Yaklaşık yüz yıl önce fizikçiler, serbest düşüşün bir kuantum dalgasına ne yapacağını matematiksel olarak öngörmüştü; ancak bu öngörüyü doğrulayacak deney bugüne kadar hiç yapılamamıştı. Şimdi İsrail’deki Ben-Gurion Üniversitesi‘nden fizikçi Ron Folman liderliğinde, Almanya, İngiltere ve ABD’den araştırmacıların yer aldığı bir ekip, aralarında Nobel ödüllü fizikçi Roger Penrose‘un da bulunduğu bir çalışmayla bu deneyi gerçekleştirmeyi başardı.
Ekip, tek bir atomu aynı anda iki farklı yola sokabilen özel bir interferometre inşa etti. Bu yollardan biri atomun serbestçe düşmesini sağlarken, diğeri atomu tamamen hareketsiz tutuyor. İki yol da aynı anda ve aynı noktada birleşiyor; böylece araştırmacılar düşüşün atomun dalga benzeri özelliği üzerindeki etkisini doğrudan ölçebiliyor.
Galileo’dan bu yana çözülemeyen bilmece nasıl aşıldı?
Fizikçiler Galileo’dan beri düşen bir cismin konumunu, hızını ve ivmesini hassas biçimde hesaplayabiliyor. Ancak kuantum mekaniği, evrendeki her nesnenin aynı zamanda bir dalga olduğunu söylüyor. Folman, bu durumu şöyle özetliyor: “Bir araba, bir uzay aracı ya da bir atom fark etmez, her parçacık aynı zamanda bir dalgadır.” Deniz dalgaları veya ses dalgaları gibi her dalganın bir yükselip alçalma düzeni vardır ve bu düzen “faz” adı verilen bir büyüklükle ölçülür. Faz, dalganın tepe noktasında mı yoksa çukurunda mı olduğunu gösterir.
Bunlar da İlginizi Çekebilir
Serbest düşüşün bir atomun fazını nasıl etkilediği sorusu, kuantum mekaniği ile Einstein’ın görelilik teorisinin kesiştiği kritik bir noktayı temsil ediyor. Eğer teorik öngörü yanlış çıkarsa, bu iki büyük fizik teorisi birbiriyle doğrudan çelişiyor demektir. Ancak bugüne kadar gerekli hassasiyette ölçüm yapabilecek bir interferometre inşa edilemediği için soru teorik düzeyde kalmıştı.
Yeni düzenek, bu engeli aşarak atomun düşerken ve sabit dururken izlediği yolları eş zamanlı karşılaştırma imkânı sunuyor. Bu, kuantum mekaniği ile yerçekimi teorisinin uzlaşıp uzlaşmadığını doğrudan test eden ilk deneysel girişim olması açısından dikkat çekiyor. Deneyin ayrıntılı sonuçlarının hangi teoriyi desteklediği ya da yeni bir çelişkiye mi işaret ettiği henüz netlik kazanmadı; bilim insanları bu sonuçların bağımsız ekiplerce doğrulanmasını bekliyor. Fizik dünyasının uzun süredir merak ettiği bu sorunun yanıtı, kuantum yerçekimi kuramlarının geleceğini doğrudan etkileyebilir.
Kaynak: Ars Technica
YORUMLAR
(0)