Dünya üzerinde en garip fizik fenomeni ne diye soracak olsalar herhalde çoğu bilim insanı Kuantum Dolanıklık der. Max Planck‘ın “planck sabitini” bulmasıyla kuantum dünyasını aralamıştık biliyorsunuz! Daha sonra ışığın doğasını incelemiştik ve elektromanyetik spektrumu gözlemlemiştik!
Konuyla Alakalı: Planck Sabiti
Işık hem dalga hem de parcacık gibi davranıyordu hatırlıyorsanız. Buna parçacık-dalga ikiliği dendiğini de söylemiştik.
Aslında burada iki temel bilgi kuantum dünyasının temelini oluşturuyordu.
Planck sabiti ve ışığın doğası
Birleştirecek olursak: bir sistemin enerjisi kuanta’lar yani paketler, miktarlar halinde taşınmaktadır demiştik…
Konuyla Alakalı: Işık nedir? Doğası nedir?
Kuantum dünyasına hoşgeldiniz…
Çok ufaklarla çalıştığımız için klasik fizik yasalamızla, kendi boyutlarımızla değerlendiremeyeceğimiz bir dünya burası, bizim kurallarımız burada çalışmıyor…
Şu güne kadar kafamızı kaldırıp yıldızlara, güneşe aya bakmaktan geniş büyüklüklere alıştık. Gezegenler, galaksiler, ve çekim kuvvetlerini gözlemleyebildik. Ancak gerçekten başka bir evren var ve bu evren gördüğümüz her şeyi yöneten görünmeyen bir evren.
7 nanometrenin altına inmeye başladıkça başka bir evrenle karşılaşıyoruz, ondan bütün elektronik cihazlarda kullandığımız temel araç transistörlerin sınırını burası belirledik.
Küçültürsek daha neler olabilir? Hem çok şey biliyoruz hem de çok şey bilmiyoruz aslında..
Oraya geleceğiz ama önce bu hayal ürünüymüş gibi görünen gerçeklikle yüzleşelim.
İki atom altı parçacık düşünelim; bunlar etkileşime girdiğinde göseldeki gibi çalışır. Bu pozisyonlarına ”spin” adı verilir. Ve klasik fizik yasalarımızla gözlemlememizin zor olduğu durumlar oluşur.
Eğer parçacıklardan birinin ölçümünü yaparsanız, diğer parçacığın davranışı nasıl olacak?
Ya da bir parçacığın ölçümünü yaparak onu saat yönünde dönmeye zorlarsak ne olur? Diğer dolanık parçacık hemen ters yönde dönmeye başlayacak.
Buraya kadar daha gizemde sorun yok! Ama biz bunları olarca, yüzlerce kilometre ayırırsak? Yada onalarca ışık yılı öteye götürürsek ne olur?
Bir parçacığı saat yönünde dönmeye zorlarsanız diğeri mesafeler ramen yine ters yöne dönecek. Onlarca ışık yılı uzakta bile!
Albert Einstein buna “uzaktan etkileyen korkutucu eylem” boşuna demiyor…
Bakın çok ufaklarla çalışıyoruz, çok ufak atomların dünyasındayız!
Aynı anda aynı kaynaktan yaratılan, aynı kaynaktan oluşturulan parçacıklar birbiriyle etkileşim halindedirler: birbiriyle dolanık denir buna!
İkiz gibidirler, kuantum durumları artık birbirlerine bağlıdır aralarında bir koralasyon vardır. Biri bir yöne dönerken öbürü terse döner. Uzakla olsalardı hatta evrenin bir ucuna birini, bir ucuna diğer birini koysakta dolanık ve etkileşim halindeler. Birini bir yöne dönmeye zorlarsanız öbürü daha evrenin öbür ucunda dahi olsada onun döndüğü yönün tersine döner!
İşte bu: ”Uzaktan, korkutucu, eylemdir”
Einstein’a göre bu korkunç bir saçmalıktı. Ya da Albert Einstein bunu kurcalayarak daha derinlere inmek istiyordu.
Neden böyle düşünüyordu peki? Tabi ki genel görelilik ilkeleri kuantum dolanıklıkta geçersizdi. Hani evrende hiç bir şey ışık hızını geçemezdi?
Peki bu nasıl oluyor?
İki dolanık parçacık 10’larca, 100’lerce ışık yılı öteden birbirlerini anlık anlayabiliyorlar!
Işık yılını açarsak daha iyi anlaşılacak!
