Dalga Parçacık İkiliği Ve Kuantum Belirsizliği Aynı Şey Olabilir

Uluslararası bir araştırma ekibi kuantum dünyasının iki has özelliğinin yani dalga-parçacık modeli farklı tezahürleri olduğunu kanıtladı. Araştırmanın sonucu Nature dergisinde yayınlandı. Singapur Ulusal Üniversitesi Kuantum Teknolojileri Merkezi’nden Patrick Coles, Jedrzej Kaniewski ve Stephanie Wehner çok büyük bir atılım gerçekleştirdiler. 

Araştırmacılar, dalga-parçacık ikililiğinin sadece kuantumun “belirsizlik ilkesinin” kılık değiştirmiş hali olduğunu tespit ettiler. Hollanda Delft Üniversitesi Qutech’ten doçent Wehner “Aslında belirli kazanımlara baktığımız zaman dalga parçacık ikililiği ile belirsizlik arasında bağlantı çok doğal olarak ortaya çıkıyor. Bizim elde ettiğimiz sonuç fiziğin derinliğinin oluşması açısından önemlidir.” Bu keşif kuantum fiziği anlayışımızı daha da derinleştirir ve dalga-parçacık ikililiği üzerinden yeni uygulamalar geliştirilebilir. 

Dalga-parçacık ikililiğinde kuantum nesnesi bir dalga gibi davranabilir fakat o nesneyi bulmaya çalışırsanız o dalga kaybolur. Örneğin çift yarık deneyinde yarıkların arkasında yığılan elektronların oluşturdukları desen dalga modelini bize gösterir. Eğer bu dalgaya müdahale ederseniz desenleri anında kaybedersiniz. Kuantumun belirsizlik ilkesi, bir parçacık ile ilgili nerede olduğunu ve hızını aynı anda gösteremediğimiz bir ilkedir. Örneğin, bir elektronun hızını ölçerken aynı anda yerini tespit edemiyorsunuz. 

Aslında bu doğanın bilinebilirliğinin değil, ölçüm sınırlamalarının bir sonucudur. Bu çalışma parçacık davranışı karşısında dalga davranışının çok kısıtlı olduğunu bize gösterdi. Dalga-parçacık ikililiği ve belirsizlik 1900’lerin başında kuantumun temelini oluşturmuşlardı.  Kanada Waterloo’da Kuantum Bilgisayarları Enstitüsü’nde Araştırma Görevlisi Coles “Biz kuantumcular aslında hislerimizden hareketle bu iki şeyin arasında bir bağlantı olduğunu biliyorduk.” diyor. Bu belirsizlik ilkesi ve ikilikten dolayı oluşturulan denklemlere yeni denklemlerin katılacağını gösteriyor. 

Coles, Kaniewski ve Wehner, belirsizlik ilişkileri olarak bilinen bu denklemlere dalga-parçacık ikililiğini tanımlamak için yeni matematiksel denklemler ve formüller kullanılabileceğini keşfettiler. Coles “Dalga parçacık ikililiği araştırmaları şimdi bize hiyeroglifleri ana dilimize çevirmek gibi bir çalışma olacak. “ diyor. Kuantum parçacıkları kullanılarak güvenli iletişim düzenekleri yapılabilir. Özellikle kuantum kriptografi gibi alanlarda güvenli ve yeni çalışma protokollerinin oluşturulması anlamına geliyor.

Önceki çalışmalarda Wehner ve arkadaşları, belirsizlik ilkesi ve termodinamiğin ikinci kanunu arasında çeşitli bağlantılar buldu. Araştırmacıları hırslandıran ise resmin genelini görebilmek için her gün yeni bir fırça darbesinin vurulması. Ve kuantumun doğayla nasıl ilişkilendiği konusunda yeni fikirler düşünmek.