Puan Ver
1
Puan Ver

Aynı kaynaktan çıkan herhangi bir fotona veya elektrona etki etmek diğer fotonları veya elektronları da etkiler mi?

Dolanıklık ilkesiyle ilgili bir video izlerken böyle bir şeyle karşılaştım ve doğruluk payını bilmek istiyorum. Eğer doğruysa güneşten yayılan herhangi bir fotona etki edersek güneşten yayılan tüm fotonlara etki etmiş olur muyuz?

2
Favorilerime Ekle
Sonra Cevapla
Takip Et
Reklam
Reklam
2 Cevap

Evet dediğiniz kısmen doğru ancak birkaç önemli nokta var fotonların yada elektronların dolanık olabilmesi için aynı kaynatkan eş zamanlı olarak fırlatılması lazım parçacıkların kuantum durumlarının da eş olması lazım daha iyi anlamak için şöyle açıklayalım. Önce tanımdan başlayalım; İki veya daha fazla bileşenin oluşturduğu kuantal sistemin bileşenleri arasındaki yerel olmayan ani iletişime kuantal dolanıklık denir.Entangle olan veya aralarında kuantal bağ bulunan iki parçacık birbirlerinden çok uzaklarda bulunsa da aralarında bir bilgi iletişimi söz konusudur. Quantum entanglement, Türkçe kuantal bağ durumu veya kuantum dolanıklık, bağlaşık veya yerel olmayan bir iletişim kanalıdır.Dolanık bir kuantum sistemini açıklamak için önce sistemin kuantum durumunda bulunmasının ne anlam geldiğini anlamak gerekir.Kuantum fiziği doğanın yerel olmadığını olayların birbirleri ile ilintili olduğunu bilimsel olarak kanıtlamıştır. Kuantum dolanıklık doğanın bu özelliğinin bir sonucudur.Öncelikle bir sistemin kuantum durumunun (Quantum State) ne demek olduğunu açıklayalım. Durum fonksiyonu veya olasılık fonksiyonu, atomik boyutlarda bir sistemin içinde bulunduğu fiziksel durumu tanımlayan matematiksel bir ifadedir. Bu ifade, daha önce birçok defa dile getirildi. Nasıl bir gazın hacmi, sıcaklığı ve basıncı o gaz kütlesinin fiziksel durumunu tanımlarsa, kuantum sayılarıyla da bir atomik sistemin içinde bulunduğu fiziksel durum tanımlanır. Örneğin Hidrojen atomunun temel enerji seviyesini, yani en düşük enerji seviyesini, n0 ile gösterilen bir kuantum sayısı ifade eder. Atom bir üst enerji seviyesinde bulunuyorsa onu da n1 sayısı ifade eder. Bir atomik sistemin içinde bulunduğu kuantum durum, sistemi karakterize eden bu ve benzeri sayılarla ifade edilir. Bunlar sistemin içinde bulunduğu enerji durumunu veya diğer benzer fiziksel büyüklükleri ifade eder. Hareket eden bir merminin namlu çıkış hızı ve atış açısı merminin hareketi için ne anlama geliyorsa n0 , n1 , n2gibi sayılarda benzer anlama gelir.Özdeş temel parçacık çiftleri arasında, parçacıkların özelliklerine bağlı olarak bize garip gelen bir iletişim kanalı vardır. Birbirlerinden haberdardırlar.İki temel parçacık etkileşerek tek bir kuantum durumu oluşturursa, bu iki parçacık aralarında bir bağ oluşturur. Buna kuantal bağ veya kuantum dolanıklık denir.Kuantal bağ, her iki parçacığın tek tek durumlarını belirleyen kuantum durumlarından bağımsız değildir. Örneğin iki elektron arasındaki etkileşme elektronları eksenleri etrafında zıt yönde dönme hareketi yapmaya zorlarsa, iki elektrondan oluşan sistem singlet durumdadır.Singlet durumu Elektronlardan biri saat ibreleri yönünde dönüyorsa diğeri de aynı yönde dönüyor demektir, yani tek bir dönme durumu var demektir. İki elektron arasındaki kuantal bağ, elektronlardan birini saat ibreleri diğerini tersi yönde döndüren etkileşme oluşturur. Atom çekirdeğini oluşturan nötron ve protonları, birbirine nükleer kuvvetler bağlar, bu kuvvet olmadan bağın oluşması olanaklı değildir. Görüldüğü gibi mikroskobik boyutlarda sistemi oluşturan parçacıklar arasında bir bağ oluşması için mutlaka bir etkileşme yani bir kuvvet alanı söz konusudur.Işık, foton dediğimiz ışıma enerjisi parçacıklarından oluşur. Bir ışık demeti akan bir foton nehri gibidir. Görünür ışık veya tüm elektromanyetik dalgalar elektrik ve manyetik alan şiddetinin dalga hareketi yaparak ilerlemesidir.Işığı meydana getiren elektrik alan şiddetinin titreşim doğrultusu o ışığın titreşim doğrultusunu belirler. Elerhangi bir ışıma yatay veya düşey eksen ile belli bir açı yapan her doğrultuda titreşebilir. Bir lazer demeti, bilinen bir kristal üzerine düşürüldüğünde tek bir foton yansıyarak bir foton çiftine ayrılır. Yansıyan foton çiftinin titreşim doğrultuları arasında 90° derecelik bir açı meydana gelir. Fotonlardan biri yatay eksen doğrultusunda titreşiyorsa diğeri düşey eksen doğrultusunda titreşir. Fotonun yansımadan önceki açısal momentumu yansımadan sonraki açısal momentumuna eşittir. Dönme açısal momentum ile ölçülür. Açısal momentum enerji