Fizik/Kimya

Tek Bir Foton, 16 Milyon Atomun Kuantum Dolaşımını Ortaya Koydu

Kuantum teorisi’ne göre, çok sayıda atom, makroskopik bir yapıda çok kuvvetli bir kuantum ilişkisi ile dolaşıp birbirine karışır. Ancak bu teori şimdiye kadar deneysel kanıtlarla desteklenmemişti.

Yapılan son araştırma sonuçları, 2.900 atomun dolaşım sistemini ortaya koydu. İsviçre, Cenevre Üniversitesi (UNIGE) bilim adamları, bir santimetre kristal içinde 16 milyon atomun dolaşımını gösteren veri işlemelerini yeniden yapılandırdı. Sonuçlar Nature Communications Dergisi’nde yayınlandı.

Kuantum fiziği kanunları, yayılan sinyallerin istemsiz kesilmesi durumunda bunun fark edilmesine izin verir. Bu durum özellikle şifreleme endüstrisinde, müşterilere mesajlarının herhangi bir şekilde kesilmesi durumunda verilerin korunacağı garantisini verir.

Bu sinyaller, nadir toprak atomları ile zenginleştirilmiş olan atomların birbirine dolaşıp birleştiği 270 dereceye (mutlak sıfırdan ancak üç derecelik) kadar soğutulmuş kuantum tekrarlayıcı-kristalleri olarak bilinir.

Bu çok güçlü kuantum ilişkisi özel röle cihazlarını kullanarak uzun mesafelerde de sürdürülebilir. Bir foton bu küçük kristal bloğa girdiğinde, dolaştığı milyarlarca atom arasında bir karmaşa meydana gelir. Bu teoride açıkça öngörüldüğü gibi, kristal aldığı bilgiyi okumadan önce tek bir fotonu tekrar yayar.

Sonuç olarak, Fröwis ve meslektaşları hangi ölçümlerin üstesinden gelinebileceğini ve hangilerinin en uygun olacağını düşünerek daha detaylı bir araştırma yolu seçtiler. Ekip, kristal tarafından yeniden yayılan ışığı ve ayrıca iki büyük yolun ardından istatistiksel özellikleri ile olasılıklarını analiz ettiler.

Işığın kristalden düzgün bir ışıma yaymak yerine tek yönde tekrar yayılıp tek bir fotondan oluştuğunu gördüler. Böylece, araştırmacılar önceki gözlemler sonucunda var olan birkaç bin rakamını, araştırma sonucunda 16 milyon atomun dolaşımı olarak değiştirdiler.

Paralel bir çalışmada, Kanada’daki Calgary Üniversitesi bilim adamları yaptıkları araştırmalarla, birçok büyük atom grubu arasındaki dolaşımı gösterdiler. Profesör Nicolas Gisin’in fizik grubuna katılan Mikael Afzelius, “Yaptığımız çalışmalarla fizik yasalarını değiştirmedik. Değişen şey, verilerin akışını nasıl ele aldığımız.” dedi.

Parçacık dolaşımı, kuantum devriminin ön şartını oluşturuyor. Bu, kuantum bilgisayarlarının güç ve çalışma moduyla birlikte gelecekteki ağlarda dolaşan verilerin hacmini de etkileyecek. Aslında herşey, kuantum seviyesinde iki parçacık arasındaki ilişkiye bağlıdır. Bu ilişki geleneksel fizik kanunları tarafından önerilen basit bağıntılardan çok daha güçlüdür.

Bağlama kavramını anlamak çok zor görünebilir. Ancak yine de bu kavramı bir çift çorap ile  açıklamak mümkün. Örneğin, her zaman farklı renkte iki çorap giyen bir fizikçi düşünün. Sağ ayak bileğinde kırmızı bir çorap gördüğünüzde, sol çorabın kırmızı olmadığını hemen öğrenirsiniz.

Başka bir deyişle, iki çorap arasında bir korelasyon vardır. İşte kuantum fiziğinde, sonsuz derecede daha güçlü ve daha gizemli bir ilişki ortaya çıkıyor.

Şimdi, bu iki fizikçinin aralarında mesafe bulunan kendi laboratuvarlarında olduklarını düşünün. Her bilim adamının bir fotonu vardır. Eğer bu iki foton dolaştırılmış durumda ise, fizikçiler geleneksel fizikte açıklanamayan ve yerel olmayan kuantum ilişkilerini görecektir.

Ayrıca fotonların kutuplaşmasının her zaman zıtlık arz edip fotonun kendiliğinden kutuplaşmadığı sonucuna ulaşacaklardır. Bu nedenle, her foton için ölçülen kutuplaşma, ölçülmeden önce tamamen rastgele ve belirsizdir. Bu, birbirinden uzak iki yerde eş zamanlı olarak gerçekleşen sistematik olmayan bir olgudur ve işte bu durum kuantum korelasyonlarının gizemi olarak adlandırılır.

Kaynak:
phys
Etiketler
1 Oy2 Oy3 Oy4 Oy5 Oy (4 oy verildi, Ortalama: 5 üzerinden 5,00 oy )
Loading...

Benzer Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

İlgini Çekebilir

Close
Close