Evrim Ağacı Logo Evrim Ağacı
Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Kuantum Fiziği Hangi Bilimkurgu Fikirlerini Gerçek Kılabilir?

Kuantum Mekaniği Çerçevesinde Teorik Olarak Yapabileceğimiz 5 Sıra Dışı Şey ve Bunlardan Doğan Tuhaflıklar!

Kuantum Fiziği Hangi Bilimkurgu Fikirlerini Gerçek Kılabilir?
Tavsiye Makale
Reklamı Kapat

Bu türev bir içeriktir. Yani bu yazının omurgası, Allan Steinhardt isimli kaynaktan çevrilerek dilimize uyarlanmıştır; ancak "çeviri" içeriklerimizden farklı olarak, bu içerikte orijinal metin birebir korunmamıştır. Anlatım ve konu akışı gibi detaylar Evrim Ağacı yazar(lar)ı ve/veya editörler tarafından güncellenmiş, değiştirilmiş ve/veya geliştirilmiştir. Yazar, kaynaktan alınan metin omurgası üzerine kendi örneklerini, bilgilerini, detaylarını eklemiş; içeriği ve anlatımı zenginleştirmiş ve/veya çeşitlendirmiş olabilir. Bu ek kısımlarla ilgili kaynaklar da, yazının sonunda gösterilmiştir. Metnin omurgasını oluşturan kaynağı, orijinal dilinde okumak için lütfen yukarıdaki bağlantıya tıklayınız. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Bu yazı, Fizik: Newton'dan Kuantuma yazı dizisinin 25. yazısıdır. Dizinin ilk yazısına gitmek için buraya, dizideki tüm yazıları görmek için buraya tıklayınız. Yazı dizileri, EA Akademi'nin bir parçasıdır.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

Kuantum mekaniği (veya kuantum fiziği), modern bilimin en sıra dışı sahalarından birisidir. Basitçe, atom altı parçacıkların ve onların davranışlarının fiziği olarak da bilinen saha, giderek artan sayıda ticari uygulamaya da ilham kaynağı olmaktadır. Bu durum, halkın kuantum fiziğine olan ilgisini de arttırmaktadır.

Ne yazık ki, saha fazlasıyla teknik bilgi gerektirdiği için, bu merak ile akademik arka plan gereksinimi bir noktada çakışarak, "kuantum şifa" gibi saçmalıktan ibaret olan, tuhaf ve tamamen geçersiz alanların yaratılmasına ve pazarlanmasına neden olmaktadır.

Lakin teorik bir düzeyde kuantum fiziğini öğrenecek olursanız, aslında halkın anlayabileceği (veya en azından hayallerini süsleyen) birçok konunun kuantum mekaniği sınırlarında mümkün olabileceği görülecektir. Bunlardan 5 tanesini sıralayalım:

1) Teleportasyon (Işınlanma)

Uzay Yolu'nun vazgeçilmez repliği "Işınla bizi Scotty!" , modern kuantum fiziği bilgilerimiz dahilinde teorik olarak mümkündür. Modern kuantum teknolojisi, A noktasında bulunan bir sistemi, B noktasında bulunan bir sistem içerisine, iki sistem arası mesafeden bağımsız olarak, birebir aynısı olacak biçimde ışınlamayı mümkün kılmaktadır.

Ne var ki bunu isabetli bir şekilde yapabilmemiz için daha çok ama çok uzun bir yolumuz vardır. Örneğin şu anda sadece atomaltı parçacık düzeyinde bunu başarabilmekteyiz. Fakat bu sürecin işlevsel olabilmesi için, bir yığın maddenin olduğu gibi ve bozulmaksızın ışınlanabilmesi gerekmektedir.

Dahası, bu maddenin dilediğimiz formunu koruyabilmesini sağlayacak biçimde, bilindik iletişim kanallarını kullanarak, ışık hızında veya ışık hızından düşük hızda ışınlayabilmeyi öğrenmemiz gerekmektedir. Fakat bu durum, orijinal sistemin bozulması anlamına gelebilecektir. Bu durumda ışınladığınız madde, orijinal formunda kalmayacaktır.

