Üç öncü fizikçi, Albert Einstein’ın ünlü olarak “uzaktan ürkütücü eylem” olarak adlandırdığı bir süreç olan dolaşmış kuantum parçacıklarını (aralarında hiçbir şey yokken bile bağlıymış gibi davranan atom altı parçacıklar) kullanarak çığır açan araştırmalar yürüttüler.
Üçü, “Dolaşık fotonlarla deneyler, Bell eşitsizliklerinin ihlalini tespit etme ve kuantum bilgi bilimine öncülük etme” ödülüne layık görüldü. Kredi: Nobel Ödülü. Nobel Fizik Komitesi üyesi Eva Olsson, “Kuantum bilgi bilimi canlı ve hızla gelişen bir alandır” dedi. “Güvenli bilgi aktarımı, kuantum hesaplama ve algılama teknolojisi gibi alanlarda geniş potansiyel etkileri var.”
Ama bu her zaman böyle değildi. Aslında, kuantum fiziğinin kendisi şiddetle tartışılan bir alandı. 1930’larda, bir yanda Albert Einstein ile diğer yanda Niels Bohr ve Erwin Schrödinger (her üç Nobel ödüllü) arasında fizik tarihinin en şiddetli çatışmalarından biri patlak verdi. Einstein, her şeyin temel düzeyde somut ve bilgili olması gerektiğine inanırken, kuantum mekaniğinin öncüleri, gerçekliğin belirsiz olabileceğini ve parçacıkların ölçülene kadar belirli özelliklere sahip olmadığını savundu.
John Clauser başlangıçta Einstein’ın haklı olduğunu düşündü ve 1970’lerde tartışmayı sona erdirmek için zekice deneyler yaptı. Ancak planlandığı gibi gitmedi: Aslında, onun deneyleri Einstein’ı çürüttü ve kuantum mekaniğinin daha derin bir anlayışının ve özellikle de kuantum dolaşıklığının temellerini attı.
Kuantum dolaşıklığı gerçekten tuhaf bir süreçtir. Bu aslında bazı parçacıkların (en yaygın olarak fotonlar) uzayda ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar birbirlerine bağlı olduklarında ve birbirlerinden bağımsız olarak tanımlanamayacak bir duruma sahip olduklarında ortaya çıkan bir olgudur. Örneğin, konum, momentum, dönüş ve polarizasyon gibi fiziksel özellikler, birbirinden kilometrelerce uzakta olsalar bile, dolaşık parçacıklar arasında mükemmel bir şekilde ilişkilendirilebilir. Temel olarak, dolaşık parçacıklardan birini inceleyebilir ve bağlantılı parçacıklar hakkında da bilgi edinebilirsiniz – klasik mekanikte eşdeğeri olmayan bir fenomen.
Nobel Komitesi üyesi Thors Hans Hansson, 1935’te Schrödinger’den alıntı yaparak “Dolaşıklığı ‘bir’ değil, kuantum mekaniğinin ‘özelliği’ olarak adlandırırdım. Clauser ve Aspect tarafından gerçekleştirilen deneyler gözleri açtı. fizik topluluğunun Schrödinger’in ifadesinin derinliğine kadar ve çok uzakta olmalarına rağmen dolaşmış parçacıkların durumlarını oluşturmak, manipüle etmek ve ölçmek için araçlar sağladı.”
Einstein (ve diğer birçok fizikçi), eğer parçacıklar bağlantılıysa, onları birbirine bağlayacak bazı ‘gizli değişkenler’ ya da onları birbirine bağlayacak bir şey olması gerektiğinden şüpheleniyordu. Bunun yerine, üç ödül sahibinin deneysel araştırması, diğer faktörlere bağlı olmayan gerçek bir karışıklık olduğunu gösterdi.
Takım çalışmasını kutluyor
İronik olarak, şu anda California’da kendi şirketini yöneten Clauser, danışmanının bu araştırma alanının nasıl “zaman kaybı” olduğunu düşündüğünü ve ona başka bir şeye odaklanmasını tavsiye ettiğini ve kariyerini “mahvetmesi” konusunda onu uyardığını hatırlıyor. Eh, ortaya çıktığı gibi, tam tersi oldu.
Üçlünün deneyleri daha önce bazen Nobel Ödülü’nün habercisi olarak kabul edilen Kurt Ödülü’ne layık görüldü. Aslında, üçü on yıl boyunca Nobel Ödülü için “favoriler” olarak kabul edildi .
Ancak şu anda Viyana Üniversitesi’nde fizik profesörü olan Zeilinger, üçünün tek başına çalışmadığını belirtmek için çok hevesliydi ve ödülü çalışmanın yapılmasına yardımcı olan gençlere adadı.
Zeilinger, “Bu ödül gençleri teşvik ediyor” dedi. “Yıllar boyunca benimle çalışan 100’den fazla genç olmadan bu mümkün olmazdı.”
Zeilinger ayrıca genç araştırmacılara, 2022 Abel Ödülü sahibi (matematikte) Dennis Sullivan’ın düşüncelerini tekrarlayarak bazı tavsiyelerde bulundu: “İlginç bulduğunuz şeyi yapın ve olası uygulamaları çok fazla önemsemeyin.”Ancak üçlünün Nobel Ödülü’nün, deneylerinin uygulamalarını da dikkate aldığını da söylemek gerekir.
Önemli uygulamalar
Kuantum mekaniği alanı eterik ve günlük yaşamdan uzak görünse de, araştırmacılar bu teknoloji için giderek daha fazla uygulama buluyor.
Yeni başlayanlar için, karmaşık problemleri çözme vaadi olan kuantum bilgisayarlar , üç fizikçi tarafından incelenen kuantum süreçlerine dayanmaktadır. Başka bir uygulama, neredeyse kırılmaz olmayı vaat eden güvenlikli bir teknoloji olan kuantum iletişimdir.
Örneğin, Çin’den bir araştırma grubu, dolaşmış foton çiftlerini bir uyduya ışınlamayı başardı ve bu, dolaşıklığın 1000 kilometreden fazla yolculuklarda hayatta kalabileceğini kanıtladı – bu grubun öncülüğünü Zeilinger’in eski öğrencilerinden biri yaptı. Bu tür bir kuantum yolculuğu, birileri gizlice dinlemeye ve bilgiyi engellemeye çalıştığında yok edilen bir “kuantum anahtarı” ile mesajların güvenliğini sağlamanın yolunu açıyor. Temel olarak, bu esasen kırılmaz kriptografi anlamına gelebilir.
Bununla birlikte, alan hızla büyüyor ve çok fazla potansiyele sahip olsa da, dolaşıklık hakkında hala bilmediğimiz çok şey var. Teoride her şey birbirine karışmış olabilir, ancak pratikte süreç kaotik ve rastgele görünüyor ve en büyük deneyler bir düzine fotonun etrafında dolandı. Başka bir proje, tek bir fotonla yaklaşık bin atomu birbirine dolaştırdı .
2021’de Nobel Fizik Ödülü, iklim bilimi için özellikle önemli olan karmaşık sistemleri inceleyen üç araştırmacıya verildi.
Tüm Nobel Ödülleri, 10 milyon İsveç kronu (920.000 $) değerinde parasal ödülle gelir; birden fazla ödül sahibi varsa, ödül paylaşılır.
Yorumlar
0 Yorumlar
