Delft Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar; kuantum mekaniğinin izin verdiği en zayıf radyo sinyalini dinlemek için kuantum devre oluşturdular. Bu yeni kuantum devresi; radyo astronomisi ve tıp (MRI) gibi alanlarda gelecekteki olası uygulamalara kapı açıyor. Ayrıca deneylerin kuantum mekaniği ve yerçekimi arasındaki etkileşime ışık tutmasını sağlıyor.
Zayıf bir radyo sinyaline yönelik genel çözüm; örneğin farklı bir radyo istasyonu seçerek veya odanın diğer tarafına geçerek daha büyük bir sinyal bulmaktır.
Zayıf radyo sinyalleri, sadece en sevdikleri radyo istasyonunu bulmaya çalışan insanlar için değil; aynı zamanda hastanelerde manyetik rezonans görüntüleme (MRI) tarayıcılarından bilim insanlarının uzaya bakmak için kullandıkları teleskoplar için de bir zorluktur. Delft’teki Prof. Gary Steele ve ekibi; radyo frekansı tespitinde kuantum sıçramasında, kuantum mekaniği teorisinin izin verdiği en zayıf sinyaller olan fotonların veya kuanta’nın (kuantum miktarın) tespiti olduğunu gösterdi.
Kuantum Parçaları
Kuantum mekaniğinin garip tahminlerinden biri, enerjinin kuanta adı verilen küçük küçük parçalarla gelmesidir.
Lider Araştırmacı Mario Gely: “Diyelim ki bir çocuğu salıncakta itiyorum. Klasik fizik teorisine göre; çocuğun biraz daha hızlı ilerlemesini istersem, onlara daha fazla hız ve daha fazla enerji vererek onlara küçük bir itme yapabilirim. Ancak kuantum mekaniği farklı bir şey söylüyor: Ben sadece çocuğun enerjisini ‘bir kuantum adım’ olarak ‘bir anda’ arttırabilirim. Bu miktarın yarısına kadar itmek mümkün değildir. ”
Salıncakta bir çocuk için, bu kuantum adımlar o kadar küçük ki fark etmek mümkün değil. Yakın zamana kadar, aynısı radyo dalgaları için de geçerliydi. Bununla birlikte, Delft’deki araştırma ekibi, radyo frekansı sinyallerinde bu enerji parçalarını gerçekten tespit edebilen ve kuantum seviyesinde radyo dalgalarını algılama potansiyelini ortaya çıkaran bir devre geliştirdi.
Kuantum Telsizi’nden Kuantum Gravite’ye
Kuantum algılamadaki uygulamaların ötesinde, Delft’teki grup; kuantum mekaniğini bir sonraki seviyeye almakla ilgileniyor: Kütle… Kuantum Elektromanyetizma Teorisi; yaklaşık 100 yıl önce geliştirilirken, fizikçiler bugün yerçekimi kuantum mekaniğine nasıl sığdırılacağı konusunda hala şaşkınlık içindedir.
Gely: “Kuantum radyonuzu kullanarak, ağır nesnelerin kuantum titreşimlerini dinlemeye ve kontrol etmeye çalışmak ve kuantum mekaniğini ve yerçekimini karıştırdığınızda ne olduğunu deneysel olarak araştırmak istiyoruz. Bu tür deneyler zor, ancak başarılı olursak, uzay-zamanın kendisinin kuantum süperpozisyonunu yapabilirsek; hem kuantum mekaniği hem de genel görelilik anlayışımızı test edecek yeni bir kavramı test edebiliriz.”
