Okyanusum.com Din, Bilim, Sufizm
Kuantum gerçekliğe hoşgeldiniz.
Resmi olarak: evren tuhaftır. Günlük deneyimimiz bize, uzak nesnelerin birbirini etkileyemeyeceğini, ve sadece kimse onlara bakmadığı için gözden kaybolmayacağını söyler. Albert Einstein bile bu gibi fikirlere muhalifti çünkü bu fikirler gerçek dünyaya bakış açımızla çatışıyordu.
Fakat yanıldığımız ortaya çıktı. Gerçekliğin kuantum doğası, bazı seviyelerde, bu şeylerin olabileceği ve aslında olduğu anlamına gelmektedir. Ezber bozan bir deney, yaklaşık bir asırdır fizikte kabaran bir argümanı çökelterek, evrene olan olağan “yerel gerçeklik” bakışımıza son bir darbe daha indirdi.
Dünya çapında fizikçilerden oluşan takımlar bu deneyi tamamlamak için onlarca yıldır yarışıyorlar. Şuan, Hollanda, Delft Teknoloji Üniversitesi’nden Ronald Hanson liderliğindeki bir grup sonunda bunu kırdı. Avusturya Viena Üniversitesi’nden rakip takımlardan birinin öncüsü Anton Zeilinger, “Bu çok hoş ve güzel bir deney, ve bu deneyden ötürü birileri grubu sadece tebrik edebilir. Çok iyi iş çıkarmışlar” dedi.
Hanson ve arkadaşlarının ne yaptığını anlamak için, 1930’lara; fizikçilerin yeni ortaya çıkan kuantum mekaniği biliminin garip öngörüleri karşısında uzlaşma sağlamak için mücadele ettiği yıllara geri dönmemiz gerekir. Teori parçacıkların dolanık olabileceğini önerdi, böylece çok uzak mesafelere ayrılmış olsalar bile, birini ölçmek anında diğerinin ölüçümünü de etkilemekteydi. Einstein, parçacıkların aralarından geçebilecek herhangi bir sinyalden daha hızlı iletişim kurabileceği çıkarımından mutsuz bir şekilde bunu “uzaktaki acayip eylem” şeklinde adlandırmıştır.
Dahası, teori aynı zamanda parçacıkların özelliklerinin sadece ölçüldüğünde sabitlendiğini, ve bundan önce bulanık bir olasılıklar bulutu içerisinde var olduklarını ortaya attı.
Meşhur “Tanrı zar atmaz” beyanında bulunan Einstein, bu saçmalıktır dedi. O ve diğerlerine yerel gerçeklik prensibi rehberlik ediyordu. Bu prensip açık olarak, yakın nesnelerin birbirini etkildeğini ve evrenin “gerçek” olduğunu –gözlemimizin belirsiz olasılıkları billurlaştırarak vücuda getirmediğini söylemektedir. Kuantum mekaniğinin tamamlanmamış olduğunu, ve gerçekliğin daha derin seviyelerinde işlev gören bazı “gizli değişkenlerin” teorinin görünür tuhaflığını açıklayabileceğini tartıştılar.
Diğer bir tarafta, Niels Bohr gibi fizikçiler, klasik ışık ve enerji teorilerinin baş edemediği problemleri açıklamasından dolayı yeni kuantum gerçeğini kabul etmek zorunda oluğumuz konusunda ısrar ettiler.
Test edilmesi
Çekişme 1960’lara kadar Bohr lehine gelişmedi, CERN’de bir fizikçi olan John Bell sayesinde bu değişti. John Bell, eğer yerel gerçekliğe inanılıyorsa, iki parçacığın özelliklerinin birbiriyle nasıl bağlı olabileceğinin bir limiti olması gerektiğini farketti. Bu yüzden bu anlayışı eşitsizlik adını verdiği matematiksel bir ifade ile formüle etti. Eğer testlerde parçacıklar arasındaki belirlemiş olduğu bağlantı sınırı aşılırsa, yerel gerçeklik geçersizdi.
Zeilinger’in meslektaşı Johannes Kofler, “Bu Bell’in eşitsizliğinin büyüsüdür” diyor. “Siz deneysel olarak test edene kadar, iki pozisyondan hangisine nasıl karar verileceğini kimsenin bilmediği, neredeyse tamamen felsefi bir şey getirdi.”
