Geçtiğimiz sekiz yıldır, iki Fransız araştırmacı bir titreşimli yağ banyosu etrafında yağ damlacıklarını “yukarı sektiriyorlar” ve onların eşsiz davranışlarını gözlemliyorlar. Bir lise deneyi gibi kulağa geliyor olsa da aslında kuantum dünyanın garip özelliklerinin bir makroskopik ölçekte yeniden üretilebilirliğine dair ilk kanıtları sağlamış olabilir bu deney.
Şimdi birçok araştırmacı eğer yağ banyosu deneyleri kuantum mekaniğine dair anlayışlar sağlayabiliyorsa, parçacıkların neden dalgalar gibi davranabildiklerini ve dalgaların da neden parçacıklar gibi davranabildiklerini daha fazla sormaya başladılar.
Image: CNRS, S. TANZILLI
Physics World dergisinin bu ay ki sayısında, derginin yazarı Jon Cartwright bu Fransız iki araştırmacı tarafından gerçekleştirilen en önemli deneylerden bazılarına daha yakından baktı ama bulguları tüm kuantum fizikçilerinin bundan emin olmadıkları yönünde. Bunlar derin bir anlayışa yol açabilir.
Fransız fizikçi Louis de Broglie ilk kez 1926 yılında dalga-parçacık ikiliğini tanımlamıştı ama araştırmacıların uğraştıkları bu fenomen günlük dünyamızda bir parçacığın ve bir dalganın her ikisinin de gözlenmemesinden dolayı anlaşılması oldukça zor olmuştur.
2005 yılına kadar, Yves Couder ve Emmanuel Fort yağ damlalarının titreşimli yağ banyosunun yüzeyi üstüne serbest kaldıklarını bulduklarında, bu yağ damlacıkları altlarında bir dizi dalgalar oluşturarak sıvıya dalmak yerine aşağı ve yukarı sektiler. Titreşimlerin genliği ayarlanarak, bu dalgaların tepeleri üzerinde damlacıklardan oluşan bir yer ve banyo civarında sekmeler yapabilirler.
Bu dalga damlacıkları veya araştırmacıların ifadesiyle “yürüyüşçüler” bir makroskopik ölçekte dalga-parçacık ikiliğinin ilk kanıtı olduğu ortaya çıktı, görünüşte. Dalgalar damlacıklar olmadan var olamazdı ve damlacıklar da dalgalar olmadan hareketli olamazdı.
İlk deneylerden yıllar sonra, Couder ve Fort kuantum mekaniğindeki Young’un çift yarık deneyi dahil bilinen farklı farklı klasik deneyleri gerçekleştirmek için yağ banyosunu kullandılar ve bu yağ damlacıklarının orjinal deneylerde kullanılan oluşumlara çok sayıda benzerlik gösterdiğini buldular.
Yürüyüşçüler benzetmesi bir yerde kuantum mekaniği ile başarısız gibi. Dolanıklık adı verilen iki parçacığın fiziksel durumunun bu parçacıklar, evrenin neresinde olurlarsa olsunlar birbirleri ile nasıl bağlantılı olduklarını açıklayan kuantum mekaniğinin en garip fenomenini bu yürüyüşçüler analojisi açıklayamıyor.
Bunun gerçekleşmesi için, bir dalga çok yüksek sayıda boyutları işgal etmeli, yani parçacıklar çok büyük uzaklıklarda ışıktan daha hızlı bir şekilde birbirini etkileyebilir olmalı. Ancak, bir yürüyüşçü sisteminde dalgalar her zaman sadece yağ tankının genişliği ve uzunluğu ile verilen iki boyutu işgal edecektir. Dolayısıyla daha fazla boyutun işgali söz konusu değil.
Physics World’e konuşan New York Üniversitesi’nden Tim Maudlin şunları söyledi, “Eğer kuantum teorisinin merkezi olarak dolanıklığı düşünürsek, bir yürüyüşçü sisteminde yeniden üretilmesi mümkün olamaz.”
Gerçekten de, dergi ile iletişime geçen kuantumun temelleri üzerine yetkin çok sayıda fizikçi ve felsefeci, yürüyüşçü sistemin kuantum dünyasının gizemleri üzerine ışık tutmasını şüphe ile karşıladıklarını söylüyorlar.
Couder ve Fort’un çalışması kuantum mekaniğinden daha derin bir teoriyi bulmak için fizikçilere ilham olup olmayacağını söylemek için de erken olabilir. Derginin yazarı Cartwright “Bunu söylemek için çok erken olabilir, ama bir nokta var ki açıkça görülen: araştırmacılar sözde kuantum davranışı gösteren yürüyüşçüler hakkında daha fazla bilgi bulmanın yolunu bulacaktırlar.”
Gökhan Atmaca, MSc. facebook.com/anadoluca | twitter.com/kuarkatmaca
Nanoölçek Aygıtlar ve Taşıyıcı İletimi Grubu
Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu
Kaynak:
http://phys.org/news/2013-11-oil-mysteries-quantum-world.html
