1920’lerden bu yana, bazı kuantum fenomenlerinin ve etkilerinin mikroskobik ölçekte meydana geldiğini ve Newton fiziği, Maxwell’in elektromanyetik ve Einstein’ın yerçekimi tarafından sağlanan klasik Doğa açıklamasının tamamen doğru olmadığını biliyoruz. Bunların birçoğu son derece saçma ve mantıksız görünmektedir, ancak varlıkları deneylerle tamamen doğrulanmış ve kuantum fiziğinin doğruluğunu göstermiştir.
Bir parçacığın aynı anda birden fazla durumda bulunabileceğini ileri süren süperpozisyon ilkesi, kuantum teorisinin temel taşlarından biridir. Örneğin, aynı anda iki farklı yolda seyahat edebilir.
Bu, iyi bilinen çift yarık deneyinin sonucunu açıklar: bir elektron bir ekrandaki iki yarıktan aynı anda geçtiğinde, arkasındaki plakada bir girişim deseni oluşur, tıpkı bir ekrana elektromanyetik, su veya başka herhangi bir dalga çarptığında olduğu gibi.
Dolanıklık, kuantum dünyasında imkansız gibi görünen bir başka olaydır. Bu ifadenin arkasındaki fikir, iki ya da daha fazla parçacık etkileşime girmişse, birbirlerinden keyfi olarak uzakta olsalar bile birbirlerini ve bu karşılaşmanın ayrıntılarını hatırlamaya devam edecekleridir. Bir parçacığın durumunu değiştirmenin diğerlerinin durumunu anında değiştirmesi daha da şaşırtıcıdır; Albert Einstein buna “uzaktan ürkütücü faaliyet” adını vermiştir.
Manyetik Dolanıklık
Dolanık parçacıkların etkileşimi yerçekimsel olsaydı ne olurdu? sorusu dolanıklıkla ilgili ilgi çekici bir konudur. Rusya’daki Otomasyon ve Elektrometri Enstitüsü’nde görevli bilim insanı Aicham M. Rostom, bu soruyu ele almak amacıyla iki parçacığın yerçekimsel etkileşiminin birbirleriyle dolanıklıkları üzerindeki etkisini araştıran bir deney sundu.
Bu konu önemli ve zorludur, çünkü araştırmacılar tüm çabalarına rağmen yerçekiminin kuantum tanımını henüz keşfedememiş ve kuantum etkilerindeki işlevini bir sır olarak bırakmışlardır.
Rostom’un bir e-postada belirttiğine göre, temel fizikte uzun süredir devam eden bir sorun, kuantum mekaniği ve genel göreliliğin uyumlu bir çerçeveye nasıl entegre edileceğidir.
Birçok fizikçi bir kuantum kütleçekim teorisinin geliştirilmesinin evrenin yaratılışını ve genel görelilikteki uzay-zaman kavramını anlamamız üzerinde önemli bir etkisi olacağını düşünüyor.
Rostom, Progress of Physics dergisinde yayımlanan çalışmasında çift yarık deneyinden daha karmaşık ama bazı açılardan benzer bir deney düzeneğini araştırdı. Bu varsayımsal senaryoda, iki parçacık aynı anda iki farklı yörüngede ilerlerken yerçekimi nedeniyle birbirlerine temas etmektedirler.
Bilim adamı, yerçekiminin iki parçacığın birbirine dolanmasına nasıl neden olacağına dair bir varsayımda bulunarak fark edilebilir girişim desenine ulaştı.
Klasik olarak, kuantum özellikleri iyi belirlenmiş olan iki yük arasındaki elektromanyetik etkileşimin, iki kütlenin yerçekimsel çekimiyle son derece benzer olduğu gerçeğine dayanıyordu.
Araştırmacı, yerçekiminin de benzer şekilde dolanıklığa neden olduğunu ve bu eylemin matematiksel formülasyonunun çok benzer olduğunu varsaydı. Deneyin tahmin ettiği sonuçları göstermesi için yerçekimsel dolanıklık tanımının doğru olması gerekir. Deneyin farklı bir sonuç vermesi, kütleçekimsel dolanıklığın daha incelikli olduğunu ve kuantum kütleçekimi üzerine daha fazla teorik araştırma yapılması gerektiğini gösterecektir.
Bazı doğal süreçlerin parçacıkların kütleçekimsel etkileşimine benzediği göz önüne alındığında, Rostom iddialarını daha basit deneyler kullanarak test etmenin bile mümkün olabileceğine inanıyor.
“Rostom, “Makalenin sonuçlarının deneysel olarak doğrulanması için bir kuantum simülasyonu yeterlidir. Böyle bir simülasyonda mikro ölçekli parçacıkları fotonlarla ve yerçekimsel etkileşimi optik Kerr etkisiyle değiştirerek dolaşıklığın interferometrik [analizini] yapabiliriz.
Yazar, araştırdığı kütleçekimsel dolanıklığın teorik değerinin yanı sıra birçok pratik uygulamaya da sahip olabileceğini düşünüyor. Örneğin, uzamsal olarak ayrılmış nesnelerin etkileşimi olan yerel olmama gibi temel kuantum mekaniksel etkilerin test edilmesinde, kuantum kriptografinin etkinliğinin artırılmasında, tam ve mükemmel kuantum ışınlanmasının araştırılmasında ve bilim ve teknolojinin diğer birçok alanında faydalı olabilir.
Teorik çalışmanın geleceğine ilişkin olarak fizikçi, incelediği kuantum mekaniksel etkiyi içerecek şekilde uzayzamanın genel rölativistik tanımının revize edilmesinin, eksiksiz bir kuantum yerçekimi teorisinin oluşturulmasına yönelik önemli bir adım olacağını iddia ediyor.
Kaynak: advancedsciencenews
