Einstein’ın Eşdeğerlik İlkesi Kuantum Testini Geçti

Akıl almaz kuantum özelliklere sahip parçacıklar hala standart yerçekimi kuralını takip ediyorlar, en azından bilim insanları şimdilik böyle olduğunu düşünüyor. Çevrimiçi olarak arXiv.org’da yay..
Görsel Telif:

Akıl almaz kuantum özelliklere sahip parçacıklar hala standart yerçekimi kuralını takip ediyorlar, en azından bilim insanları şimdilik böyle olduğunu düşünüyor.

Çevrimiçi olarak arXiv.org’da yayımlanan bir çalışmaya göre, Einstein’ın yerçekimi teorisinin temel ilkelerinden biri olan eşdeğerlik ilkesi, bir kuantum testinden geçmeyi başardı.

Einstein’ın yerçekimi teorisinde – genel görelilik teorisi – yerçekimi ve ivme aynı madalyonun iki yüzüdür.  Eşdeğerlik ilkesine göre, yerçekiminin çekme gücünü belirleyen bir nesnenin yerçekimsel kütlesi, bir itme kuvveti verildiğinde nesnenin ne kadar hızlandığını belirleyen eylemsizlik kütlesi ile aynıdır. Sonuç olarak, Dünya yüzeyine düşen iki nesne, farklı kütlelere sahip olsalar veya farklı malzemelerden yapılmış olsalar bile, aynı oranda (hava direncini ihmal ederek) hızlanmalıdır.

Eşdeğerlik ilkesinin ilk rapor edilmiş deneylerinden birisi – genel görelilik çerçevesinde anlaşılmadan önce-, Galileo’nun, Pisa Kulesinden ağırlıkları bırakarak yaptığı söylenen gerçek olup olmadığı şüpheli deneyidir. O zamandan beri bilim insanları bu deneyi daha küçük ölçeklere adapte ettiler. Yapılan yeni bir çalışmada da fizikçiler bir adım daha ileri gittiler ve atomları bir atomun belirli bir enerjiye sahip olmadığı fakat iki enerji seviyesinin kombinasyonunu işgal ettiği bir kuantum süperpozisyona yerleştirdiler.

Bilim insanları lazerlerle manipüle ederek Rubidyum atomlarını yukarıya doğru fırlatmış oldular ve bu yolla da yerçekiminin atomları aşağı nasıl çektiğini gözlemleyebildiler.

Normal atomların ivmesini süperpozisyonda olanlarla karşılaştırmak için, bilim insanları atomları iki buluta böldüler ve atomları bir buluttaki süperpozisyona koydular. Daha sonra bulutların nasıl etkileşime girdiğini hesapladılar. Bu atom bulutları dalgalar gibi davranıyorlar ve tıpkı birleşen su dalgalarında olduğu gibi girişiyorlar. Ortaya çıkan dalgalanmalar da, atomların hissettikleri yerçekimi ivmelenmesine bağlılar.

Daha sonra bilim insanları, elde ettikleri sonuçları iki bulutun da normal enerji seviyesinde olduğunda elde edilen sonuçlarla karşılaştırdılar. Araştırmacıların bulgularına göre, süperpozisyondaki atomların üzerindeki yerçekimi kuvveti ile diğer atomların üzerindeki yerçekimi kuvveti aynı. En azından 100 milyonda 5 hassasiyet seviyesinde yapılan ölçümler bunu gösteriyor.

Eşdeğerlik ilkesinin kuantum testleri, kuantum mekaniği ve genel göreliliğin buluştuğu karanlık alanın keşfedilmesi demek. Fakat bu iki teorinin birbirleriyle iyi geçinebildiğini söylemek zor. Bilim insanları şu anda bu çifti bir kuantum yerçekimi teorisinde birleştirmek için uğraşıyorlar ve bazı aday teorilerde, eşdeğerlik ilkesinin kuantum seviyesinde bozulduğu öngörülüyor.

Bilim insanları, yerçekiminin farklı atom türleri üzerindeki etkilerini karşılaştırarak daha önce atomlarda eşdeğerlik ilkesini test ettiler. Bu tür testler küçük parçacıklar üzerine uygulandığı için kuantum fiziği ve genel görelilik arasındaki bulanık bölgenin de keşfedilmesi olanağını sunuyor. Ancak bu yeni uygulanan test, kuantum mekaniğinin en tuhaf özelliklerinden biri olan süperpozisyonu inceleyen ilk test olma özelliğini taşıyor.


İlgili Makale: Quantum test of the equivalence principle for atoms in superpositions of internal energy eigenstates, arXiv:1704.02296 [physics.atom-ph]

Kaynak: Key Einstein principle survives quantum test, ScienceNews, Retrieved from https://www.sciencenews.org/article/key-einstein-principle-survives-quantum-test


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (1 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

  • simurg 26 Eylül 2017 - 13:59
  • Galilei nin pisa kulesinden test yaptığı söylentisi spekülasyon muhtemelen ben o kısmı yorumlayayım. (diğer kısımda makaleye dair tartışılacak bir şey yok pek)
    Bir kilisenin kulesinden bu deneyi gerçekleştiren ancak verimli sonuçlar alamamış araştırmacı bnir rahip olduğu gerçek (o zamanın bilim insanları da rahiplerden çıkardı. Biliyorsunuz Copernicus da aslında din adamı zaten)
    Galilei ise böyle bir deneye aslında hiç girişmiyor, zaten gerek yok. Onun yerine Galilei bunun deneysel testini kendi araştırma alanında eğik düzlem üzerinde tatbik edip formülize ediyor. Yani nesnelerin kütlelerinden bağımsız olarak aynı şekilde hızlanacağını Galilei eğik düzlem deneylerinden hareketle ortaya koyup formülleştiriyor.
    Şimdi biraz da tarihsel varsayım üretelim izin verirseniz.
    1. Bir rahip kilisedeki bir kuleden(bu ünlü ve yüksek kuleli bir gotik katedral) birbirinden farklı kütlelerdeki nesneleri aşağı bırakıp gözlemlemeye çalışıyor. Bu olayın kaydı var yani olay gerçek.
    2. Galilei eğik düzlemde deneyler yaparak temel bazı fizik yasalarını ve klasik göreliliği ,eylemsizliği ortaya koyuyor.
    3. Birileri eğik düzlem Galilei ve kule deneyini duyup hepsini, birleştirerek eğik kuleden aşağı gülleler atan (ünlü eğik pisa kulesi) Galilei söylentisini yayıyor.
    Durum bu konuda muhtemelen bu şekilde. 🙂

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv