şükela:  tümü | bugün
  • pauli dışarlama ilkesine göre iki elektron hiç bir zaman 4 kuantum sayısıda aynı olacak şekilde atomun yörüngesinde var olamaz.bu kuantum sayıları sırasıyla:
    n: baş kuantum sayısı değeri 1 den başlayarak enerji seviyelerini belirtir.
    l:açısal momentum sayısı:0 dan n-1 e dek değerler alabilir.
    m:magnetik kuantum sayısı:-l den +l ye değerler alabilir.
    s:spin sayısıdır:+1/2,-1/2

    bir dalga fonksiyonuyla ifade edilen bir elektronun aynı yörüngede olan bir başka elektronla mutlaka bu sayılardan birisinin farklı bir değere sahip olması gerekir.mesela aynı olan ilk üç sayı ise
    spinleri mutlaka farklı olmalıdır.
    yoksa ellerimizi bir birine vurduğumuzda içi içe geçerdi değil mi?
  • kuantum fiziğinde iki fermiyonun (bkz: kütleli parçacık) uzay-zamanda aynı noktada, aynı kuantum durumunda olamayacağı ilkesi.
  • soluk soluğa kan ter içinde uyandım, neydi o gördüğüm rüya? resmen kadınla sevişemedik ya la. ellerim, çileli ellerim ona her dokunduğunda, hiroşimadan büyük olmasın bir patlama, bir nükleer füzyon, bir açığa enerji çıkması falan; kadim aşk hikayesindeki: erkeğin sonunda sevdasına kavuşup gerdek gecesinde, onun kıyafetlerini bir türlü çıkaramaması gibi. (ulan masal mıdır, hikaye midir hatırlayamadım, bilen varsa ayrıca yeşillendirsin editleyeyim)

    açığa çıkan enerji; kadının albenisinden, cazibesinden, benim hormonlarımdan bağımsız baştan söyleyeyim. bildiğin yanıyordum, elimi değdiğim yer tütüyor, evrenin yasaları farklı işliyordu.

    ön sevişme faslı, bir iki fransız öpücü atarken, elim karının bel kıvrımının üstüne kayıyor; o sıra dudağım dudağının içine hayalet gibi geçiyor, elim ve beli arasında ani bir patlama meydana gelip her ikimizide kül ediyordu...

    tam o sıra uyandım, nasıl bir sıçrama, yanda komodinde bir bardak su var; ulan alıp içsem mi acaba? ya elim bardağın içinden geçerse, ya tutamazsam, ya patlarsa? açığa çıkan gama radyasyonunun ikinci bir çernobil faciası yaratmasından korktum; mesela alt komşum bağ kur emeklisi mahmut amca mutasyon geçirip mavili-beyazlı pazar baksırına dönüşebilirdi. tüm bunlardan tırstım a doslar, a gardaşlarım. suyu içip içmeme tereddütü yaşarken; yatakla temas ettiğim, rüyada olmadığım, mevcut evrenimizde yasaların farklı işlediği gibi farkındalık silsilesi, bir bir film şeridi gibi gözümün önünden geçti.

    suyu alıp içmeden bir koşu geçtim klavye başına. seni düşündüm sözlük ahalisi, seni sevdiğimden yardıra yardıra geldim. yarın öbür gün olurda, rüyasında ''atomik'' ölçekte bir yerlere dokunan suser'lar olursa, rüya tabiri kitabından önce fizik makalelerine baksınlar diye.

    klavye başına geçer geçmez ateş kestim, ayrı bir sinir bastı, delirttin sen beni sözlük: yahu entry gireceğiz, önümüze promosyonlu üç ayrı başlık geliyor; ''pauli dışarlama ilkesi'', ''pauli dışlama ilkesi'' (neyi dışlıyon pesemenk?) onu geçtim ''pauli dışarılama ilkesi'' ne lan? sürüden ayrılanı sırtlan kapar oğlum, vahşi vahşi gaplanlar yer. bilimdeki bu ayrışma karşısında tüm bilim emekçilerini birleşmeye davet ediyorum! (kimse gelmedi amına koyim)

    ne dedik en son; ''atomik ölçekte dokunmak'' dedik.

    bizler dokunan, dayayan, dayanan, kerkinen, efenime söyleyim fortlayan canlılarız.
    elimize bardak aldığımızda ona dokuduğumuzu zannederiz veya kafamızı yastığa koyduğumuzda.
    zannederiz derken, dokunmuyor muyuz yani? ''e sen bu entryi klavyeye dokunmadan nasıl giriyorsun yeaa'' diyecek empirik laleler gelmeden, peşinen cevaplayayım;

    -- evet, gerçek manada dokunmuyoruz.

