Süperpozisyon İlkesi İçin Önemli Deney

Viyana Üniversitesi ve Basel Üniversitesi’nden bilim insanları, önemli bir kuantum süperpozisyon deneyi gerçekleştirdiler. Gerçekleştirilen deneyden elde edilen veriler, kuantum mekaniğine alternatif teorilerin ileri sürdüklerine bir sınır getirmiş oldu.

Süperpozisyon ilkesi, kuantum mekaniğinin en temel denklemlerinden biri olan Schrödinger denkleminden ortaya çıkan kuantum teorisinin bir işaretidir. Kuantum süperpozisyon, bir parçacığın kuantum durumunun aynı anda farklı durumlarda olabilmesi anlamına geliyor.

Süperpozisyon ilkesi, bir havuzun yüzeyinde bulunan su dalgaları gibi girişim etkileri gösterebilen dalga fonksiyonları çerçevesindeki parçacıkları da tanımlar. Ancak, su dalgalarında olan moleküller kolektif bir davranış gösterirken, kuantum dalgaları izole edilmiş tek tek parçacıklar olarak hareket ederler.

Süperpozisyon ilkesini anlatmak için en yaygın kullanılan deney, bir parçacığın iki yarıktan geçtiği çift yarık deneyidir. Çift yarık deneyinde, ilk olarak bir yarıktan geçirilen parçacık tek bir dalga oluşturur. Daha sonra iki yarıktan geçirilen parçacığın iki dalga tepesi oluşturması beklenirken, birçok dalga tepesinin oluştuğu gözlemlenir.

Markus Arndt ve ekibinin Viyana Üniversitesi’nde gerçekleştirdiği deneyde süperpozisyon ilkesine dair daha büyük nesnelerle bir çalışma gerçekleştirildi. Ekip, deneyde 25.000 atomik kütle birimden büyük kütlelere sahip moleküllerle çalıştı. İnterferometre C707H260F908N16S53Zn4 aracılığıyla gönderilen en büyük moleküllerden biri, 40.000’den fazla proton, nötron ve elektrondan oluşuyordu. 

Marcel Mayor ve Basel Üniversitesi’nden bilim insanları da, ultra yüksek vakumda bir moleküler ışın oluşturmak için yeterince kararlı olan bu tür büyük molekülleri sentezlemek için özel teknikler kullandılar. 

Görünen geçişi kuantumdan klasik rejime bağdaştırmayı amaçlayan bir model sınıfı, bir partikülün dalga fonksiyonunun kendi kütlesel karesiyle orantılı bir hızla kendiliğinden çökeceğini öngörmektedir. Deneysel olarak bir üst üste binmenin belirli bir süre boyunca ağır bir parçacık için tutulduğunu göstererek, bu tür bir çökme işleminin ne kadar sıklıkla ve ne kadar yerelleştirilebileceğine doğrudan sınırlar koyar. Yapılan deneylerdeki moleküller, alternatif kuantum modellerinde yeni interferometrik sınırlar koyacak kadar uzun, 7 ms'den daha fazla bir üst pozisyonda kaldılar.

Araştırmacılardan Yakoov Y.Fein, “Deneylerimiz, tuhaflığıyla birlikte kuantum mekaniğinin de inanılmaz derecede sağlam olduğunu gösteriyor. Gelecekteki deneylerin daha büyük ölçekte testler uygulayacağı konusunda iyimserim” dedi.

Kaynak: Webtekno