Fizikçiler Bir Atomun Kuantum Ölçümüne Girdiği Anı Yakaladı

Nesneler, fiziğin olağanüstü bir sonuçlarındandır ve bu nesneler ancak birtakım olasılık kümeleri kullanılarak tanımlanabilir. Belirli boyutlarını ve doğalarını belirlemek için ışıkla keşfetmeye çalışana kadar sanki hepsi birbirinin kopyası gibi görünür. 

1940'larda, Amerikalı-Macar matematikçi John von Neumann, kuantum sisteminin bir parçasının, örneğin yörüngedeki elektronun konumu, ölçümünün olasılıklı doğasından vazgeçmek için hepsine yeterli kuantum yaratacağını düşündü.

Yıllar sonra Gerhart Lüders adında bir Alman teorik fizikçi Neumann'ın varsayımlarına itiraz ederek, bir parçacığın olasılıklarının bazı kararsız niteliklerinin, diğerleri netleşirken bile etrafta dolaşabileceğine işaret etti. Fizikçiler teoride Lüders ile anlaşmış olsalar da, doğal olarak meydana gelen bazı eylemleri birbirine müdahale etmeyecek şekilde ölçmeye dayanarak deneysel olarak göstermek hiç de kolay değil.

Kuantum bilgisayar sisteminin aynısı

Araştırmacılar, elektronu eksik olan bir stronsiyum atomuna yerleştirdiler, iyonu kalan elektronlardan hangisinin içinde olduğunu açıklığa kavuşturacak şekilde yakaladılar ve her ikisinin de buluşmasına neden oldular.

Pek çok kuantum bilgisayarda kullanılan da aslında bununla aynı kurulum. Kuantum bilgisayarlar, bir nesnenin durumunun ölçülmeden önceki olasılığını temel alarak hesaplar yapar ve bu da klasik bilgisayarlara kıyasla üstel olarak daha fazla veri işleme potansiyeline sahip oldukları anlamına geliyor.

Araştırma doğanın iç işleyişine ışık tutuyor

Stockholm Üniversitesi’nden fizikçi Fabian Pokorny deneyle ilgili, "Elektronun yörüngesini her ölçtüğümüzde, ölçümün cevabı, elektronun daha düşük veya daha yüksek bir yörüngede olması olacak, aralarında hiçbir şey olmayacak" açıklamasını yaptı. Meslektaşı yine Stockholm Üniversitesi'nden fizikçi baş araştırmacı Markus Hennrich ise, "Bu bulgular doğanın iç işleyişine yeni bir ışık tutuyor ve modern kuantum fiziğinin tahminleriyle tutarlı" dedi.

Araştırma, bir elektronun olasılığındaki kuantum sıçramasının anahtardan ziyade ‘bir yanardağın patlaması’ gibi bir açılım süreci olduğunu gösteren ilk deney değil. Ancak, değişikliğin gerçekleşme şekline, bu tür ideal ölçümlere izin veren bazı ilginç detaylar eklediğini söylemek mümkün. Bilim insanlarının konuyla ilgili deneyleri son hızıyla sürüyor.