Hollanda’da bulunan Delft Teknoloji Üniversitesi’nden araştırmacılar, bir atomun tam merkezinde kontrollü bir hareket başlatmayı başardılar. Atom çekirdeği ile atomun en dış kabuğundaki elektronlardan biri arasında etkileşim meydana getirdiler. Bu elektron, taramalı tünelleme mikroskobunun iğnesi kullanılarak kontrol edilebiliyor ve ölçülebiliyor. Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışma, kuantum bilgisinin çekirdeğin içinde dış müdahalelerden uzakta güvenli bir şekilde depolanması için umut veriyor.
Araştırmacılar, haftalar boyunca tek bir titanyum atomunu incelediler. Araştırmanın yürütücüsü Sander Otte: “Tam olarak söylemek gerekirse, bir Ti-47 atomu, doğal olarak bol bulunan Ti-48’den bir nötron eksik, bu da atomun çekirdeğini manyetik yapıyor.” Bu manyetizma, kuantum dilinde ‘spin’ olarak adlandırılır ve çeşitli yönleri gösterebilen bir tür pusula iğnesi olarak düşünülebilir. Spin‘in herhangi bir zamandaki duruşu, bir kuantum bilgi birimini temsil eder.
Bir atomun çekirdeği, yörüngede dönen elektronlardan oldukça uzakta, nispeten dev bir boşluğun içinde yer alır ve çevresinden habersizdir. Ancak bir istisna vardır: Son derece zayıf olan ‘Hiperince Etkileşim’ nedeniyle çekirdek spin’i elektronlardan birinin spin‘inden etkilenebilir.
Kısa süre önce bu konuyla alakalı doktorasını tamamlamış olan Lukas Veldman şöyle diyor: “Söylemesi yapmaktan daha kolay.” “Hiperince etkileşim o kadar zayıf ki yalnızca çok küçük, hassas şekilde ayarlanmış bir manyetik alanda etkili oluyor.”
Tüm deneysel koşullar sağlandıktan sonra, araştırmacılar bir gerilim darbesi kullanarak elektron spin‘ini dengeden çıkardılar. Bu işlemden sonra, her iki spin de mikro saniyenin çok küçük bir kısmı boyunca birlikte salındı. Bu durum “Tam olarak Schrödinger’in öngördüğü gibi” şeklinde yorumlandı. Araştırmalara ek olarak, gözlemlenen varyasyonları oldukça doğru bir şekilde yeniden üreten hesaplamalar gerçekleştirildi.
Nükleer spin, etkili çevre koruması nedeniyle kuantum bilgisini depolamak için umut verici bir seçenektir. Mevcut çalışma sayesinde bu uygulama daha da yakınlaşabilir. Ancak araştırmacıların ana motivasyonu bu değil. Araştırmanın yürütücüsü: “İnsanlar bu deney sayesinde artık maddenin durumunu akıl almaz derecede küçük bir ölçekte etkileyebilir. Bence bu bile tek başına bu çabayı haklı çıkarıyor.” diyor.
Haberin Kaynağı:
- https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240912135652.htm
- https://www.tudelft.nl/en/2024/tnw/quantum-researchers-cause-controlled-wobble-in-the-nucleus-of-a-single-atom
Haberi Derleyen: Ennur Saygı
Benzer Haber Yazılarımıza Göz Atabilirsiniz;
