Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Deneyde hareket eden bir nesnenin, parçacık veya dalga şeklinde nasıl hareket edeceğine karar vermesi yer alıyor. Wheeler’ın deneyinde nesnenin hangi noktada bu kararı vereceği soruluyor. Genel düşüncemize göre, nesne, nesnenin dalga ve parçacık hareketi ölçümünden bağımsızdır. Fakat kuantum fiziği gözlemlediğimiz, dalga benzeri davranışın (girişim) veya parçacık davranışının (girişimsiz) bu yolculuğun sonunda gerçekte nasıl ölçüldüğüne bağlı olduğunu söyler. İşte ANU ekibi de tam olarak bunu keşfetti. “Bu ölçümün her şey demek olduğunu kanıtlıyor. Kuantum seviyesinde, gerçeklik siz ona bakmıyorsanız var olamaz,” diyor Avustralya Ulusal Üniversitesi Fizik ve Mühendislik Okulu’ndan Yrd. Doç. Andrew Truscott her ne kadar tuhaf görünmesine rağmen, bu sonuçlar kuantum teorisinin doğrulanmasını (validasyonu) onaylıyor. Kuantum dünyası  ise LED’ler, lazerler ve bilgisayar çipleri gibi pek çok teknolojiye hükmediyor. Avustralya Ulusal Üniversitesi’nden araştırmacılar, 1978’de öne sürüldüğünde imkansız olan bu deneyi oluşturmakla kalmayıp, Wheeler’ın aynalarla sektirilen ışık konsepti yerine,  lazer ışığı kullanarak atomlarla yaptı ve bu ön yargıyı tersine çevirdi.

 

Araştırmacılar Mach–Zehnder interferometresinde ultra soğuk yarı-dengeli atomu kullanarak, Wheeler’ın atomik örnekselini yarattı. “Kuantum fiziğindeki girişime ilişkin tahminler ışığa uygulandığında dalga davranışı gibi görünse de, bu deney atomlarla yapılmalıdır. Çünkü atomların kütlesi ve elektrik alanlarla etkileşimi oldukça karışıktır, böylece tuhaflıklar artar,” diyor doktora öğrencisi Roman Khakimov. Prof. Truscott’un ekibi, ilk olarak Bose- Einstein yoğuşumu olarak bilinen askıda bulunan helyum atomlarını hapsetti, sonra ise, tek bir atom kalana kadar enjeksiyon yaptı. Sonrasında bu tek atom ters yayınım yapan lazer ışını çiftlerine doğru düşürüldü, bu sayede ızgara deseni (ışık çizgileri-siyah beyaz) oluşturularak, ışık saçınımı olduğunda aynı şekilde kavşak gibi davranması sağlandı. İkinci ışık çizgileri ise bu yollarla yeniden birleşerek rastgele yollar eklendi, bu  da atom iki yolda ilerlemesi durumunda yapıcı veya bozucu girişime neden oldu. İkinci ışık çizgileri eklenmediğinde, atom sadece tek bir yol seçtiğinden girişim oluşmadı. Buna rağmen, eğer atom kavşaktan geçtikten, hemen sonra çizgiler eklenirse rastgele sayı belirlenmesi mümkün. “Eğer biri o atomun gerçekten belirli bir yol veya yollar izlediğine inanırsa, o atomun geçmişinin gelecek ölçümünü etkileyeceğini kabul eder,” diyor Trusscott. “Atomlar A’dan B’ye hareket etmezler. Sadece onların yolculuğun bitişi ölçülebilir ki, dalga veya parçacık hareketi davranışı onları var eder,” diyor Trusscott. Çifte Yarıkta Girişim Deneyi -Young Deneyi Young deneyi olarak da bilinen çift-yarık deneyi, madde ve enerjinin aynı anda dalga ve parçacık özellikleri sergileyebileceğini gösterir. Deneyin basit versiyonunda lazer ışını gibi koherent (eş fazlı) bir ışık kaynağı, iki paralel yarık açılmış ince bir levhayı aydınlatır ve yarıktan geçen ışık levhanın arkasındaki bir ekranda gözlemlenir. Işığın dalga doğası ışık dalgalarının iki yarıktan da geçerek girişim yapmasını, ve ekranda aydınlık ile karanlık bantlar oluşturmasını sağlar ki bu sonuç ışık tamamen parçacıklı yapıda olsa beklenemez. Fakat, parçacıklardan veya fotonlardan oluşuyormuş gibi, ekranda her zaman ışığın soğurulduğu görülür. Bu durum dalga-parçacık ikiliği olarak bilinen prensibi ortaya koyar. 

 

Kaynaklar:  ScienceDaily Wikipedia  http://80.251.40.59/science.ankara.edu.tr/aozansoy/girisim.pdf Araştırma Referansı: A. G. Manning, R. I. Khakimov, R. G. Dall, A. G. Truscott. Wheeler’s delayed-choice gedanken experiment with a single atom. Nature Physics, 2015; DOI: 10.1038/nphys3343