Çözünür Kuantum Balıkları- EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) Paradoksu
Konu, Einstein'ın kuantumun yetersiz olabileceği yönündeki kanaati üzerine Podolsky ve Rosen ile birlikte geliştirdikleri paradokstur (1935). Ancak EPR paradoksu olarak bilinen bu itiraz birkaç on yıl sonra deneysel olarak araştırıldığında kuantumu destekler hale gelmiştir.
Şimdi konuyu açıklayayım:
Son derece çamurlu olduğu için içindeki hiçbir şeyi göremediğimiz bir gölet düşünelim. Bu gölette bir tane balık yaşıyor olsun. Bir balıkçı bu gölete gelsin ve oltasını sallasın. Balık zokayı yutunca oltayı çeken balıkçı balığı görür. Bu durumdan da çıkaracağı gayet mantıklı olan sonuç şudur: balık yakalanmadan önce yemin peşinde yüzüyordu sonrada yemi yedi. Balıkçı hiçbir zaman balığın zokayı yutmadan önce tüm göleti kapsayan bir çözünmüşlük halinde olduğunu düşünmeyecektir.
Ama kuantuma göre durum tamda böyledir!
Klasik fiziğe göre balığı görmesekte suda belli bir yerde bulunan tek bir balık vardır. Ancak Kuantuma göre balık suyun her tarafında çözünmüş haldedir (süperpoze). Bir gözlemci onu gözlemleyene kadarda süperpoze halde olacaktır.
Buraya kadar anlatılanları tam kavrayabilmek için Çift Yarık Deneyini biliyor olmalısınız. Öğrenmek için alttaki videoyu izlemeniz yeterli olacaktır.
Şimdi daha çarpıcı kısma geçebiliriz.
Az önce gölette olan tek balığı yakalmıştık. Şimdi gölete canlı iki tane balık atsak durum ne olur? İki balığın çözünmüş hallerinin bir karışımı! Daha garip olan bu iki balığın ortak çözünmüş hallerinin ortaya çıkarmak zorunda olduğu sonuçlardı. İşte Einstein-Podolsky-Rosen in EPR paradoksu ile açıkladıkları bu kaçınılmaz durum:
Balıkçı bu sefer başka bir gölete oğluyla birlikte gider. Ancak bu göletin bir özelliği vardır. Gölet bir tepeciğin üzerindedir ve sağında da solunda da birer küçük gölet bulunmaktadır. Büyük göletin zemininde ise iki tane kanal diğer göletlere açılır fakat bu kanallar bir engelle tıkanmıştır. Su yine oldukça çamurludur, bu yüzden sudaki hiçbir şeyi göremeyiz.
Balıkçı ve oğlu iki canlı balık alıp gölete atarlar. Balıklar gölette çözünüp iki balık bileşiminin çözünmüş hali olurlar.
Ardından kanalları tıkayan engelleri açarlar.
Balıkçı oltasını sağ taraftaki gölete atar. Oğlu ise bu sırada hiçbir şey yapmayarak izlemektedir.
Balıkçı balığı yakalayıp çeker. Oğlu ise soldaki göletten balığın kendi kendine sudan yukarı fırladığını daha sonra çimenlere düştüğünü görür !
Bu akla uygun gelmemektedir. Esasında Einstein da bunu biliyordu. Ancak kuantum mekaniğine göre düşünüldüğünde sonucun böyle olması gerekliydi. İşte bu yüzden, bu zorluğu gösterebilmek için bu paradoksu tasarladılar.
Ama bilim Kuantum lehinde işleyecekti. 1972 yılında Amerikalı fizikçiler John Clauser ve Stuart Freedman tarafından gerçekleştirilen deney ilk ışıkları verdi. 1975 yılında ise Alain Aspect Einstein ın düşüncesinin yanlış olduğunu ispatlayacak olan kesin ve çürütülemeyecek bir deney önerir. 1982 yılında ise deney gerçekleştirilir ve ispatlanır.
Aspect deneyinde ikiz fotonlar kullanılmıştır. Farklı bilim adamları aynı deneyi protonlar ve hidrojen atomunun çekirdekleri ile yapmışlardır. Ve yine aynı sonuçlar elde edilmiştir.
Tüm bunlar üzerine yapılacak yorumlardan biri şudur ki gözlemlediğimiz zaman madde vardır fakat gözlemlemediğimizde yoktur. Ayrıca gözlemlenmediği zaman her şey dev bir süperpoze çorbası gibidir, fakat gözlemlendiğinde hep bir düzen ve mükemmellik içinde görüntüler canlanır. Örneğin; tüm maddeler hep aynı yerinde olur.
Bir diğer önemli sonuçta mekanın varlığı konusudur. Işık hızından daha hızlı bir şekilde bağlantı kuran ikiz kuantonlar bu bağlantılarını nasıl kuruyorlar? İzafiyet kuramına göre hiçbir şey ışıktan hızlı gidemez. Peki bu iletişim nasıl hızlı olabiliyor? İşte bu bize mekan gerçekten var mı sorusunu sorduruyor. Mekasızlıkta olan bağları bu kuantonlar arasında iletişim kurarken zamana tabi olmuyor. Anında iletişim sağlanıyor.
Ve en önemlisi bu gerçeklerin artık deneysel olarak ispatlanmış birer gerçek oldukları.
"Şunu sorduğumuzu varsayalım: Yukarıya bakmadığımızda da Ay hala yerinde midir? Ay, sonuçta bir kuantum objesi olduğu için (tamamen kuantum objelerinden oluştuğu için), fizikçi David Mermin'in de belirttiği gibi buna hayır demeliyiz.
Belki de en önemli ve çocukluğumuzda özümsediğimiz en sinsi zan, dışarıda var olan objelerin maddesel dünyasının, gözlemleyenlerin oluşturduğu objelerden bağımsız olduğudur. Bu zannın lehinde dolaylı kanıtlar bulunmaktadır.
Örneğin biz Ay'a baktığımızda, onun klasik olarak hesaplanmış yörüngesinde olmasını beklediğimiz yerde buluruz. Doğal olarak, biz ona bakmasak bile, zaman-mekan kavramı içinde Ay'ın mutlaka orada olduğunu zihnimizde tasarlarız. Kuantum fiziği ise buna hayır der. Biz Ay'a bakmadığımızda, her ne kadar çok küçük miktarlarda da olsa, Ay'ın olası dalgaları yayılır. Biz ona baktığımızda, dalga hemen söner ve dalga artık zaman mekan kavramı içinde olmaz.
İdealist bir metafizik varsayımı belirtmek daha anlaşılır olacaktır: Eğer ona bakan bilinçli bir kişi bulunmuyorsa, zaman mekan kavramı içinde hiçbir obje yoktur." (Amit Goswami, The Self-Aware Universe "How Consciousness Creates the Material World", Tarcher / Penguin Books, 1995, s. 59-60 )
Kuantum mekaniği hakkında bir ders kitabı yazan Goswami’nin diğer kitaplarından bazıları ise şöyle: “The Self-Aware Universe”, ”Quantum Creativity”, “Physics of the Soul” ve “The Visionary Window”.
(Yazıdaki göletler bir kutuyu, balıklar ise bir elektronu -ya da nötron, proton vs- temsil etmektedir.)
Kaynaklar: Le Cantique de Quantiques, 1984
Amit Goswami, The Self-Aware Universe "How Consciousness Creates the Material World", Tarcher / Penguin Books, 1995, s. 59-60
http://www.amitgoswami.org/about/
Yorumlar
Yorum Gönder