Akustik Dalgaları Kullanarak, Atomların Seslerini Dinlemek ve Onları Kontrol Etmek Mümkün Olabilir!
- Çeviri
- Atomik Fizik
- Kuantum Elektronik
Bu haber 10 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
Atomlar ve ışık arasındaki ilişki biliniyor ve kuantum ışık bilimi alanında etraflıca incelendi. Ancak, atomlar ile ses dalgaları arasında aynı türden bir ilişkiyi tespit etmek çok daha zorlu bir iş.
Bir çalışmada Chalmers Teknoloji Üniversitesi'nden araştırmacıları, akustik dalgalar ile yapay bir atomun bağlanmasında başarı sağladı. Çalışma, deneysel ve kuramsal fizikçiler arasında bir işbirliği ile mümkün oldu. Deneysel araştırma grubunun başında bulunan Per Delsing şöyle diyor:
Atomlarla konuşup, onları dinleyerek, Kuantum Dünyası'na yeni bir kapı açtık. Uzun dönem hedefimiz, kuantum fiziğini kullanıp, örneğin son derece hızlı bilgisayarların geliştirilmesinde kuantum fizik yasalarından faydalanabilmek. Bunu, kuantum yasalarına uyan elektrik devreleri ile yapıyoruz; çünkü onları kontrol edebiliyoruz ve üzerinde çalışabiliyoruz.
Yapay bir atom, bu tip bir kuantum elektrik devresine örnektir. Yapay atomlar, tıpkı normal bir atom gibi, enerji ile yüklenebilir ve sonradan bu enerjiyi parçacıklar olarak etrafa yayabilir. Saçılan bu parçacıklar çoğu zaman ışık parçacığıdır; ancak Chalmers deneyindeki atom, bunun yerine ses formunda enerjiyi yayması ve emmesi için tasarlanmış. Makalenin baş yazarı Martin Gustafsson şöyle diyor:
Teoriye göre, atomun sesi kuantum parçacıklarına ayrılıyor. Böyle bir parçacık, saptanabilen en zayıf sestir.
Ses, ışıktan çok daha yavaş hareket ettiğinden, akustik atom kuantum olayı üzerinde kontrol sağlayacak yeni olasılıkları gündeme getiriyor. Martin Gustaffson şöyle diyor:
Sesin düşük hızından dolayı, kuantum parçacıklarını hareket esnasında kontrol edebilecek zamanımız olacak. 100.000 kat hızlı olduğundan, ışık ile bunu başarmak zordur.
Sesin düşük hızı ışığa kıyasla daha küçük dalga boyunu da beraberinde getiriyor. Işık dalgasıyla etkileşen bir atom her zaman dalgaboyundan daha küçük kalır. Ancak sesin dalgaboyuyla karşılaştırıldığında atom çok daha büyüktür ve bu, özelliklerinin daha iyi kontrol edilebilmesini sağlar. Örneğin bir atom sadece belli akustik frekanslarda ya da ses ile oldukça güçlü etkileşime girecek şekilde tasarlanabilir.
Deneyde kullanılan frekans modern kablosuz ağlarda yaygın olarak kullanılan mikrodalga frekansına yakın bir frekans olan 4.8 gigahertz idi. Müzik terimleriyle ifade etmek gerekirse, bu yaklaşık olarak kuyruklu piyanodaki en üst notanın yaklaşık 20 oktav üstüne tekabül eden D28'e denk gelir.
Böyle yüksek frekanslarda, sesin dalgaboyu bir mikroçip yüzeyi boyunca görünecek kadar kısalır. Aynı çip üzerine araştırmacılar 0,01 mm uzunluğunda süperiletken bir maddeden yapılmış bir yapay bir atom yerleştirdi.
Araştırma Hakkında Ek Ayrıntılar
Araştırmacıların kullandığı örneğin alt katmanı galyum arsenür (GaAs) ve örnek iki önemli parçadan oluşuyor. İlki, yapay atomu oluşturan süperiletken devre. Bu tür devreler, kuantum bilgisayarların temel yapı taşı (qubit) olarak da kullanılabilir.
Diğer gerekli bileşen, interdijital dönüştürücü (IDT) olarak biliniyor. IDT elektro mikrodalgaları sese ve sesi mikrodalgalara dönüştürüyor. Deneyde kullanılan ses, katı bir yüzeyde hafif dalgalanmalar olarak görünen akustik dalga yüzeyine (SAW) sahip. Deneyler mutlak sıfıra (20 milikelvin) yakın çok düşük sıcaklıklarda gerçekleştirildi ve ısı oluşumundaki enerjinin atoma zarar vermemesi sağlandı.
Evrim Ağacı'nda tek bir hedefimiz var: Bilimsel gerçekleri en doğru, tarafsız ve kolay anlaşılır şekilde Türkiye'ye ulaştırmak. Ancak tahmin edebileceğiniz gibi Türkiye'de bilim anlatmak hiç kolay bir iş değil; hele ki bir yandan ekonomik bir hayatta kalma mücadelesi verirken...
O nedenle sizin desteklerinize ihtiyacımız var. Eğer yazılarımızı okuyanların %1'i bize bütçesinin elverdiği kadar destek olmayı seçseydi, bir daha tek bir reklam göstermeden Evrim Ağacı'nın bütün bilim iletişimi faaliyetlerini sürdürebilirdik. Bir düşünün: sadece %1'i...
O %1'i inşa etmemize yardım eder misiniz? Evrim Ağacı Premium üyesi olarak, ekibimizin size ve Türkiye'ye bilimi daha etkili ve profesyonel bir şekilde ulaştırmamızı mümkün kılmış olacaksınız. Ayrıca size olan minnetimizin bir ifadesi olarak, çok sayıda ayrıcalığa erişim sağlayacaksınız.
Makalelerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu makalemizle ilgili merak ettiğin bir şey mi var? Buraya tıklayarak sorabilirsin.
Soru & Cevap Platformuna Git-
6
-
4
-
4
-
2
-
2
-
2
-
1
-
1
-
1
-
1
-
1
-
1
- Çeviri Kaynağı: Science Daily | Arşiv Bağlantısı
- A. F. Kockum, et al. (2014). Designing Frequency-Dependent Relaxation Rates And Lamb Shifts For A Giant Artificial Atom. Physical Review A. | Arşiv Bağlantısı
- M. V. Gustafsson. (2014). Propagating Phonons Coupled To An Artificial Atom. Science, sf: 207-211. | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 16/05/2025 17:14:43 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/2983
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
This work is an exact translation of the article originally published in Science Daily. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.
