35 Yıldır Aranan Bir Fenomen İlk Kez Gözlemlendi

Oldukça kalabalık ve uluslararası bir bilim ekibi, Science dergisinde yayımladıkları makaleyle uzun zamandır araştırmacıların gözlemlemeye çalıştığı bir fizik fenomenine tarihte ilk defa tanık olunduğunu açıkladı. Bu çalışma, Abelyen olmayan Aharonov-Bohm Etkisi’ni içeriyor. 

Ayar kuramı, kuantum alanlar kuramında kuantum mekaniği ile Einstein’ın özel görelilik kuramını birleştiren, atomun temel parçacıklarıyla bu parçacıkların dalga alanlarını açıklamak için kullanılan matematiksel bir kuramdır. Ayar kuramında çalışmalar ya abelyen ya da abelyen olmayan alanlar olarak ikiye ayrılmıştır. Abelyen alanda iki öge yer değiştirebilir. Örneğin; x.y ve y.x abelyendir. Abelyen olmayan alanda ise böyle bir durum söz konusu değildir (x/y ve y/x gibi). 

Aharonov-Bohm Etkisi ise temelde ayar alanlarının fiziksel etkileri olduğunu savunur. 

Yapılan gözlemlerde şimdiye kadar bu etki yalnızca Abelyen alanlarda gözlemlenebilmişti. Araştırma ekibi bu etkiyi en sonunda Abelyen olmayan alanlarda gözlemlemeyi başardı. 

Genel kabul olarak tüm temel fiziksel parçacıklar zamanla-değişmez özelliktedir. Modern fiziğin ilginç özelliklerinden birisi olan bu durum, parçacıkların ve kuvvetlerin zamanda ileri ya da geri gidebildiklerini anlatır. Aharonov-Bohm Etkisi’nin Abelyen zamanı geri döndüren simetrisini kırmak başlı başına zorken bunu Abelyen olmayan şekilde gerçekleştirmek daha da büyük bir meydan okuma gerektirir. 

Araştırmacılar bu olayı gerçekleştirmek için foton polarizasyonu kullandılar. Fiber optik kullanan araştırmacılar, optik dalgalar için iki yeni geometrik faz oluşturdular. İlk olarak bu dalgaları kristal tabanlı güçlü manyetik alanlara gönderen araştırmacılar daha sonra da alanları zamanı değişen elektrik sinyalleriyle varyantlarına dönüştürdü. Bu da zamanda geri dönüş simetrisini bozdu. Daha sonra da müdahale örünümleri oluşturarak ışığın farklı yönlerde nasıl etkilendiğini incelediler. Zaman döngüsü kırılmasa, simetrik olması gereken parçacıklar onun yerine özel ve farklı örüntüler oluşturdu. 

Araştırmacılar bu durumun ilk defa gözlemlendiğini söylerken, bu çalışmanın kuantum simülasyonlarında gazlar, kuantum gazlar ve süperiletken kübitler kullanılarak farklı egzotik topolojik fazlar oluşturmakta kullanılabileceğini belirtti. Böylece hata kaldırabilir topolojik kuantum bilgisayarların mümkün olabileceğini söylüyorlar. 

Şu anda araştırmalar genel olarak temel fizik araştırmalarına odaklanmış durumda ve modern fizik teorisinin temellerini açıklamayı amaçlıyor. Araştırmacılara göre gerçekleştirilmesi mümkün olan pratik uygulamalar ‘başka keşiflerin de gerçekleşmesini’ gerektiriyor. 

Kaynak: Webtekno