Yeni kuantum mekaniği teorisi ve Dolaşıklık Zaman Kontrolü

Kuantum Mekaniğinin Garip Olduğunu Düşündüyseniz; Dolaşık Zamanı Kontrol Etmeniz Gerekir.

1935 yazında, fizikçilerden Albert Einstein ve Erwin Schrödinger, yeni kuantum mekaniği teorisinin sonuçlarına dair; zengin, çok yönlü, bazen de korkunç bir yazışma başlattılar.

Endişelerinin odağı, Schrödinger’ in daha sonra dolaşma olarak adlandırdığı şeydi: Birbirleriyle etkileşime giren iki kuantum sistemini veya parçacığını, sonrasında bağımsız olarak tanımlayamamak. Ölümüne kadar Einstein, dolaşıklığın; kuantum mekaniğinin çok eksik bir yanı olduğunu düşünüyordu.

İlgili makale: Kuantum Mekaniğini Kullanmanın 5 Pratik Yolu

Schrödinger ise; dolaşıklığın yeni fiziğin belirleyici özelliği olduğunu düşünüyordu, ancak bu onu bariz kabul ettiği anlamına gelmiyordu. Schrödinger , 3 Temmuz 1935 ‘ te Einstein’ a: “Elbette, hokus pokusun matematiksel olarak nasıl çalıştığını biliyorum”, “Ama böyle bir teoriden hoşlanmıyorum ” yazısında nitelendiriyor.

Schrödinger ‘in yaşamla ölüm arasında asılı kalan ünlü kedisi ilk önce bu mektuplarda ortaya çıkmış, çifti rahatsız eden şeyi ifade etme mücadelesinin, bir yan ürünü olmuştur. Sorun şu ki, dolaşıklık; dünyanın nasıl çalışması gerektiğini ihlal ediyor.

Bilgi, örneğin; ışık hızından daha hızlı seyahat edemez. Ancak, 1935 tarihli bir makalede, Einstein ve ortak yazarları; dolaşıklığın şimdilerde kuantumda yeri tam olmayan (yerelsiz), lakin; dolaşmış parçacıklar arasında var gibi görünen, ürkütücü bağlantıya neden olduğunu belirtiyor.

Kuantum Mekaniği – İki kuantum sistemi

İki kuantum sistemi; binlerce ışıkyılı boyunca bir araya gelip ayrılsa bile, bir sistemin özelliklerini (konumu, momentumu ve polaritesi gibi) hemen diğerinin ilgili durumuna, yönlendirmeden ölçmek imkansız hale gelir.

Bugüne kadar, çoğu deneyler uzaysal boşluklar üzerindeki dolaşıklığı test etti. (Varsayım; kuantumda tam yeri olmayan ‘lojik olmayan’ kısmının, mülklerin uzayda dolaştırılmasını ifade eder. Ancak, dolaşıklık aynı zamanda; zaman içerisinde gerçekleşirse ne olur? Zamansal yerelsizlik diye bir şey var mı?)

Cevap, ortaya çıktığı gibi, evet. Kuantum mekaniğinin daha garip olamayacağını düşündüğünüzde, Kudüs İbrani Üniversitesi’ nden bir fizikçi ekibi, bir arada bulunmayan fotonları, başarıyla dolaştırdıklarını bildirdi.

‘Dolaşma değiş tokuşu’ adı verilen bir tekniği içeren önceki deneyler, bir arada var olan dolaşmış parçacıklardan birinin ölçümünü geciktirerek, zaman içinde kuantum korelasyonları göstermişti; Ancak, Eli Megidish ve ortakları, yaşamları hiç örtüşmeyen fotonlar arasında dolaşıklığı (karışıklık) gösteren ilk kişilerdi.

İşte nasıl yaptıkları:

*Kuantum Mekaniğinin Garip Olduğunu Düşündüyseniz; Dolaşık Zamanı Kontrol Etmeniz Gerekir*

İlk önce, ‘1-2′ dolanmış bir foton çifti oluşturdular (aşağıdaki diyagramdaki adım I). Kısa bir süre sonra, foton l’ in polarizasyonunu ölçtüler (ışığın salınımının yönünü tanımlayan bir özellik).

