Kuantum Zaman: Gözünüz 12 Milyar Yıllık Işıkla Dolanık

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık Fizikçiler insan gözünün 12 milyar ışık yılı uzaktan gelen kuasar ışığı ve 600 ışık yılı uzaktan gelen yıldız ışığıyla dolanık olabildiğini gösterdi. Nitekim kuantum fiziğinde hem uzay, hem de zamanda dolanıklık var. Peki insanlar dolanıklık yoluyla geçmişi etkileyebilir mi? Sahi fizikte geçmiş, gelecek ve şimdinin anlamı var mı?

Dolanık olmak nedir?

Kuantum fiziğinde birbirine dolanık olan atomlar ve parçacıklar birbirini anında etkiliyor. Örneğin iki elektronu dolanıklığa sokar ve birinin soldan sağa dönmesini sağlarsanız, diğeri de sağdan sola dönmeye başlayacaktır. Bildiğimiz kadarıyla bu anında gerçekleşen bir olaydır ve ışık hızıyla sınırlı değildir.

Dolanıklığın detaylarını Kuantum Deneyi Nesnel Gerçeklik Yok Dedi yazısında anlattım. Ancak, bu yazıda sadece uzayda dolanık olma durumundan söz ettim. Nitekim günümüzde kuantum bilgisayarlar ve kuantum internet uzayda dolanıklık ile çalışıyor.

Örneğin, Çin’in 2017’de fırlattığı Micius kuantum internet uydusu ortalama 536 km yüksekte dönüyor. Çin bu sayede Avusturya’nın Graz şehri ile Beijing arasında 7200 km’lik kuantum internet bağlantısı kurmuş bulunuyor.

Kuantum ışınlama tekniğini kullanan kuantum internet ışıktan hızlı veya anlık iletişime izin vermiyor. Ancak, kuantum dolanıklık belli ki uzay ve zamanda anlık etkileşime izin veriyor. Aşağıda insanlar geçmişi etkileyebilir mi sorusunu yanıtlarken buna geri geleceğiz. Dolanık zaman olgusuna gelince:

İlgili yazı: Fizikçiler Paralel Dünyalar Deneyi Yapacak

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

 

Zamanda dolanık olmak

Einstein’ın dediği gibi en başta uzay ve zaman birbirine dolanıktır VE uzay-zaman birlikte evrenin dokusunu oluşturur. Ayrıca, görelilik ile kuantum fiziğini birleştirmeyi henüz başaramasak da kuantum fiziğinin uzay-zamanda simetrik olduğunu biliyoruz.

Öyleyse hem uzay, hem de zamanda kuantum dolanıklık olmalı. Biz de bu yazıda insanların dolanıklık yoluyla geçmişi değiştirip değiştiremeyeceğine bakacağız. Bunun için 600 ışık yılı uzaktaki bir yıldızdan başlayarak 12 milyar ışık yılı uzaktaki iki süper kütleli kara deliğin (kuasar) parlak ışığına uzanacağız.

Deyim yerindeyse, her iki ışığa da kedinin yün yumağına dolanması gibi dolanarak bizzat geçmiş, gelecek ve şimdiki zamanın anlamını sorgulayacağız. Hemen başlayalım:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

Spin yukarı, spin aşağı. Soldan sağa, sağdan sola dönmek…

 

Dolanık olmayı nasıl ölçeriz?

Önce iki kuantum parçacığının birbirine dolanık olmasını nasıl ölçeriz sorusuyla başlayalım: Örneğin, hiçbir parçacıkla dolanık olmayan bir elektronun dönme yönünü rastgele ölçersek, bu ölçümlerin yüzde 50’sinde elektron saat yönünde ve yüzde 50’inde de saatin ters yönünde dönecektir.

