Bizi Takip Edin

Astrofizik

Fizikçiler Kuantum Dolaşıklığını İspatlamak İçin Büyük Bir Adım Attı

Yayınlandı

üzerinde

Fizikçiler tarafından bugüne kadar kuantum dolaşıklığının olduğunu ispatlamak için en iyi kanıtları arıyorlar. Kuantum dünyası yerel gerçeklik kısıtlamaları barındırmamaktadır. Kuantum dolaşıklığı; kuantum hesaplama, kuantum şifreleme ve yıldızlararası iletişimin temel anahtarlarından birisidir.

Kuantum fiziği içerisinde en ilginç ve kafa karıştırıcı fenomenlerden birisi de kuantum dolaşıklığıdır. Karışık olan parçaların mesafeden bağımsız olarak birbirini etkilediğinin görülmesi durumu, kuantum efektinin gözlemlenmesi halidir. Örneğin, bir parçacığın bir diğerinden belirli bir mesafede olduğunun ölçümlenmesi anında birinci durumun ölçümü anında diğer parçacığı etkiler. Yani kuantum dolaşıklığı meydana gelir.

Einstein parçacıklar ışıktan yola çıkılamayacak kadar hızlı bir biçimde birbirine bilgi gönderebiliyorsa, bu durum kuantum dolaşıklığının ışık hızını ihlal edeceği fikrini doğurur hipotezinden hoşlanmamıştı.  Einstein’ı rahatsız eden bu durum bir parçacığın herhangi bir ölçümü için önceden belirlenmiş olan bir değer – bir parçacığın sahip olması gereken objektif değeri var saymaktadır – yerel gerçekçilik fikrini kökten sarsmıştır. Bu teori lokalite fikrine dayanmaktadır. Dolaşıklık ilkesi, uzak nesnelerin birbirini etkileyebilmek için asgari bir süre ve gerçekliğin olmadığı, nesneler ölçülmüş olsun olmasın bu ilkenin var olduğu fikrine dayanmaktadır.

1960’lı yıllarda Fizikçi John Bell, kuantum dolaşımının öne sürdüğü şekilde parçacıkların birbirlerini gerçekten etkileyip etkilemediğini belirlemek için ünlü bir test geliştirdi. Bu testte, dolaşık olan parçacık çiftleri farklı konumlara ve farklı yönlere gönderilir. Bir aygır tarafından her bir bölgede bulunan parçacığın durumu ölçülür ve her cihazın ayarları rastgele yapılır. Bu biçimde cihazın diğer ölçüm yapılan alandaki cihazın ayarını bilmesi imkansız hale getirilir.

Kuantum dolaşıklığı gerçekse yerel gerçeklik çalışmamalı ve Bell eşitsizlik testi ihale uğramalıdır. Araştırmacılar tarafından temel boşlukları bulunmayan bir Bell eşitsizlik testi yapıldı ve muhtemelen kuantum dolaşıklığının sebep olduğu yaklaşık olarak iki millik uzaklıktaki bir korelasyonun paylaşıldığını gözlediler. Yerel gerçeklikte bu imkansızdır. Gözlemlenmiş olan korelasyonların kuantum dolaşıklığından başka yerel gerçeklikle açıklanabilmesinin tek yolu deneyde gizli değişkenlerin olması halinde mümkündü. Bilim insanları yaptıkları araştırmada durumun bu şekilde olma ihtimalinin 1 milyondan daha az olduğunu söylüyor. Ekip tarafından yapılan bu test sonucunda kuantum dünyasının yerellik, gerçekçilik ya da muhtemelen her ikisini birden ihlal ettiği sonucuna ulaşıldı. Konu hakkında testler ve denemeler devam edecek.

