1920’lere gelindiğinde, çoğu fizikçi için klasik mekanik ile atomların dünyasın anlaşılamayacağı konusunda birleşmişlerdi. Albert Einstein tarafından daha da geliştirilen “kuanta” kavramını klasik mekanik açıklamıyordu. Bu netleşmişti. Kuanta kavramı Max Plnanck tarafından önerilmişti. Özellikle de ilk olarak Planck tarafından önerilen ve fotoelektrik etkiyi açıklamak için tam olarak tanımlayamayan bu nesnemsi şey çok baş ağrıtıyordu.
Fizik ilmi çok büyük çalkantılar yaşıyordu. Kuantum teorisinin ortaya çıkmasına yol açacak şekilde yeniden inşa edilmek zorundaydı artık.
Werner Heisenberg, Niels Bohr ve teorinin oluşturulmasına yardımcı olan diğerleri, bir atomun davranışının belirli ayrıntılarını tartışmanın anlamlı bir yolu olmadığında uzun süre ısrar etmişlerdi.
Örneğin, bir atomun bir kuantum ışık yayacağı asla tahmin edilemezdi. Ancak Einstein, bir zamanlar meşhur “Tanrı zar atmaz” dediğinde bu doğuştan gelen belirsizliği asla tam olarak kabul edemiyordu etmedi de.
Einstein’ın kabullenmemesi ve dalga fonksiyonunun mucidi Erwin Schrödinger’den de destek buldu. Schrödinger bir keresinde kuantum mekaniği hakkında “Bundan hoşlanmıyorum ve bununla bir ilgim olduğu için üzgünüm” demişti. Artık fizikte yeni bir çağ başlıyordu.
1935 tarihli bir makalede Einstein, Boris Podolsky ve Nathan Rosen, kuantum mekaniğinin tam bir fiziksel teori olmadığını iddia etmek için bir düşünce deneyi başlattılar. Bu düşünce deneyi bu üç bilim insanının isimlerinin baş harflerinden türetiliyordu.
Bugün “EPR paradoksu” olarak bilinen düşünce deneyi, kuantum teorisinin doğuştan gelen kavramsal zorluklarını göstermeyi amaç edinmişti.
Dolanık bir kuantum sisteminin bir parçacığı üzerinde yapılan bir ölçümün sonucunun, iki parçanın uzaklığından bağımsız olarak başka bir parçacık üzerinde anlık bir etkiye sahip olabileceğini söyledi.
Kuantum mekaniğinin temel özelliklerinden biri de belirsizlik kavramıdır. Bir sistemin tüm klasik fiziksel gözlemlenebilir özellikleri, prensipte bile aynı anda kesin bir kesinlikle belirlenemez. Buna Heisenberg Belirsizlik ilkesi deniyor.
Bunun yerine, her ikisi de aynı anda bilinemeyen, örneğin konum ve momentum gibi birkaç gözlemlenebilir özellik kümesi olabilir. Kuantum mekaniğinin bir başka tuhaf özelliği de dolanıklık içinde bulunmasıydı.
Örneğin iki foton birbirine dolanırsa (yani daha sonra tek bir dalga fonksiyonuyla tanımlanabilmeleri için başlangıçta etkileşime girmelerine izin verilir) sonra bir kez ayrıldıklarında, yine de olacaklardır. Hala bir dalga fonksiyonunu paylaşacaklardır.
Dolayısıyla birinin ölçülmesi diğerinin durumunu belirleyecektir.
Örneğin, bir spin-down dolaşmış durumda, eğer bir parçacık bir spin-up durumunda ölçülürse, diğeri anında bir spin-down durumunda olmaya otomatikman zorlanır.
Buna “yerel olmayan davranış” deniyor. Einstein buna “uzaktan ürkütücü eylem” adını verdi. Göreliliğin temel ilkelerinden birini ihlal ediyor gibi görünüyordu. Çünkü bilgi ışık hızından daha hızlı iletilemez, çünkü bu kendini oluşturan sebebe tersti Einstein’e göre.
Tabii Einstein çeşitli deneylerin sonuçlarını tahmin edebileceğini de kabul ediyordu.
Sadece teorinin felsefi yorumlarından rahatsız oldu ve EPR paradoksu nedeniyle kuantum mekaniğinin eksiksiz bir doğa teorisi olarak kabul edilemeyeceğini savundu.
Einstein, gizli değişkenlerin varlığını öne sürdü. Sürekli her şeyi olağanüstü bakış açısıyla kalıpları kırarak yorumlar da yapıyordu.
Sistemin henüz bilinmeyen yerel özellikleri, ve tutarsızlığı hesaba katmalıyız diyordu.
Böylece anlık bir ürkütücü eylem gerekli olmayacaktı.
Bohr bu görüşe şiddetle karşı çıktı ve kuantum mekaniğinin çok daha katı Kopenhag yorumunu savundu.
İki adam, özellikle 1927 ve 1930’daki Solvay Konferanslarında, konu hakkında sık sık tutkuyla tartıştı. Her ikisi de yenilgiyi kabul edecek görünmüyordu. Bu arada bu konferansa katılanların tüm katılımcıların yaptıkları çalışmaları ve hayat hikayelerini daha önce yayınlamıştık.
Einstein ve meslektaşları orijinal EPR makalelerini yayınladıklarından beri sayısız teorik ve deneysel gelişme oldu.
Bugün çoğu fizikçi, sözde “paradoks”u, kuantum mekaniğinin klasik fiziği nasıl ihlal ettiğinin bir kanıtı olarak görüyor. Einstein’ın başlangıçta amaçladığı gibi, kendisi temelde kusurludur.
Ancak makalede, ölçüm süreçlerinin temelde klasik olmayan özellikleri açığa çıkararak kuantum mekaniği anlayışımızı derinleştirmeye yardımcı olduğu iddia ediliyor.
Bu makaleden önce, çoğu fizikçi ölçümü, doğrudan ölçülen sisteme uygulanan fiziksel bir bozulma olarak görüyordu.
Bir elektronun konumunu belirlemek için ışık tutmak elektronu bozar ve belirsizlikler üretirdi.
EPR paradoksu, uzaktaki dolanık bir parçacık üzerinde bir ölçüm gerçekleştirerek, bir parçacık üzerinde doğrudan bozulmadan bir “ölçüm” yapılabileceğini gösterir. Günümüzde kuantum dolanıklık birçok ileri teknolojinin temelini oluşturmaktadır. Kuantum kriptografisinde dolanık parçacıklar, bir dinleyici tarafından iz bırakmadan yakalanamayan sinyalleri iletmek için kullanılır.
İlk uygulanabilir kuantum kriptografi sistemleri halihazırda birkaç banka tarafından kullanılıyor (makalenin yayın tarihini düşünürsek, 2005 yılında yayınladığı çok şey ifade edecektir).
Ve gelişen kuantum hesaplama alanında paralel olarak hesaplama hesaplamaları yapmak için dolanık kuantum durumları kullanılır.
Böylece bazı hesaplama türleri klasik bilgisayarlar kullanılarak mümkün olandan çok daha hızlı yapılabilir.
Kaynak: aps.org/publications/apsnews/200511/history.cfm
