Geoffrey Penington’ın yüksek lisans öğrencisiyken yaptığı devrim niteliğindeki çalışma, kuantum bilgi alanına ivme kazandırdı. Geoffrey Penington çocukken Brian Greene’in The Elegant Universe adlı kitabı onu teorik fizikle tanıştırdı. Penington, kitabın incelediği konulardan çok etkilendiğini ve bunlar üzerinde çalışmanın ne kadar ilginç olacağını düşündüğünü hatırlıyor. Ancak bunu yapabileceğini hiç hayal etmemiş. Hayal etmek harikaydı, ama her zaman sonunda başka bir şey yapacağımı varsaydım, diyor.
Penington, 2024 APS George E. Valley, Jr. ödülüne layık görüldü. Kuantum yerçekimi üzerine yaptığı devrim niteliğindeki çalışmaları onuruna APS tarafından 2024 APS George E. Valley, Jr. ödülüne layık görüldü.
Ödül her yıl, olağanüstü bir başarıya imza atmış ve alanında önemli bir etkiye sahip olduğu düşünülen genç bir bilim insanına veriliyor.
Penington, eğlenceli olduğu ve bir işi olduğu sürece, teorik fiziğe olan ilgisinin peşinden gitmeyi tercih etti. Bu onu Stanford Üniversitesi’nde Patrick Hayden liderliğindeki kuantum bilgi bilimi üzerine çalışan gruba getirdi. Penington burada doktora öğrencisiyken çok iyi bilinen kara delik bilgi ikilemine yeni bir bakış açısı getirerek adından söz ettirdi.
Penington’a göre Stephen Hawking 1970’lerde kuantum mekaniğini kara deliklere uyguladığında izole bir kara deliğin buharlaşmadan önce enerji yayacağını keşfetmişti.
Bu şaşırtıcı olmasa da Penington, Hawking’in hesaplamasının son derece garip olduğuna dikkat çekiyor çünkü kara delikten kaçan radyasyonun kütlesiyle ya da daha spesifik olarak kara deliği oluşturan maddeyle hiçbir ilgisi olmadığını ima ediyor gibi görünüyor. Radyasyonun son durumuna bakarsanız maddenin orijinal durumunu tersine mühendislikle belirleyemezsiniz.
Bu paradoks on yıllar boyunca teorisyenleri şaşırttı. Hiç kimse Hawking’in hesaplamasında bir hata ya da eksik bileşen tespit edemedi. Bununla birlikte Penington, bir sistemin nihai durumunun başlangıç durumundan bağımsız olduğu fikrinin bilinen diğer tüm fizik yasalarını ihlal ettiğini iddia etmektedir.
Mekanizma bilinmese de, bilim insanlarının çoğunluğu sonunda kara deliğe ilişkin bilgilerin korunması gerektiği konusunda hemfikir oldu. Ardından, 2019’da, arXiv’de aynı gün bir miktar çözüm sağlayan iki ayrı yayın yayınlandı: biri tek yazarlı Penington tarafından, diğeri Ahmed Almheiri ve diğerleri tarafından.
Hawking’in hesaplaması, daha sonra Journal of High Energy Physics dergisinde yayımlanan makalelerde daha ayrıntılı olarak rapor edildi. Sonuç, güvende tutulan bilgilerle uyumluydu. Yaklaşık altı ay sonra Penington bir takip çalışmasında bu tür verilerin bir uzay-zaman solucan deliği aracılığıyla saklanabileceğini gösterdi. Berkeley’deki California Üniversitesi’nde yardımcı doçent olarak doktora tezi ve şu anki araştırması bu çalışmalara dayanmaktadır.
Penington teorik çalışmayı sevmiyor gibi görünüyor, ancak boş bir sayfaya bakmak da istemiyor. İnsanlarla kara tahta başında sayısız konuşma yapmanın fikir ürettiğini iddia ediyor. Siz onlara bir şeyler anlatıyorsunuz, onlar da size bir şeyler anlatıyor.
Ayrıca, düşüncelerin bilinçaltına sızmasına izin vermenin faydalı olduğunu, ancak her zaman doğru zamanlarda olmadığını keşfeder. Penington, teorisi işe yararsa, ilk ufuk açıcı makalesi ile sonuçlanan aydınlanmayı yaşadığında gerçekten işe yarayacağını biliyordu. Arkadaşlarıyla çıktığı bir aylık tatil sırasında dikkatinin aşırı dağılmasını engellemeye çalışmış, ancak kısmen başarılı olmuştur. Bunun şimdiye kadar düşündüğü en ilgi çekici fikir olduğunu iddia ediyor.
Penington teorik fiziğin cazip yönünü “basit, açık fikir” olarak ifade eder. Doğayı açıklayan iki teori olduğuna göre, genel olarak tek bir açıklama olması gerektiğini iddia ediyor. Ona göre, kendi içinde tutarlı bir dizi yasanın ya da kozmosun temel kodunun keşfedilmesi insanlık için devrim niteliğinde olacaktır.
Süreç, Planck ölçeğinde çarpışan parçacıklar gibi deneysel verilerle hızlandırılabilir, ancak Penington’a göre ilk adım matematiksel olarak anlamlı, tutarlı ve kapsamlı bir teori bulmaktır. Bu noktaya ulaşmak, en iyisi olmasa bile yine de bir atılım teşkil edecektir.
Penington teorisyenlerin bu noktaya gelebilmek için kendilerini geliştirmeleri gerektiğini söylüyor. Geleneksel anlatı, yerçekimi ve kuantum fiziğini birleştirmenin, gerçekten temel durumlar dışında, özellikle etkili olmadığını ve tüm bunları anlamlandırmak için sicim teorisi veya ilgili bir kavramın gerekli olduğunu savunuyor. Dahası, son on yılda yerçekiminin ne kadar çok şey öğrendiği bizi hayrete düşürdü” diyor. Eninde sonunda bu sofistike kavramlara ihtiyaç duyacağımıza inanıyor, ancak “daha fazlasını öğrenmek için sadece yerçekimini kullanırken bunun beklemesi gerektiğini düşünüyorum.”
Penington bu arada kuantum kozmolojisini yakından izliyor. Kara deliklerle ilgili yeni keşiflerin bize kozmik ufuklar ya da Büyük Patlama hakkında neler söyleyebileceğini hep merak ediyor. Önümüzdeki on yıl içinde gerçekleşebilecek en ilginç şeyin kuantum yerçekimi ve kozmoloji anlayışımızda gerçek bir atılım olabileceğini öne sürüyor.
Penington, yazı tahtası başında ya da ofiste iş arkadaşlarıyla etkileşim halinde olmadığı zamanlarda genellikle kaya tırmanışı, kayak, trekking ya da rüzgar sörfü gibi bir açık hava etkinliğine katılıyor. Fizik okumanın ve açık havada vakit geçirmenin her ikisinin de cazip olduğunu söylüyor. Doğanın bir parçası olma hissi, ama aynı zamanda keşif heyecanı ve ne keşfedebileceğinize dair belirsizlik. Bunun gerçekten heyecan verici bir niteliği var.
Kaynak: https://www.aps.org/publications/apsnews/202311/valley.cfm