Kaynak: https://futurism.com/physicists-take-one-large-step-towards-proving-quantum-entanglement/

 

Reklam Alanı
1 Yorum

1 Yorum

  1. Pingback: Bilim İnsanları Evrenin Şeklini Bulduğunu Düşünüyor |

Yanıtla

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Astrofizik

Gökbilimciler İçerisinde Yıldız Olmayan 6 Karanlık Galaksi Keşfetti

Yayınlandı

üzerinde

Yazan

Gökbilimciler, altı tane “karanlık galaksi” buldu ve galaksilerin, bol miktarda yıldızla dolu olması beklenirken, hiç yok gibi görünüyor. En yeni astrofiziksel modellere göre, Eski galaksiler karanlık bir evreye maruz kalmış olabilir. Halihazırda oldukça büyük ve gaz dolu olan bu karanlık galaksiler, yıldız oluşturmada sorun yaşamış olabilirler. Bu galaksileri bulmak son derece zordur, çünkü ışık yaymazlar, araştırmacılar ancak yakındaki diğer kaynaklardan gelen ışığı kullanarak altısını gördüklerini belirtiyorlar. Astrophysical Journal’da rapor edildiği gibi, Avrupalı araştırmacılar, evren 2 milyar yaşında bile olmadan bu altı aday nesnenin varlığını tanımladılar.  Nesneler yakındaki gökcisimleri tarafından floresan olarak aydınlatılmış, süper kütleli bir kara deliğin içine düşen malzemenin büyümesiyle güçlenen aktif galaksilerdi. Bu süreç, gökcisimlerini korkunç derecede parlak hale getirir, ve onların ışığı rahatça, bir el feneri gibi diğer nesnelere bakmak için kullanılabilir. Gökcisimleri, daha sonra gaz tarafından emilen ve yeniden yayılan çok miktarda ultraviyole ışık yayar. Ve bu gözlemler, gökbilimcilerin bu galaksilerin birçok özelliğini çözümlemeleri için yeterlidir. 6 karanlık-galaksi adayı, Güneş’imizin 200 milyon ila 6 milyar katı arasında bir kütleye sahip olduğu tahmin edilen küçük, kompakt nesnelerdir. Araştırmacılara göre, son birkaç yılda keşfedilen diğer karanlık galaksiler benzer özelliklere sahipler, bu da onları iyi bir aday haline getiriyor.  Daha önceki karanlık galaksileri keşfetmek, ilk evrene ve galaksilerin oluşumuna ışık tutabilir. Ekip, mevcut en gelişmiş astronomik enstrümanlardan biri olan Multi Unit Spectroscopic Explorer’dan (MUSE) yararlandı. MUSE, Çok Büyük Teleskop’un bir parçasıdır ve bir seferde geniş bir yıldız alanını gözlemleme kabiliyetine sahiptir, bu nedenle komşu gökcisimler, potansiyel karanlık galaksileri keşfetmek için son derece uygundur. Heyecan verici yeni gözlemlere rağmen, karanlık galaksiler, kozmik evrimin karmaşık bir nesne sınıfı olarak kalır. Mevcut enstrümanlarımızın kısıtlanması nedeniyle evrenin birkaç milyar yılı hala geniş ve derinlemesine gözlemlerden yoksundur. James Webb Uzay Teleskobu gibi yeni teleskoplar ve özel araştırmalar boşlukları doldurmaya yardımcı olacak ve belki de yakında bu karanlık galaksiler esrarengiz olmayacak. Kaynak: http://www.iflscience.com/space/astronomers-have-discovered-six-galaxies-with-no-stars-in-them/

