Cevap : Tarihçe

Öte yandan, fotoelektrik olayının açıklığa kavuşmasıyla anlaşılmış olduğu üzere, yine fotonlar için E=hv olduğuna göre, p=hv/c, yani p=h/λ olmalıydı DeBroglie 1924 yılında, maddenin de dalga davranışı sergilediğini ve p=h/λ ilişkisinin elektron için de geçerli olduğunu öne sürdü Varsayımı kısa zamanda deneylerle doğrulandı İnce bir yarığa doğru yönlendirilen elektron demetleri, tıpkı ışığın yaptığı gibi, yarıktan geçerken bükülmüş ve sonuç olarak girişim örüntüsü üretmişti
Mikro ölçekteki madde, dalga gibi davranıyordu Ancak, örneğin elektronun bu davranışını betimleyecek herhangi bir denklem yoktu ortada Newton'un klasik mekanik denklemleri parçacıklar içindi Onlar da zaten değişikliğe uğramıştı Kuantum görüşü tartışılır olmaktan çıkmış ve ifadesi için matematik formüllerinin aranmasına yönelik, hızlı bir süreç başlamıştı 1925 yılı başlarında Wolfgang Pauli, atomdaki elektronların aynı kuantum durumunu paylaşmasını yasaklayan 'dışlama ilkesi'ni keşfetti Bu ilke, Bohr Modeli'ndeki elektronların neden farklı yörüngelerde bulunmaları gerektiğini açıklıyor, fakat niye her yörüngede iki elektron bulunduğu sorusunu yanıtlayamıyordu İki elektronun aynı yörüngeyi paylaşabilmeleri için, aralarında bir farkın olması gerekiyor ve bu, elektronların o zamana kadar bilinmeyen 'gizli' bir kuantum sayısının daha var olmasını gerektiriyordu Hollandalı fizikçilerden George Uhlenbeck ve Samuel Goudsmit'in elektrona ћ/2 büyüklüğünde bir iç yapısal açısal momentumun atfedilmesini önermesiyle sorun aşıldı Spin keşfedilmişti




Bu arada Werner Heisenberg, kuantum sonuçları veren dinamik operatörleri geliştirdi ve 1925 yılında bunların, komutatif olmayan bir cebir sistemi oluşturduğunu gösterdi Fizikçiler o zamanlar matris cebrini pek bilmiyorlardı Born ve Jordan, bunun matris cebri olduğuna işaret edince, kuantum mekaniğinin matrisler şeklindeki anlatımı doğdu Aynı yılın başında, Nisan ayında ise, Walther Bothe ve Hans Geiger, doğmuş olan onca belirsizlik arasında, atom süreçlerinde kütle ve enerjinin korunduğunu gösterdi Fakat bütün bu gelişmelerin, Newton yasalarıyla pek bir ilgisi yoktu Elektronları yöneten ve bu şekilde davranmaya yönelten yasa neydi? Onların bu davranışını betimleyen bir denklem olmalı ve çözüm olarak, yörüngelerde durağan elektron dalgaları vermeliydi 1926 yılında Erwin Schrodinger, de Broglie'ın varsayımından hareketle, elektronlar için bir 'dalga denklemi' yazdı Diferansiyel nitelikteki bu denklemiyle, Heisenberg'in matris denklemleri arasındaki bağlantıyı da açıklamıştı Denklemin hidrojen atomu için elde edilen çözümleri; belli dalgaboylarına sahip birer durağan dalga oluşturuyor ve dalgalar, Bohr'un enerji düzeylerine karşılık gelen frekanslara sahip bulunuyordu Hareketli bir yıl başlamıştı

