Kuantum Zeno Etkisi Schrödinger’in Kedisini Nasıl Etkiler?

Schrödinger’in kedisini artık tanımayan yok. Kuantum fiziğinin ilginç yönlerinden birini anlatmak için tasarlanan bir “düşünce deneyi” olan bu düzenekte, içindeki radyoaktif atom ışı..
Görsel Telif: Washington University in St. Louis

Schrödinger’in kedisini artık tanımayan yok. Kuantum fiziğinin ilginç yönlerinden birini anlatmak için tasarlanan bir “düşünce deneyi” olan bu düzenekte, içindeki radyoaktif atom ışıyarak bozunduğu takdirde etkinleşecek olan bir mekanizma ile bir kedinin bulunduğu bir kutu vardır. Kutunun içine bakma eylemi, atomun dalga fonksiyonunu çökertir. Yani atomun durumunun matematiksel tanımı olan dalga fonksiyonu, olası tüm durumların süperpozisyonu iken, tek bir belirli durum hâline gelir. Dolayısıyla kutunun içine bakıldığında, kedi ya canlı ya da ölü (atom ya bozunmamış ya da bozunmuş) olacaktır. Fakat bakılmadığı sürece, dalga fonksiyonu süperpozisyon durumunda olan atomdan ötürü, kedi hem canlı hem de ölü olarak düşünülebilir.

Peki eğer kutunun içine saniyede 1.000 kez gibi bir sıklıkla göz atacak olsanız, kedinin kader seçimini geciktirebileceğinizi veya tam tersine hızlandırabileceğinizi biliyor muydunuz? Bu şekilde gerçekleşen bir gecikmeye “kuantum Zeno etkisi” denir; hızlandırma ise “kuantum anti-Zeno etkisi” olarak adlandırılır.

Kuantum Zeno etkisi  adı, Yunan filozof Zeno tarafından ortaya atılan ok paradoksuna benzetilerek verilmiştir: Uçan bir ok, zamanın herhangi belli bir anında hareketsizdir; o zaman nasıl hareket edebilir? Benzer biçimde, eğer bir atom sürekli olarak ölçülüp, başlangıç durumunda olup olmadığına bakılırsa, daima o durumda olduğu bulunabilir. Hem Zeno hem de anti-Zeno etkileri gerçektir ve gerçek atomlara olur. Peki ama bu nasıl olabilir? Nasıl olur da ölçüm yapmak, radyoaktif atomun bozunumunu gecktirip hızlandırabilir? Yani “ölçüm” aslında nedir?

Fizikçilerin yanıtı şu: Bir kuantum sistemi hakkında bilgi elde etmek için sistemin çevre ile kısa bir süre için güçlü şekilde çiftlenmesi gerekir. Yani ölçümün amacı bilgi elde etmektir, ama çevre ile güçlü çiftlenmenin anlamı, ölçümün kuantum sistemi de rahatsız etmek zorunda olduğudur. Peki sistem rahatsız edilip, herhangi bir bilginin dış dünyaya aktarılmaması mümkün mü? O zaman ne olur? Atom yine Zeno ve anti-Zeno etkilerini sergiler mi?

Washington Üniversitesi St. Louis Yerleşkesi’nden Kater Murch’ün ekibi, kubit adı verilen bir yapay atom ile çalışarak, bu soruları yanıtlamaya çalışıyor. Zeno etkilerinde ölçümün rolünü sınamak için ekip yeni bir ölçüm etkileşimi geliştirmiş. “Kuasi-ölçüm” veya “ölçümsü” (İng. quasimeasurement) olarak Türkçeleştirebileceğimiz bu ölçüm şekli, atomu rahatsız ediyor fakat durumu hakkında hiçbir şey öğrenmiyor.

Washington ekibi, çalışmalarından elde ettikleri bulguları 14 Haziran 2017 tarihli Physical Review Letters dergisinde yayımladı. Makalelerinde şunu belirtiyorlar: Tıpkı ölçümler gibi, ölçümsüler de Zeno etkisine neden olur. Ölçümün doğasına ilişkin bu yeni anlayış, ileride kuantum sistemlerin kontrolü konusunda yeni yöntemlerin geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

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