    şöyle ki: atomlar, merkezlerinde pozitif yüklü protonlar, yüksüz nötronlar; çevrelerinde dönen negatif yüklü elektronlardan müteşekkil evrenin yapı taşıdırlar.

    klasik fizik bize der ki: aynı yükler birbirini iter.

    bizler dahil evrendeki her nesne atomlardan oluşuyorsa ve bu atomların en dış yörüngesini negatif yüklü elektronlar işgal ediyorsa, iki nesne birbirine yaklaştığında atomlarının dış katmanlarında bulunan elektronlar ''elektrostatik kuvvet'' ile birbirini iter.
    siz bir yüzeye istediğiniz kadar bastırın, atom çekirdekleri birbirine değmeyeceği için, tam anlamıyla dokunmuş olmayacaksınız.

    ''dokunma'' hissi dediğimiz mevhum; elektrostatik itme kuvvetinin derimizde bulunan reseptörlerdeki etkisi sadece.

    iyi ki de ''gerçek'' manada dokunamıyoruz. düşünsene, bu itki kuvveti olmasa senin elini oluşturan atomlar, eline aldığın bardağınkiyle birleşerek kararsız bir çekirdek oluşturacak ve o çekirdek bölünecek; yani elinde küçük çaplı bir nükleer reaktör yaratacaksın, düşman götüne.

    elektrostatik itme kuvveti, iki cismin birbirine dokunamamasının klasik bir nedeni; işin birde kuantum boyutu var. benim de bu rüyadan sonra ele almak istediğim kuantum mekaniksel neden; ''pauli dışarlama ilkesi''.

    nedir bu etki, neye yarar, yenilip içilir mi?

    standart modelde parçacıkları iki ana başlık altında toplarız; fermiyonlar, bosonlar olmak üzere.

    fermiyon dediğimiz şey aslında sensindir, benimdir, o'dur...(üzdün)
    fermiyonlar; lepton, quark, baryon(proton, nötron) gibi parçacıkları kapsayan bir ailedir ki etrafımızda gördüğümüz her nesne fermiyonlardan oluşur.

    bosonlardan farkı, spinlerinin kuantumlu yapıda olması; yani kesikli, kesirli: 1/2, -1/2 gibi. bosonlarda ise spin değeri kesirli değildir; 1,2,3 gibi.

    bu yüzden pauli dışarlama ilkesi, bosonlar için değil fermiyonlar için geçerlidir.

    lise kimya derslerinde, bizlere ezberletilerek öğretilen; atomların elektron dizilimini yaptığımız, ''s p d f'' gibi orbital değerleri yanında ''n l ml ms'' gibi kuantum durumları öğrendiğimiz ''kuantum kimyası'' adı verilen bir konu var.

    pauli dışarlama ilkesi der ki; ''fermiyon adı verilen aileye sahip parçacıklardan en az ikisi, ''n l ml ms'' olarak adlandırılan dört kuantum durumuna aynı anda sahip olamaz.

    misal ''s'' orbitali n=0 enerji düzeyinde başlar ve en fazla iki elektron bulundurabilir.

    5 elektronu bulunan bir atomu (bor ''2023'') ''hund'' kuralına uyarak açalım;

    1s^2 2s^2 2p^1 ----> toplam 5 elektronu, orbitallere sırasıyla dağıttık.

    elimizdeki ilk elektron, en düşük enerji seviyesindeki ''s'' orbitaline gitti; ama orbitaller iki elektron alabildiği için ikinci elektronu da aynı orbital hanesine yazdık, oldu bize 1s^2.

    peki aynı orbitale üçüncü bir elektron daha yazmaya kalkarsak ne olur?

    el cevap: elektronlar, nihayetinde lepton yani fermiyon ailesine dahil olduklarından ''pauli dışarlama ilkesinden'' etkilenirler. bu yüzden, aynı kuantum durumunda en fazla iki elektron bulunabilir.

    lan hani bulunamazdı?

    ikinci el cevap: aynı orbitale yerleştirdiğimiz iki elektronun, ''n l ml'' kuantum sayıları ''eşit'' olacaktır; fakat dışarlama ilkesi gereğince kuantum durumlarının farklı olması gerekir, bu farklılığı yaratan bir dördüncü kuantum sayısına daha ihtiyacımız var; ''ms''(spin kuantum sayısı) burada devreye girince, o iki elektrondan birinin spin değeri 1/2, diğerininki -1/2 oluyor; yani ''n l ml'' değerleri eşit olsa da ''ms'' değeri farklı olduğu için birebir aynı kuantum durumunda bulunamıyorlar, böylece pauli dışarlama ilkesi ihlal edilmeden işi tatlıya bağlıyoruz.
    e zaten fermiyonlarda, 1/2 ve -1/2 olmak üzere iki spin değeri var dedik, böylece üçüncü olarak aynı orbitale girmeye çalışan elektron ilk ikisinden tamamen farklı bir spin değeri alamayacağına göre, bir orbitale en fazla iki elektron yerleştirebiliyoruz.