Gerçi; her (n, l, mz) takımı bir dalga fonksiyonu veriyordu ama, fonksiyonların uzaydaki dağılım şeklini belirleyen l kuantum sayısıydı l=0'ın verdiği fonksiyonlar hep, küresel simetrikti ve bunlara 's dalgaları' dendi Her n değeri için 1 tane vardı l=1'in verdiği 3 fonksiyon ise; koordinat eksenleri üzerinde oturmuş simetrik loblar şeklindeydi ve bunlara p dalgaları dendi l=2 ve 3 için fonksiyon şekilleri daha karmaşıktı ve bunlara da sırasıyla, d ve f dalgaları dendi Dolayısıyla, hidrojen atomunda elektron yörüngeleri; n=0'ın verdiği ve 'temel durum' denilen tek bir fonksiyonla başlıyor, n değeriyle birlikte artan enerji değerlerine göre; çoğalan sayılarla, birbirinin üzerinde yükseliyordu Yörüngeler; n değerinin ardından, l değerine işaret eden ve dalga şeklini belirleyen harflerle gösterilmeye başlandı: 1s, 2s2p, 3s3p3d, 4s4p4d4f, 5s5p5d5f5g gibi
Hidrojen atomu için elde edilmiş olan bu çözümlere sırasıyla, artan sayıda elektron yerleştirmek suretiyle, diğer atomların yörünge şemalarını elde etmek de mümkündü Pauli'nin dışlama ilkesi elektronların aynı 'kuantum durumu'nu paylaşmasını yasakladığından, aynı yörüngede en fazla iki elektron bulunabiliyor ve bunların da hiç değilse, 'spin kuantum sayıları'nın farklı olması, yani spinlerinin zıt yönlerde kutuplanması gerekiyordu Buna göre; 2 elektronu olan helyumun yörünge şeması 1s2, sonra gelen lityumun 1s22s1 idi Berilyumun 1s22s2, boronun 1s22s22p1 vs Taşlar hızla yerine oturmaya başlamıştı
Hemen ardından şu soru geldi: Peki, eğer elektron bir dalga olarak seyahat ediyorsa, acaba dalga içindeki konumu kesin olarak belirlenebilir miydi?

Werner Heisenberg aynı yıl içerisinde, bu soruya olumsuz yanıt veren belirsizlik ilkesini keşfetti Çünkü elektronun yörüngedeki konumunu belirleyebilmek için, üzerine kendisininkinden daha kısa dalgaboylu bir ışık fotonu göndermek gerekiyordu Küçük dalgaboyu yüksek enerji demekti ve elektronun bu enerjiyi soğurması, konumunu değiştirirdi Hal böyle olunca bir elektronun, konumunu ve momentumunu aynı anda ölçmek, dolayısıyla da bilmek imkansızdı Heisenberg'e göre, elektronları çekirdek etrafındaki belli yörüngelerde dolaşan parçacıklar gibi düşünmemek gerekiyordu İlke enerji için olduğu kadar, momentum ve konum vektörlerinin bileşenleri için de geçerliydi Heisenberg aynı yıl, atomları ışınım spektrumundaki çizgileri frekanslarına bağlı olarak tanımlayan bir formül geliştirmiş, GN Lewis, ışık kuantumu için 'foton' adını önermişti
Kuantum mekaniği ve relativite kuramları, artık oldukça yerleşmiş gibidir ve proton, elektron, foton olmak üzere, üç tür parçacık vardır 1928 yılında Paul AMDirac, elektron için relativite kuramına uygun bir kuantum denklemi yazar ve denklemin çözümlerine dayanarak; 'pozitron' adını verdiği, artı yüklü elektronun varlığını öngörür Bu, karşıt parçacıkların ilk örneğidir Max Born'un tepkisi, 'Bildiğimiz şekliyle fizik, altı ayda sona erecek' şeklinde olur Dirac ayrıca, manyetik monopollerin varlığının, yükün kuantumlaşması sonucuna yol açacağını gösterir Aynı yıl; Werner Heisenberg, Hermann Weyl ve Eugene Wigner, kuantum mekaniğindeki simetri gruplarını incelemeye başlamıştır Ertesi yıl Edwin Hubble, uzak galaksilerden gelen ışınlardaki 'kırmızıya kayma'yı gözlemlemiş ve evrenin genişlemekte olduğu sonucuna varmıştır