Kuantum Dolanıklığı Makroskopik Ölçekte Gözlemlendi

Öne Çıkanlar

İki benzer parçacığın “eş zamanlılığına” kuantum fiziğinde “Dolanıklık” ya da “Quantum Dolanıklık” denilir. Dolanık parçacıklar anlaşılamayan bir biçimde sürekli tam olarak aralarında bir şekilde iletişim kurarlar, bu iletişim “eş zamanlı” ve “aynı andalık” ile gerçekleşmektedir. Einstein zamanından beri biliyoruz ki “Evren’in bir hız limiti vardır ve bu limit ışık hızıdır. (299.792.458 m/s) Hiçbir şey ışıktan daha hızlı hareket edemez ve ışıktan daha hızlı şekilde “Bilgi” (Bkz: Quantum Bilgi ne demektir) aktarılamaz.

Ancak “dolanık” parçacıklar için bu kanun işlememekte ve garip bir şekilde sebebinin ne olduğu da tam olarak anlaşılamamaktadır. Örnek vermek gerekirse: Diyelim ki bir ikiz kardeşiniz var hatta tek yumurta ikiziniz var. Dolanık parçalar da tek yumurta ikizi gibidir lakin tek farkla, dolanık parçalardan biri sağ yönlü spin ( bu tamamen farazi bir örnektir) sergilerse diğeri hemen, o an, anında sol yönlü spin göstermeye başlar. Yani kardeşlerden biri sol elini havaya kaldırırsa diğeri sağ elini havaya kaldırır. Ve bunu aradaki mesafeye hiç takılmadan yaparlar. Düşününki bu iki kardeş arasında bir şekilde bir iletişim yolu var. Einstein’e göre bu iletişim en fazla ışık hızı ile gerçekleşebilir. İki kardeşimiz bir birlerinden 1 Işık yılı uzaklıkta olsunlar (farazi) ve aralarında bir şekilde aralarında bir iletişim olsun. Bu durumda kardeşlerden biri sağ elini havaya kaldırdığında Einstein’a ve İzafiyet teorisine göre diğer kardeşin sol elini havaya kaldırması için 1 sene geçmesi gerekir. Çünkü bilgi ışık hızı ile hareket eder ve 1. kardeşin sağ elini kaldırdığı bilgisi 2. kardeşe tam bir yıl sonra ulaşır.

Fakat tuhaftır ki “Dolanık” parçacıklarda durum bundan çok daha gariptir. Dolanık parçacıklarda “eş zamanlı”lık ve “aynı anda”lık mevcuttur. Yani ikizlerimizde olduğu gibi birinci kardeş sağ elini kaldırdığında ikinci kardeşin sol elini kaldırması için 1 sene geçmez, bu eylem hemen o anda gerçekleşir. Yani (bunu kabul etmekten üzülüyor ve utanıyorum ama) bir şekilde bu bilgi ışık hızından hızlı ulaşıyor.

Einstein’ın ” uzak ürkütücü eylem ” olarak tanımladığı tuhaf bu fenomen gerçekten bugün hiçbir formül, kuram ya da bilgi ile örtüşmemektedir. Ancak bu durumun tuhaflığı, bilim adamları için “Dolanıklığı” büyüleyici kılmaktadır. Yeni araştırmalar ile dolanık “kuarklar” (atom altı parçacıklar) incelenmiş ve kesin bir şekilde kayıt altına alınmış bulunmaktadır. Üstelik bu kez çok uzak mesafeler içerisinde.

dolaştırmak 2
Makroskopik mekanik davullar. (J. Teufel / NIST)

ABD’deki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden (NIST) fizikçi John Teufel , “İki davulun konum ve momentum verilerini bağımsız olarak analiz edersek her birinin sıcak göründüğünü gözlemleriz” diyor. “Ama bunlara birlikte baktığımızda, bir davulun rastgele hareketi gibi görünen şeyin diğeriyle oldukça ilişkili olduğunu görebiliyoruz ve bu sadece kuantum dolaşıklığı ile mümkün olabilir.”

