Son Araştırmalara Göre Kuantum Parçacıkları Temas Etmedikleri Yer Çekimi Alanlarının Etkilerini Hissedebiliyor
Batıl inancınız varsa, mesafenizi korusanız bile yolunuza çıkan kara kedinin size uğursuzluk getireceğine inanırsınız. Aynı şekilde kuantum fiziğinde de parçacıklar, hiçbir zaman doğrudan temasa geçmedikleri manyetik alanların etkisini hissedebilirler. Şimdi bilim insanları, bu ürkütücü kuantum etkisinin sadece manyetik alanlar için değil, yerçekimi için de geçerli olduğunu öğrendi - ve bu batıl bir inanç değil.
Genellikle, bir manyetik alanın etkisini hissetmek için bir parçacığın içinden geçmesi gerekir.
Ancak 1959'da Yakir Aharonov ve David Bohm isimli iki fizikçi belirli senaryolarda bu geleneksel bilginin doğru olmayabileceğini tahmin ettiler. Silindirik bir bölge içinde bulunan bir manyetik alan, silindire asla girmeyen parçacıkları etkileyebilir. Bu senaryoda, elektronların iyi tanımlanmış konumları yoktur ancak bunlar 'süperpozisyonda'dırlar, ki bu da bir parçacığın iki farklı yerde gerçekleşme olasılığıyla tanımlanan kuantum halidir. Kırık parçacıklar aynı anda manyetik silindirin etrafında iki farklı yol alır. Elektronlara hiç dokunmamasına ve dolayısıyla onlara hiçbir kuvvet uygulamamasına rağmen, çeşitli deneylerin de doğruladığı gibi, manyetik alan bu yolculuğun sonunda parçacıkların bulunduğu yerin modelini değiştirir.
Fizikçilerin Science dergisinde bildirdiğine göre, yeni deneylerde aynı esrarengiz fizik yerçekimi alanları için de geçerli.
Stanford Üniversitesi'nden fizikçi Mark Kasevich, 'Bu deneye her baktığımda, 'Doğa gerçekten inanılmaz' diyorum' diyor. Kasevich ve meslektaşları, 10 metre yüksekliğindeki bir vakum odasının içine rubidyum atomları koyup bunları süperpozisyonlarına sokmak için atomları lazerle vurdu ve bunların davranışlarını izledi. Özellikle dikkat çeken şey, parçacıkların yerçekimi alanından bağımsız bir bölgede olmasıydı. Bunun yerine deney, araştırmacıların ürkütücü Aharonov-Bohm etkisini ortaya çıkararak yerçekimi kuvvetlerinin etkilerini filtreleyebilecekleri şekilde tasarlandı.
Çalışma sadece yeni bir bağlamda ünlü bir fizik etkisini ortaya çıkarmakla kalmıyor, aynı zamanda yerçekimi sistemlerindeki ince etkileri inceleme potansiyelini de ortaya koyuyor.
Örneğin araştırmacılar, Newton'un yerçekimi gücünü ortaya çıkaran ve şu anda doğanın diğer temel sabitlerinden daha az olarak bilinen yerçekimi sabiti olan 'G' kuvvetini daha iyi ölçmek için bu tür bir tekniği kullanmayı amaçlıyor. 'Müdahale etme' adı verilen bir fenomen bu deneyin anahtarı. Kuantum fiziğinde atomlar ve diğer parçacıklar, tıpkı okyanusta birleşen iki dalganın daha büyük bir dalga oluşturması gibi, toplanabilen ve çıkarılabilen dalgalar gibi davranır. Atomların uçuşunun sonunda, bilim insanları atomların iki yolunu dalgalarının müdahale etmesi için yeniden birleştirdi ve ardından parçacıkların nereye ulaştığını ölçtü. Varış yerleri, faz kaymaları olarak bilinen dalgaların tepe ve dip noktalarının nereye indiğini değiştiren ince ayarlara karşı oldukça hassas.
Araştırmacılar, vakum odasının tepesine 1,25 kilogramlık bir kütleye sahip bir parça tungsten yerleştirdiler.
Aharonov-Bohm etkisini izole etmek için bilim insanları aynı deneyi bu kütle ile ve bu kütle olmadan, ayrıca biri kütleye yakın ve diğeri kütleye uzak olan iki farklı fırlatılmış atom seti ile gerçekleştirdiler. Bu iki atom kümesinin her biri, kütleye diğerinden daha yakın hareket ederek, yaklaşık 25 santimetre ayrılmış şekilde süperpozisyonlara bölündü. Daha küçük mesafelere bölünmüş süperpozisyonlara sahip diğer atom kümeleri, deney içinde turlarını tamamladı. Hem tungsten kütlesiyle hem de tungsten kütlesi olmadan çeşitli atom kümelerinin nasıl etkileşime girdiğini karşılaştırmak, yerçekimi kuvvetine bağlı olmayan bir faz kaymasını ortaya çıkardı. Bunun yerine bu ince ayar, Einstein'ın yerçekimi teorisinin bir özelliği olan zaman genişlemesindendi (genel görelilik) bu da zamanın büyük bir nesneye daha yavaş geçmesine neden oluyordu.
Bu deneyin altında yatan iki teori olan genel görelilik ve kuantum mekaniği birlikte iyi çalışmıyorlar.
Bilim insanları gerçekliği tanımlamak için bu iki konsepti nasıl birleştireceklerini bilmiyorlar. Bu nedenle Floransa Üniversitesi'nden Guglielmo Tino, fizikçiler özelinde 'yerçekimini bir kuantum sensörüyle araştırmak, bence bu gerçekten ... şu anda önümüzdeki en önemli zorluklardan biri' diyor.
Siz bu konu hakkında ne düşünüyorsunuz? Yorumlarda buluşalım!
Yorum Yazın
İlk çeviren vatandaşın eline sağlık, iyi çevrilmiş teknik ve bilimsel makale çok nadir bizde. ilk kez gözüme onedio girdiğine değdi :)
Anlamadım.