Devamını Oku

Astrofizik

Kuantum Mekaniğini Kullanmanın 5 Pratik Yolu

Yayınlandı

üzerinde

Yazan

Bell’in Teorem’inden 50 yıl sonra, kuantum mekaniğinin tuhaf özellikleri ile donatılmış araçlar etrafınızdaki her yerde çalışıyor. Kuantum mekaniği tuhaftır. Ufak cisimlerin ve güçlerin çalışmalarını tanımlayan teori, bilindiği gibi Albert Einstein’ı huzursuz etti ve bunun üzerine 1935’te meslektaşlarıyla bunun yetersiz olduğunu öne sürdüler- gerçek olmak için fazla tuhaftı. Sorun, kuantum fiziğinin nedensellik, yerellik ve gerçeklik gibi ortak akıl kavramlarına karşı koyuyor olması gibi görünüyor. Örneğin; Ay’a bakmadığın zamanlarda bile onun varlığını bilmek, bu bir gerçeklik. Nedensellik bize eğer ışığı açarsan lambanın aydınlanacağını söyler. Ve ışığın hız sınırı sayesinde, şu an bir lambanın düğmesine basarsan, yerellik ilkesine göre bir milyon ışık yılı uzaklıkta anında bununla ilgili bir etki oluşamaz. Fakat bu prensipler kuantum aleminde yıkılır. Muhtemelen kuantuma karşılık gelecek en ünlü örnek; evrenin karşıt taraflarındaki cisimlerin doğası gereği bağlantılı olabileceği ve böylece anında bilgi paylaşabilecekleridir- Einstein’ı güldüren bir fikir. Ama 1964’te ,fizikçi John Stewart Bell kuantum fiziğinin gerçekten eksiksiz ve işe yarar bir teori olduğunu kanıtladı. Ve artık Bell’in Teorem’i olarak anılıyordu. Dolaşıklık gibi kuantumun özelliklerinin Ay kadar gerçek olduğunu etkili bir biçimde kanıtladı ve günümüzde kuantum sistemlerinin tuhaf davranışlarından çeşitli uygulamalarda kullanılmak üzere faydalanılıyor. İşte en etkili 5’i:
Ultra Hassas SaatlerGüvenilir saat kurma, sizin sabah alarmınızdan çok daha fazlası. Saatler teknolojik dünyamızı senkronize ediyor, stok pazarı ve GPS gibi sistemleri sıraya diziyor. Günümüzde, en kesin saatler atomik saatlerdir. Atomik saatler zamanı hesaplamak için kuantum teorisinin prensiplerini kullanabiliyor. Bu saatler elektronların enerji seviyeleri arasında geçişini sağlamak için gereken belirli radyasyon frekansını izler. ABD’deki Colorado Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nün (NIST) kuantum-mantık saati sadece 3.7 milyar yılda bir saniye kaybeder veya kazanır. Bu yılın başlarında, NIST stronsiyum saatinin, 5 milyar yıl için geçerli olacağı açıklandı – Dünya’nın şu anki yaşından daha uzun. Böyle süper hassas atomik saatler GPS navigasyon, telekomünikasyon ve araştırmalarda yardımcı olur.Atomik saatin hassasiyeti kullanılan atom sayısına dayalı.Bir vakum odasında tutulan, her bir atom bağımsız olarak zamanı ölçer ve kendisiyle komşuları arasındaki rasgele lokal farklara dikkat eder. Eğer bilim adamları atomik bir saate 100 kat daha fazla atom gönderirse, bu 10 kat daha kesin olur. Araştırmacıların bir sonraki büyük hedefi, hassaslığı arttırmak için dolaşıklığı başarılı bir şekilde kullanmaktır. Dolaşık saatler, lokasyondan bağımsız zamanı ölçecek dünya çapında bir ağ oluşturmak için bile kullanılabilir.
Kırılmaz KodlarGeleneksel kriptografi tuşlar kullanılarak çalışır: Bir gönderen, bilgiyi kodlamak için bir anahtar kullanır ve bir alıcı mesajı çözmek için başka birini kullanır. Fakat bir kulak misafiri riskini ortadan kaldırmak zordur ve şifreler ifşa edilmiş olabilir. Potensiyal kuantum kırılamaz şifre dağılımı kullanıldığında bu durum giderilebilir. Kuantum şifre dağılımında(QKD), anahtar hakkındaki bilgiler rastgele polarize edilmiş fotonlarla gönderilir. Bu, fotonu, sadece bir düzlemde titreşecek şekilde kısıtlar. örneğin, yukarı ve aşağı veya soldan sağa. Alıcı, anahtarı deşifre etmek için polarize filtreler kullanabilir ve ardından bir mesajı güvenli bir şekilde şifrelemek için seçilmiş bir algoritma kullanabilir. Gizli veri normal iletişim kanalları üzerinden gönderilir, ancak tam kuantum anahtarına sahip olmadıkça kimse şifreyi çözemez. Bu çok zordur, çünkü kuantum kuralları, dinlemeye yönelik herhangi bir girişim olduğunda, iletişimcileri güvenlik ihlallerine karşı uyarır.