Kuantum dolanmasının makroskopik nesnelerle olamayacağını söyleyecek hiçbir şey olmasa da, şimdiye kadar etkilerin daha büyük ölçeklerde fark edilmediği veya belki de makroskopik ölçeğin başka bir kurallar dizisi tarafından yönetildiği düşünülüyordu. Bu sebeple yakın mesafelerde dolanıklık gözlemlenebilirken uzak mesafeler için bunun mümkün olmadığına inanılıyordu.

Yeni araştırma, durumun böyle olmadığını gösterdi. Aslında aynı kuantum kuralları burada da geçerlidir. Araştırmacılar, mikrodalga fotonları kullanarak minik davul membranlarını titreştirdiler ve pozisyonları ve hızları açısından senkronize bir durumda tuttular. Kuantum durumlarıyla ilgili yaygın bir sorun olan dış müdahaleyi önlemek için, davullar, kriyojenik olarak soğutulmuş bir mahfaza içindeyken ayrı aşamalarda soğutuldu, dolaştırıldı ve ölçüldü. Davulların durumları daha sonra radara benzer şekilde çalışan yansıtılmış bir mikrodalga alanında kodlandı.

Önceki çalışmalar  da makroskopik kuantum dolaşıklığı hakkında raporlar yayınladı, ancak yeni araştırma daha da ileri gidiyor: Gerekli ölçümlerin tümü kaydedildi ve dolanıklık, deterministik yani neden sonuç kurallarına bağlı bir şekilde, rastgele olmayan bir biçimde sağlandı.

Finlandiya’daki Aalto Üniversitesi’nden fizikçi Laure Mercier de Lepinay , “Çalışmamızda davul kafaları kolektif bir kuantum hareketi sergiliyor” diyor . “Davullar birbirine zıt bir fazda titreşir, öyle ki içlerinden biri titreşim döngüsünün son konumunda, diğeri aynı anda zıt konumdadır. “Bu durumda, iki davul tek bir kuantum-mekanik varlık olarak ele alınırsa, davulların hareketinin kuantum belirsizliği iptal edilir.”

Bu haberi manşet yapan şey, Heisenberg’in Belirsizlik İlkesini aşmasıdır – konum ve momentumun aynı anda mükemmel bir şekilde ölçülemeyeceği fikri bu sistem ile birlikte belki de aşılabilir. İlke, herhangi bir ölçümün kaydedilmesinin, diğerine kuantum geri eylem adı verilen bir süreç yoluyla müdahale edeceğini belirtir .

Makroskopik kuantum dolanmasını göstermede diğer çalışmayı desteklemenin yanı sıra, bu özel araştırma parçası, bu dolanıklığı kuantum geri hareketinden kaçınmak için kullanır – esasen klasik fizik (Belirsizlik İlkesinin geçerli olduğu yerde) ve kuantum fiziği (şu anda olmadığı yerde) arasındaki çizgiyi araştırıyor gibi görünmüyor.

Her iki bulgu setinin gelecekteki potansiyel uygulamalarından biri, kuantum ağlarıdır – nesneleri makroskopik ölçekte manipüle edebilmek ve yeni nesil iletişim ağlarına güç verebilmeleri için dolaştırabilmek.

Çalışmalara dahil olmayan fizikçiler Hoi-Kwan Lau ve Aashish Clerk, “Pratik uygulamaların yanı sıra, bu deneyler, makroskopik alem deneylerinin, belirgin kuantum fenomenlerinin gözlemini ne kadar ileri götürebileceğini ele alıyor,” diye yazıyor.

Hem birinci hem de ikinci çalışma Science dergisinde yayınlandı .

Bu yazı Astraphysic.com tarafından Türkçeye aktarılmış olup yazının aslı www.sciencealert.com  sitesine aittir, orijinaline mümkün olduğunca sadık kalmak koşuluyla dilimize çevirilmis olsa da editoryal tarafından katkıda bulunulmuştur. Bu sebeple Astraphysic.com içerik izinlerine tabidir. Astraphysic.com referans gösterilmek koşuluyla kullanıma izin verilmiştir.

Kaynak: https://www.sciencealert.com/quantum-entanglement-has-now-been-directly-observed-at-a-larger-macroscopic-scale

Çeviri: Sinan YAVUZ

Diğer Yazılar

Okuyucu Yorumları

Bir Cevap Yazın

Popüler İçerikler