Notes

Problemde garipçe durumlar var gibi duruyor. Ancak olay elbette böyle değil. En doğru izahı atomun kuantum modelinde görmek mümkün.

Elektronlar (-) ve çekirdek de proton-lar-dan ötürü (+) elektrik yüküne sahip olduğu halde elektronlar asla çekim kuvveti sebebiyle çekirdeğe düşmezler. Bunun sebebiyse elektronların çekirdek çevresinde dönen bir tanecik şeklinde değil, sabitlenmiş bir dalga halinde bulunuyor olmasındandır.
Belli uzunlukta bir gitar teline yine belli dalga boyunda dalgaları sığdırabilirsiniz. Kuantum teorisinde elektronlar (ve bütün parçacıklar) bu şekilde belli dalga boylarında madde dalgaları olarak tanımlanır. Gitar telini gitardan söküp uçlarını birleştirerek bir çember oluşturabilirsiniz. Bu çember, tıpkı başta olduğu gibi, sadece belli dalga boyunda dalgaları üzerinde barındırabilir. İşte bu çemberi elektronların atom çevresindeki yörüngeleri gibi düşünebiliriz. Elektronların atom çevresinde ne kadar büyük bir yörünge meydana getireceği söz konusu dalga boylarına bağlıdır. Bu dalgalar ise kütle ile orantılıdır. Kütle ne kadar azsa dalga o denli geniş bir bölgeye yayılır. O halde elektronların kütleleri çekirdeğin kütlesine kıyasla çok küçük kaldığından atomlardaki elektron yörüngelerinin çapı, çekirdeğin çapına kıyasla çok büyüktür. Bu durumu Heisenberg belirsizlik ilkesiyle de anlayabiliriz. Bir parçacığın kütlesi ne kadar küçükse, işgal edebilme ihtimalinin olduğu mekan o denli geniş bir bölgedir. Kütlesi ne kadar büyükse, tersine, o denli küçük bir mekanı işgal edebilir. O halde elektronları, büyük bir havuzda suyun yüzeyinde konmuş küçük bir sivrisinek olarak değil, yüzeye tamamen yayılabilen bir dalga gibi düşünmek zorundayız.

Atomdaki boşlukların aslında boş olmadığını, fakat kuantum mekaniksel dalga alanları ile dolu olduğunu görüyoruz. Sözünü edebileceğimiz bir diğer alan, kuvvet alanlarıdır. Elektronlar ile çekirdek arasında elektromanyetik bir kuvvet alanı vardır. Bu elektromanyetik alan etkileşimi sayesinde atomlar birbirleri ile bağ yapar. Bu bağlarla kimyanın ve yaşamın var olması mümkün olur. Duvara çarptığınızda sizi engelleyen şey, boşluğu dolduran bu kuvvet alanıdır. Aynı şekilde atomun çekirdeğindeki boşlukların da içini dolduran kuvvet alanları vardır. Bu nedenle çekirdekteki protonların hepsi pozitif elektrik yüküne sahip oldukları halde birbirlerini iterek çekirdeği parçalayamazlar. Çünkü çekirdekte elektrik kuvvetinden daha güçlü olan nükleer kuvvet alanı etkindir. O halde kuvvet alanları enerji taşır. Enerji ise kütleye karışlık gelir. Misalen atom çekirdeğinde bulunan bütün kuarkları toplasanız, çekirdeğin kütlesinin sadece %10’u yapar. Geriye kalan %90’lık kütle, atom çekirdeğindeki boşluğu dolduran kuvvet alanlarından gelir. Yani atomun kütlesinin %90’ı boşluktan gelmektedir. O halde atomlar boştur deyip geçemeyiz. Boşluk, bundan çok daha büyük sırları içinde saklıyor.