Klasik Kuantum Deneyi ‘Herşeyin Teorisi’ni Gizleyebilir

İkonik çift yarık deneyinden bir alıntı kuantum mekaniğinin eksik olup olmadığını ortaya koyabilir ve belki de kuantum kütle çekim teorisine yol açabilir.

kuantum1

İkonik bir fizik deneyi gerçeğin yapısıyla ilgili sandığımızdan daha fazla şeyi saklıyor olabilir. Klasik “çift yarık deneyi” kuantum dünyasının garip ikilemini ortaya koyuyor. Ama düşündüğümüzden de garip davranışlar sergileyebilir ve kuantum mekaniğinin en yakın varsayımlarından birini zorlayabilir.

Çift yarık deneyi, bir ekran önünde yerleştirilmiş, birbirine yakın iki yarıktan geçen ışığı anlatıyor.

Klasik dünya görüşümüz ışık fotonlarının yarıklardan herhangi bir tanesinden geçmesini, dolayısıyla da arkasındaki ekranda 2 paralel çizgi oluşmasını öngörür. Ama bunun yerine ışık, karanlık ve aydınlık olarak birbiri ardına genişleyerek bir desen oluşturur.

Bu girişim deseni tek seferde sadece 1 foton fırlatsanız bile oluşur. Bu da göstermektedir ki, ışık dümdüz bir çizgi halinde hareket etmek yerine, aynı zamanda hem dalga hem de parçacık olarak hareket etmektedir. Amerikalı fizikçi bu deneyin, kuantum dünyasındaki “esas gizem”i somutlaştırdığını söylemiştir.

İspanya’da, Barselona Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden James Quach şöyle diyor: “Kuantum fiziğindeki her öğrenciye çift yarık deneyindeki girişim deseninin nasıl hesaplandığı öğretilir.”

Bir fotonun, ekrandaki belli bir yere ulaşma olasılığını hesaplayabilmek için fizikçiler Born Kuralı dedikleri bir ilkeyi kullanıyorlar. Ama Born Kuralının neden korunması gerektiğine dair önemli bir neden yok. Denediğimiz tüm durumlarda işe yarıyor gibi görünüyor ama bunun nedenini kimse bilmiyor. Bazıları bunu kuantum mekaniğinin “çoklu dünyalar” yorumundan kaynaklandığını düşünüyor. Bu yoruma göre, kuantum sistemindeki tüm olası durumlar farklı, paralel everenlerde de olabilir. Fakat bu iddialar ikna edici olamadılar.

Bu da kuantum teorisindeki çatlakları görebilmek için Born kuralını iyi bir yere koymaktadır. Küçük ölçeklerdeki evrene hükmeden kuantum mekaniği ile büyük ölçeklerdeki genel görecelik teorisini birleştirebilmek için, bu teorilerden bir tanesinin çökmesi gerekmektedir. Eğer Born kuralı düşerse, kuantum kütle çekimine giden bir yol açılmış olabilir.

Quach şöyle diyor: “Eğer Born kuralı bozulursa, o zaman kuantum mekaniğinin esas aksiyomu bozulmuş olur. Bu da kuantum kütleçekim teorilerini bulmak isteyen birinin gitmesi gereken yeri göstermektedir.”

Quach Born Kuralı’nı test etmek için yeni bir yöntem öneriyor. Bunun için de Feynman’ın başka bir fikrinden yola çıktı. Quach şöyle diyor: “Ekranda belli bir yere ulaşan parçacığın olasılığını ölçmek için, kaynaktan ekrana dek parçacığın kat etmesi olası olan tüm yolları hesaba katmalısınız, bunların arasında çok komik görünenler olsa bile. Bunların arasında, buradan Ay’a giden ve tekrar geri gelen yollar bile var.”

Bu yolların hemen hiç biri fotonun nihai lokasyonunu etkilememeli. Ama olasılıkları ölçebileceğimiz kadar değiştirebilen garip yollar mevcuttur.

“Eğer Born Kuralı bozulursa bu, kuantum kütle çekimi teorisinin nasıl bulunacağını gösterir.”

Mesela, diyelim ki aparatın üstünde parçacığın yol alabileceği, mevcut bilinen 2 yol yerine, 3 farklı yol var. Born Kuralı, çift yollar arasındaki girişimi dikkate alarak olasılıkları hesaplamanızı mümkün  kılar; aynı anda 3 yol arasındaki girişimi değil.

Quach, 3 yol arasındaki girişimi hesaba katarsanız, olasılıkların Born Kuralı’nın önerdiğinden farklı olacağını söylüyor.

3. bir yolu mümkün kılan bir çift yarık deneyi ile bunu denemeyi öneriyor: Hareketli bir zigzag içindeki parçacık önce sol yarıktan geçerek sağ yarığa doğru ilerler ve daha sonra da ekrana yönelir. Eğer bu 3. yol, daha düz olan diğer 2 yol ile girişim içinde bulunursa, sonuçlar Born kuralının öngördüğünden farklı sonuçlara sapabilir.

Aninda Sinha, Quach’ın çalışmasının son derece ilginç ve düşündürücü olduğunu söylüyor. Ama deneyin, sonuçları bulandırabilecek diğer yolları bulmakta başarısız olabileceğini de ekliyor.

Çeviren : Sıdıka ÖZEMRE
https://www.newscientist.com/article/mg23230983-200-classic-quantum-experiment-could-conceal-theory-of-everything/?utm_medium=Social&utm_campaign=Echobox&utm_source=Twitter&utm_term=Autofeed&cmpid=SOC%7cNSNS%7c2016-Echobox#link_time=1478110618

Check Also

İnsan DNA’sının 5 Yıl İçinde Sentezleneceği Bulundu!.

İnsan Genom Projesi, şimdiye dek DNA üzerinde yapılan en geniş kapsamlı bilimsel çalışmadır. Proje sayısız ...