Albert Einstein tarafından “uzaktan ürkünç eylem” olarak tanımlanan ve kuantum mekaniğine özgü bir olgu olan kuantum dolanıklığı görüntülendi.
Işın dağıtıcı gibi bir ortamdan geçirilen iki foton parçacığının ayrıldıktan sonra bile, aralarında ne kadar mesafe olursa olsun, aynı anda aynı fiziksel özellikleri taşıması durumundaki bağlantıya kuantum dolanıklığı adı verilir.
Kuantum Dolanıklığı Görüntülendi
Einstein, kuantum mekaniğini ürkütücü buluyordu; zira aralarında mesafe bulunan iki dolanık parçacık arasındaki bu eş zamanlı etkileşim kendisi tarafından ileri sürülen İzafiyet teorisi ile örtüşmüyordu. Sir John Bell ise, mekana bağlı olmayan bu etkileşimi kağıt üzerinde açıklamayı başardı.
Günümüzde Bell dolanıklığı, kuantum bilgisayarlar ve kriptografi gibi pratik uygulamalarda kullanılıyor ancak günümüze dek fotoğraflanması mümkün olmamıştı.
Bilim tarihinde ilk kez kuantum dolanıklığının güçlü bir şekli olan Bell dolanıklığı görsel olarak kanıtlandı. Glasgow Üniversitesinden bir ekip, Einstein için “ürkünç” olan bu olguyu ilk kez fotoğrafla belgelemeyi başardı. Makale, Sicience Advances dergisinde yayımlandı.
Ekip, kuantum bir ışık kaynağından çıkan dolanık fotonları sıvı kristal malzeme üzerinde yer alan “alışılagelmemiş nesnelere” fırlatan ve fotonların bu malzeme içinden geçerken faz değiştirdiği bir sistem oluşturdu.
Ardından tekil fotonları algılayabilen, fotonu ve dolanık ikizini yakaladığı anda fotoğraf çeken son derece hassas bir kamera kullanıldı. Böylece kuantum dolanıklığı ilk kez görsel olarak kaydedilmiş oldu.
Bell Eşitsizliği Testi
Bell eşitsizliği testini görsel olarak kanıtlamak için hazırlanan sistemde; bir UV lazer tarafından pompalanan Beta-Baryum Borat (BBO) kristali, dolanık foton çifti için kaynak olarak kullanıldı. Foton çifti, bir ışın dağıtıcı (BS) ile birbirinden ayrıldı.
SPAD (tek foton çığ diyodu) ile tetiklenen bir kamera kullanılarak, ilk fotonun izlediği yol üzerine yerleştirilmiş faz nesnenin hayalet görüntüsü yakalandı.
Dağıtıcının diğer kolu üzerinde ise diğer foton SLM2 (seçici lazer ergitme) üzerinde görüntülenebilecek şekilde 4 farklı uzamsal filtreden geçirildi. SPAD sensör ile tetiklenen kamera ile Bell testi için kullanılabilecek eş zamanlı görüntüler yakalanmış oldu.
Makalenin ilk ismi olan Glasgow Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümünden Dr. Paul-Antoine Moreau, “Kuantum dolanıklığı görüntülendi ve yakalamayı başardığımız bu görüntü, doğanın temel özelliklerinden birinin muhteşem bir temsili ve ilk kez bir imge olarak görülebildi…
Kauntum bilgisayarlar alanında gelişmeler sağlayabilecek ve yeni görüntülemelere de öncülük edebilecek heyecan verici bir sonuç.” diyor.
Kaynak: Popular Science