Bugün BBN Teknolojileri, Toshiba ve ID Quantique gibi şirketler ultra güvenlik ağı tasarımı için kuantım şifre dağılımını kullanıyor. 2007’de İsviçre’de seçim döneminde, ID Quantique dayanıklı bir oylama sistemi oluşturmak için kendi ürününü denedi. Karışık QKD kullanılarak ilk banka transferi 2004’te Avusturya’da başladı. Bu sistem yüksek güvenlik sözü veriyor. Çünkü eğer fotonlar birbirine karışmışsa, kesişme noktaları tarafından yapılmış olan kuantum hallerinde meydana gelen herhangi bir değişiklik, anahtar-yatağı parçacıklarını izleyen herhangi bir kimse için hemen anlaşılacaktır. Ama bu sistem henüz çok büyük uzaklıklarda işe yaramıyor. Maksimum 88 mil uzaklıkta aktarılabiliyor.
Süper Güçlü BilgisayarlarStandart bir bilgisayar, bilgileri ikili basamak dizisi veya bit olarak kodlar. Kuantum bilgisayarları güç döngüsünü güçlendirir. Çünkü kubitler, belli kuantum durumlarının süperpozisyonu ile çalışır. Bunlar hesaplanana kadar kubitler aynı anda hem ‘1’ hem de ‘0’ olabilirler.
Bu alan hala gelişim halinde, ama doğru yöne adımlar mevcut. 2011’de, D-Wave Sistemleri, D-Wave 1 ,128 kubitlik işlemciyi, ardından 1 yıl sonra 512 kubitlik D-Wave 2’yi ortaya çıkardılar. Şirket, bunların dünyanın ilk ticari olarak uygunluğu olan kuantum bilgisayarlar olduğunu belirtiyor. Fakat bu iddia kuşkuyla karşılanmıştır. Çünkü kısmen de olsa, D-Wave’in kubitlerinin dolaşık olup olmadığı hala net değil. Mayıs ayında yayınlanmış olan araştırmalarda dolaşıklığa dair kanıtlar bulunmuş ancak sadece bilgisayarın qubit’lerinin küçük bir alt kümesinde. Ayrıca mikroçiplerin güvenilir bir kuantum hızlandırması gösterip göstermediğine dair belirsizlik var. Yine de, NASA ve Google, D-Wave 2’ye dayanan Kuantum Yapay Zeka Laboratuvarı’nı oluşturmak için bir araya geldi. Ve geçen yıl Bristol Üniversitesi’ndeki bilim adamları, internet tarayıcısı olan herkesin kuantum kodlamasını öğrenebilmesi için geleneksel kuantum çiplerinden birini internete bağladılar.
Gelişmiş MikroskoplarŞubat ayında Japonya’nın Hokkaido Üniversitesi’nde çalışan araştırmacılar dünyanın ilk dolaşık gelişmiş mikroskopunu diferansiyel girişim kontrast mikroskopi olarak bilinen bir teknik kullanarak geliştirdiler. Bu tür bir mikroskop, bir maddede iki foton ışınını ateşler ve yansıyan ışınların yarattığı girişim desenini ölçer. Desenin düz bir yüzeye çarpıp çarpmadığına bağlı olarak değişir. Dolaşık fotonları kullanmak, mikroskopun toplayabileceği bilgi miktarını büyük ölçüde artırır, çünkü dolaşık bir fotonun ölçülmesi, partneri hakkında bilgi verir.Hokkaido’daki grup, arka planda görülmemiş keskinlikte 17 nanometrelik bir ‘Q’ deseni görüntülemeyi başardı. Benzer teknikler enterfrometre adındaki astronomik araçların geliştirilmesi için de kullanılabilir. Enterfrometreler güneş sistemi dışındaki diğer gezegenleri yakalayabilmek için kullanılıyor. Aynı zamanda yakınlardaki yıldızları incelemek ve uzay zamandaki ağırlık dalgaları adı verilen dalgaları araştırmak için de kullanılıyor.
Biyolojik PusulalarKuantum mekaniğini kullanan yalnızca insanlar değil. Önde gelen teroilerden biri kızılgerdan kuşu gibi kuşların göç ettikleri sıralarda yoldan sapmamak için tuhaf hareketlerde bulunduklarını ileri sürüyor. Kriptokrom adı verilen ışığa duyarlı bir protein içeren method, dolaşık elektronlar içerebilir. Fotonlar göze girerken, kriptokrom moleküllerine çarparlar ve onları parçalara ayırmak için yeterli enerji verebilirler. İki reaktif moleküller veya radikaller, çiftleştirilmemiş fakat dolaşık elektronlar oluştururlar. Kuşun etrafındaki magnetik alan bu kripto krom radikallerinin ne kadar süreceğini etkiler. Kuş’un retinasındaki hücrelerin dolaşık radikallerin varlığı için çok hassas olduğu düşünülüyor. Moleküllere bağlı olarak hayvanlar etkili bir biçimde magnetik bir harita görebilirler. Bu süreç çok anlaşılır bir süreç olmamasına rağmen, diğer bir seçenek: Kuşların manyetik duyarlılıkları, gagalarındaki küçük manyetik minerallerin kristalleri nedeniyle de olabilir. Yine de, eğer karışıklık gerçekten oyundaysa, deneyler bir kuşun gözünde en iyi yapay sistemlerden bile çok daha uzun sürmesi gerektiğini öne sürmektedir. Manyetik pusula, belirli kertenkelelere, kabuklulara, böceklere ve hatta bazı memelilere de uygulanabilir. Örneğin, sineklerde manyetik navigasyon için kullanılan bir kriptokrom biçimi de, insan gözünde bulunmuştur, bunun bir nedeni ya da benzer bir amaç için yararlı olup olmadığı belirsizdir.
Kaynak:https://www.smithsonianmag.com/science-nature/five-practical-uses-spooky-quantum-mechanics-180953494/?no-ist