Foton 1 ölüyor (adım II).

Foton 2, vahşi bir kaz kovalamacasına gönderilirken, yeni dolaştırılmış bir çift, ‘3-4’ yaratıldı (adım III).

Foton 3, daha sonra gezgin foton 2 ile birlikte dolaşma ilişkisinin, eski çiftlerden (‘1-2’ ve ‘3-4’’ ün yeni ‘2-3’ combo (birleşimi) ; (‘2-3′ combo) üzerine değiştirildiği şekilde ölçülmüştür. (adım IV).

Bir süre sonra (adım V), yalnız hayatta kalan, foton 4′ ün polarizasyonu ölçülür ve sonuçlar uzun süre ölü foton l’ lerle (II. Adımdaki) karşılaştırılır.

Sonuç mu?

Veriler, ‘geçici olarak yerel olmayan’ fotonlar; 1 ve 4 arasındaki kuantum korelasyonlarının varlığını ortaya çıkardı.

Bu ne demek olabilir?

Prima facie, uzak mesafedeki yıldız ışığının kutupluluğunun, bu kış amatör teleskopunuza düşen yıldızın ışığının kutupluluğunu etkilediğini söylemek rahatsız edici gibi görünüyor.

Daha da tuhaf bir şekilde ise; belki de, bu kış teleskopunuzdan düşen yıldızın ışığında, gözünüz tarafından yapılan ölçümlerin bir şekilde 9 milyar yıldan daha eski olan fotonların polaritesini belirlediğini ima ediyordur.

En azından bu senaryo size çok tuhaf gelir; Megidish ve meslektaşları da, bu sonuçların olası ve ürkütücü yorumlarına dair spekülasyonlara karşı koyamazlar. Belki foton l’ in II. adımdaki polarizasyonunun ölçümü bir şekilde 4′ ün gelecekteki polarizasyonunu yönlendirir veya foton 4′ ün V aşamasındaki polarizasyonun ölçümü bir şekilde foton l’ in geçmiş polarizasyon durumunu yeniden yazar.

(Hem ileri hem de geri yönde, kuantum korelasyonları; bir fotonun ölümü ile diğerinin doğum arasındaki nedensel boşluğu kapsar. Ancak çok az (bir kaşık misali) bir görelilik ürkütücülüğün, aşağı inmesine yardımcı olur.)

Eşzamanlılık kavramı

Einstein, özel görelilik teorisini geliştirirken, eşzamanlılık kavramını Newtonian kaidesinden aldı.
Sonuç olarak, eşzamanlılık mutlak bir özellik olmaktan, göreceli olmaktan çıkmıştır. Evren için tek bir bekçi yoktur; Kesin olarak bir şey meydana geldiğinde, referans çerçevesi olarak bilinen, gözlemlediğinize göre kesin konumunuza bağlıdır.

Bu nedenle, geçici ayrılık halindeki garip nedensel davranışlardan (geleceği yönlendirmek veya geçmişi yeniden yazmak) kaçınmanın anahtarı, “eşzamanlı” olarak adlandırılan olayların çok az metafiziksel ağırlık taşıdığını kabul etmektir.

Bu yalnızca çerçeveye özgü bir özelliktir, birçok alternatif ancak eşit derecede uygulanabilir olanlar arasında bir seçimdir (bir kongre veya kayıt tutma meselesi gibi). Ders, hem mekansal hem de zamansal kuantum yerelliksizliği ile ilgilidir.

Dolaşan tanecik çiftleriyle ilgili gizemler, etiketlemeyle ilgili anlaşmazlıklara neden olur ve görelilik ile ortaya çıkar. Einstein, hiçbir olay dizisinin metafiziksel olarak imtiyazlı olamayacağını; diğerlerinden daha gerçek olarak değerlendirilemeyeceğini gösterdi. Ancak bu kavrayışı kabul ederek bu kişi, bu tür kuantum bulmacalarına yönelebilir.