Ve testleri yaptılar. Deneyler Bell’in eşitsizliğini onlarca yıldır çiğnemekdir. Ve fizikçilerin çoğunluğu Einstein’ın görüşünün artık yerel gerçeklik konusunda hatalı olduğuna inanıyor. Fakat şüpheler kaldı. Bütün eski deneyler bir takım potansiyel açık kapılar için denek oluyordu. Bu deneyler Einstein ile aynı düşünceyi paylaşanların tekrar yükselmesi için boşluk bırakıyordu.
“Yerel gerçeklik kavramı fizikçiler için bile günlük düşüncemizin içine bir hayli yerleşmiştir, bütün açık kapıların mutlak surette kapatılması çok önemlidir” Zeilinger.
Açık kapı değiş tokuşu
Tipik bir Bell testi bir foton kaynağı ile başlar. Foton kaynağı iki fotonu aynı anda fırlatır ve onları bekleyen iki detektöre doğru farklı yönlerde gönderir. Bu detektörler geleneksel olarak Alice ve Bob olarak bilinen varsayımsal bir çift tarafından yönetilir. Çift detektörlerindeki ayarları bağımsız olarak seçmiştir. Bu yüzden üzerinden sadece belirli özelliklere sahip fotonlar geçebilirler. Eğer fotonlar kuantum mekaniğine göre dolanıksa, birbirlerini etkileyebilirler. Ve tekrarlanan testler Alice ve Bob’un ölçümlerinin yerel gerçekliğin izin verdiğinden daha güçlü bir model gösterecektir.
Fakat ya Alice ve Bob bir detektörün diğeriyle iletişim kurmasına izin veren görünmeyen sinyalleri –belki Einstein’ın daha derin gizli gerçeklik katmanından– geçiriyorsa? O zaman parçacıkların gerçekten birbirlerini anlık, tuhaf kuantum mekaniksel açıdan etkilediği hakkında emin olamazdınız. Bunun yerine detektörler birbirlerinin ölçümlerini değiştirerek işbirliği içerisinde olabilirlerdi. Bu “yerellik açık” kapısı olarak bilinir, ve detektörleri birbirinden yeterince uzağa taşıyıp, ölçüm tamamlanmadan önce, bir sinyalin geçmesi için yeterince zaman bırakmayarak kapatılabilir. Daha önce Zeilinger ve diğerleri fotonları Kanarya Adaları’nda birbirinden 144 kilometre uzaklıktaki iki adadan fırlatmak da dahil olmak üzere tam da bunu yaptılar.
Bir açık kapıyı kapatırsın diğeri açılır. Bell’in testi tekrarlanan deneylerle istatistiksel bir resim inşa etmeye dayanır. Bu yüzden ekipmanınız yeterince foton toplayamazsa çalışmaz. Diğer deneyler bu “tespit açık kapısını” kapattılar, fakat detektörleri ayırdıkça problem daha da kötüye gitmekteydi, fotonlar yolda kaybolabiliyordu. Böylece yerellik açık kapısını kapamak için detektörleri uzaklaştırmak, tespit açık kapısını genişletmeye başlamıştı.
Kofler, “Bu iki şey arasında bir değiş tokuş bulunmakta” diyor. Bu da çetin yerel gerçekçilerin bir önceki deneyleri açıklamaları için her zaman bir açık kapı bulmaları anlamına geliyordu – taki şimdiye kadar.
Hanson’un ekibi bir makale de çalışmayı detaylandırmak için, “Deneyimiz, eşzamanlı olarak hem tespit açık kapısına hem de yerellik açık kapısına hitap eden ilk Bell testini gerçekleştirdi” yazdı. Hanson görüşme talebini geri çevirdi çünkü çalışma şuan bir dergide yayınlanmak için gözden geçirilmekte.
Dolanık Elmaslar
Bu yapıda, Alice ve Bob birbirine 1.3 km uzaklıktaki iki laboratuvarda oturmakta. Işığın bu mesafeyi katetmesi 4.27 mikrosaniye sürmekte ve ölçüm sadece 3.7 mikrosaniye sürüyor. Yani bu mesafe yerellik açık kapısını kapatmak için yeterince uzak.
Çeviren : Gültekin METİN
https://www.newscientist.com/article/dn28112-quantum-weirdness-proved-real-in-first-loophole-free-experiment/?utm_source=NSNS&utm_medium=SOC&utm_campaign=twitter&cmpid=SOC%7CNSNS%7C2015-GLOBAL-twitter
