Nobel Fizik Ödülünün 4 Ekim 2022 günü açıklandığı an.
Shubashree Desikan, thehindu.com’da 9 Ekim 2022’de yayımlanan haberinde, 2022 yılı Nobel Fizik Ödülünün araştırmacıların hangi araştırmaları için verildiğini açıkladı…
Bu Nobel Ödülünün Quantum Fiziğinin ‘dolaşık fotonlar’ (entangled photons) alanında, deney ve uygulama ortamında yapılan çalışmalar için verildiği daha önce duyurulmuştu…
Nobel ödülü bu yıl fizikçiler Alain Aspect (University of Paris-Saclay, Fransa), John F. Clauser (John F. Clauser and Associates, California, ABD); ve Anton Zeilinger (University of Vienna, Avusturya) ya, ‘Dolaşık Fotonlar’ üzerine gerçekleştirdikleri deneyler için verildi… Ödül verilmesinin kısa gerekçesi Bell Eşitsizliğinin ‘ihlali’ (violation of Bell inequalities) ve Kuantum Enformasyon Biliminde oynadıkları ‘öncü’ rolü için…!
Nobel Fizik Ödülü sahibi (ve baterist) Richard Feynman, 1970’li yıllarda, ‘Quantum Mekaniğini anladığını ileri süren, anlamadığını itiraf etmiş olur…’ mealinde bir söz söylemişti…! Bu sebeple, bizim için, bu yazıda geçen bazı kavramların anlatılması da, anlaşılması da fazlasıyla zor…! (Bu konuda, okuyucuyu bilgilendirme dışında, bir iddiamız da yok…!)
Einstein, 1930’lu yıllarda, Kuantum Dolaşıklığının varlığı hususundaki iddiaları anlamakta zorlanınca, ‘uzak mesafede acayip bir etkileşme’ (spooky action at a distance) mealinde bir söz söyleyerek, bir anlamda, ‘topu taca atmıştı’…!
Bu yıl ödülü paylaşan John Clauser ve Alain Aspect, Einstein’in dahi anlamakta ve kabullenmekte zorlandığı bu konuyu karmaşık deneyler yaparak daha anlaşılır kılmaya çalıştılar… Sonunda, ‘Dolaşıklığın/Dolaşmanın’, Kuantum Mekaniğinin gerçek bir özelliği olduğunu belgelediler…!
Araştırmacılar bunu ‘Bell Çifleri’ yaratarak/oluşturarak gerçekleştirdiler…(Okuyucu, burada açıklanmayan hususları İnternetten sorgulayabilir…)
Anton Zeilinger, bu ‘Dolaşıklık’ özelliğini ve ‘Bell Çiftlerini’ yaratıcı bir şekilde, hem araştırmalarında, hem de, ‘Kuantum hesaplamalarında’ (Quantum Computation) ve Kuantum Şifrelemede (Quantum Computation) kullandı…!
Klasik Mekanik, en basit seviyede, Newton’un hareket kanunlarıyla uyumlu olarak hareket eden/etkileşen sistemlerin dinamiğini inceleyen alandır… Birbiriyle etkileşen cisimlerin (ve parçacıkların) dinamiği Klasik Mekanik kullanılarak incelenebilir…Çok sayıda parçanın (örnek olarak, moleküllerin) etkileşmeleri güçlü istatistik teknikleri kullanılarak (İstatistiksel Mekanik) incelenebilir…diyor Desikan…
Haliyle, Kuantum Mekaniği ortaya atılıp, geliştirilmeye başlayınca, Newton’un Kanunları (bugünlerdeki ‘yaygın ve salgın’ söylemle) ‘değerini’ tamamen kaybetmedi… Tenis/Golf topunun hareketinden Marsa gönderilen roketlerin hareketlerine kadar, halen, fazlasıyla kullanılmakta…
Ancak, ışık taneciğinin (light quanta) hareketi gibi, ‘atom-altı parçacık dünyasına’ girilince Newton’un-elma yemekten başka-yapacağı bir şey kalmıyor…!
Kısaca, Klasik (Newton) Mekanik ‘Quantum Dünyasındaki’ olayları/etkileşimleri anlamaya ve açıklamaya yetmiyor…!
Daha da kötüsü, Quantum Mekaniğinin bazı öngörülerinin geçerliliği kalmıyor (invoked)…!