Işık saniyede 300.000 kilometre yol kat eder biliyorsunuz. Yani bir ışık yılı yaklaşık 9.5 trilyon kilometredir.
Güneş bizden 150 milyon km uzakta, güneşin ışığı bize 8 dakikada geliyor. Ama bu iki dolanık parçacık ışık hızından daha hızlı haberleşiyorlar.
Bu gerçek mi? Gerçekten olabilir mi?
Matematik formülleri bunu doğruluyor. Matematik harika bir şekilde bu gerçek diyor…
Ama Albert Einstein kurcalamaya devam etti
1964’te Jhon Bell’e kadar! Bu parçacıkların baştan beri gizli bilgi taşıyıp taşımadığını, Albert Einstein’ın ”gizli değişken” dediklerini çözebilecek bir deney gerçekleştirdi. Deneyin detaylarına videodan bakabilirsiniz!
Bell eşitsizliği olarak adlandırılan durum Albert Einstein’ın değil kuantum fiziğinin öngörülerinin doğruluğunu kanıtlamıştır.
Daha sonra onlarca, yüzlerce kez deneylendi ve hangi açı ile geldiğine, hangi dedektörlerin kullanıldığı, birbirlerinden ne kadar uzak oldukları fark etmeksizin her zaman birbirlerinin tersi sonucu verdiler.
Hatta fotoğraflamayı bile başardık! Gerçekten ürkütücü değil mi?
Bell 1989 yılında katıldığı bir fizik toplantısında şöyle demişti: ” O şekilde düşünmenin işe yaramadığı ortada. Artık biliyoruz ki, Albert Einstein’ın görüşününün savunulması mümkün değil”.
Kuantum dolanıklık gerçekteni sahiden vardı. Yani biz bir parçacığa bakarak diğer parçacığın durumunu belirleyebiliyoruz.
Bunun nelere yol açabileceğini bir düşünsenize:
Şifreleme yöntemlerine belki.
Belki bilimkurgu filimlerinden bildiğimiz ışınlanmaya.
Bu arada bunlar deneylerle yapılabiliyor. Yalnız bunun bazı açmazları var. Tam bir ışınlanmamı siz karar verin. Dolanık parçacıklar ayrı mesafelerdeyken kuantum şifreleme ile kodlar gönderiliyor. Tıpkı bunu mors alfabesine benzetebiliriz. O bile daha gelişmiştir bizim için şu an. Onu öbür parçacık işleyerek alıyor ve kodlarla artık yenisi oluşturuluyor. Diyelim 3 boyutlu yazıcı gibi. Ama eskisi orada kalıyor. Şimdilik foton bilgisi uzak mesafelere yollanabiliyor.
Çin hatta yakın zamanda, 1400 km uzaktaki uydusuna dünyadan tekli foton kubitlerini kuantum dolanıklık yoluyla göndermeyi başardı. Ama işte bu tam bir ışınlanma değil henüz.
Burada, bu kocaman evrende ufacık bir gizemli dünya var. Atomların ve küçük parçacıkların garip ve etkileşimli mikro dünyası. Gördüğümüz her şeyi yöneten görünmeyen bir dünya. Uzay ve zaman boyunca ürkütücü bağlantılara izin veren tuhaf bir yer.
Bu tuhaf yeri biraz daha ilginçleştirebiliriz. Felsefi yaklaşımlarla evreni açıklama gayesi oluşturursak zıtların birliğine ulaşabiliriz.
Felsefede yani diyalektikte her şey zıttıyla vardır. Soğuk varsa sıcaktan söz edebiliriz. Kısa varsa uzun vardır. Aydınlık varsa karanlık vardır. Eğer küçük diye bir şey olmasaydı büyükten söz etmemiz olanaksızdır. Bu parçacık çifleri tamda buna uymuyor mu aslında?
Tıpkı diyalektik yöntemde dendiği gibi
Her şey birbirine bağlıdır.
Her şey durum değiştirir.
Nitel ve nicel değişiklik.
Zıtların birliği – Zıtların savaşımı.
Hiç bir şeyin olduğu gibi, olduğu yerde, olduğu biçimde kalmadığı ama her şeyin devindiği, değiştiği, olduğu ve yok olduğu sonsuz ve karışık ilişkiler ve etkiler yumağındayız belki de!
Konuyla Alakalı: Kafası Karışıklar İçin “Kuantum Fiziği”
Kuantum Dolanıklık videomuza da aşağıdan ulaşabilirsiniz! 🙂