    unutmadım majorana, dedin ki, iki nesnenin birbirine ''atomsal ölçekte'' dokunamamasının ''kuantum mekaniksel'' nedeni pauli dışarlama ilkesi...

    açıklayalım;

    iki nesneyi, elektrostatik kuvveti aşacak ölçüde sıkıştırsak bile, o iki nesnenin atomlarındaki orbitaller iç içe geçmeye çalışacağı için, aynı orbitalde (olasılık bulutu) aynı kuantum durumunda bulunan birden çok elektron olacaktı. bu durum pauli dışarlama ilkesine aykırı; yani sen dış katmandaki elektronların itme gücünü yensende hooop! karşına pauli dışarlama ilkesi çıkıyor.
    hatta doğada buna dair çok güzel bir örnek var; beyaz cüceler.

    aaaa! dediğinizi duyar gibiyim, çaktınız değmi köfteyi.

    herif mesaj atmış, ''çocukluğum pamuk prenses ve 7 cücelerle geçti'' diye.
    böyle insanlık ayıbı yeşillemelere maruz kalmamak için beyaz cüce nedir, in midir, cin midir? onu da açıklayalım;

    ''ortalama kütle değerine'' sahip yıldızlar, çekirdeklerindeki hidrojeni tüketip ömürlerinin sonuna geldiğinde; merkeze doğru olan kütleçekimsel kuvveti dengeleyen, dışarıya doğru termal basınç kesildiği için, kendi içine doğru çökmeye başlarlar. bu çökme o kadar şiddetli olur ki, hidrojen füzyonu ile oluşmuş helyum atomlarını ateşleyebilecek eşik sıcaklık belirli bir süre sonunda aşılır ve helyum reaksiyonu başlar; helyum füzyonu, hidrojeninki'nden daha fazla enerji açığa çıkaracağı için yıldız şişerek eski ebatlarının onlarca kat üstüne çıkar. bu aşamadaki yıldıza ''kızıl dev'' diyoruz.

    eee hazıra dağ dayanmaz koç; helyum füzyonundan gelen enerji de bitince, yıldızımız gerisin geri çökmeye başlıyor yeniden; fakat bu sefer, helyum füzyonu ile oluşmuş karbon atomlarını reaksiyona sokabilecek eşik enerji sağlanamadığından çökme son sürat devam ediyor; ta ki atomlar, birbirinin içine geçecek ölçüde sıkışıp, pauli dışarlama ilkesi, çekirdeklerinin birleşmesine izin vermediği için elektronlarca zuhur edilen ''dejenere elektron basıncı'' ortaya çıkana kadar.
    bu sefer yıldızı çökmekten kurtaran; kuantum mekaniksel bir etki oldu. işte dejenere elektron basıncı ve kütleçekimi arasında ''hidrostatik denge'' kuran yıldızlara ''beyaz cüce'' diyoruz. pauli dışarlama ilkesinin, doğadaki en görkemli kanıtı değil mi?

    dışarlama ilkesinin bir diğer önemi: elektronların hangi sıra ile atomlara yerleştirileceğini söyleyerek; modern periyodik tablonun oluşturulmasına katkı sağlaması.

    sizde biliyorsunuz, evrende her sistem en düşük enerji seviyesine dönmeye meyillidir. (termodinamik yasaları)
    misal elimize alamayacak kadar sıcak olan çay bardağı bir süre sonra soğur, yüksekten atılan bir top yere düşer, uyarılan elektronlar eski yörüngelerine dönerken foton saçar vb...

    eğer pauli dışarlama ilkesi olmasaydı, her elektron en düşük enerji seviyesinde olmak isteyeceği için; bildiğimiz atom modelleri, periyodik cetvel, evren olmazdı.
    #118152058 ---> işine yarar.
    ____

    her orbitale ikişer zıt spinli elektron yerleşir, kafasına göre alt seviye orbitale sıçrayamaz, bu sayede atomik kabuk genişler ve hacim kazanır; pauli dışarlama ilkesi sayesinde.

    sonuç olarak; elimizin değdiği yerde küçük çaplı bir nükleer patlamaya sebep olmuyorsak, hayalet gibi duvardan geçemiyorsak, adam akıllı dokunarak sevişebiliyorsak bunların hepsini kuantum mekaniğine borçluyuz.

    yanarım yanarım, rüyamdaki paralel evrende bu kuantum yasalarının geçerli olmayışına yanarım.

    ''ulan sende iyi ki sevişemedin, birde sevişseydin sabaha kadar kafamızı sikerdin pezevenk?''

    eddit: mevzubahis kadim aşk hikayesi ''kerem ile aslı'' imiş, bilgilendirme için deryaas'a teşekkürler.

    sen ne çekmişsin be kerem...