Haber

Araştırmacılar, Kuantumluluk Derecesini Matematiksel Olarak Tanımlamanın Bir Yolunu Buldu

Araştırmacılar, Kuantumluluk Derecesini Matematiksel Olarak Tanımlamanın Bir Yolunu Buldu

Beysbol topları, araçlar ve gezegenler gibi büyük nesneler, Sir Isaac Newton göre formüle edilen herzamanki mekanik yasalarına (Newton’un hareket yasaları) tarafından davranır. öte yandan atomlar ve atom altı parçacıklar gibi ufak olanlar ise bir nesnenin hem dalga hem de parçacık gibi davranabildiği kuantum mekaniği kadar yönetilir.

Klasik ve kuantum alemleri arasındaki hudut her zaman büyük ilgi uyandırmıştır. Şimdiyse bir şeyi diğerinden “daha pozitif kuantum” yapan şeyin ne olduğu sorusunu ele alan fizikçiler, birincil kez herhangi bir şeyin (parçacık, atom, molekül ve hatta bir gezegen) sergilediği kuantumluluk derecesini matematiksel olarak tanımlamanın bir yolunu buldular.

Sonuçlar, ekibin “Kuantumluluğun Kralları ve Kraliçeleri” olarak adlandırdığı, bir sistemin kuantumluluğunu ölçmenin ve “en kuantum durumlarını” tanımlamanın yolunu gösteriyor. Egzersiz, âlem anlayışımıza yeni bir ebat katmanın yanı sıra yerçekimi dalgası detektörleri ve ultra alıngan ölçüm cihazları gibi kuantum teknolojilerinde de başvuru alanı bulabilir.

Gerçekliğin kalbi:

kuantum

Gerçekliğin atom altı kalbinde, kuantum mekaniğinin alışılmadık dünyası hüküm sürüyor. Bu zihin almaz kurallara kadar elektronlar gibi minik atom altı parçacıklar, acayip durumların süper pozisyonlarında eşleşebilir; yani bir elektron aynı anda aniden fazla durumda var olabilir ve bir atom etrafındaki konumları ve hatta momentumları gözlemlenene kadar sabitlenmez.

öte yandan alışılmış nesneler, deneyimlerimizin bayağı jurnal kurallarına uyar. Bilardo topları birbirine vurur, gülleler parabolik yaylar baştan başa uçar ve gezegenler, meşhur fiziki denklemlere kadar yörüngeleri etrafında döner.

Bu noktada araştırmacılar, kozmostaki bir takım varlıkların herzamanki olarak tanımlanabildiği, diğerlerinin ise olasılıksal kuantum yasalarına bağlı olduğu bu alışılmadık koşul üzerinde uzun zamandır kafa yoruyorlar. Çalışmanın karşılıklı yazarlarından olan Madrid Complutense Üniversitesi’nden Luis Sanchez-Soto, düzenlenen konferansta bir katılımcının kendisine sorduğu bir sistemin içinde olabileceği “en kuantum halinin” ne olacağı sorusu üzerine harekete geçtiğini söylüyor.

Kuantumluluğu ölçmek:

Kuantumluluğu ölçmeye yönelik önceki denemeler, ışık parçacıkları içerenler gibi açıklanmış kuantum sistemlerini ele aldı ve bu nedenle sonuçların, atomlar gibi farklı parçacıkları taşıyan diğer sistemlere uygulanması mümkün gözükmüyordu. Makalenin başyazarı Aaron Goldberg, müşterek yazarlardan Luis Sanchez-Soto ve geri kalan araştırmacılar, bunun yerine kuantum hallerindeki aşırılıklarını tanımlamanın genel bir yolunu araştırdılar.

Goldberg, “Bunu herhangi bir kuantum sistemine -atomlar, moleküller, ışık ve hatta bunların kombinasyonları- aynı yol gösterici ilkeleri kullanarak uygulayabiliriz” dedi. Bu kuantum aşırılıklarının minimum iki bambaşka türde olabileceğini bulan ekip, bazılarını “Krallar” ve diğerlerini de benzersiz doğaları sebebiyle “Kraliçeler” olarak adlandırdı.

Peki, bir şeyin “en kuantum” olması tamamen ne anlayış geliyor? Bunun oldukça matematiksel olduğu ve görselleştirilmesinin bir hayli baskı olduğu söylenebilir. Oysa İngiltere’deki Sheffield Üniversitesi’nden fizikçi Pieter Kok, bunu daha iyi kavramak için bir yol önerdi. WordsSideKick.com’a konuşan Kik, en esas maddesel sistemlerden biri olan kolay bir harmonik osilatörü; yani bir yayın ucunda ileri geri hareket eden bir topu örnek gösterdi.

Bir kuantum parçacığı, aldığı ilk vuruşa yan olarak belirtilmiş zamanlarda bulunan bu top ve yay sistemi gibi davranırsa, alışılmış yelken direği noktadadır. Oysa parçacık kuantum mekanik olarak tanımlansaydı, iyi tanımlanmış bir konumu olmaz ve yay ve topun yolu baştan başa bulunurdu.

Tuhaflıklarına rağmen Kok, sonuçları oldukça yardımsever buluyor ve yaygın tatbik bulacaklarını düşünüyor. Kendisi bununla birlikte bu alıştırma hakkında “Bir sistemin yapabileceği en kuantum olarak hareket ettiği yerde esas bir sınır olduğunu çakmak, ışık hızının var olduğunu çakmak gibidir” dedi ve “Analiz edilmesi karışık olan şeylere kısıtlamalar getiriyor” diye ekledi.

Comments
To Top