Gündelik hayatta madde öngörülebilir, beklenen bir şekilde davranma eğilimi gösterir. Bir top atarsanız, attığınız yönde seyahat edeceğini ve öngörülebilir bir geri tepmeye sahip olacağını bilirsiniz. Ancak atom ve atom altı dünyada işler tam da beklediğimiz gibi olmuyor. Son zamanlarda yapılan bir araştırma ise, kuantum teknolojisi için uygulamalara sahip olabilecek süper soğuk atom deneylerinde bulunabilecek yeni durumları açıklayabiliyor.
Fakat kuantum mekaniğinde kurallar olağandan tamamen farklıdır. Bilim insanları bu konuda henüz tam bir anlayışa sahip değiller, ancak bu sistemlerin ve daha karmaşık sistemlerin davranışlarını analiz ederek, iç görüler bulmayı umuyorlar.
Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü Yüksek Lisans Üniversitesindeki (OIST) Kuantum Sistemleri Birimi’nden araştırmacılar, University College Dublin ve Durham Üniversitesi’ndeki işbirlikçilerinin yanı sıra, kuantum durumları ortaya çıkaran bu sistemlerden birini simüle etmeye başardılar. Esasında beklenmedik bir gelişmeydi. New Journal of Physics’te yayınlanan sonuçlarının kuantum teknolojileri için olumlu uygulamaları olabilir.
Birime önderlik eden Profesör Thomas Busch, “Kuantum mekaniğinde, çok daha uzak mesafelerde çok daha güçlü korelasyonlara sahip olabiliriz. Çalışmalarımız, çok iyi kontrol edilebilen bu çok güçlü korelasyonlarla yeni durumlar buldu. ” diyor.
İki atomla deneme
Bilim insanları makroskopik sistemleri araştırdıklarında, birçok parçacığa bakma eğilimindedirler çünkü çok fazla vardır, ve her atom takip edilemeyeceği için varsayımlar yapmak zorunda kalınır. Bundan kaçınmak için, bu çalışmadaki araştırmacılar başka bir seçenek kullandılar.
Araştırmacılar, sadece iki atomlu bir sistemi simüle ederek, daha büyük sistemin bir yapı taşını sağlayarak, ancak her şeyi kontrol edebileceklerini ve tam olarak ne olduğunu görebileceklerini öngördüler. Ve bu sistemi daha da kontrol etmek için süper soğuk atomlarla çalışmayı uygun gördüler.
Oda sıcaklığında, çok hızlı bir şekilde hareket eden parçacıklar lazer soğutma kullanılarak, bu atomlar neredeyse sıfır hıza ulaşana kadar yavaşlatılabilir ve soğutulabilir ve böylece süper soğuk atomlar elde edilmiş olur. Bu durum ise, Ayaka ve meslektaşlarının onları simülasyonlarında tarif etmelerini çok daha kolay hale getiriyor.
Böyle bir sistemde, parçacıkların yapabileceği en basit şey birbiriyle çarpışmaktır. Bu onları hareket etmeye ve yön değiştirmeye zorlar, ancak parçacıkların da spin denilen bir özelliği vardır. Bir parçacığın dönüşü ya yukarı ya da aşağı dönüktür ve nasıl hareket ettiğini etkiler. Araştırmacılar, spin-yörünge birleştirilmiş iki süper-soğuk atomlu bir sistemi simüle ettiklerinde, bu yeni durumlar, çok güçlü korelasyonları ile ortaya çıkardı.
Dr. Thomas Fogarty, “Bu durumları elde ettiğiniz iki parçacıklı sistemlere ve 10 ila 23’lü sistemlere sahibiz.” diyor ve “Bu uzun parçacık ekleme zinciri boyunca bir yerlerde, bu yeni durumlar ortadan kayboluyor.” diye ekliyor.
Bu formülleri bularak, araştırmacılar sistem üzerinde kontrole sahipler ve şimdi sistemin dinamiklerine bakmak için parametreleri değiştirmeyi planlıyorlar.
Profesör Busch, bu araştırma kuantum mekaniğinin yapabileceklerinin küçük bir yönüne yoğunlaşmasına rağmen, sayısız uygulaması olduğunu söyleyerek aşağıdaki yönüne odaklanıyor:
“Kuantum teknolojilerinin bu korelasyonlara ihtiyacı var. Bu yeni durumlar bildiğimiz en güçlü klasik olmayan korelasyonlara sahipler ve onlarla mühendislik yapılabilir. Bu araştırma ile daha güçlü bilgisayarlar oluşturabiliriz. Beyindeki yer çekimi veya elektrik darbelerindeki küçük farklılıkları ölçen ölçüm cihazları oluşturabiliriz. Çalışmak için çok fazla uygulama var.”
Yoruma kapalı.