Bilim İnsanları, Schrödinger'in Kedisinin Aynı Anda İki Yerde Olabileceğini Kanıtladı

Yale Üniversitesi'nden bir fizikçi ekibi, Schrödinger'in kedisini iki ayrı kutuya böldü ve o hayatta kaldı.

Görünür dünyanın kurallarının geçerli olmadığı ve mikroskobik parçacıkların kendilerine ait bir düzeyde işliyor gibi göründüğü kuantum fiziğine hoş geldiniz.


27 Mayıs 2016'da Science dergisinde yayınlanan Yale Üniversitesi'nden yapılan araştırma , Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger'in 1935'te yaptığı bir düşünce deneyinde uzun süredir kedi tarafından sembolize edilen süperpozisyon ilkesine dayanıyordu.


Kuantum teorisinde iyi bilinen kafa kaşıyıcılardan biri olan ilke, temel olarak, atom altı parçacıkların, birileri onları gözlemlemeye çalışana kadar, aynı anda tüm olası fiziksel durumlarda - bir süperpozisyon durumu - olduğunu söyler. Biri onları gözlemlemeye çalıştığında, yalnızca ölçülebilir tek bir durumu (yönlendirme, konum, enerji seviyesi) işgal ederler.


Örneğin, bir elektron teorik olarak, siz onu bulmaya çalışana kadar yörüngesindeki olası her yeri işgal eder. O zaman sadece bir noktadadır.

Devletsiz Bir Kedi

Kedi, Schrödinger'in süperpozisyonun laboratuvar dışında nasıl görüneceğine dair bir temsiliydi. Ünlü varsayımsal deneyinde, bir kediyi radyoaktif bir parçacık ve bir şişe zehirli gaz içeren bir kutuya kapattı. Parçacık bozunursa, şişe kırılır ve kedi ölür; kırılmazsa kedi yaşayacaktı.

NASIL İŞLER

Schrödinger, eğer bu parçacık bir süperpozisyon durumunda olsaydı, aynı anda hem çürüyen hem de kimse bakmadığı sürece çürümeyen bir durumda olsaydı, biri kutuyu açana kadar kedinin hem ölü hem de canlı olacağına işaret ediyordu.


Yine de yanılmıştı. Mikroskobik ölçekte, gözlemlenmeyen madde bir şekilde aynı anda birden fazla durumda olabilir ve bu yetenek, günümüz standartlarına göre hayal edilemeyecek işlem hızları vaat eden kuantum hesaplamanın anahtarı olabilir.


Normal bir bilgisayar biti "1" veya "0" durumunda olabilir. Bir kuantum biti veya kübit, aynı anda birden fazla görevi yerine getirmesine izin veren "kedi durumu" olarak bilinen her iki durumda da olabilir.


Ve eğer bu çift-durumlu kübit, başka bir çift-durumlu kübit ile bağlantılı olsaydı, böylece biri tarafından gerçekleştirilen herhangi bir eylem anında diğerinde bir eylemi tetiklerse - bir dolaşma durumunda - bunlar aynı anda birden fazla görevi tek bir birim olarak gerçekleştirebilirler.

Bilim insanları 20 yılı aşkın bir süredir bu tür "iki modlu kedi halleri"nden bahsediyorlar, ancak şimdiye kadar kimse bunu başaramadı.


Yale'de doktora sonrası yardımcı olan Dr. Chen Wang, "Kuantum mekaniğinin sınırlamalarına dair ipuçlarını bulana kadar birçok saçma senaryo teorik olarak mümkün ve laboratuvarda gerçekten neler yapabileceğimizi görmek her zaman zorlayıcı" dedi.

İki Devlet, İki Lokasyon

Bu durumda, Wang ve meslektaşlarının yaptığı şey, elektromanyetik alanların en küçük bileşenleri olan mikrodalga ışık fotonlarını, süper iletken bir kanalla birbirine bağlanan iki ayrı mikrodalga odasında yakalamaktır. Bir dizi enerji darbesi, aynı anda iki zıt yönde salınan her iki alanı da süperpozisyon durumuna sokar.


Wang, "İki modlu bir kedi durumu, her biri aynı anda iki şekilde titreşen, ancak birbiriyle senkronize olan iki gitar teli gibidir." diye yazdı.


İşte burada süperiletken kanal devreye giriyor. Odalar birbirine bağlı olduğundan, bölünmüş fotonlar etkileşime girebildi. Böylece, Evrenin Fiziği tarafından "birbirleriyle etkileşime giren parçacıkların bireyselliklerini etkin bir şekilde kaybedecekleri ve birçok yönden davrandıkları ölçüde kalıcı olarak ilişkili oldukları veya birbirlerinin durumlarına ve özelliklerine bağlı oldukları bir durum" olarak tanımlanan dolaşık hale geldiler. Tek bir varlık olarak."


Araştırmacılar kanalı devre dışı bıraktığında, alanlar hala bağlıymış gibi davranıyordu. Bir bölmede uygulanan herhangi bir değişiklik, artık fiziksel olarak bağlantılı olmasalar da, diğer bölmede eşzamanlı değişiklikleri tetikledi.

Kuantum Gelecek

Araştırma, ilk kez, aynı anda iki farklı yerde tek bir süperpozisyon durumunun var olduğu iki modlu bir kedi durumunun yaşayabilirliğini gösterdi.


Wang, "Kuantum teknolojimizin, çok sayıda parçacıkla, böyle bir kedi durumu yapabileceğimiz noktaya kadar ilerlediğini kanıtlıyor" dedi.


Görünüşe göre kuantum teorisi daha az teorik hale geliyor.


Wang, "[Schrödinger'in] kedisi 'paradoksu' artık kavramsal olarak fizikçiler için saçma gelmiyor, daha da egzotik kuantum durumları sıradan ve ulaşılabilir hale geliyor." dedi.

Takımın bir sonraki hedefinde "iki kuantum biti arasındaki bir kuantum mantık geçidinde hata düzeltmeyi uygulamak" yer alıyor.


Kaynak:

https://www.sciencealert.com/

https://www.popularmechanics.com/