Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Kuantum Boşluğunu Doğrudan Manipüle Etmek Mümkün!

Kuantum Boşluğunu Doğrudan Manipüle Etmek Mümkün!
Kuantum çalkalanma illüstrasyonu
Ahsansblog
Reklamı Kapat

Bu yazı, Science Alert isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Kuantum mekaniğine göre bir boşluk (İng. vacuum) gerçekte hiç de boş olmayıp çok çok kısa bir süreliğine varlık sahnesine şöyle bir göz atıp çıkan parçacıklarla, bir diğer deyişle, kuantum çalkalanmalar/dalgalanmalar olarak bilinen tuhaf izlerle ve kuantum enerjiyle doludur. 

2015'e gelene kadar on yıllar boyunca bu dalgalanmalara dair sadece dolaylı kanıtlar elde edilegelmişti fakat daha sonra 2015'te araştırmacılar bu varsayımsal çalkalanmaları/dalgalanmaları dolaysız bir şekilde gözlemlediklerini öne sürdüler. Şimdilerdeyse aynı araştırma ekibi bir adım daha öteye gittiklerini ve bizzat boşluğu manipüle ederek onun içerisinde meydana gelen bu tuhaf izlerdeki değişimleri saptadıklarını duyurdular. 

Bu noktadan itibaren ileri fiziğin kara sularına giriyoruz. Bu deneyle ilgili müthiş önemli bir durum söz konusu: Araştırmacılar, şayet sonuçlar doğrulanırsa, kuantum dünyasına müdahale olmaksızın onu gözlemlemenin, derinlemesine incelemenin ve test etmenin bir yolunu bulmuş olabilirler. Bu oldukça önemli bir konu çünkü kuantum mekaniğine ve onu algılayışımıza dair en büyük problemlerden biri ölçüm sorunudur. Bir kuantum sistemini her ne zaman ölçmeye kalksak onun çökmesine sebep olmaktayız. Bu durum, kuantum dünyasında gerçekte neler olup bittiğini anlamak istediğimizde, anlaşılacağı üzere, pek de hayra alamet bir durum değil... 

Tam da bu noktada kuantum boşluğu imdada yetişiyor gibi.

İlk başta boşluğu klasik anlamıyla düşünelim, yani maddeden arınmış ve mümkün olan en düşük seviyeli enerji durumuyla bir boş alan (İng. space) olarak. Hiçbir parçacık yok ve dolayısıyla saf fiziğe müdahale edebilecek hiçbir şey yok.

Fakat kuantum mekaniğinin temel ilkelerinden biri olan Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi, kuantum parçacıkları hakkında sahip olduğumuz bilgi miktarının bir sınırı olduğunu söyler (Belirsizlik İlkesi için bkz: Evrim Ağacı). Buna dayanarak söyleyebiliriz ki bir boşluk gerçek anlamda hiçbir zaman boş değildir; aslında kendine has tuhaf bir enerjiyle çalkalanır ve rastgele bir şekilde ortaya çıkıp kaybolan parçacık-karşıt parçacık çiftleriyle doludur.

Bunlar, fiziki maddeden ziyade 'sanal' parçacıklar olduklarından haliyle gözlenemezler. Kuantum dünyasındaki çoğu şey gibi gözlenemeseler de gerçek dünyaya olan etkilerinden ötürü varlıklarından haberdarızdır.

Bahsini ettiğimiz kuantum çalkalanmaları boşlukta gelişigüzel dalgalanan ve elektronları etkileyebilen elektrik alanları üretirler. Bu elektik alanlarının elektronlar üzerine olan etkisi sebebiyle bilim insanları 1940'larda kuantum çalkalanmaların varlığını dolaylı olarak saptayabilmişlerdir. 

Onyıllar boyunca kuantum çalkalanmaya dair elimizdeki tüm veri buydu. Daha sonra 2015'te Almanya'nın Konstanz Üniversitesinden Alfred Leitenstorfer önderliğindeki bir ekip çalkalanmaların bir ışık dalgası üzerine olan etkisini gözlemleyince çalkalanmaların varlığı doğrudan ispatlanmış oldu (bu sonuçlar Science dergisinde yayımlandı). Deneylerinde, boşluğa birkaç femtosaniyelik (saniyenin milyarda birinin milyonda biri kadar bir sürelik) müthiş kısa atımlı lazerler göndererek ışığın polarizasyonundaki karmaşık değişimleri görmeyi başardılar. Ekip, bu değişimlerin kuantum çalkalanmalar sonucu dolaysız olarak meydana geldiğini söylüyordu. 

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Bu, hala tartışılan bir iddia olsa da aynı araştırmacılar, bu sefer, boşluğu 'sıkıştırarak' deneylerini bir adım daha ileriye götürdüler. Sıkıştırma işleminin bir sonucu olarak da kuantum çalkalanmalardaki tuhaf değişimlerin gözlenebildiğini söylüyorlar.

Yeni deney, sadece kuantum çalkalanmanın varlığına dair başka bir kanıt sunmakla kalmayıp aynı zamanda sonuçları etkilemeden (yani kuantum durumunu bozmadan) kuantum dünyasında deney yapabilmenin bir yolunun bulunmuş olabileceği anlamına da geliyor. Leitenstorfer, "İlk denemede (yaklaşmada) kuantum durumlarını değiştirmeksizin bu durumları analiz edebilmekteyiz." diyor.

