Mesafeler Arası Korkunç Olay

İçerik Yazarı: Neslihan Sandıkcı

Editör: Elif Nur Öztürk

Tasarım: Sudenaz Şencan

Çocukluğunuzda hiç en yakın arkadaşınızla sizden başka kimsenin anlamasının mümkün olmadığı gizli  bir dil oluşturdunuz mu? Sadece ikinizin bildiği ve kimsenin çözemeyeceği bir dil... Tahmin ediyorum ki pek çoğunuz bu soruya “evet” yanıtını verdi. Peki ya bu gizemli dil, sadece biz insanlarla sınırlı değil, geniş, çok daha geniş bir alanda; evrendeki kuantum parçacıkları arasında da varsa? 

2022 Nobel Fizik Ödülü tam da bu alanda cevap arayan bir araştırmaya verildi: “Kuantum dolanıklık mümkün mü?” Konunun detaylarına inmeden önce gelin bu kavramı biraz inceleyelim. Basit haliyle “sonsuz küçüklükte ve boyutsuz birer matematiksel nokta” olarak tanımlayabileceğimiz kuantum parçacıkların büyüklüğü 2 ila 10 nanometre arasında değişkenlik gösterir. Peki bu kadar küçük ölçeklerle  ifade edilen bu parçacıklar klasik fizik ile mi araştırılır? Tabi ki de hayır. Makro evrende sorunsuzca işleyen klasik fizik ne yazık ki mikro evrende geçersiz kalır. Ne yazık ki diyorum çünkü kuantum fiziğinin hayatımıza kattığı ve katacağı tüm gelişmelere rağmen hala bu sır dolu evrenin  çok küçük bir kısmını keşfedebildik. Umuyoruz ki bu evrende biz de birer kaşif olalım! Nerde kalmıştık? Evet, kuantum dolanıklık! Kuantum fiziğinde eğer iki kuantum parçacığını bir araya getirir ve etkileşmelerini sağlarsanız dolanık iki parçacık elde etmiş olursunuz, yani başta birbirinden farklı iki dalga fonksiyonuna sahip olan parçacıklar artık tek ve ortak bir  fonksiyonla tanımlanır. Buraya kadar her şey normal, işte işler bundan sonra biraz ilginçleşmeye başlıyor. Şimdi dolanık hale getirdiğimiz ve süperpozisyonda bulunan bu iki parçacığı alalım ve birbirlerinden binlerce ışık yılı uzakta olacak iki farklı Ave B noktalarına gönderelim. Daha sonra bu deneyi gerçekleştiren iki bilim insanından önce A parçacığını ve hemen ardından B parçacığını gözlemlemelerini ve sonuçları not almalarını isteyelim. Deney kaç defa tekrarlanırsa tekrarlansın sonuç hep aynı ;A parçacığı hangi spinde dönüyorsa B her zaman onun tersi spinde dönüyor. Asıl soru ise şu: dolanık olan bu iki parçacık nasıl oluyor da ışık hızında hareket ediyor olsalar bile ancak binlerce yıl sonra birbirlerinden haber alabilecek olmalarına rağmen anında ve her seferinde doğru şekilde bilgi aktarabiliyor? Einstein’ın “spooky action at a distance (mesafeler arası korkunç olay)” olarak tanımladığı bu olayın sebebi 1935’te kendisi, Boris Podolsky ve Nathan Rosen tarafından EPR paradoksuyla açıklanmaya çalışıldı. Einstein’ın burada karşı çıktığı, kuantum dolanıklığının kendisi değildi. Aksine o da bu gerçeği kabul ediyor ama tüm bu gizemin içinde unutulan, gözden kaçırılan bir değişkenin varlığını ileri sürüyordu. Bohr ise ne bir değişken ne de başka bir etmen olmadığını söylüyordu. Fizik dünyası bu şekilde bir süre ikiye bölündü ta ki 1964’te İrlandalı fizikçi John Bell tarafından tasarlanan deneye kadar. Deneyin 1970’lerde John Clauser ve Stuart Freedman tarafından gerçekleştirilmesiyle de hiçbir gizli değişkenin olmadığı ve kuantum parçacıkların gerçekten de anlık haberleşebildikleri ortaya çıktı. Yani Bohr haklıydı, EPR yanılmıştı.

Gelelim kuantum dolanıklığı hayatımızın hangi alanlarında görebileceğimize. Anlık iletişim hızı ile süper güçlü bilgisayarlar, kırılmaz kodlar, gelişmiş mikroskoplar ve ultra hassas saatler tasarlanabilir; gerisi ise hayal gücünüze kalmış.

Umuyoruz ki bu yazımız sizin için kuantum dünyasına açılan yeni bir pencere olmuştur. Bir sonraki yazımıza kadar görüşmek üzere!