2022 Nobel Fizik Ödülü: Kuantum Mekaniğinin Ne Anlama Geldiğini Anlayabileceğiz

İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, 2022 Nobel Fizik Ödülü’nü “dolaşık fotonlarla yaptıkları deneyler, Bell eşitsizliklerinin ihlalini belirlemeleri ve kuantum bilgi bilimine yaptıkları öncülükten dolayı” Paris-Saclay Üniversitesi ve École Politeknik Okulu’ndan Alain Aspect, Kolombiya Üniversitesi ve J.F. Clauser & Assoc’tan John Clauser ve Viyana Üniversitesi’nden Anton Zeilinger’e verdi. 10 milyon İsveç kronu tutarındaki ödül, üç bilim insanı arasında eşit paylaştırılacak.

Alain Aspect, John Clauser ve Anton Zeilinger çığır açan deneylerini kullanarak, dolaşık durumdaki parçacıkları araştırma ve kontrol etme potansiyelini gösterdiler. Dolaşık haldeki iki parçacığın tekine ne olduğu, birbirlerinden çok uzakta olsalar bile, diğerine ne olacağını belirler. Ödüle layık görülen araştırmacıların geliştirdiği deneysel araçlar, kuantum teknolojisinde yeni bir çağın temelini attı.

Uzun bir süre boyunca soru, korelasyonun, dolaşık çiftteki parçacıkların onlara bir deneyde hangi sonucu vermeleri gerektiğini belirten talimatlar içeren gizli değişkenlerden kaynaklanıp kaynaklanmadığıydı. 1960’larda John Stewart Bell, kendi adıyla anılan matematiksel eşitsizliği geliştirdi. Bu, gizli değişkenler varsa, çok sayıda ölçümün sonuçları arasındaki korelasyonun asla belirli bir değeri geçmeyeceğini belirtiyordu. Bununla birlikte, kuantum mekaniği, belirli bir tür deneyin Bell’in eşitsizliğini ihlal edeceğini ve böylece aksi takdirde mümkün olandan daha güçlü bir korelasyonla sonuçlanacağını tahmin eder.

John Clauser, John Bell’in fikirleri üzerinde çalışarak pratik bir deney geliştirdi. Ölçümler yapıldığında, Bell eşitsizliğini açıkça ihlal ederek kuantum mekaniğini destekledikleri görüldü. Bu, kuantum mekaniğinin gizli değişkenleri kullanan bir teori ile değiştirilemeyeceği anlamına geliyor.

John Clauser’ın deneyinden sonra bazı boşluklar kaldı. Alain Aspect, deneyin yapısını, önemli bir boşluğu kapatacak şekilde geliştirdi. Dolaşık bir parçacık çifti, kaynağından ayrıldıktan sonra ölçüm ayarlarını değiştirerek, parçacıklar yola çıktığında var olan ayarların sonucu etkilemesini engellemiş oldu.

Anton Zeilinger, daha da geliştirilmiş araçlar ve uzun bir deneyler dizisi ile dolaşık kuantum durumlarını kullanmaya başladı. Araştırma grubu, diğer şeylerin yanı sıra, kuantum ışınlanma adı verilen ve bir kuantum durumunu bir parçacıktan daha uzaktaki başka bir parçacığa taşımayı mümkün kılan bir fenomeni de gösterdi.

“Yeni bir tür kuantum teknolojisinin ortaya çıkmakta olduğu giderek daha açık hale geldi. Nobel Fizik Komitesi Başkanı Anders Irbäck, ödül sahiplerinin, dolaşık kuantum durumlarıyla ilgili çalışmalarının, kuantum mekaniğinin yorumlanmasıyla ilgili temel soruların ötesinde, daha da büyük bir önem taşıdığını görebiliriz” diyor.