Kuantum Deneyi Işığın Düzinelerce Boyutta Var Olduğunu Ortaya Koydu

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden bilim insanlarının öncülüğünde bir araştırma ekibi, fiber tabanlı bir fotonik işlemci kullanarak katı kriterlere göre bir tür Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) paradoksunu test etmek için bir yöntem geliştirdi.

Bulguları, kuantum tuhaflığının temel düzeyde nasıl işlediğini açıklığa kavuşturarak, kuantum teknolojisinde gelecekteki uygulamalar hakkında potansiyel olarak bilgi veriyor. Beynimizin Evren'in motorunun kullanım kılavuzunu anlamada ne kadar işe yaramaz olduğunu yeniden teyit etmekten bahsetmiyorum bile.

Posta kutunuzun içinde posta olup olmadığını bilmek istiyorsanız, dışarı çıkıp bir göz atmanız yeterlidir. Bu basit gözlemden, posta servisinin gelip Judy Teyze'den gecikmiş bir doğum günü kartını yuvadan içeri attığını çıkarabilirsiniz. Teşekkürler Judy Teyze!

Bu sezgisel sistem yerel gerçekçilik olarak tanımlanabilir. Judy Teyze'den kendinize uzanan ve her biri Judy Teyze'nin mutfak masasından postaneye, oradan da sizin adresinize uzanan bir dizi bağlantılı konumdan geçen bir olaylar zinciri hayal edebilirsiniz.

Bilimdeki çoğu şey için yerel gerçekçilik, olayların nasıl olduğunu açıklamakta yeterince iyi bir iş çıkarır.

Ancak bilim insanları kuantum fiziğiyle birlikte her şeyi altüst etmek zorunda kaldılar ve gerçekliği yöneten makinenin çok az anlam ifade eden kurallarla çalıştığını keşfettiler. Muhtemelen bunlardan en tuhafı yerel gerçekçilikle çelişiyor.

Buna göre, siz posta kutunuzun içine bakmadan önce, Evren henüz içinde bir kart olup olmadığına, posta servisinin gelip gelmediğine ya da Judy Teyze'nin doğum gününüzü hatırlayıp hatırlamadığına karar vermemiştir.

Fizikçiler bu kararsız nesne ve olaylara bağlam, birbirleriyle olan ilişkilerine de dolanıklık adını verirler. Judy Teyze'nin kart gönderip göndermediğini bilmenin tek yolu posta kutusuna bakıp kontrol etmektir - ondan önce, gerçeklik devam ettiği sürece hepsi büyük bir omuz silkmedir.

Buraya kadar her şey anlaşılır gibi görünebilir, ancak GHZ paradoksu, Judy Teyze'nin kartının posta servisinin yardımı olmadan posta kutunuzun içinde ortaya çıkması gibi, yerelcilikle çelişen deneylerin sonuçlarını tahmin ederek işlere devasa bir çomak sokuyor.

Bu saçmalık nereye kadar uzanabilir? Paradoksu kırılma noktasına kadar zorlamak için araştırmacılar sadece üç bağlam kullanarak en uç yerel olmama durumunu bulmayı amaçladılar.

Tutarlı bir foton akışını Judy Teyze'nin kartıyla, bir fiber-optik sistemini ve hassas girişim ölçüm araçlarını da bir posta servisi ve posta kutusuyla değiştiren araştırmacılar, sadece üç bağlamla bile yerel gerçekçilik beklentilerimizin çöpe atılabileceğini göstermek için gözlemlenen korelasyonlardan geriye doğru çalışarak senaryolarını test ettiler.

Ancak bunun nasıl olabileceğini anlamak için yukarı-aşağı, ileri-geri, yan yana ve saniyeden saniyeye boyutlarının dışında birkaç boyut daha eklememiz gerekiyor. Mesela 33 boyut daha.

Ekip burada, her biri farklı bir uzamsal boyutu temsil eden 37 durumla çözülebilecek üç bağlam arasında bir dizi ilişki tasarladı.

Felsefi açıdan tüm bunlar bazı derin sorular ortaya çıkarıyor, örneğin neden gerçekliği sadece klasik terimlerle deneyimliyoruz? Bu ekstra boyutların herhangi bir fiziksel anlamı var mı? Ve Judy Teyze neden doğum gününü unuttu?

Şimdilik, GHZ tipi bir paradoks yaratmak için sadece üç kuantum olasılığının yeterli olduğunu bilmek, gerçekliğin temellerinin daha derinlemesine araştırılmasına yol açabilir ve daha hızlı, daha sağlam kuantum devrelerinin geliştirilmesinde nelerin mümkün olabileceğinin sınırlarını belirleyebilir.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.