Bu biraz da yazı tura atmaya benzer. Evet bazen Kemal Sunal’ın ünlü filmindeki gibi para dik gelebilir; ama paranın sadece iki yüzü vardır: Yazı ve tura. Öyleyse 100 atışta yazı/tura gelme şansı hep 50/50’dir. Dik gelmeyi hesaba kattığımızda bile 50/50’ye çok yakındır.

Ancak, kuantum fiziği gözle görülecek kadar büyük nesneleri direkt etkileyebilseydi biz de yazı-tura attığımız parayla dolanık olabilirdik. Bu durumda paranın yazı veya tura gelmesi, o parayı nasıl havaya atacağımızı veya parayı atma şeklimiz paranın yazı/tura gelme şansını belirlerdi.

Fizikçiler de kuantum dolanıklık diye bir şeyin gerçekten olup olmadığını, dolanık parçacık çiftlerini yüzlerce ve hatta binlerce kez ölçerek test ediyor. Örneğin, dolanıklığa soktukları elektronlardan birinin saat yönünde dönmesini sağlarlarsa diğerinin ters yönde dönüp dönmediğine bakıyorlar.

Dik geldi!

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Dolanık grup testlerini görelim

Elbette tek bir elektron çiftini binlerce kez test etmek yerine, aynı anda binlerce elektron çiftini kendi çevresinde hangi yöne döndükleri açısından test edebiliriz. Böylece kuantum dolanıklık olup olmadığını daha hızlı test etmiş oluruz. Buradaki tek sınırlama şu:

Birçok dolanık parçacık çiftini aynı anda ölçebiliriz; ama binlerce parçacıktan oluşan bir kuantum sisteminin dolanıklığını toplu halde ölçemeyiz. Dolanık parçacık çiftlerini teker teker ölçmek zorundayız.

Bunun bir istisnası, helyum gazı atomları gibi bazı elementleri mutlak sıfıra kadar soğutmaktır. O zaman gaz sıvılaşır ve bu süper sıvıyı oluşturan bütün atomlar dolanıklığa girerek tek bir atom gibi davranır. Böylece koca gaz bulutlarını tekil parçacıklar gibi birbiriyle dolanıklığa sokabiliriz.

Peki bu ne işe yarar?

Bu kuantum dolanıklık deneylerini hızlandırır, kuantum bilgisayarları çalıştırır ve kuantum ışınlama yoluyla kuantum internet bağlantısı kurmamızı sağlar. Aslında kuantum bilgisayarlarda binlerce dolanık qubit oluşturarak işlem gücünü muazzam boyutta artırmamıza izin verir. İşte bu tür kuantum yazı/tura deneylerine Bell eşitsizlik testleri diyoruz.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Uzak yıldız ve kuasar ışığı zamanda dolanıklık testi yapmamıza izin veriyor.

 

Peki neden eşitsizlik?

Elimde kuantum yazı/tura atmamı sağlayan dolanık elektron çiftleri varsa ve bunların kendi çevresinde dönüş yönünü 100 kez ölçersem, örneğin A elektronu ölçümlerin yüzde 70’inde sağa dönecektir. İşte bu klasik fizikte 100 atışta 50/50 yazı tura gelme şansını bozan bir eşitsizliktir.

Bu durum dolanıklığın gerçek olduğunu kanıtlar; çünkü elektronlar ya birbirine veya deney masasındaki detektörlere dolanık olacak ve bu da onların normalde rastgele olması gereken dönme yönünü etkileyecektir. Ancak, John Stuart Bell dolanıklığı gerçekten kanıtlamak istedi.

Bunun için de Bell eşitsizlik deneylerini geliştirdi. Haklı da: Ya elektron çiftleri bize dolanık gözükse de aslında dolanık değilse? Ya Bohm’un dediği gibi, bu kuantum sisteminde bizin göremediğimiz gizli değişkenler varsa? Ya iki elektron aslında klasik fizikteki gibi etkileşime giriyorsa?

Bu durumda, “hiçbir şeyi kesin ölçemeyiz” diyerek bir kuantum sistemindeki enformasyon miktarını sınırlayan; ama bu sayede bir sistemden elde edebileceğimiz tüm enformasyonu da çekmemize izin veren Heisenberg’in belirsizlik ilkesi yanlış olacaktır. Kısacası dolanıklık aslında bizzat kuantum fiziğini test etmek ve yanlış olup olmadığına bakmak anlamına geliyor.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

Çin uydusu 7200 km mesafe ile uzaydan kuantum internet bağlantısı kurdu.

 

Dolanık parçacıkları nasıl ölçüyoruz?

Elektronlar yarım spine (fırıl) sahip olduğu için dolanıklığı anlatmaya en uygun parçacıklar. Ancak, elektronlar aynı zamanda kütleli parçacıklar. Bu yüzden onları dolanıklığa sokmak ve dolanık halde tutmak çok zor oluyor. Sürtünmeyle çabuk ısınıyor ve dolanıklığı bozuyorlar.

Bu nedenle fizikçiler elektronlardan ziyade fotonları dolanıklığa sokarak Bell eşitsizlik testleri yapıyor. Her ne kadar tam spinli fotonlar dolanıklığı dönme yönüyle ölçmeyi zorlaştırsa da (parçacıkların yarım ve tam spin özelliklerinin detaylarına bu yazıda gerek yok) ışığı oluşturan bu parçacıkların Bell eşitsizlik testini kolaylaştıran çok güzel bir özelliği var: Polarizasyon.

Polarizasyonun ne olduğunu da kütleçekim dalgalarını tespit eden yeraltı teleskopları ve kütleçekim dalgalarıyla veri transferi yapabilir miyiz yazılarında anlattım. Ancak, polarizasyonla fotonların dolanıklığını kolayca ölçebildiğimizi bilmek yeterli ki bu da bizi birazdan, 600 ışık yılı ile 12 milyar ışık yılı mesafede zamanda dolanıklığı ölçme konusuna getirecek. O yüzden dikkatle okuyun. 😉

Eğer fotonları polarizasyon dolanıklığına sokar ve karşısına da sadece dikey ve yatay polarizasyona sahip fotonların geçmesine izin veren özel yarıklı bir filtre koyarsak çok kesin Bell eşitsizlik deneyleri yapabiliriz. Zaten uzak yıldız ışığıyla insan gözünün dolanık olması gibi tam kapsamlı deneyler yapmanın tek yolu bu.

Kısacası

İki foton çiftini alıyor ve birini yatay polarizasyona sokunca diğerini de yatay polarizasyona sokmuş oluyoruz (çünkü fotonlar tam spin özelliklidir). Dahası bunun için rastgele sayı üreteçleri kullanıyoruz. Bunlar da foton çiftlerini rastgele olarak dikey ve yatay polarizasyona sokuyor. Ardından binlerce fotonu yarıklı filtreden geçiriyoruz ki elbette 70’e 30 gibi Bell eşitsizlikleri çıkıyor.

İlgili yazı: Çernobil Nükleer Reaktörü Neden Patladı?

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

Kuantum fiziğinin kurucu babaları: İlk sırada soldan üçüncü Max Planck. İlk sırada tam ortada Albert Einstein. Arka sıra sağdan üçüncü Werner Heisenberg. Solvay Konferansı, 1927. Dünya bir daha böyle bir fotoğraf görmedi. 👊

 

Yalnız Heisenberg var

Kuantum fiziğinin en sevilen baş belası Werner Heisenberg’in belirsizlik ilkesi burada devreye giriyor ve diyor ki “Dur bakalım! Ya yarıktan geçen fotonları görmekte kullandığın foton detektörü, düşük bir olasılık olsa da fotonlarla dolanıklığa girip rastgele dolanıklık test oranlarını bozarsa?”

