Fizikçiler Schrödinger'in Kedisini Nasıl Çoğaltacaklarını Buldular

Fizikçiler Schrödinger'in kedisini nasıl çoğaltacaklarını buldular. İki durum içeren kuantum süperpozisyonunundaki bir objeyi kullanacaklar. Amaçları da bu objenin kuantum dünyası limitlerini bir gün ortaya çıkaracak daha büyük versiyonlarını üretmek.

Eğer her defasında daha büyük ''kedi yavruları'' elde etmeyi başarabilirlerse; klasik ve kuantum dünyaları arasında geçiş yapılan noktaya, yani fizikçileri on yıllardır üzerinde çalıştığı mikroskopik ve makroskopik dünyaların ayrımına ulaşabilirler.

''Fiziğin temel sorunlarından bir tanesi de kuantum ve klasik dünya arasındaki sınırdır. Kuantum olgusu gerçek koşullar sağlandığında , makroskopik nesnelerde gözlenebilir mi ?'' diyerek soruyor Rus Kuantum Merkezi ve Calgary Üniversitesi'nden Alexander Lvovsky. ''Teori bu soruya cevap vermiyor. Belki de bir sınır yok. İhtiyacımız olan şey bunu kanıtlayabilecek bir araç."

Orijinal Schrödinger'in kedisi düşünce deneyi içinde bomba olan bir kutudaki kediyi konu alıyor. Kutu bombanın patlama sesini dışarı vermeyecek bir yapıda. Dolayısıyla kutuyu açmadan bombanın patlayıp kedinin öldüğünü ya da bombanın patlamayıp kedinin hala hayatta olduğunu bilemiyorsunuz.

Bizim bakış açımıza göre kutu kapalı kaldığı sürece, kedinin iki durumu var.  Kedi hem ölü hem de yaşıyor. Bunu doğrulayamıyoruz ama ''ölü de değildir, diri de değildir'' saptamasının yapılamayacağını da biliyoruz.

Bu farazi bir sorun değil. Kuantum fiziğinde aynı anda iki farklı durumda bulunulmasına süperpozisyon deniliyor. Bu da gelecekteki bilgi işletim şeklimizi tamamen değiştirmesi beklenen kuantum hesaplarının temelini oluşturuyor.

1935 yılında ortaya çıkan bu farazi senaryonun deneyini yapmak için fizikçiler mikrodalga fotonlarını kullanmayı planladılar. Mikrodalga fotonlar aynı anda hem yatay hem de dikey eksende kutuplaşabiliyor.

Fizikçiler bu tekniği iki Schrödinger Kedisi üretmek için kullandılar. Kuantum kutularında  ürettikleri kedi değil, ışık parçacıklarıydı. Bunu geçen yılın sonunda ilk defa kayıt altına almayı başardılar.

Fakat şimdi  Lvovsky ve ekip arkadaşları daha fazla genlikli genişletilmiş ''kedileri'' nasıl üreteceklerini buldular. Deneyleri iki farklı yönü aynı anda gösteren elektromanyetik dalgalara sahip olan iki ışığın süperpozisyonunu elde etmeyi amaçladı.

Sonrasında büyük genlikleri ''kedileri'' ışın ayırıcı yardımıyla elde ettiler. '' Bu ışın ayırıcının iki çıkış kanalındaki içiçe geçmiş duruma sebebiyet veriyor'' diyerek açıklıyor Lvovsky.

Bu kanallardan birine özel bir dedektör yerleştirildi. Bu dedektör kesin bir sonuç gösterdiğinde, enerjisi ilkinin iki katı olan ikinci çıkışta bir ''kedi'' doğduğunu gösteriyor.

Bilim insanları sonuçları incelediğinde, 1.15 genliğe sahip olan bir çift negatif ''Schrödinger kedisini'', 1.85 genliğindeki bir pozitif ''kediye'' dönüştürebileceklerini gördüler. Bu deneyi birkaç bin genişletilmiş ''kedi'' üretmek için kullandılar.

''Prosedürün tekrarlanabiliyor olması önemli. Işın ayırıcıda daha fazla enerjisi olan ''kediler'' üretilebiliyor. Böylece kuantum dünyasının sınırlarını adım adım zorlamak ve sonuçta limiti olup olmadığını görmek mümkün oluyor.'' diyor Rus Kuantum merkezinde görevli Demid Sychev.

Ağır bir konu, fakat evrenimizi yöneten fizik kurallarını anlamamız için gerekli.

Çok küçük boyutlardaki atomların hareketleri inceleyen kuantum krallığı ile yıldızlar, roketler ve insanoğlu gibi daha büyük sistemleri inceleyen klasik krallık bir şekilde birbirine bağlı olmalı ama şu ana kadar kimse bunu açıklayamadı.

Yer çekiminin kuantum sisteminde yeri yok ve klasik sistem de atomların hareketini açıklamak için yetersiz. Kuantum sistemlerinin klasik fizik ile açıklandığı sınırı bulabilirsek, iki dünya arasındaki ayrımı kavrayabiliriz. Belki de genişletilmiş Schrödinger kedileri bize bu konuda yardımcı olur.

Bu araştırma ''Nature Photonis'' dergisinde yayınlanmıştır.

Kaynak
http://www.sciencealert.com/physicists-can-now-breed-schrodinger-s-cat-and-it-could-reveal-the-limits-of-the-quantum-world