Devamını Oku

Astrofizik

Yapılan Yeni Keşif Andromeda Galaksisiyle İlgili Bilgilerde Hata Olduğunu Gösterdi

Yayınlandı

üzerinde

Yazan

En yakın komşularımızdan birisi olan Andromeda galaksisinin kütlesini ölçebilmek için yeni bir teknik kullanıldı. Daha önceki ölçümlerde Andromeda galaksisinin Samanyolu galaksisinden iki ile üç kat daha büyük olduğu düşünülüyordu. Yeni yapılan ölçümde galaksinin Samanyolu galaksisiyle hemen hemen aynı boyutlarda olduğu anlaşıldı.
Bu iki galaksinin yaklaşık olarak 4 milyar yıllık zaman dilimi içerisinde birleşeceği ve bu birleşme yaşandığında önceki modellemelerde olduğu gibi Andromeda galaksisinin Samanyolu galaksisini tamamıyla tüketmeyeceği de ortaya çıkmış oldu.

Astrofizik ekibi PrajwalKafle tarafından bu ölçümleme için Radyo Astronomi Araştırmaları Merkezi’ne başkanlık etti. Samanyolu galaksisinin fiziksel boyutlarının içeriden ölçülmesi oldukça zordur. Ancak gökbilimciler Samanyolu galaksisinin kütlesi 800 milyar ile 1.2 trilyon güneş kütlesi olarak hesaplanabiliyor. Bu bulgu, yaklaşık 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta ayrılan iki galaksiyi büyüklük bakımından yaklaşık olarak eşit seviyede olduğunu göstermektedir.
Samanyolu galaksisi ve Andromeda galaksisi yaklaşık olarak 10 milyon ışık yılı mesafeyi kapsayan 30’dan fazla galaksinin bir araya geldiği yerel grup olarak bilinen en büyük iki galaksidir. Yeni bulgular yerek grup galaksiler hakkındaki anlayışı tamamıyla dönüştürmektedir. Bu bulgulardan önce en büyük galaksinin Andromeda galaksisi olduğu düşünülüyordu. Ancak bu bulgularla birlikte iki büyük galaksi olduğu ortaya çıkmış oldu.

Yeni ölçüm, bir galaksinin çekim gücünden kaçabilmek ya da hızından kaçabilmek için gereken hızın hesaplanmasına dayanan bir teknikle gerçekleştirildi. Ekip, galaksinin kaçış hızını hesaplamak için Andromeda galaksisi içinde yüksek hızlı gezegenimsi bulutsuların hareketini kullandı. Elde edilen sonuçlardan sonra iki galaksinin birleşmesiyle ilgili yeni simülasyonlar oluşturulması gerekiyor.
Kaynak: https://www.sciencealert.com/andromeda-galaxy-much-smaller-than-thought-same-size-milky-way

Devamını Oku

Öne Çıkanlar