Kuantum Fizikçiler İlk Defa 16 Milyon Atomun Kuantum Dolanıklığını Tespit Ettiler!

 Cenevre Üniversitesi’nden Uygulamalı Fizik grubu üyelerinden biri olan Mikael Afzelius: “Fiziğin yasalarını değiştirmedik. Değişen şey, veri akışını nasıl ele aldığımız.”

Kuantum teorisi, çok sayıda atomun dolaşıp, birbiriyle, makroskopik bir yapıda olsa bile, çok kuvvetli kuantum ilişkisi ile iç içe geçebileceğini öngörmektedir. Son gelişmelerle daha önce 2.900 atomun dolanıklığını ortaya konsa da şimdiye kadar bu konuda deneysel kanıtlar çoğunlukla mevcut değildi.

İsviçre, Cenevre Üniversitesi (UNIGE) bilim insanları, yakın zamanda bir santimetre kristalin içinde 16 milyon atomun dolaşık olduğunu gösteren veri işlemlerini yeniden düzenledi.

Böyelikle bu sayede kuantum fiziği kanunları ile yayılan sinyallerin üçüncü bir taraf tarafından ne zaman kesildiği de hemen tespit edilebilinir. Bu özellik, özellikle şifreleme endüstrisinde müşterilerin, mesajlarının herhangi bir şekilde kesintiye uğradığında farkında olmalarını garanti eden veri koruması için çok önemlidir.

Bu sinyallerin, “kuantum tekrarlayıcı kristaller (nadir toprak atomları ile zenginleştirilmiş ve güçlü kuantum ilişkisi içinde birbirine dolanık olarak sıfırın altında 270 derecede soğutulmuş halde olan)” diye bilinen özel röle cihazları kullanarak uzun mesafelere seyahat edebilmesi de gerekmektedir.

Bir foton bu küçük kristal bloğa girdiğinde, dolaştığı milyonlarca atom arasında “dolanıklık” meydana getirir. Bu, ortaya konan teori tarafından açıkça öngörülmektedir ve kristalin aldığı bilgiyi okumayıp tek bir fotonu tekrar yaydığında olan şey de tam olarak budur.

İki parçacığı birbiri ile dolaşık hale getirmek nispeten kolaydır. Örneğin; bir fotonu bölerek, iki tane aynı özelliklere ve davranışa sahip dolaşık foton yaratılır. UNIGE’nin Fen Fakültesi Uygulama Fizik grubunda araştırmacı olan Florian Fröwis:  “Toplanan datanın miktarı çok fazla ve bunun analizi çok zor olduğundan bir kaç milyon atom arasındaki dolanıklık işlemini doğrudan gözlemlemek imkansız.”

Sonuç olarak, Fröwis ve meslektaşları, hangi ölçümlerin üstesinden gelebileceklerini ve hangilerinin en uygun olduğunu tespti ederek, daha dolaylı bir yol seçerler. Ekip, kristal tarafından yeniden yayılan ışığın istatiksel özellikleri ile birlikte, kristalden düzgün bir ışıma yaymak yerine tek bir yönde tekrar yayılan ve tek bir fotondan oluşan ışığın, iki ana yolu takip etme olasılıklarını da incelerler.

Bu şekilde, araştırmacılar, daha önceki gözlemlerde taban bir kaç bin dolaşık atom olan atom sayısını,16 milyona çıkarır. Onlar dolaşık 16 milyon atomu göstermeyi başarırlar. Paralel bir çalışmada da, Kanada, Calgary Üniversitesi’ndeki bilim insanları da geniş sayılardaki atomların dolaşıklığını ortaya koyabilmişlerdir.

Parçacık Dolanıklığı, ufukta olan kuantum devriminin ön şartıdır ve bu, kuantum bilgisayarların güç ve çalışma moduyla birlikte gelecekteki ağlarda dolaşan verilerin hacmini etkileyecektir. Gerçekte, her şey, aslında, kuantum seviyesindeki iki parçacık arasındaki ilişkiye bağlıdır. Bu geleneksel fizik kanunları tarafından önerilen basit bağlantılardan daha güçlü bir ilişkidir.

Dolanıklık” kavramı kavranılması zor bir kavram olsa da, bir çift çorap örneği ile gösterilebilinir… Diyelim ki; her zaman farklı renkte iki çorap giyen bir fizikçi olsun. Sağ ayağında kırmızı çorabı gördüğünüzde, sol ayağındakinin kırmızı olmadığını hemen bilirsiniz. Bu iki çorap arasında bir korelasyon vardır.

Kuantum fiziğinde, sonsuz şekilde daha güçlü ve daha gizemli bir ilişki mevcut: “Dolanıklık”.

 Şimdi, kendi laboratuvarlarında birbirinden epey uzakta olan iki fizikçi düşünün… Her birinin bir fotonu olsun. Eğer bu iki foton dolaşık bir durumda olurlarsa, fizikçiler, geleneksel fizikle açıklanamayan “non-lokal (mekansız) kuantum korelasyonu”nu görecekler ve fotonların kutuplaşmasının her zaman zıt olduğunu (yukardaki çorap örneğinde olduğu gibi) ve fotonun kendinden kutuplaşmasına sahip olduğunu tespit edecekler. Bu yüzden, her bir foton için ölçülen polarizayon (kutuplaşma) tamamen rastgele ve temelde belirsizdir.

Birbirinden uzak iki ayrı yerde eşzamanlı olarak gerçekleşen sistematik olmayan bir olgu olmasından dolayı kuantum korelasyon tam bir gizem olarak kalmaktadır.

Çeviren : AylinER
http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2017/10/quantum-physicists-detect-entanglement-of-16-million-atoms-a-first.html

Check Also

Hiçbir şey Göründüğü Gibi Değil

Büyük Yanılgı!.  Neden Hiçbir şey Göründüğü Gibi Değil? Graham Lawton   Bu sizi hayrete düşürebilir ancak ...