Schrödinger’in Kedisinin Optiksel Benzeri Oluşturuldu

Bir rubidyum-87 atomu ile bir lazer atımı arasındaki dolaşıklık, makroskobik süperpozisyon durumlarının yaratımına yol açıyor.
Görsel Telif: heinakroon.com

Erwin Schrödinger’in 1935 yılında ileri sürdüğü kedili düşünce deneyi, mikroskobik fiziksel sistemler ile makroskobik fiziksel sistemler arasında dolaşıklık olmasını ve bunun sonucunda makroskobik nesnelerin kuantum davranış sergilemesi olasılığını gündeme getirmişti. O zamandan beri, araştırmacılar mikroskobik ve makroskobik yapılar arasında dolaşıklığın olduğu benzer sistemler fark etti; örneğin David Wineland’ın Nobel Ödülü kazanan çalışmasında, tuzaklanmış bir iyon ile tuzaktaki titreşimsel durum arası dolaşıklık tanımlanıyordu. Bununla birlikte, ortaya çıkan makroskobik kuantum süperpozisyon durumlarının yararlılığı, tipik olarak sınırlıydı; çünkü yaratımları düşük olasılıklıydı veya kısa iletim uzaklıklarına sahiplerdi.

Bir süre önce, Almanya’daki Max Planck Kuantum Optiği Enstitüsü’nden Gerhard Rempe ve çalışma arkadaşları, kontrollü bir süperpozisyon durumlu bir makroskobik ışık atımını deterministik biçimde üretti. Rempe ve ekibi, mikroskobik nesne olarak bir optik oyuk içine tuzaklanmış tek bir rubidyum-87 atomu ve makroskobik kedi olarak da lazer atımı kullandı. Atomu yukarı ve aşağı spin durumlarının bir kuantum süperpozisyonuna soktuktan sonra, araştırmacılar optik oyuktan ışık atımı yansıttı. Işık, yukarı spin durumlu bir atom için faz kayması kazanmayacak olsa da, aşağı spin durumu için kazanacaktı. Atom hem yukarı hem de aşağı spinli olduğundan, ışık iki faz kaymasını deneyimledi ve onunla dolaşıklaştı. Atomun spinini 90 derece döndürdükten sonra, araştırmacılar spin durumunu ölçerek, ya yukarı ya da aşağı duruma projekte etti. Şekilde gösterildiği üzere, yukarı spin ölçümünde ışık faz durumlarının tek (İng. odd) süperpozisyonundaydı; aşağı spin ölçümünde ışık çift (İng. even) süperpozisyondaydı. Rempe ve ekibi, bir homodin algıç ile faz uzayındaki olasılık dağılımını ölçerek, makroskobik bir süperpozisyon durumunun yaratımını doğruladı.

Bir rubidyum-87 atomu (mavi küre), faz durumlarının iki ayrık süperpozisyonunda olan bir ışık atımı ile dolaşıklaştırıldı. Spin ölçümü, atom durumunu çökertti ve ışığın tek (üstte) veya çift (altta) süperpozisyon durumuna yol açtı.

Yapılan bu deney, ünlü bir düşünce deneyinin gerçeğe dönüştürülmesiden fazlasını sunuyor. Önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında, elde edilen sonuçlar bazı önemli avantajlar sağlıyor; her denemede atom-ışık dolaşıklığının yaratımı gibi. Bundan başka, makroskobik nesne optiksel olduğu için süperpozisyon durumunu yitirmeden yayılabiliyor. Bu özellikler, kuantum ağ uygulamaları için yeni tekniği özellikle umut vaad edici kılıyor. Yani bir anlamda Schrödinger’in kedisi, enformasyon iletiminin yeni şekli hâline gelebilir.

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