İstatistiksel Mekanik

Kitabın kapağı değiştirilmiştir. Kapağın yeni hali yukarıda görüldüğü gibidir.

Çok sayıda alt sistemden veya parçacıktan oluşan sistemlerin makroskopik fiziksel özelliklerini, sistemi oluşturan alt yapı taşlarının dinamiğinden yola çıkarak inceleyen bilim dalına İstatistiksel Mekanik diyerek bu bilim dalının uygulanmasında üç kritik aşamayı göz önüne almalıyız. Öncelikle sistemin makroskopik bir durumuna karşılık gelen tüm mikrodurumlar ortaya konmalı, her bir mikrodurumun olasılığı belirlenmeli ve bu bilgilerden yola çıkarak makroskopik özelliklere geçiş yapılmalıdır. Burada makrodurum tabirinden kastedilen sistemin tüm parametreleriyle bir bütün olarak tanımlanmasıdır. Örneğin sistemin basınç, hacim, sıcaklık, mol sayısı gibi parametreleri arasındaki etkileşim bir fonksiyonla tanımlanıyorsa bu durumda makrodurum tanımlanmış olur. Sistemi oluşturan parçacıkların her birinin konumu, momentumu veya her birinin dalga fonksiyonu verilerek belirlenen her bir farklı duruma ise mikrodurum denir. Bu noktada, bir makroduruma karşılık gelen çok sayıda mikrodurum kombinasyonu olabileceğini söyleyelim. İstatistiksel Mekanikteki hedeflerden bir tanesi de aynı makroduruma karşılık gelen mikrodurumların sayısını bulmaktır ve İstatistiksel Mekaniğin temel postulatı olarak bilinen önermeye göre; izole edilmiş denge durumundaki bir sistemin herhangi bir mikrodurumunda bulunma olasılığı, sistemin tüm mikrodurumları için aynıdır. İste bunun için denge durumunda, Entropi ismini verdiğimiz ve düzensizliğe eğilimin ölçüsü olarak tanımladığımız parametre maksimumdur. İşlenen bölümlerde, söz edilen bu kavramların hem ayrıntılı şekilde tartışılması hem de değişik olaylara uygulanmaları yer alacaktır.

Elinizdeki kitabın içeriğinin, gerek lisans gerekse lisansüstü öğretimde kullanılabilecek bir modelleme çatısı oluşturması amaçlanmış ve konuların anlatımında yapılan türetmelerin pek çoğunun, aynı zamanda soru ve alıştırma niteliği taşıyabilmesine özen gösterilmiştir. İlk sekiz bölüm İstatistiksel Mekaniğin temellerini kapsamlı bir şekilde anlatmakta, dokuz ve onuncu bölümler ise, özel iki konu uzmanlığına yönelik İstatistiksel Mekaniksel uygulamaları içermektedir. Bu kitap ayrıntılı bir ders kitabı olma özelliğinin yanı sıra özellikle Lisansüstü öğretimde karşılaşılan kuramsal modelleme ve analizler için de başvurulabilecek örneklemeli bir altyapıdır.

Vurgulanması gereken bir diğer faktör de günümüz teknolojisinin artık küçük boyutlarda düğümlendiğidir. Gerek Biyo-teknolojilerde gerekse Fizik tabanlı teknolojilerde küçük boyutlar ve küçük parçacıklar üzerinde çalışılmaktadır. Böylesi sistemlerin parçacık temelli hareket denklemlerinin birbiriyle kuplajlı olarak çözümlenmesinin olanaksızlığı parçacık sayısının çokluğu düşünülürse ortaya çıkmaktadır. Aslında parçacık sayısının çokluğu İstatistiksel Mekaniğin duyarlılığı için bir avantaj oluşturmakta ve bu tarz yaklaşımların bilgi-işlem teknolojilerinin gelişiminin getirdiği ilerlemelerle beraber daha yaygın kullanım olanakları sunacağı da beklenmektedir. Bu noktada, kitabın günümüz araştırmacıları için de içerdiği temel bilgilerle yararlı olacağına işaret etmek istiyoruz.