Parçacık-Dalga İkiliği, Aslında Belirsizlik İlkesinin Bir Çeşidi Olabilir!
Işığın İlginç Doğasına Yönelik Gerçeği Daha İyi Anlamak, Kuantum Fiziğini Bir Nebze Olsun Basitleştirebilir!
Bu haber 8 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
İşte size ilginç bir sürpriz: Kuantum fiziği birazcık daha basitleştirildi. Çünkü aslında sandığımızdan daha basitmiş. Nature Communications dergisinde yayımlanan bir makaleye göre uluslararası bir araştırma ekibi, kuantum dünyasında gördüğümüz iki ayrı olayın, aslında aynı şeyin iki ayrı gösterimi olduğunu ispatladı.
Patrick Coles, Jedrzej Kaniewski ve Stephanie Wehner, kuantum mekaniğinde çığır açacak bu buluşu Singapur Ulusal Üniversitesi'nin Kuantum Teknolojileri Merkezi'nde yaptı. Buldukları şey, "dalga-parçacık ikiliği"nin aslında "belirsizlik ilkesi"nin gizlenmiş bir versiyonu olduğudur. Böylece bu iki gizem, tek bir gizeme indirgenmiş oluyor! Şu anda Hollanda'daki Delft Teknoloji Üniversitesi'ndeki QuTech'te doçent olan Wehner şöyle söylüyor:
Belirsizlik ilkesi ile parçacık-dalga ikiliği arasındaki ilişki, bir sistemden alabileceğiniz bilgiler üzerinde düşünmeye başladığınızda doğal olarak görünür hale geliyor. Araştırma sonuçlarımız, fiziği bilgi açısından düşünmemiz sayesinde elde edildi.
Bu keşif, kuantum fiziği anlayışımızı derinleştiriyor ve parçacık-dalga ikilisinin uygulamaları hakkında yeni fikirler üretmemizi sağlayabilir. Parçacık-dalga ikiliği, bir kuantum nesnesinin dalga gibi davranması; ancak o dalganın yerini belirlemeye kalktığınızda bu özelliğin kaybolarak parçacık gibi davranmaya başlamasıdır.
En basit olarak çift yarık deneyinde bu davranış gözlenebilir. Elektronlar, yani tekil parçacıklar birbirine çok yakın ve çok ince iki deliğe, tek tek ateşlenirler. Bu durumda parçacıklar, normalde bilye gibi nesneleri fırlattığınızda olacağın aksine, deliğin öteki tarafındaki perdede iki sütun halinde birikmezler! Bunun yerine, çizgili bir desen oluştururlar. Bunun sebebi, birbiriyle girişim yapan (üst üste binen) dalgalar gibi davranmalarıdır. Ancak bu davranış, ta ki onları gözlemeye, yani yerlerini belirlemeye kalkana kadar sürer. Elektronların yerini tespit etmeye kalktığınız anda desen kaybolur ve tıpkı parçacık davranışı sonucunda görmeyi beklediğimiz gibi iki sütun olarak birikmeye başlarlar!
Kuantum belirsizlik ilkesi ise, bir kuantum parçacığının belli ilişkili (ikili) özelliklerinin aynı anda bilinemeyeceğini söyler. Örneğin, bir atomun yerini daha hassas bir şekilde bildiğinizde, atomun hızını daha az hassaslıkla bilebilirsiniz. Bu, doğanın bilinebilirliği hakkında temel bir sınırdır; ölçüm yeteneğimizle ilgili bir durum değildir. Yani daha hassas aletler kullanmak, bu sınırı aşıp, iki bilgiye de eşit hassaslıkta ulaşmamızı sağlayamaz.
Yeni çalışma, bir sistemin dalga ve parçacık davranışından ne kadar öğrenebileceğimizi görmemizi sağlayacak. Parçacık-dalga ikiliği ve belirsizlik kuantum fiziğinin 1900'lerden beri temellerinde bulunmaktadır. Kanada'daki Kuantum Hesaplama Enstitüsü'nde doktora sonrası araştırma yapan Coles şöyle diyor:
Yalnızca ve yalnızca içimizdeki bir hissi takip ediyorduk ve o his, ikisi arasında bir ilişki olması gerektiğini söylüyordu.
Parçacıkların özellik çiftlerinin belirsizlik ilkesinden ne kadar etkilendiğini tespit eden matematiksel denklemler yazmak mümkündür. Coles, Kaniewski ve Wehner, "entropik belirsizlik ilişkileri" olarak bilinen bu denklemlerin uzmanlarıdır. Onlar, bugüne kadar parçacık-dalga ikiliğini tanımlamak için kullanılan denklemlerin, belirsizlik ilkesini de tanımlayacak şekilde değiştirilebileceğini ispatladılar. Coles şöyle diyor:
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.Kreosus
Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.Patreon
Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.YouTube
YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.Diğer Platformlar
Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.Giriş yapmayı unutmayın!
Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Bu adeta iki ayrı dili birbirine bağlayan Rosetta Taşı gibidir. Parçacık-dalga ikiliği üzerine olan literatür hiyeroglifler gibiydi. Artık anadilimize çevrilebilirler! İnsanların bugüne kadar yaptıklarını incelediğimizde, birkaç defa evreka (a ha!) anı yaşadık.
Entropik belirsizlik ilişkileri ve bunun matematiksel dil çevirilerinde kullanılması, kuantum kriptografinin güvenilirliğini de ispatlayabilir. Kuantum kriptografi, kuantum parçacıklarını kullanarak şifreleme yapma işidir. Araştırmacılar, çalışmalarının bu tür şifreleme için gerekli protokollerin geliştirilebilmesinde kullanılabileceğini söylüyorlar.
Daha önceden yazdıkları makalelerde Wehner ve arkadaşları belirsizlik ilkesi ile kuantum "yerelsizlik" ve termodinamiğin ikinci yasası gibi diğer fizik dalları arasında ilişkiler bulmuştu. Bundan sonraki baş döndürücü hedef, bu parçaların birbirine tam olarak nasıl oturduğunu bulmak ve bu keşiflerinin daha büyük bir resmi ortaya çıkarıp çıkarmadığını görmek.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.Soru & Cevap Platformuna Git
- 14
- 9
- 7
- 5
- 5
- 4
- 3
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 01/02/2023 08:40:26 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/3157
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
- Bilim Ağacı> Doğa Bilimleri> Fizik> Mekanik> Kuantum Mekaniği
- Bilim Ağacı> Doğa Bilimleri> Fizik> Kuantum Fiziği
- Bilim Ağacı> Beşeri Bilimler> İletişim> Gazetecilik (Habercilik)> Bilim Haberciliği
- Termodinamik Yasaları Bilim Haber Heisenberg Belirsizlik İlkesi Kuantum Dalga/parçacık İkiliği Habercilik
This work is an exact translation of the article originally published in Phys.org. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.