Yerel Gerçeklik Çürütüldü

Hollanda Delft Teknik Üniversitesi’nde görev yapan Ronald Hanson’ın ekibi tarafından geçtiğimiz günlerde gerçekleştirilen bir deney, Albert Einstein’ın “yerel gerçeklik” ..
Görsel Telif:

Hollanda Delft Teknik Üniversitesi’nde görev yapan Ronald Hanson’ın ekibi tarafından geçtiğimiz günlerde gerçekleştirilen bir deney, Albert Einstein’ın “yerel gerçeklik” (İng. local realism) ilkesini çürüten en güçlü kanıtı sundu. Yerel gerçeklik ilkesine göre evren yasalara uyar, şansa yer yoktur ve ayrıca ışıktan daha hızlı bir iletişim olamaz. Nature dergisinin son sayısında ayrıntıları paylaşılan tarihsel önemdeki bu deneyde, Fotonik Bilimler Enstitüsü (ICFO) profesörlerinden Morgan W. Mitchell ve Valerio Pruneri liderliğindeki araştırma ekiplerinin geliştirdiği rastgele sayı üreteçleri,  kritik bir rol oynuyor.

Delft deneyinde ilk önce iki ayrı elmas kristalinde tuzaklanmış iki elektron dolaşıklaştırıldı. Sonra da elektronların yönelimi ölçüldü. Kuantum kuramında dolaşıklık güçlü ve gizemli bir olgudur. Matematiksel olarak iki elektron tek bir dalga fonksiyonu ile betimlenir. Bu dalga fonksiyonu sadece onların uyumlu olup olmadığını belirtir; hangisinin spininin ne yönde olduğunu söylemez. Matematiksel açıdan elektronlar kimliklerini yitirmiştir. Yerel gerçeklik bu görüngüyü daha az gizemli bir şekilde açıklamaya kalkışır ve parçacıkların belli bir yönelimlerinin mevcut olduğunu, sadece ölçüm yapana kadar bizim bunu bilemediğimizi öne sürer.

Ölçüm yapıldığında Delft elektronları kesinlikle bireysel olarak rastgele görünmekle birlikte, uyumlu çıkıyorlar. Elbette gerçekliğin iddia ettiği gibi önceden varolan yönelimlere sahip durumda olamazlar. Bu davranış ancak ve ancak elektronlar birbirleriyle iletişim halinde ise mümkün olabilir. Bu da farklı kristallere hapsolmuş elektronlar için oldukça şaşırtıcı. En ilginci de şu: Delft deneyinde kullanılan elmaslar, aralarında 1.3 km uzaklık olan iki ayrı binada bulunuyordu. Dahası, ölçümler öylesine hızlı yapıldı ki, elektronların ışık hızındaki sinyallerle bile haberleşecek vakti yoktu.

Bu sonuç yerel gerçekliği darboğaza sokuyor: Eğer elektron yönelimleri gerçekse, elektronlar haberleşmiş olmak zorunda. Ama eğer haberleşmişlerse, bunu ışık hızını aşan bir hızda yapmış olmalılar. Bundan başka çıkış yok ve yerel gerçeklik çürütülmüş oluyor. Ya Tanrı zar atıyor ya da elektronların spinleri birbirlerinden ışıktan hızlı biçimde haberdar oluyor.

Bu heyecan verici deney için, elektronların yönelimlerini ölçmede aşırı hızlı, öngörülemez kararlar gerekiyordu. Eğer ölçümler öngörülebilir olsaydı, elektronlar hangi yöne yönelecekleri konusunda, hiç olmayan iletişimi simüle ederek önceden anlaşma yapabilirlerdi ki bu bir deneysel eksik (İng. loophole) olarak kalmıştı. Bu açığı gidermek için, Delft ekibi en hızlı kuantum rastgele sayı üreteci rekoru sahibi ICFO’ya başvurmuş. Deney için ICFO tarafından bir çift kuantum zar hazırlanmış: Çok hızlı “rastgelelik açılımı” elektroniği de içeren ve patenti kendilerine ait olan rastgele sayı üretim teknolojisinin özel bir versiyonu. Bu aygıt, Delft deneyinde yapılan her bir ölçüm için bir tane aşırı saf rastgele bit üretmiş. Bitler yaklaşık 100 ns içinde üretilmiş  ki, bu da ışığın 30 metre yol alması için gereken süreye eşit. Yani elektronların haberleşebilmesi için gereken sürenin yakınından bile geçmiyor.

yerel-gerceklik-curutuldu-bilimfilicom

Ekip üyelerinden ICFO doktora öğrencisi Carlos Abellán şöyle anlatıyor: “Delft bizden varolan en üstün rastgele sayı üretecinin de ötesine geçmemizi istedi. Daha önce bu kadar kısa zamanda bu kadar iyi rastgele sayı üreten bir deney hiç olmamıştı.” ICFO ekibi için Delft deneyinin bir parçası olmak, temel fiziğe katkıda bulunma şansının da ötesinde bir başarı. Prof. Morgan Mitchell şu yorumu yapıyor: “Bu deneyde çalışmak bizi iletişim güvenliği, yüksek performanslı hesaplama ve hem yüksek hızlı hem de yüksek kaliteli rastgele sayı gerektiren diğer alanlara uygulayabileceğimiz teknolojiler geliştirmeye itti.” ICFO’nun kuantum rastgele sayı üreteçleri sayesinde Delft deneyi Einstein’ın evren görüşünü neredeyse kusursuz bir biçimde çürütmüş oldu. Anlaşılan o ki, “hiçbir şey ışıktan daha hızlı gidemez” ve “Tanrı zar atmaz” ifadelerinden en az biri yanlış.

 


Kaynak: Phys.org, “Historic Delft Experiments tests Einstein’s ‘God does not play dice’ using quantum ‘dice'” < http://phys.org/news/2015-10-historic-delft-einstein-god-dice.html >
Referans: B. Hensen et al. Loophole-free Bell inequality violation using electron spins separated by 1.3 kilometres, Nature (2015). DOI: 10.1038/nature15759< http://dx.doi.org/10.1038/nature15759 >


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