Genelde, kuantum çalkalanmanın tek bir ışık parçacığı üzerine olan etkilerini bulmak istediğinizde etkiyi görebilmek için o parçacığı saptamak ya da şiddetini artırmak zorundasınızdır. Bu da o foton (ışık parçacığı) üzerindeki 'kuantum izi' siler, ki bu durum ekibin 2015'teki deneyde yaptığı şeye benziyor.

Ancak, araştırmacılar, bu sefer, fotonları soğurup şiddetlerini artırmak suretiyle kuantum çalkalanmadaki değişimlere bakmak yerine ışığı zaman bölgesinde incelediler. Bu kulağa uçuk gelebilir ama boşlukta, uzay ve zaman aynı şekilde davrandıkları için biri hakkında bilgi edinmek istiyorsak diğerini incelememiz mümkündür. Işığı zaman bölgesinde inceleyen ekip, boşluğu 'sıkıştırdıklarında' onun tıpkı bir balonun sıkıştırılmasına benzer bir şekilde çalıştığını gördüler ve bu şekilde boşluk içerisindeki esrarengiz kuantum çalkalanmaları yeniden dağıttılar. 

Kimi noktalarda çalkantılar, sıkıştırılmamış boşluktaki 'arka plan gürültüsü'nden çok daha güçlü hale gelirken kimi yerde de daha sessizlerdi. Leitenstorfer bu durumu yol daraldığındaki trafik sıkışıklığına benzetiyor. Nasıl ki daralan yol üzerinde araçlar birikir ama o darboğazı geçtikten sonra araç yoğunluğu azalır, buna benzer bir durumun, belli bir nebzeye kadar, boşlukta yaşandığını söylüyor: Boşluk bir yerde sıkıştırıldıkça kuantum çalkalanma dağılımları değişmektedir, bu da onların hızlanmasına ya da yavaşlamasına yol açmaktadır. 

Bu etki zaman bölgesinde ölçümlenebilir (aşağıdaki uzay-zaman şemasında görebilirsiniz). Ortadaki tümsek boşluğun 'sıkıştırılma'sından ileri gelmektedir.

Gördüğünüz üzere, sıkıştırmanın neticesi olarak çalkalanmada birtakım çıkıntılar/işaretler var. 

Fakat dikkatle bakacak olursanız tuhaf olan bir şeyi daha görebilirsiniz. O da bazı yerlerdeki dalgalanmaların arkaplan gürültüsü seviyesinden, yani boş uzayın taban durumundan, daha alçakta kalıyor gibi görünmesidir. Ekipteki bilim insanları buna 'hayret verici olgu' adını taktılar. Araştırmacılar bir basın bildirisinde şunları söylediler:

"Yeni ölçümleme tekniğimiz fotonları soğurmaya ya da şiddetlerini artırmaya gerek duymadığından boşluktaki elektromanyetik arkaplan gürültüsünü doğrudan saptayabiliyoruz ve böylelikle biz araştırmacıların yönlendirdiği, kontrollü taban durumundan sapmaları da."

Ekip, bu günlerde, tekniklerinin ne kadar hassas olduğunu ve bu teknik vasıtasıyla neler öğrenebileceklerini test ediyorlar.

Şimdiye kadarki sonuçlar etkileyici olsa da ekibin, 'zayıf ölçüm' gerçekleştirmiş olabilme ihtimalleri de var. Zayıf ölçüm, kuantum durumunu değiştirmeyen ama kuantum durumuyla ilgili araştırmacılara pek de bilgi vermeyen bir ölçüm çeşidine deniyor. 

Eğer ki yeni teknik sayesinde daha fazla bilgi edinilirse araştırmacılar, bu yöntemi  'ışığın kuantum durumunu', yani henüz yeni anlamaya başladığımız ışığın kuantum seviyesindeki görünemeyen davranışını, ayrıntılı olarak incelemek için kullanmaya devam etmeyi hedefliyorlar. 

Şu aşamada, ekibin bulgularını doğrulayacak ve deneyin gerçekten başarılı olduğunu gösterecek daha fazla çalışma yapılması şart ama yine de bu deney oldukça etkileyici bir ilk adım olma özelliği taşıyor. 

Araştırma Nature dergisinde yayımlandı. 

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Muhteşem! 1
  • Tebrikler! 1
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • Umut Verici! 1
  • Bilim Budur! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Science Alert | 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 28/09/2020 12:23:54 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/2700

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.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Instagram
Diyet
Sinir Hücresi
Beslenme Biçimi
Balık
Balık Çeşitliliği
Diş Hekimliği
Yapay Seçilim
Kanser
Elektrokimya
Hamilelik
Tekillik
Doğa Gözlemleri
Genel Halk
Ay Görevleri
Deizm
Yumurta
Cansız
Beslenme Davranışı
Nöron Hücresi
Mitler Ve Gerçekler
İspat Yükü
Karanlık Enerji
Neandertaller
Covid-19
Güve
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Politik yetenek dediğiniz, yarın, haftaya, sonraki aya veya yıla olacakları öngörebilmektir. Ve tabii sonrasında bu öngörülerin neden gerçekleşmediklerini açıklayabilmek...”
Winston Churchill
Geri Bildirim Gönder