2022 Nobel Fizik Ödülü: Dolaşıklık Teorisi

John F. Claser, Anton Zeilinger ve Alain Aspect dolaşık kuantum durumları ile ilgili yürüttükleri çalışmalarla 2022 Nobel Fizik Ödülü’ünü kazandılar. Kuantum mekaniğinin akıl almaz etkileri artık uygulama aşamasında. Kuantum bilgisayarları, kuantum ağları ve kuantum şifreleme gibi bir çok kapsamlı alanlarda çalışmalar devam ediyor.

Dolaşıklık Teorisi

Öncelikle dolaşıklılık nedir ona bakalım. Dolaşık kuantum durumunda iki parçacık, birbirlerinden ne kadar uzakta olursa olsun birbirine anlık bağlı tek bir üniteymiş gibi hareket eder. Bu parçacıklardan birinin bir özelliği ölçüldüğünde diğer o an ona göre o durumu alıyor. Yeni yapılan çalışmalar da, kuantum mekaniğinde dolaşık durumda olan iki ya da daha fazla parçacığın nasıl var olacağı üzerine.

Bell Eşitsizliği’ni bulan fizikçi John Steward Bell

1960’da John Steward Bell, kendi ismi ile anılan matematiksel Bell Eşitsizliği’ni geliştirdi. Bell Eşitsizliği’ne göre, eğer gizli değişkenler var ise büyük ölçümlerin arında korelasyon belli bir değeri aşamayacaktır. Fakat kuantum mekaniği belirli bir dememenin Bell Eşitsizliği’ni ihlal edebileceğini öngörüyordu. Böylelikle ortaya daha güçlü bir korelasyon ortaya çıkacak.

Deneyler

John F. Clauser, Bell’in fikirlerinden yola çıkarak pratik bir deney tasarladı. Clauser, ölçüm sonuçlarını aldığında sonuçların kuantum mekaniği ile uyumlu olduğunu gördü. Bell Eşitsizliği ihlal ediliyordu. Bu da gizli değişkenlerin kuantum mekaniğinde olmadığıydı. Clauser’ın deneylerinden sonra bir kaç boşluklar kalmıştı.

Alain Aspact bu boşluları giderecek yeni bir yöntem geliştirdi. Bu sayede dolaşık çiftler kayağını terk ettikten sonra ölçüm koşulları kaydırılabildi. Fakat sonuç değişmedi.

John F. Clauser – Anton Zeilinger – Alain Aspect

Daha hassas ölçümler ve uzun bir deneme sonrasında Anton Zeilinger, dolaşık kuantum durumlarını kullanmayı başardı. Zeilinger ve çalışma arkadaşları, kuantum teleportasyon adı verilen olgunun kullanılabileceğini ispatladı. Kuantum teleportasyonu birbirine dolaşık iki parçacığın biri hareket ettirilerek diğerinin de hareket ettirilebileceğini gösteriyor.