Neyse ki fizikçiler 2014 yılında bu açığı kapatan daha kesin deneyler yaptılar ve ben de önümüzdeki haftalarda Bell eşitsizlik deneylerindeki güvenlik açıklarını kapatma konusunu ayrıca yazacağım. Şimdilik zamanda dolanık olma açısından şunu bilmemiz yeterli:

Fizikçiler kuantum dolanıklığın var olduğunu gösteren Bell eşitsizlik deneylerindeki hata payını gittikçe azaltıyor ve kuantum fiziğini daha kesin bir şekilde kanıtlıyorlar. Ancak, bunu yapmanın en iyi yolu çok küçüğe odaklanmak yerine çok büyüğe yönelmek; yani 600 ışık yılı ile 12 milyar ışık yılı uzaktan gelen yıldız ışığının insan gözüyle dolanık olup olmadığına bakmak. 😮

İlgili yazı: Gezegenler Güneş Çevresinde Nasıl Dönüyor?

 

Daha kesin deney olur mu?

Bugünkü teknolojik imkanlarla yapabileceğimiz en kesin Bell eşitsizlik deneyi, yıldız ışığının insan gözü ile uzayda değil ama zamanda dolanık olup olmadığına bakmaktır.

Sonuçta ışık hızı sınırlıdır ve 600 ışık yılı uzaktaki bir yıldızın ışığının insan gözüyle zamanda dolanık olması demek, aslında insan gözünün geçmiş zamanla dolanık olması demektir; çünkü o yıldızın ışığı 600 yıl önce yayınlanmış olup bize ancak şimdi ulaşmaktadır! Peki zamanda dolanıklık deneyi nasıl yapıldı? Erkin Koray’ın dediği gibi:

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

 

Arap saçına döndüm

Çöz beni Arap saçı… Teleskoplara ulaşan yıldız ışığı farklı dalga boylarında oluyor. 2017 yılında harekete geçen Avusturyalı fizikçiler, Viyana Üniversitesi ana yerleşkesi ve Avusturya Merkez Bankası’nın çatısına iki teleskop yerleştirdiler. Bunlara da yıldız ışığını oluşturan fotonları dalga boyuna göre ayırarak seçmeyi sağlayan detektörler taktılar.

Ardından referans olarak bir dalga boyu seçtiler. Öyle ki teleskoplara ulaşan yıldız ışığı dalga boyunun, referans dalga boyunda ya daha uzun ya da daha kısa olmasını sağladılar.

Nitekim referanstan daha kısa dalga boyuna sahip fotonlar dijital detektörleri dikey yönde çevirirken, daha uzun dalga boyuna sahip fotonlar da yatay yönde çevirecekti. Böylece Bell eşitsizlik deneyi yapmaya uygun olan ikili kuantum dolanıklık durumları yaratmış oldular.

MIT’den deneye katılan Andrew Friedman’ın dediği üzere, “Yıldız ışığı parlaktır ve çok sayıda foton içerir. Bunlar üstümüze yangın hortumundan çıkan basınçlı su gibi yağar. Bu yüzden teleskoplarda süper hızlı detektörler kullandık ki dikey ve yatay duruma anında geçebilsinler.”

100 bin dolanık foton ölçtüler

600 ışık yılı uzaktaki bir yıldızın ışığıyla yapılan bu deney hem kuantum dolanıklığı, hem de özelinde zamanda dolanık olma halini kanıtladı. Neden derseniz, 100 bin dolanık foton bugüne kadar en kesin dolanıklık kanıtının elde edilmesini sağladı. Ancak, Dünya’ya ulaşan ışık da 600 yaşında olduğu için dolanıklığın tam 600 yıl önce kurulmuş olması gerekiyordu!

İlgili yazı: Çoklu Evren: En Yakın Komşu Evren Nerede?

Kuasarlar uzaya ışık hızının yüzde 90’ı ile gaz jetleri, resmen dev parçacık ışınları püskürten hiperaktif süper kütleli kara deliklerdir.