Quantum Mekaniğinin hatırlanması gereken mimarları arasında Max Planck, Albert Einstein, Erwin Schrodinger, Werner Heisenberg ve Niels Bohr öncelikli birer yer almakta…
Newton dünyasındaki parçacıkların (cisimlerin) hareketlerini/etkileşmelerini açıklayan konseptler, Kuantum Dünyasına girilince işlevsiz kalmakta (break down)… Bir örnek olarak, tenis topuna vurulduğunda, önceden tahmin edilebilen bir uçuş-yolu (yörünge; trajectory) izler…; bu yolu, önceden, hesaplama yoluyla, mükemmele yakın bir hassaslıkla hesaplamak mümkündür…Bu topun yörüngesinin her noktasında ve aynı anda, hızını ve momentumunu da hesaplamak mümkündür…
Ancak, Kuantum Dünyasında dolanan (veya titreşen) elektronların veya fotonların hareketleri düşünüldüğünde, gerçekte birer katı cisim/küre/top…olmayan bu cisimlerin belirli birer yörüngelerinden bahsetmek mümkün (ve anlamlı) olamamakta…! Bilim İnsanları, bu (varsayılan) parçacıkların birer ‘Dalga-gibi Kuantum Cisimcikleri’ (Wave-like objects) olduğunu söylüyor…!
Dolayısıyla, bu parçacıkların pozisyonlarını/konumlarını ve momentumlarını aynı anda belirleyebilme hassasiyetinin de bir sınırı mevcut…
Kuantum Sistemlerinin davranışıları Kalsik Sistemlerle karşılaştırıldığında, karşılaşılan önemli farklardan biri ‘Dolaşıklık Konsepti’…ki, bu yıl verilen ödülün ana konusuydu…
Desikan, bugünlerde, elektronik ekipmanda kullanılan transistörlerin Kuantum Mekaniği prensiplerini de kullanacak şekilde geliştirildiğini söylüyor… Halen geliştirilmekte olan lazerler de ışığın Kuantum Özelliğini dikkate alarak tasarlanmakta…!
Quantum Dolaşıklığı, iki kuantum parçacığının (örnek olark fotonun), birbirinden çok uzakta olsalar dahi, birbiriyle etkileşim içinde olabilme durumu… (Haliyle, bu ‘dolanıklık durumu’nun bilerek/isteyerek bozulması da mümkün…) Bu iki parçacıktan birinin durumu (state) ölçüldüğünde/belirlendiğinde, diğerinin durmu da bilinebilmekte… (Biraz…: Çantadaki eldiven sağ ise, kaybolmuş diğer aldivenin sol olduğunun bilinmesi…durumu…!)
Farklı renkte olup, ayrı kutulara konulan topları görmek için, bu kutulardan birini açan kişi, hem kutunun içindeki topun rengini, hem de, uzaktaki kutuda bulunan diğer topun rengini (renklerinin farklı ve ne olduğunu önceden bilerek) bilebilir… Ancak, Kuantum Mekaniği dünyasında, (kutu açılıp) gözlem yapıncaya kadar, kutulardaki topların rengini bilmek mümkün olamamakta…Kısaca, ker iki kutudaki topların rengi, kutu açılıncaya kadar, olası renklerin karışımı/süperpozisyonu olmakta…
Kutulardan biri açılıp, toplardan birinin rengi ortaya çıkınca, diğer topa bir ‘renk bildirimi’ (‘hidden variable’ bilgisi) mi gitmekte…?
Desikan, ‘Bell Eşitsizliği’ (Bell’s Inequalities) prensibinin burada devreye girdiğini söylüyor… Bell Eşitsizliği, iki senaryo arasında ayrım yaratmak için gerekli teorik veriyi sağlamakta…: Topun renginin belirsizliği tamamen bir ‘Kuantum Bilinmezliği’ (phenomenon) iken, diğeri ise, kutu açıldığında topun rengini belirleyenin ‘gizli değişkenler’ (hidden variable) olması…!
John Clauser ve Alain Aspect, bu kuantum özelliklerini test etmek ve, dolaşıklığın bir kuantum fiziği özelliği olduğunu ileri süren Bell Eşitsizliğini sağlamak için, çok üstün seviyede test düzenekleri hazırladılar…
Anton Zeilinger ise, ekibiyle birlikte, ‘Kuantum Teleportasyonu’ için, ‘kuantum dolaşıklık’ özelliğini kullandı…Bu, bilginin, gerçek bir madde-taşıması gerekmeden, bir yerden başka bir yere naklinin gösterilmesiydi…
Bu üç araştırmacı da, kuantum teknolojilerinin geliştirilmesine katkıları sebebiyle bu ödülü kazandılar…Araştırmacıların elde ettikleri bu bulguların ‘kuantum şifreleme’ (kuantum cryptography) ve kusursuz zaman ölçümünde kullanılması bekleniyor…
*
Peki…, canlıların ‘ışınlanması’…ne zaman başarılacak…?
Herhalde, birbirimize (yedi gün 24 saat) ‘yalan söylemeyi’ bıraktığımız zaman…!
(Ya da…hiçbir zaman…!)
Yararlanılan Kaynak:
HAVACILIK VE UZAY 
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.