Kudüs İbrani Üniversitesi’nin deneyindeki çeşitli referans çerçeveleri (laboratuarın çerçevesi, foton 1′ in çerçevesi, foton 4′ ün çerçevesi vb.), Kendi “tarihçilerine” sahiptir.

Bu tarihçiler olayların nasıl düştüğü konusunda aynı fikirde olmasa da, hiçbiri gerçek üzerinde bir köşe iddia edemez.

Spatiotemporal bakış açısına göre; her biri içinde farklı olaylar dizisi ortaya çıkıyor. Açıkçası, daha sonra, genel olarak çerçeveye özgü özellikler, atama veya genel özellikleri belirli bir çerçeveye bağlama girişimleri, tarihçiler arasında ihtilaflara neden olacaktır.

Parçacıklar

Bu mesele de ; hangi özelliklerin hangi parçacıklara atanması gerektiği konusunda meşru bir anlaşmazlık olsa da, bu özelliklerin, parçacıkların ve olayların varlığı, konusunda da, anlaşmazlık olmamalıdır.

Bu bulgular sevgili klasik sezgilerimiz ve kuantum mekaniğinin ampirik gerçekleri arasında bir başka kamaya neden oluyor. Schrödinger ve çağdaşları için geçerli olduğu gibi, bilimsel ilerleme bazı metafiziksel görüşlerin sınırlarını araştırmayı içerecektir.

Schrödinger ‘in kedisi, yarı canlı ve yarı ölü, sistemlerin dolanmasının nesneler ve özellikleri arasındaki ilişkileri genel olarak anlamamızı engelleyen makroskopik olaylara neden olduğunu göstermek için yaratıldı: Bir kedi gibi bir organizma ya ölü ya da diridir. Burada, orta yol yoktur.
Nesneler ve özellikleri arasındaki ilişkinin en güncel felsefi açıklamaları, yalnızca mekânsal yerel olmayanlık perspektifinden dolaşmadır.

Ancak, zamansal yerelsizliğin dahil edilmesi üzerinde yapılacak önemli çalışmalar var; sadece nesne-mülk tartışmalarına değil, aynı zamanda maddi kompozisyona ilişkin tartışmalara (örneğin bir kil topağı ve onun oluşturduğu heykel arasındaki ilişki gibi) ve kısmi bütün ilişkiler (bir elin bir uzuv veya bir uzuvdaki uzuv ile olan ilişkisi gibi).

Örneğin, parçaların genel bir bütüne nasıl uyduğunun ‘bulmacası’, ancak uzamsal olmayan bu görüşe karşı uyarılar, temel bileşenler arasındaki uzamsal sınırları açıkça ortaya koyar, Zamansal yerelsizlik, bu tabloyu daha da karmaşıklaştırıyor:

Temel kısımları bir arada bulunmayan bir varlık nasıl tanımlanır?

Dolaşmanın doğasını ayırt etmek bazen rahatsız edici bir proje olabilir. Megidish ve diğer fizikçiler gibi etkileyici yeni araştırmaların araştırılmasından hangi temel metafiziklerin ortaya çıkabileceği açık değildir.

Einstein’ a yazdığı bir mektupta, Schrödinger dikkatlice (ve garip bir metaforun konuşlandırılmasını) şöyle yazıyor: “Biri, yeni teorinin gerçekten de bu İspanyol botlarına sıkıştırılabilecek en önemli ifadeler olduğunu lakin, zorlukla olabileceği hissiyatine sahip”.

Gelecekteki metafizikteki uzamsal veya zamansal yerelsizliği görmezden gelemeyiz (botların sığıp sığmadığını ), giymemiz gerekecek.

Bu makale, ilk olarak Nisan 2018′ de yayınlandı.

Elise Crull, New York City College’ da bilim tarihi ve bilim felsefesinde yardımcı doçenttir. Yakında çıkacak olan “The Einstein Paradox” adlı kitabının ortak yazarı: 1935’ te Yerel Olmayan ve Eksiklik Tartışmaları ”.

Editör / Yazar: Neslihan ÇAKMAK