 

Dolanık geçmişe yolculuk

Bakın burası önemli ©: 600 yıllık ışık teleskop detektörleriyle dolanıklığa giriyorsa, çıplak gözle gece göğüne baktığınızda görülen yıldız ışığı da gözünüzle dolanık olabilir. Elbette sizin bir yıldıza bakarak onun içinde gerçekleşen nükleer tepkimeleri dolanıklık yoluyla değiştirmeniz ve yıldızı kökten etkilemeniz imkansızdır (Acaba gerçekten imkansız mı? Az sonra geleceğiz).

Ancak, gözünüzün yıldız ışığıyla dolanık olması; hem yıldız ışığının gözünüzü atom altı ölçekte ufacık da olsa etkilemesi demek hem de sizin, bugün baktığınız yıldızın 600 yıl önceki halini az da olsa etkilemeniz demek. Şimdi gerçek deneyden türettiğimiz bu düşünce deneyini sonuna dek götürelim.

İlgili yazı: Saatte 4 Milyon Km ile Giden Hiper Hızlı Yıldız

 

Dolanık feriştahı gelsin

Yıldızların çekirdeğindeki yüksek ısı ve basınç, hidrojen atomlarının nükleer füzyonla kaynaşarak helyum atomları sentezlemesine aslında yeterli değildir. Yıldızın nükleer füzyonla tutuşması için ısı ve basınç yetmez. Bir de belirsizlik ilkesinden kaynaklanan kuantum tünelleme gerekir.

Öyle ki hidrojen atomları kuantum tünelleme ile bir anda çekirdek basıncında bile mümkün olmayacak şekilde birbirine yaklaşıp kaynaşabilir. Hop! Yıldız yanmıştır. Dahası bu bardağı taşıran son damla gibidir. Yıldız çekirdeklerinde hidrojen atomları küçük gruplar halinde zaman zaman kaynaşabilir; ama bunun yıldızı tutuşturması için sürekli gerçekleşmesi gerekir.

Bazen iki hidrojen atomu bardağı taşıran son damla olarak kaynaşıp helyum atomu sentezler ve ortaya çıkan enerji de diğer atomları kaynaştıracak bir zincirleme tepki başlatır. Yıldızlar asıl bunu başarınca yanar. Yok başaramazlarsa güdük kahverengi cüceler olarak kalırlar.

Gerçi…

Yıldız çekirdeğindeki fotonların yüksek madde yoğunluğuyla ezilen çekirdekten dışarı çıkıp uzaya yıldız ışığı olarak yayılması 100 bin ila 1 milyon yıl alıyor. Yine de sizin gözünüz 600 yıl önce yeni yanan yıldızın ilk ışığıyla dolanık ise (düşük bir olasılıkla da olsa) o yıldızın tutuşup yanmasını tetikleyen ilk nükleer reaksiyonu başlatmış olmanız mümkündür!

İlgili yazı: Dyson Sürüsü ile Uzaydan Güneş Enerjisi

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

 

Dolanık yıldız yaratanlar

Peki bu, evrende milyarlarca yıl önce oluşmuş olan bazı yıldızların, sırf gelecekteki insanlar onların ışığına baktı diye oluşmuş olması mı anlamına geliyor? Zamanda dolanıklığı insanların geçmişe yolculuk etmesi olarak yorumlayabilir miyiz? Bu sorunun yanıtına geçmeden önce kuasar dolanıklık deneyini görelim:

Doğrusu 1964 yılında Bell teoremini geliştiren ve bunu kullanarak ilk Bell eşitsizlik deneyini yapan John Stuart Bell, kuantum dolanıklığın zamanda dolanık olma özelliğiyle evren için bu kadar kritik sonuçları olacağını düşünmemişti. Keza insan gözünün bir gün 12 milyar yaşındaki süper uzak kuasarların ışığıyla dolanık olabileceğini de muhtemelen hayal etmemişti. Peki bu nasıl oldu?

