Fizikçiler bir fotonu aynı anda ileri geri hareket ettirdiler

Chris Young

Tarihte ilk kez, bilim adamları ışığın zamanda aynı anda ileri geri hareket ediyormuş gibi görünmesini sağladılar.

Livescience sitesinde yayınlanan bir araştırmaya göre, uluslararası bir bilimsel grup tarafından kullanılan yeni bir prosedür, yeni kuantum hesaplama teknikleri oluşturmaya yardımcı olabilir ve bilim adamlarının kuantum yerçekimini daha doğru bir şekilde anlamalarına olanak sağlayabilir.

Deney başarılı oldu çünkü kuantum mekaniği anlayışı can sıkıntısı dünyasının bir parçasını oluşturan iki prensibi birleştirdi.

‘KUANTUM ZAMAN DÖNÜŞÜMÜ’ NEDİR?

İki bağımsız bilim insanı grubu, deneylerini birlikte yürüterek, bir fotonun aynı anda hem ileri hem de geri durumda bulunduğu, “kuantum zaman çevirme” adını verdikleri bir tekniği uygulamayı başardılar.

Temel olarak bu sonuca, kuantum mekaniğinin her iki unsuru olan ‘kuantum süperpozisyonu’* ve ‘yük, parite ve zaman tersinmesi’ (CPT) simetrisi birleştirilerek ulaşıldı ve özet olarak, atomların ve atom altı parçacıkların fiziksel özelliklerini belirlediler.

İlk ilke, kuantum süperpozisyonu, küçük parçacıkların gözlemlenene kadar birkaç farklı durumda var olduğunu söyleyen bir olgudur; İkincisi, CPT, parçacıkları içeren rastgele bir sistemin, yükleri, uzamsal koordinatları ve hareketleri kelimenin tam anlamıyla tersine dönse bile, tam olarak fiziksel maddeye tabi olacağını belirten bir ilkedir.

Süperpozisyon ünlü bir düşünce deneyi olan ‘Schrödinger’in kedisi’ ile tanımlanır. Deneydeki varsayımsal kedi, gözlemlendiği anda hem canlı hem de ölü olarak kabul edilir, çünkü yaşam süresi, hem gerçekleşen hem de gerçekleşene kadar olmayan rastgele bir atom altı olaya bağlıdır.

Her iki grup tarafından yapılan ikiz deneylerinin sonuçları, 31 Ekim ve 2 Kasım tarihlerinde hakemli iki gazetede yayınlandı.

Yeni deneyler, birleşik bir kuantum yerçekimi teorisinin yolunu açabilir

FİZİKTE BÜYÜK BİR SORUNUN ANALİZİNE KATKI SAĞLAYACAK

Bilim adamları deneyleri sırasında, aynı anda ileri ve geri hareket etmesini sağlamak için bir ışık parçacığı olan bir fotonu süperpozisyona yerleştirdiler.

Bunu başarmak için, her iki grup da bir fotonu iki farklı yolun üst üste bindirildiği bir kristal boyunca böler. Fotonun polarizasyonunu, yani uzayda işaret ettiği konumu değiştirerek gerçek zamanlı olarak zamanda geriye doğru hareket etmesini sağlamak için başka bir yol icat edildi ve üst üste binen foton kristal içinde düzenli bir şekilde hareket ediyor.

Daha sonra, bilim adamları üst üste binen fotonları başka bir kristalin üzerine taşıyarak onları tekrar ortaya getirdi. Ardından, foton polarizasyonunu ölçtüler ve bir kuantum girişim modeli buldular. Bu açık ve koyu çizgi deseni, ancak foton aynı anda her iki yönde hareket ederse mümkün olabilirdi.

Bulguları, kuantum hesaplama alanında daha gelişmiş bir süreci mümkün kılabilir; çünkü bilim adamları, zamansal çevirilerinin, her iki tarafta da eşzamanlı hesaplamalara izin vermek için tersinir mantık kapılarıyla birleştirilebileceğini kanıtladılar. Ayrıca araştırma, genel görelilik teorisini kuantum mekaniğinin unsurlarıyla birleştiren birleşik bir kuantum yerçekimi teorisi arayışındaki ilerlemelerin yolunu açarak, bilim camiasının kuantum mekanik dünyasını daha iyi anlamasına da katkıda bulunabilir.

* Süperpozisyon, foton, fonon, elektron vb. gibi parçacıklar için geçerli olan bir duruma verilen isimdir. Bir parçacığın kuantum halinin aynı anda farklı hallerde olabilmesi demektir.

Yepyeni makale, İlginç Mühendislik sitesinden alınmıştır. (Çeviri: Tarkan Tufan)