Dartmouth ve SUNY Polytechnic Institute araştırmacılarının yaptığı bir araştırmaya göre, İtalyan fizikçi Ettore Majorana, elektronların yarıya bölünebileceğinin keşfinin temelini atmıştı. Bundan yaklaşık bir yüzyıl sonra, araştırmacılar aynı zamanda bölünmüş fotonların da var olabileceğini tahmin ediyorlar. Işığın yapı taşlarının önceden bölünemez formda var olabileceği bulgusu temel anlayışı oluşturmuştur. Bu makalemiz de “Fotonlar Bölünebilir” olgusu anlatılmaya çalışılmaktadır.
“Majorana Bozonu” Olarak Bilinen Bölünmüş Foton
Fizik Profesörü James Frank ve araştırmacı Lorenza Viola, “Bu, ışığı mümkün olduğuna inanılmayan dair büyük bir paradigma değişikliğidir” dedi. Onu başka bir açıdan da nasıl anlamamız gerektiğini de ortaya çıkarmaktadır.
“Yalnızca yeni bir fiziksel varlık bulmakla kalmadık, aynı zamanda kimsenin var olabileceğine inanmadığı bir şeydi.” diye de açıklamalarına devam ediyor.
Sıvı suyun belirli koşullar altında buza veya buhara dönüşmesine benzer şekilde, araştırma ışığın farklı bir fazda da var olabileceğini gösteriyor.
Yani fotonların iki ayrı yarı olarak göründüğü fazdan bahsediliyor. Viola, “Su, sıvı veya katı halinden bağımsız olarak sudur. Sadece çevresel etmenlere bağlı olarak fiziksel davranışı da farklı olabilmektedir.” dedi. Işık anlayışımıza da bu şekilde yaklaşmamız gerekiyor. Madde gibi farklı aşamalarda var olabilir. ”
Fiziksel olarak ayrılabilen parçalar yerine, bir fotonun her bir yarımı bir madalyonun farklı yüzlerine benzer şekilde davranış göstermektedir.
İki farklı parça bir bütünü oluşturur, ancak bunlar ayrı birimler olarak tanımlanabilir ve işlev görebilirler. Dr. Vincent Flynn, “Her foton, iki farklı yarının toplamı olarak düşünülebilir” dedi.
Makalenin ilk yazarı şöyle demekte. “Bu yarıları birbirinden izole etmek için koşulları belirleyebildik.”
Araştırma, fiziğin temellerine dayanmaktadır. Parçacıklar iki farklı tiptedir. Bunlar fermiyonlar ve bozonlardır. Elektronlar gibi fermiyonlar, her ne pahasına olursa olsun birbirlerinden ayrılarak yalnız olma eğilimindedir.
Fotonlar gibi bozonlar da bir araya toplanma eğilimindedir. Bu nedenle, araştırmacıların bozonları bölmenin aşılmaz bir görev olacağını varsaymaları da doğal oluyordu.
Dartmouth teorisi, birbirine bağlanmış ve kuantum ışık paketleriyle doldurulmuş, enerji sızdıran ve yayan boşluklara dayanmaktadır.
Araştırma, parçacık yarılarının böyle sentetik bir platformun kenarlarında göründüğü sonucuna ulaştırıyor.
Majorana Bozonu Keşfedildi
Yani bir anlamda “Majorana Bozonu Keşfedildi” sonucuna ulaşmış oluyordu.
Flynn, “Keşfimiz, Majorana bozonlarına ev sahipliği yapan daha önce bilinmeyen, ışık ve maddenin topolojik bir aşamasının var olabileceğine dair ilk ipucunu sağlıyor” dedi.
Teorik bulgu, 1937’de Majorana fermiyonları olarak bilinen nötr, elektron benzeri parçacıkların varlığına ilişkin tahmine dayanmaktadır.
2001’de araştırmacılar, belirli süper iletkenlerde elektronların gerçekte nasıl yarıya indirilebileceğine dair belirli bir süreç önerdiler. Ancak foton şimdiye kadar bölünmez kalmıştı.
Araştırma ekibine göre, Majorana bozonları Majorana fermiyonlarının uzak akrabaları olarak görülebilir.
Fizik Yrd. Doç. Emilio Cobanera, “Fermiyonlar ve bozonlar, fizikte olabilecek iki şey kadar farklıdır” dedi.
“Aslında, parçacıklar birbirlerinin çarpık görüntüleridir. Majorana fermiyonlarının varlığı, Majorana bozonunun lunapark aynasında bir yerde saklandığına dair ana ipucumuzdu.”
Majorana bozonunun doğrulanması, foton yarılarını gözlemleyen bir laboratuvar deneyi gerektirecektir. Ünlü Higgs bozonunu tespit etmek için inşa edilen devasa yapıların aksine, bir masa üstünde foton yarılarını tespit etmek için bir deney yapılabilir. Böyle bir deney, mevcut veya yakın vadeli teknolojileri kullanabilir.
Ekip, Majorana bozonlarının deneysel kusurlara karşı dayanıklı olduğunu ve farklı imzalarla tanımlanabileceğini buldu.
Bulguların nasıl uygulanabileceğini tahmin etmek zor olsa da, bu özellikler yeni tür kuantum bilgi işlemcilerinin, optik sensörlerin ve ışık yükselticilerinin geliştirilmesini destekleyebilir.
Yani her zaman olduğu önce fizikçiler çalışmalarını gerçekleştiriyorlar. Uygulama alanlarına bu teni olguların geliştirilmesi için de fırsat sunuyorlar.
Yapılan araştırma ayrıca madde ve ışığın yeni, egzotik bir evresini ortaya çıkarmanın yolunu da göstermektedir.
Viola, “Bu keşfi yapabilmek için uzun süredir devam eden katı bilimsel bilgilere meydan okumamız ve gerçekten kalıpların dışında düşünmemiz gerekiyordu” dedi. “Daha önce bölünemez olduğu düşünülen bir şeyi böldük ve ışığa bundan böyle asla aynı şekilde bakmayacağız.”
Geçekten bundan sonra da yapılan deneysel çalışmalar bu sonucu ortaya çıkarırsa, artık bu yeni olgunun kanunlaşma sürecine girmeye başladığını söyleyebiliriz.
Kaynak: physorg