Fizikçilerin Bell eşitsizlik deneyindeki açıkları gidermesiyle oldu. Nitekim bugüne kadar kuantum dolanıklık deneylerini sadece daha kesin deney sonuçları elde etmek için yapmadık. Aynı zamanda bu deneylerin dolanıklığı kesin olarak kanıtlamasını önleyen üç güvenlik açığının ikisini kapatmak için yaptık ve geriye bir tek özgür irade açığı kaldı. Kuasar deneyi de bu açığı kapatmak için yapıldı.

İlgili yazı: Vücut İnterneti ile Beden Hackleme Geliyor

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

Aşk da bir dolanıklık halidir.

 

Peki özgür irade açığı nedir?

Kuantum fiziğinde büyük hataya yol açabilecek olan çok küçük bir olasılık var: Kuantum dolanıklığı kanıtlamak için yapılan deneyde kullanılan detektörler kendi geçmişleriyle dolanıklığa giriyorsa, foton dolanıklığını tarafsız olarak ölçmeniz için gereken rastgele ölçüm halini bozabilirler. Bu durumda detektörler, deney yapılırken aslında deneyin geçmişi ve başlangıç şartlarını etkileyip bozmuş olur.

Fizikçilerin ısrarla zamanda dolanık olma halini ölçmek istemesinin nedeni işte bu açığı kapatmaktı. İnsan gözünün 600 ışık yılı uzaktaki bir yıldızın ışığıyla dolanık olması bu sorunu çözebilirdi; çünkü 600 yıl önce kuantum detektörler yoktu ve yıldız ışığı da 600 yıl önce yayınlanmıştı.

Gerçekten de bu ilk zamanda dolanık olma deneyi özgür irade açığını büyük ölçüde kapattı; ama tümüyle değil. Neden derseniz: Bizzat insanlar, özgür irade sahibi olan veya sahip olduklarını sanan; ama bilinç sahibi oldukları kesin olan varlıklar da ondan!

İnsanların bilinçaltındaki bazı mekanizmalar nedeniyle, göz denilen görme organının 600 yıllık yıldız ışığını psiko-nörobiyolojik süreçlerle etkilemesi mümkündür. Bu ihmal edilebilecek kadar düşük bir olasılık olsa da burada kuantum fiziğinden söz ediyoruz. 600 yıllık yıldız ışığına bakan astronomların, zamanda dolanıklık deneyini yanlışlıkla bozmasını engellemek için bu açığı kapatmamız gerekiyor.

Peki dolanık olma açığını nasıl kapatırız?

12 milyar ışık yılı uzakta ve bugün büyük olasılıkla çoktan sönmüş olan kuasarların ışığına bakarak tabii! Kuasarlar genç evrende yeni oluşmakta olan galaksilerin merkezindeki hiperaktif süper kütleli kara deliklerdir. Tam olarak ne olduklarını şurada okuyabilirsiniz. Kuasarların bizi ilgilendiren kısmı ise çok parlak olmaları ki bu da fotonlarla zamanda dolanıklık deneyi yapmamızı kolaylaştırıyor.

İlgili yazı: Bilimin Henüz Yanıtlamadığı 7 İlginç Soru

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

 

Haydi yapalım!

Dedik ki bilim insanlarının zamanda dolanıklık deneyi yapması risklidir; çünkü bizzat insanın bilinçaltı, nörobiyolojik süreçlerle rastgele dolanıklık durumunu etkileyip bozabilir. Peki ya iki kuasarın ışığını alıp bunları birbiriyle dolanıklığa sokarsak ne olur?

Çok güzel olur; çünkü o zaman bizim dolanıklık deneyini bilinçli insanlar yerine cansız ve bilinçsiz gökcisimleri olan kuasarlar yapar. 😀 Böylece insanı aradan çıkarır ve insan gözünden önce birbiriyle dolanık olan kuasar ışığı da zamanda dolanıklığı kanıtlıyorsa kuantum fiziğini daha kesin ispat etmiş oluruz. Nitekim yaptık; ama nasıl yaptık?