Bu, ilginç bir paradoks yaratmaktadır: Işınlanma teorik olarak mümkün olsa da, pratik olarak imkansız veya uygulanamaz olabilir!

Physics World

2) Gizli Dinlemenin ve Teknik Takibin Tespiti

Güvenli kuantum şifreleme yöntemlerinin kalbinde, bu teknoloji yatmaktadır. Atom altı parçacıkların dolanıklık ilkesi çerçevesindeki özelliklerini kullanarak, bir alıcı ile verici arasındaki iletişim paketlerinin üçüncü bir parti tarafından dinlenip dinlenmediğini kuantum fiziği sayesinde tespit etmemiz mümkündür.

Üstelik bu teknoloji, üçüncü partinin alıcı ile vericiden ne kadar uzak olduğundan bağımsızdır. Bir diğer deyişle, kapı komşunuzun sizi dinleyip dinlemediğini de öğrenebilirsiniz; ölesiye korktuğunuz ABD Hükümeti"nin sizi dinleyip dinlemediğini de...

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Bunu mümkün kılmanın tek yolu, alıcı ile vericinin ellerindeki mesajları kuantum ölçeğinde kıyaslamasıdır. Fakat burada da bir sıkıntı vardır: Bu yöntem sayesinde bir mesajın teknik takibe yakalanıp yakalanmadığını bilebilirsiniz; ancak onu dinleyen kişinin konumunu veya kim olduğunu asla bilemezsiniz.

Extreme Tech

3) Ürkütücü Hesaplamalar

Modern bilgisayar teknolojileri, donanım ve işlemci saati enumerasyonu özelliklerine bağlı olarak belli miktardaki bir zamanda, belli miktarda hesaplamayı gerçekleştirebilmektedir. Ancak kuantum mekaniğini kullanarak, bu kapasiteyi inanılmaz miktarda arttırmak mümkündür. Bunun arkasında yatan unsur, kuantum durumlarının (İng: "states") aynı anda birden fazla değer alabiliyor olmasıdır. Süperpozisyon ilkesi çerçevesinde bu durumlar, birbirleriyle etkileşerek sonucu belirleyebilmektedirler. Bu sayede, "kuantum bilgisayar" adını verdiğimiz teknolojiler ile birlikte, bildiğimiz 1 ve 0'ları kullanarak çok daha hızlı ve akıl almaz karmaşıklıktaki hesaplamaları, donanımı güçlendirmeye gerek kalmaksızın yapabiliriz.

Ancak burada da, her zaman olduğu gibi bir sıkıntı vardır: Sadece belli başlı bazı işlemler kuantum işlemciler sayesinde hızlı bir şekilde yapılabilir. Henüz halen kuantum bilgisayarlarımız, modern (ve geleneksel) bilgisayarlardan yavaştır; ancak gelecekte bunun değişeceği çok açıktır. Şu anda hangi sınıf problemlerin kuantum bilgisayarlar sayesinde daha hızlı çözülebileceği de kesin değildir; ancak biyolojik sistemlerdeki proteinlerin katlanması probleminin bunlardan biri olduğu doğrulanmıştır. Kuantum bilgisayarların yarattığı fiziksel paradoks ise, tek bir kuantum bilgisayar kullanarak 1 nanosaniyede yapabileceğimiz işlem sayısının, Evren'deki bütün atomların sayısından daha fazla olabilecek olmasıdır!

4) Etkileşimsiz Ölçümler

Bu konuyu izah etmesi birazcık zor; ancak kısaca deneyelim: Kuantum fiziğini kullanarak, kuantum ölçeğindeki bir özelliğini, onu hiç ölçmeksizin ölçebiliriz! Kafa karıştırıcı, değil mi? Gerçekten de, kuantum evrenindeki tuhaflıklar arasında en tuhaf olanı budur.

Normalde, ölçmek istediğimiz cismi, ölçümü yapacak sensörlerimizin çok yakınına getirmemiz gerekmektedir. Ancak kuantum mekaniği sayesinde bu mesafeye bağımlı olmaksızın ölçümler yapmamız mümkün olabilecektir. Bunu yapabilecek olursak, kuantum mekaniği sayesinde, ölçümden etkilenmeyen ölçümler yapabiliriz.

Bu ne işe yarar diye sorabilirsiniz... Normalde her ölçüm, ölçülen şeyin özelliklerini etkilemektedir. Örneğin bir kantar üzerine bir cismi bıraktığınızda, kantar ile cisim arasındaki etkileşim dolayısıyla, kantarda okuduğunuz değer (en azından kuantum düzeyde) doğru olmayacaktır. Bu, makro ölçekteki büyük cisimler için pek önemli bir sorun olmasa da, atom altı parçacıkları ilgilendiren kuantum ölçeğinde büyük bir sorundur. Ancak kuantum mekaniği, bu sorunun da üstesinden gelebilir.

Fakat bu da tuhaf bir paradoks yaratmaktadır: Bu ölçümler sayesinde, uzay-zaman dokusuna dair algılarımızı hiçe sayan, mesafeden bağımsız ölçümler yapmamız da mümkün olacaktır. 

Medium

5) Parçacıkların Ömrünün Uzatılması

Kuantum dünyasında parçacıklar birbiriyle etkileşirler. Ancak bu etkileşimler, oldukça tuhaftır ve bildiğimiz cisimler arası etkileşimden epey bir farklıdır. Eğer ki bu etkileşimlere hükmedebilirsek, bir parçacığın bozunma hızını yavaşlatmamız mümkün olabilir. Burada sözünü ettiğimiz Özel Görelilik Teorisi değildir, dikkat edin! Burada sözünü ettiğimiz parçacıklar durağan haldedir; ancak buna rağmen bu parçacıkların "zaman algısını" değiştirmek mümkün olabilir. Tabii buna bağlı olarak, Özel Görelilik Teorisi dahilinde bildiğimiz "zaman genişlemesi" olgusundan farklı olarak, kuantum fiziği sınırları dahilindeki zaman algısı değişimi yalnızca durumsal süperpozisyon yoluyla evrimleşebilen parçacıklarla kısıtlı olacaktır. Yani kuantum fiziğindeki zaman algısı değişimi, tüm maddesel cisimler için genellenebilir değildir. Bu durumun yarattığı tuhaflık ise, istediğimiz dinamik sistemleri seçip, onlarla etkileşime geçmek suretiyle onların zaman algısını yavaşlatmanın mümkün olabilecek olmasıdır.

Unutmamak gerekiyor ki kuantum dünyası tuhaflıklarla doludur ve bu dünyada olanları anlamak çoğu zaman hiç de kolay değildir. Zaten kuantum dünyasında "paradoks" da bu anlama gelmektedir: sağduyumuza aykırı olan her türlü gözlem... Dolayısıyla kuantum dünyasındaki sağduyusal paradokslar ile, alışageldiğimiz dünyadaki mantıksal paradokslar birbirine karıştırılmamalıdır. 

Kuantumun bizlere neler getireceğinin sınırları pek belli değildir. Sınırsız bir dünya gibi gözükmektedir. Ancak onu anlamak için kat etmemiz gereken daha çok ama çok yol var...

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 5
  • Bilim Budur! 3
  • Merak Uyandırıcı! 3
  • Muhteşem! 2
  • Umut Verici! 1
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Allan Steinhardt | 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 28/11/2020 05:09:48 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/4614

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
Yapay Seçilim
Depresyon
Deprem
Hastalık Dağılımı
Dilbilim
Türleşme
Örümcek
Sperm
Diş Hekimliği
Küresel Salgın
Hasta
Malzeme
Maske
Gazetecilik
Gezegen
Çocuk
Fotoğraf
İletişim
Solunum
Ağız Sağlığı
İklim Değişimi
Carl Sagan
Ekoloji
Hastalık
Evrimsel Antropoloji
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
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
“Zorbalık düşüncelerin gücünü alt edemez.”
Helen Keller
Geri Bildirim Gönder
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