Atom’un Sesi İlk Kez Duyuldu

Atom, evrende var olan elementlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini tanımlayan en küçük yapı birimidir. Tarihte ilk kez M.Ö. 440 yıllarında Demokritos tarafından maddenin en küçük yapı taşı olarak tanımlanmış ve atomun bölünemez, parçalanamaz olduğuna inanılmıştır. Neyse ki ilerleyen zamanlarda gelişen teknoloji ve deneysel çalışmalar sayesinde atomun parçalanamaz olduğu gerçeği ortadan kalkmıştır. Artık atomun bölünemez olmadığını ve çeşitli alt parçacıklar içerdiğini biliyoruz hatta onları parçalayıp enerji bile üretebiliyoruz. Peki bu küçük yapıları duyabiliyor muyuz?

Ah Atom, sesinde ne var biliyor musun? Söyleyemediğin sözcükler var… 

Hepimizin bildiği gibi, bir şey hareket ettiğinde veya titreştiğinde ses çıkarır. Bilim insanları artık bu prensibin atomlara kadar uzandığından eminler. Columbia Üniversitesi ve İsveç Chalmers Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar ilk kez bir atomun hareket ederken çıkardığı sesi kaydetmeyi başardılar.

Nasıl oldu?

Enerji ile yüklenen atom uyarılır, harekete geçen atomun sesi teorik olarak vardır ancak duyulamayacak kadar zayıftır. Araştırmacılar özel bir çip tasarlayarak ortaya çıkan akustik dalgaları düşük ısılı mikrodalga amplifikatörler kullanarak mikrodalgalara dönüştürmeyi başardılar. Kuantum iletişiminde kullanılan süper iletken kübitleri okumak için kullanılan teknolojinin aynısı olduğundan, yapılan bu çalışma kuantum bilgisayarları ve kuantum mekaniğini anlamada gerekli olan teknolojiyi geliştirme konusunda yolumuzu açan oldukça önemli bir çalışmadır.

 

AN ARTIST’S RENDERING OF THE CHIP USED TO MEASURE THE SOUND. IMAGE: KRANTZ NANOART

Science dergisinde yayınlanan makalenin yazarlarından Göran Johansson, atomdan kaydettikleri sesin oldukça zayıf ve düşük genliğe sahip olduğunu söyledi. Teoriye göre, bir atoma enerji yüklediğinizde her fonon başına bir ses çıkarır. Çıkan ses ise mümkün olan en zayıf frekanstaki sestir.

Araştırmacıların amacı, şimdiye kadar yapılmış en yumuşak sesi yakalayıp yakalayamayacaklarını görmek ve sesin kuantum doğasını keşfetmekti. Ayrıca foton ile fonon arasındaki benzerlikleri ortaya çıkarmaktı. Fotonlar (ışık parçacıkları) her zaman kuantum deneylerinde kullanılmıştır, ancak çok hızlı oldukları için manipüle edilmeleri oldukça zordur.

Foton ve Fonon

Fotonlarla karşılaştırıldığında, fononların birkaç çarpıcı özelliği vardır. Yayılma hızları fotonlara göre yaklaşık 10^5 kat daha düşüktür ve belirli bir frekanstaki dalga boyları da buna göre daha kısadır. Yavaş hız, kübitlerin (fotonlardan) çok daha hızlı ayarlanabileceği anlamına gelir. Bu, kuantayı yakalama ve işleme için yeni dinamik şemalar sağlamaktadır.

Atom’un Sesi İlk Kez Duyuldu

Sinyal yeterince tekrar ederse, mikrodalgalara dönüştürüldüklerinde, dalgalarını görmek yerine sesin kendisini gerçekten kaydetmek mümkün olabilir. Geleceğin kuantum teknolojisini bugünden şekillendirirken sesin ışıktan daha yavaş ilerlemesinden yola çıkarak, ışığı ses ile değiştirince ne olacağını görmek oldukça heyecan verici.

Sesini duymak, her şeyi bambaşka yapıyor! 

Yazan: Şafak YASUN

Kaynak*

YouTube Kanalımız

2 Comments

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here