Biraz hile yaparak: Biri 7,8 ve diğeri de 12,2 milyar ışık yılı uzakta olup da ışığı birbirine yansıyan iki kuasar aldık (Bu kuasarlar evrenin iki ucunda yer alıyordu). Sonra, Bell eşitsizliğini kanıtlamak için en az 30 bin foton çiftinin birbiriyle dolanık olduğunu göstermemiz gerektiğinden yola çıktık. Ardından bilgisayarda bu dolanık olma hallerinin eşitsizlik dağılımını hesapladık. Sonunda kuasar ışığına baktık.

Dolanıklığı ölçmek için de 600 ışık yılı uzaktaki yıldızın ışığında kullanılan teleskop ve detektörlerin birer benzerini kullandık. Böylece gerçekten de kuasar ışığında en az 30 bin dolanık foton çifti görmeyi başardık. Bunların eşitsizlik dağılımı bilgisayar simülasyonlarına uydu ve bu da iki kuasarın araya insan bilinçaltı girmeden birbirini test ettiğini kanıtladı.

Test sonuçları da zamanda dolanık olma halini kanıtlıyordu. Böylelikle bugüne kadar yapılan en kesin kuantum deneyi ile kuantum dolanıklık ispat edilmiş oldu. Hem özgür irade açığı ilk kez kapandı, hem de pratikte konu kapanmış oldu.

İlgili yazı: Evrende Oluşan İlk Molekül Bulundu

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

 

Gerçi dolanık olmak tamam ama

Önemli bir detay daha var ve şimdi kuasar deneyinin başarılı olmasını sağlayan bu detayı da anlatmamız gerekiyor. Üstelik bunu bize MIT Bilim Tarihi Germeshausen kürsüsü sahibi olan Fizik Bölümü Profesörü David Kaiser anlatacak; ama önce deneyde eksik kalan noktayı anlatalım:

Bu deneyde iki kuasarın birbirini test etmesini sağladık; ama testin sonuçlarını yine biz insanlar kontrol ettik. Öyleyse insan unsurunun test sonuçlarını etkilemesini önlemek için bize özel bir deney seti gerekiyor.

Evet, yeni kuasar deneyinde de Avusturya’da yapılan yıldız ışığı deneyine benzer teleskoplar ve çatı detektörleri kullandık; ama bunlardan gelen büyük veriyi laboratuardaki atomlarla tekrar test ederek insan öğesini deneyden silmeyi de başardık. Profesör Keiser’in dediği gibi:

Bu defa radyoaktif atomlarla çalışan bir parçacık jeneratörü aldık ve dengesiz atomların radyoaktif bozunum yoluyla dolanık parçacık çiftleri püskürtmesini sağladık (Aslında Çernobil Nükleer Kazası Neden Oldu yazısıyla sizi bu makaleyi okumaya hazırlıyordum).

İlgili yazı: Evrendeki En Bol Su Formu Süperiyonik Sıcak Buz

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

 

En nihai dolanık göz deneyi

Fizikçilerin kendini aradan çıkarmak için kurnazca hazırladığı bu deneyde; laboratuardaki bir detektör, dolanık çiftin içindeki A parçacığının ve diğer detektör de B parçacığının kuantum özelliğini ölçtü. Ancak, detektörler parçacıkları ölçmeden az önce ve radyoaktif atom bu dolanık parçacıkları püskürttükten hemen sonra, bilim insanları bunları kuasar ışığıyla dolanıklığa soktular!

Öyle ki A kuasarı, A parçacığı detektörünün o parçacığın hangi özelliğini ölçeceğini belirledi. B kuasarı da B parçacığı detektörünün o parçacığın hangi özelliğini ölçeceğini belirledi. Kısacası zamanda dolanıklık deneyinin nasıl yapılacağına bile insanlar yerine kuasarlar karar verdi! İşte zamanda dolanıklık olgusu özgür iradeyi dışlayarak ve astronomik ölçekte böyle kanıtlanmış oldu.