gibi korunan bir büyüklüktür. Bir lazer demetinin kristal üzerinden yansıtmak gibi basit bir laboratuvar deneyi ile birbirlerine kuantal bağlı foton çifti elde edilir. Kristalden yansıtılan fotonun titreşim doğrultusunu ölçmek bu foton ile kuantal dolanık durumunda bulunan diğer fotonun titreşim doğrultusunu ölçmek anlamına gelir. EPR mantığı bu olgu üzerine inşa edilmiştir. Fotonlar için geçerli olan maddesel parçacık elektronlar için de geçerlidir, yani elektronlar arasında da kuantal bağlaşık durumlar elde edilir.Birbirlerinden ayrı uzay konumlarda bulunmalarına rağmen tek bir parçacıkmış gibi davranırlar.Foton ve elektron gibi mikroskobik parçacıkların veya taneciklerin kuantal dolanık olmaları, taneciklerin uzay ve zamanda aynı noktada bulunmaları olarak açıklanır. Kuantal bağın oluşması için zaman bir ana, uzay ise bir noktaya sıkışır. Bu cümleler size garip gelebilir. Zaman ardı ardına gelen anların bütünüdür. An ölçülebilecek en küçük zaman aralığıdır. Uzayın algılanması için mutlaka madde ve enerji içermesi gerekir, içinde hiçbir nesnenin ve enerjinin bulunmadığı bir uzay hiçliktir; tasavvuru mümkün değildir. Esasında göreli olmayan kuantum mekaniğinde zaman tektir. Kuantum bağlaşık olan her iki parçacık da aynı zamanı ölçer. Kuantal bağ durumunda bulunan bir foton veya elektron çifti arasında zaman ve konum üst üste çakışır. Parçacıklar arsında bir uzay-zaman tüneli oluşur. Bu tünel size çok garip gelen bir yapıya sahiptir, klasik fiziğin tanımladığı uzay koordinatları ve zaman ölçüsü ile anlaşılamaz. Klasik fizikte zaman geçmişten geleceğe doğru yek yönlü akar. Kuantal bağ durumu oluştuğunda zaman bükülür, geçmiş ile gelecek üst üste biner. Kuantal bağ durumunda bulunan bir foton veya bir elektron çifti arasındaki iletişim, çiftin zaman ve konum olarak çakışmış olmasının sonucudur. Çiftler bir paranın iki yüzü gibi, aralarında mesafeler olsa da tektirler.Uzay-zamanda böyle bir tünel, klasik fiziğin Öklidiyen koordinatlar (en, boy, yükseklik, birbirine dik üç eksenden meydana gelen koordinat sistemi, x, y, z gibi) ile belirlenen iki farklı uzay noktası arasında düşünülen tünelden farklıdır. Genel görelilik, uzayın geometrisini içinde bulunan madde ve enerjinin belirlediğini söyler. Bu kuramın gerçekliği çok sayıda deney ile doğrulandığına göre, söylediği doğrudur. Örneğin yerkürenin oluşturduğu ve bizim algıladığımız uzay birbirine dik üç eksen ile temsil edilir. İki nokta arasındaki uzaklık kesin olup bu iki noktayı birleştiren doğru parçasının uzunluğuna eşittir. Düzlem geometrinin temel aksiyomu yerkürenin oluşturduğu uzayın geometrisini ifade eder, yani bizlerin lise sınıflarında okuduğumuz geometridir. Üçgenlerin eşitliği Pisagor-Thales teoremleri, hep bu geometri içinde tanımlıdır. Bükülmüş bir uzayda, biri Ankara’da diğeri Andromeda galaksisi arasındaki iki nokta arasındaki uzaklık sıfırdır ve zaman aynıdır. Bu nedenle iletişim ani olarak meydana gelir.Zamanın mutlak olmadığı, onu ölçen gözlemcinin hızına bağlı olduğu deneyler ile kanıtlanmıştır. Çok yüksek hızlarda hareket eden bir nesnenin ölçtüğü zaman ile hareketsiz bir gözlemcinin ölçtüğü zaman aynı değildir. Özel görelik de zamanın deneylerde görüldüğü gibi mutlak olmadığını söyler. Genel görelilik ize uzayı, önceleri de sözünü ettiğimiz gibi, uzayın şeklini yani geometrisini içerdiği enerji miktarına bağlar. Enerji mutlak maddesel formda olmak zorunda değildir. Einstein ünlü E =MC² formülü madde ile enerjinin aynı bir fiziksel olduğunu söyler. Çok yüksek açısal hızlarda dönmekte olan içi boş bir silindir göz önüne alınız. Eğer dönme hareketinden kaynaklanan enerjisi yeteri kadar yüksek olursa, yani silindir geometri ekseni etrafında çok hızlı dönüyorsa, silindirin içinde, dışında algılanan uzaydan farklı bir uzay vardır.Böylesine hızlı dönmekte olan silindirin tepesinden, örneğin bir kum tanesini serbest düşmeye bırakın, tanecik dışarıda olduğu gibi düşey doğru boyunca yere değil, duvara doğru yönelen bir eğri boyunca hareket eder. Bunun anlamı silindirin içinde uzayın büküldüğüdür. İçi su dolu bir kovayı döndürdüğünüzde dönme hızı yeteri kadar yüksek ise, yatay bir düzlem olan su yüzeyi kenarlara doğru çekilerek kovanın ortasında bir çukur oluşturur, yani dönme enerjisi uzayı gererek şeklini değiştirir, yani büker. Artık su zerreleri bu eğik yüzey üzerinde hareket ederler. Nasıl manyetik alan kullanarak yerçekimi etkisiz hâle getirilip hava yastığı oluşturulup üzerinde vagonlara sürtünmesiz hareket ettiriyorsa, yani farklı bir uzay yaratıyorsa, dönmekte olan kova veya silindirlerde içerisinde bizim algıladıklarımızdan farklı uzay yaratırlar. NMR Görüntüleme sistemi diye bir açıklama yapılabilir. Görüntüleme silindirinin içi dışarıdaki uzaydan fiziksel özellikleri itibariyle farklı bir uzaydır. Örneğin orada ne internet kullanabilirsiniz ne de T V izleyebilirsiniz. Enerji ve uzay geometrisi arasındaki bağıntılar kuantum bağ durumunu açıklayabilecek bir uzay yapısı oluşturur.Kuantum bağ durumunu açıklayacak uzayın iki uzay-zaman noktası arasındaki uzay- zaman tüneli noktalar üst üste gelecek şekilde açılır. Kuantal dolanıklık böyle bir uzay-zamanın meydana gelmesi ile açıklanır. Ne elektronun kütlesi ne foton enerjisi uzay-zamanı bükerek iki ayrık noktayı üst üste getirecek enerji yoğunluğuna sahip değildir. Uzayın geometrisini enerji yoğunluğu belirler. Sadece elektronların kütle enerjisi göz önüne alınırsa, iki noktayı üst üste getiren bir uzay geometrisi elde edilemez.Şimdi bu mekanizmanın, yani uzay-zamanı bükerek iki ayrık noktayı üst üste getirecek enerji yoğunluğunu sistemin nasıl oluşturduğunu açıklayalım. Bir eksen etrafında dönme hareketi yapan elektronlar da içinde bulundukları uzayı bizim algıladığımız uzaydan farklı bir geometriye dönüştürür yani bükerler. Enerji elektronun dönme hareketinden kaynaklanır. İçi boş silindirlerin yüksek hız ile dönmelerinden kaynaklanan enerji uzayı nasıl bükerse, elektronların dönmesinden kaynaklanan enerji de uzayı büker. Sirklerde silindirin duvarlarında dönen akrobat motosikletçiler yer çekimine rağmen düşmezler. Bu motorun dönmesi ile ortaya çıkan enerjinin kütle-çekim kuvvetinden üstün olduğunu gösterir. Dönme hareketinin oluşturduğu yeni uzay-zamanda çift arasındaki uzaklık ve zaman farkı sıfıra düşer yani bir uzay-zaman tüneli açılır. Dönme hareketi yapan elektron çifti, sanki bir matkapla duvarı deler gibi, uzay-zamanı delerek elektron arasında bir süper tünel kazar. Uzayın sıfır uzunluktaki bir tünele dönüşmesi elektron çiftinin dönme hareketinden meydana gelen bizlerin dolaylı olarak varlığını algıladığı bir yapıdır. Bu nedenle aralarında ani bir iletişim meydana gelir. Tünelin çıkış ve giriş kapıları üst üste gelmiştir. Süper uzayda tek olan çifti bizler kendi uzay-zamanımızda farklı konumlarda bir çift gibi görürüz.Kara delikler maddesel yoğunluğun oluşturduğu süper kütle-çekim alanının uzayı bükmesi ile ortaya çıkan kozmik yapılardır. Enerjinin çok küçük bir hacim içinde yoğunlaşması ile meydana gelirler. Işık dâhil tüm enerji formlarını içine çeker, bu nedenle kara delik adı verilmiştir. Uzayın bükülerek kara delik oluşması sadece kozmik boyutlarda görülen bir doğa olayı değildir. Parçacık hızlandırıcılarında da benzer bir durum ortaya çıkar. Kuantal dolanık iki parçacık arasındaki bilgi bu tünelden geçerek iletilir.Fındık büyüklüğündeki bir taşı yukarı fırlatırsanız, bir miktar yükselir sonra geri döner. Aynı taşı sapan ile fırlatsanız biraz daha yükseğe çıkar, fakat yine geri döner. Kıtalar arası füzeler bile, belli bir yüksekliğe çıktıktan sonra geri dönerler. Geri dönüşün nedeni yerçekimdir. Gece karanlığında bir el fenerini yukarı doğru tutsanız ışık demeti yer çekimine hiç aldırmadan yükselir. Büyüklü küçüklü bütün taşları, devasa füzeleri, bombaları, dev uçakları, kendisine doğru çeken koskoca dünya, küçücük bir el fenerinden çıkan ışığa hâkim olamaz. Ancak dünyayı portakal büyüklüğünde bir hacim içine sıkıştırırsanız, kütle çekim alan şiddeti çok büyür; el fenerini filan dinlemez, yakınından geçen ışık demetlerini büker ve içine çeker. Artık dünya bir kara deliktir. Kara delikler, ışık da dâhil bütün enerji formlarını içine çeken ve karartan kozmik hortumculardır. Bir kara deliğin etki bölgesine girip çıkmak mümkün değildir.CERN deneyinde ışık hızına yakın hızlarda hareket eden proton demetleri alın alına çarpıştıklarında, teknolojinin bu güne kadar üretebildiği en yüksek enerjiye ulaşmaktadırlar. Proton boyutu bir metrenin katrilyonda biri kadardır. 27 km uzunluğundaki dairesel yörüngede dolanmakta olan proton için teknoloji zamanı durdurmuştur. Çarpışama anında enerji metrenin 1OO trilyonda biri kadar küçük bir boyut içine sıkışacaktır. Kuantum dolanık parçacıklarda da benzer bir olgu söz konusudur. Elektronun dönme hareketinden kaynaklanan enerji, kara delik uzayına benzeyen eğri bir süper uzay yaratır. Bu uzayda dönme enerjisinin açtığı tünel ile elektron veya foton çifti arasında kuantal bağ oluşturur. Süper tünel yolu ile aralarında ani iletişim gerçekleşir

Favorilerime Ekle
0

Tam olarak bahsettiğiniz gibi etki etmez. Öyle olsaydı lambalarımızdan çıkan ışık ile farklı yöntemler geliştirirdik.

Konunun tam olarak karşılığı, aynı kuantum durumunda olan sistemler için geçerli olmasıdır. Bu bir lazer gibi sistemde aynı anda oluşan foton veya bir nükleer malzemeden aynı anda çıkan iki radyoaktif parçacık olabileceği gibi, tek bir fotonun 50% geçirgen bir aynada iki farklı yolu aynı anda izleyecek bir mach-zehnder interferometresi de olabilir.

Eğer kuantum sistemleri ile yapılan deneyleri incelerseniz çoğusunun single photon üreteci ve yine single photon ölçümü yapan sistemler ile donatılmış olduklarını görebilirsiniz.

Yapılan ölçümler genellikle tekil foton ve polarizasyon ölçümlerine dayanmaktadır. Tekil elektron eldesi zor olduğu için pek kullanılmamakta, sadece çift yarık deneyi gibi istatistik tabanlı ölçümlerde kullanılmaktadır.

Bunlar dışında dolanıklılık durumu için eşfazlılık ve eşanlılık şarttır.

Favorilerime Ekle
1

Kaynaklar

  1. Faraday Mach Zehnder Interfeometresi
  2. University of Pittsburgh Kuantum Ölçüm Problemi
Cevap Ver
Bu soruya cevap vermek için lütfen
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

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
“Çocuklarımızın eğitim hayatlarının ilk yıllarını konuşmayı ve yürümeyi öğretmekle geçiriyoruz. Geri kalanını ise çenelerini kapatmak ve oturmalarını sağlamakla… Bu işte bir terslik var.”
Neil deGrasse Tyson
Geri Bildirim Gönder