küçük bir çekirdekten oluşuyor. Çekirdek, (+) elektrik yüklü protonlardan ve yüksüz nötronlardan oluşur. Çekirdeğin çevresinde proton sayısı kadar (-) yüklü elektronşların kütlesi, protonlarınkinden 2000 kez küçüktür.

James Franck

 Gustav Ludwig Hertz

Franck ve Hertz, farklı elementlerin buharlarını elektronlarla bombardıman ederek, atomlarda belirli durum değişikliklerinin, ancak bombardıman eden elektronların belli enerji değerlerine ulaştıkları zaman gerçekleştiğini gözlediler. Bir atom, bir elektrondan çok daha ağır olduğundan, bu süreçte elektron hemen hemen hiç kinetik enerji kaybetmez. Öte yandan, elektronların enerjisi belirli bir kritik değere ulaşınca, plaka akımı birdenbire düşer. Bu olayın yorumu şudur: atomlardan birisiyle çarpışan bir elektron, kinetik enerjisinin bir kısmını veya tamamını,bir atomun temel düzeyinden yukarıdaki bir enerji düzeyine uyarmak için verebilir. Kritik elektron enerjisi,atomun uyarılma enerjisine karşılık gelir. Bu çalışmaları için Frank ve Hertz 1925 Nobel fizik ödülünü paylaştılar.doğruladılar.

X-ışınlarının elektronlarla etkileşmelerinde minyatür bilardo topları gibi davrandıklarını gözlemledi. böylece ışığın parçacık davranışı hakkında yeni kanıtlar ortaya koydu.

Madde parçacıklarınında dalga davranışı yaptıklarını öne sürerek dalga-parçacık ikiliğini genelleştirdi.

Kara cisim ışımasını kuantumlanmış enerji yayımı ile açıkladı. Kuantum kavramı böylece doğmuş oldu.

Karacisim ışımasını kuantumlanmış enerji yayımı ile açıkladı. Kuantum kavramı böylece doğmuş oldu.

1930 yilinda notrino (neutrino) konseptini ortaya atmistir

Pascual Jordan

Kuantum mekaniğinin ilk biçimi olan matris mekaniğini geliştirdiler ve kuantum alan kuramı yolunda ilk adımı attılar.

Kuantum kuramının  öncülerinden Werner Heisenberg (1901-1976) “Modern kuram, doğrusunu söylemek gerekirse, gerçek bilimlere dışarıdan getirilen devrimci fikirlerden çıkmamıştır. Tersine, devrimci fikirler, klasik fiziğin programını tutarlı şekilde yürütmeye çalışan araştırmaya zorla girmişlerdir- onun doğasından çıkmışlardır.” demiştir.  Yani eski kuantum kuramı, kuantumu klasik fizikle uzlaştıracak bir programı temsil etmiştir.

Kuantum fiziğinin, "dalga mekaniği" diye adlandırılan yeni bir betimlemesini geliştirdi. Yeni kavram daha sonra "Schrödinger Denklemi" diye adlandırılan, bilimin en önemli formüllerinden birini de kapsıyordu

Kuantum mekaniğinin parçacıkları soymak için yeni bir yola gereksinme duyduğunu belirlediler. "Fermi-Dirac İstatistiği", katıhal fiziğine kapıyı araladı.

Dirac 1923 de Işığın kuantum kuramı üzerine çok önemli bir makale yayınladı.

Bir parçacığın aynı zamanda hem konumunu hem de hızını ölçmenin olanaksız olduğunu gösteren ünlü "Belirsizlik İlkesi"ni açıkladı.

Elektronun, karşı maddenin varlığını da öngören relativistik bir kuramını ortaya koydu.

Hideki Yukava

Çekirdek kuvvetlerinin, mezon denen ağır parçacıklarca iletildiği düşüncesini ortaya attı. Bunların elektromanyetik kuvvete aracılık eden fotonlarla benzer işlev yaptığını öne sürdü.

Dirac kuramında tutarsızlıklar keşfettiler.

Kuantum elektrodinamik denen ve fotonlarla elektronların etkileşimini anlatan ilk eksiksiz kuramı geliştirdiler. Kuram, Dirac kuramındaki tutarsızlıkları açıkladı..

Bir manyetik alanın elektron kuantum özelliklerini klasik fiziğin yasakladığı bir biçimde etkilediğini öne sürdüler. "Aharanov-Bohm Etkisi", 1960 yılında gözlendi ve akla gelmedik pek çok makroskobik etkinin gizli işaretlerini verdi.

Theodore Maiman

Charles Townes, Arthur Schawlaw ve diğerlerinin daha önce yapmış oldukları çalışmaları ileri götürerek, pratik kullanımlı ilk lazeri geliştirdi.

"Bell belirsizlikleri" denen deneysel bir testle kuantum mekaniğinin bir sistem için en eksiksiz tanımı verip vermediğinin sınanabileceğini söyledi.

Murray Gell-Mann

Madde parçacıklarını oluşturan ve kuark adı verilen temel parçacıklarla ilgili bir model geliştirdi. Kuarkların varlığı 1969 yılında deneysel olarak açıklandı.

1970'ler

Parçacık fiziğinin, maddenin dört temel kuvvet aracılığıyla etkileşen kuark ve leptonlardan oluştuğunu söyleyen standart modelin temelleri atıldı. Kuark modeli temelinde, şiddetli çekirdek etkileşimlerini betimleyen "Kuantum Renk Dinamiği" kuramı geliştirildi.

Alain Aspect

Bell eşitsizliklerini deneysel bir sınavıyla kuantum mekaniğinin eksiksiz bir anlatım olduğunu gösterdi.
Alain Aspect ve ekibi tarafından 1982'de Paris'te bir deney yapıldı. Ekip, özel optik araçlar içinde yol alan fotonların özellikleri üstünde çalışarak, Einstein'ın belirsizlik hakkında söylediklerini ve dahası, hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı yol alamayacağı savının tersini kanıtladılar.

Aspect ve grubu, aralarında onları ayıran uzaklık ne olursa olsun; bazı durumlarda  elektronlar gibi atomdan küçük parçacıkların da anında birbirleriyle haberleştiklerini keşfetti.

Mutlak sıfırın (-273 C) yalnızca milyonda bir derece üzerine kadar soğutulmuş metalik atom bulutlarını tekbir kuantum durumuna hapsederek, 70 yıl önce kuramsal varlığı öne sürülen Bose-Einstein Yoğuşması'nı oluşturdular.Bu başarı, atom lazeri ve süper akışkan gazlar gibi pratik uygulamalar için yolu açtı.

Kaynak: The Time Machine Project © 2005 Cetin BAL