Keiser ve ekibi kuasar deneyini 15 dakikalık sürelerle iki kez tekrarladılar. Sonuçta ilk denemede 17 bin 663 ve ikinci denemede 12 bin 420 dolanık foton ölçmüş oldular. Sonra büyük patlamanın en büyük topu ve ağır abisi devreye girerek deney sonuçlarını bizzat kontrol etti.

İlgili yazı: Mars 2020 Robotu ile İsmini Mars’a Gönder

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık

Ağır top derken, Alan Guth’un elindeki Dünya küresi değil, kozmik mikrodalga art alan ışıması ile gözlemlenebilir evrenin tamanını ilk ışıkla gösteren kozmik küredir.

 

Alan Guth açıklıyor

1979’da evrenin dalga fonksiyonunun bozunma hızını hesaplayarak modern büyük patlama teorisini geliştiren Profesör Alan Guth bilgisayarı, kalemi ve kağıdı eline alarak kuantum fiziğinin bugüne dek yapılan en kesin deneyini kontrol etti ve “Hata payı 10-20, yani yüz milyar milyarda birdir. Bu inanılmayacak kadar küçük bir hata payı” dedi.

Şöyle örnek vereyim: Durağan kütleden sorumlu Higgs kuantum enerji alanını oluşturan Higgs parçacığını 2012’de CERN’de keşfettiğimiz deneyin doğruluk payı sadece milyarda birdi. Evren kuantumdur ve kuantum fiziği yerel olmayan enerji alanlarından oluşur.

Dolanık isen kime göre, neye göre?

Zamanın oku yazısında evrende zamanın neden geçmişten geleceğe aktığını anlattım; ama aslında Einstein dahil hiçbirimizin “zamanın akışının” ne olduğu hakkında net fikri yok. Nitekim Einstein, daha zamanda kuantum dolanıklık ortaya çıkmadan önce ve sadece görelilik teorisine dayanarak “Geçmişle geleceğin ne olduğuna dair bir fikrim var ama şimdiki zamandan pek emin değilim” demişti.

İlgili yazı: Bir Yüzü Hep Güneşe Bakan Gözbebeği Gezegenler

Kuantum-zaman-gözünüz-12-milyar-yıllık-ışıkla-dolanık  

İnsanlar geçmişi etkileyebilir mi?

Artık bu soruyu bildiğimiz kadarıyla yanıtlayabiliriz: Hem evet, hem hayır. Evet, çünkü zamanda dolanık olma olgusu var. Hayır, çünkü dolanıklık iki parçacığın birbirini ışıktan hızlı etkilemekle birlikte, ışıktan hızlı iletişim kurmasına izin vermez. Bu da görelilik teorisiyle tutarlı bir açıklamadır. Ne de olsa ışıktan hızlı gitseydiniz zamanda geçmişe giderdiniz. Odanın ışığını siz daha yakmadan yakardınız. 😉

Tabii ki bu kozmik neden-sonuç ilişkisini bozan bir paradoks olurdu. Peki zaman neden geleceğe akıyor? Zaman makinesiyle geçmişe yolculuk etmek için büyükbaba paradoksunu çözebilir miyiz? Bu soruların yanıtını şimdi okuyabilirsiniz.

Zamanda dolanıklığı diğer yüzünü görmek için Fizikçiler Zamanı Tersine Çevirdi başlığına göz atabilir ve Schrödinger’in kedisini nasıl kurtardığımıza bakabilirsiniz. Ben mi? Ben 4 ay önce yorum yazan bir okuruma söz verdiğim yazıya başlayacağım şimdi. Yarın görüşmek üzere.

Zamanda dolanık olmak


1Cosmic Bell Test Using Random Measurement Settings from High-Redshift Quasars
2Cosmic Bell Test: Measurement Settings from Milky Way Stars (pdf)
3The significance of measurement independencefor Bell inequalities and locality

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir