kuantum dolanıklık

birbirlerinden fiziksel olarak uzaklaşan eş parçacıkların, birbirlerinden ne kadar uzakta olurlarsa olsunlar, birinin kuantum durumunda olan değişikliğin diğerini anında etkilemesi durumu. bazı kaynaklarda kuantum dolaşıklık olarak da anılır. zamanında albert einstein gibi önemli isimlerin tepkisini çekmiş ama günümüzde kabul görmüştür.

örneğin 1 tane foton alalım. bunu, bilinen birkaç yöntemden herhangi birini kullanarak 2 eş foton haline getirelim. sonra bu fotonlardan birini dünyada bırakıp diğerini mesela andromeda galaksisi'ne gönderelim. sonra dünyada kalan parçacığın, ekseni etrafındaki dönüş hareketini, yani spinini değiştirelim. bunu yaptığımız anda, aradaki onca mesafeye rağmen, eşzamanlı olarak diğer parçacığın dönüş hareketi de etkilenir.

bu durum her ne kadar ışıktan hızlı bilgi iletebilir miyiz sorusunu akla getirse de, bunu imkânsız yapan 2 şey vardır:
1- bu parçacıkların durumunu değiştirip elde edeceğiniz bilgi rastgeledir. istediğiniz bilgiyi iletemezsiniz.

2- eğer istediğiniz bilgiyi iletebilecek bir yol olsaydı, bu kez bilgiyi karşı tarafın deşifre etmesi için gerekecek olan makineler, ışıktan hızlı çalışmadığı için, bilgiyi deşifre edebilmek için geçecek süre yine ışıktan hızlı iletime izin vermeyecekti.

özetlemek gerekirse bir cisim düşünün bir yukarı ve aşağı şeklinde sonucu çıkacak onu ikiye parçalayın(kuantum dolanıklılık) ve evrenin iki ucuna yollayın birisinde yukarı geliyor ise diğerinde aşağı gelme durumu.

muhtemelen gelecekte çok uzak mesafelerden iletişimi sağlayacak fizik olayı.

en basit haliyle, sıradan çinko karbon vatandaşın anlayabileceği şekilde özetlersek:
(bkz: üzüm üzüme baka baka kararır).

daha önce tanımını yazmıştım. tekrar tanımlamak yerine, orada kullandığım "bilinen birkaç yöntemden herhangi biri" ifadesine, bir yazar arkadaşımızın isteği üzerine açıklama getirmek istedim.

kuantum dolanık parçacıklar elde etmenin birkaç yolu var.

1- ilk yöntemi fotonları dolanık hale getirmek çünkü bunun çok basit bir yolu var. bir atom etrafındaki elektronlardan birini alıyoruz. yüksek bir enerji seviyesine çıkacağı ve geriye dönemeyeceği şekilde uyarıyoruz.

not: normalde bir elektronu uyardığınızda elektron bulunduğu enerji seviyesinden ayrılır ve daha yüksek bir enerji seviyesine çıkar. bu durum elektronun kararsız davranmaya başlaması anlamına gelir. bir süre burada dolanan elektron ışıma yapar, yani uyarırken ona verdiğiniz enerjiyi, foton olarak geri bırakır ve eski enerji seviyesine geri dönerek tekrar kararlı bir hale gelir.

işte bu yukarıda yazanın olmasına izin vermiyoruz. yani elektronu uyarılmış şekilde tutuyoruz ve kararlı olacağı enerji seviyesine dönmesine imkân tanımıyoruz. bunun üzerine elektron bozunuyor. yani çok kısa aralıklarla 2 adet fotona ayrışıyor. işte bu fotonlar, sistemdeki bazı korunumlu nicelikler nedeniyle, birbirleriyle ilişkili bir biçimde polarize oluyor, yani kutuplanıyorlar. işte size 2 adet dolanık foton!

2- fotonlar sürekli ışık hızı ile hareket halinde olduklarından, bazı deneylerde kullanışsız oluyorlar. bu nedenle fotonlardan başka şeyleri de dolanık hale getirebiliyor olmamız gerekiyor. bunu yapmak için de ilk yöntemdeki gibi 2 fotonu alıp, ikisini de farklı atomlara yönlendiriyoruz. atomlar bu fotonları absorbe ediyor, yani emiyor. bu biraz zor bir süreç ama eğer başarırsanız, elinizde 2 adet dolanık atom oluyor. zira fotonların dolanıklık özelliği, onları emen atoma da geçmiş oluyor.

3- buradaki yöntem ikinci yöntemin tersi gibi düşünülebilir. 2 adet iyonlaşmış atomun yaydığı fotonları alıp bir araya getiriyorsunuz. burada 2 farklı polarizasyona sahip fotonları birbirine denk getirebildiğiniz takdirde, 2 adet dolanık fotonunuz oluyor. yani bu yöntem biraz rastlantıya ihtiyaç duyuyor. dolayısıyla, pek de tercih edilen bir yöntem değil.

4- bu yöntemde temel durumdaki 2 atomu yüksek enerji seviyelerine uyarmanız gerekiyor. buradaki süreç biraz karışık olduğundan detaya girmiyorum. ana fikir, 2 atomu birbiriyle ilişkili bir süperpozisyon durumuna sokmak.

ana hatlarıyla, dolanık parçacık elde etme yöntemleri bu şekilde. umarım yardımı olmuştur, konuya merakı olanlara.

bir örnekle pekiştirecek olursak;

önümüzdeki yıllarda, mesafe tanımaksızın, anlık iletişimin yolunu açacağı düşünülen fenomen.

şuan kuantumla ilgili bir kitap okuyorum. lütfen engin bilgilerimi sınamayın. atom altı parçalarının işleyişini buraya dökmeyelim.

evrende 2 parçacığın farklı yerlerde olsalar bile, bir parçacığa birşey olduğunda diğerine de olması...bir nevi parçacıkların birbirleriyle iletişim halinde olması diyebilir miyiz? evet, sanırım diyebiliriz.

1980’lerin başında, paris üniversitesi’nde bilim insanı olan alain aspect, bir atomaltı parçacık ikizini (örneğin ortak atadan gelen iki nötronu) deneylere soktu. aspect, parçacıklar arasında bir mesafe bırakarak, parçacıkların birbirleriyle olan bağlarını inceledi. sonuçlar ilgi çekiciydi. aynı kökten (atomdan) alınmış iki nötron, birbirlerinden uzakta dahi birbirleriyle haberleşiyorlardı. bir nötrona yapılan etki “anında” diğerinde ortaya çıkmaktaydı.

bu, john stewart bell‘in teoreminin kanıtı anlamına geliyordu. fizikçiler, ortak atadan gelen parçacıkların aralarında mutlak bir bağın olduğunu, dahası bu bağın uzaklıkla bağlantılı olmadığını gördüler. einstein’in itirazına neden olan “ışık hızından da hızlı” haberleşme, kanıtlanmıştı. aslında bu, ışık hızından hızlı haberleşme yerine, “eş mekanlılık” ya da “dolanıklık” olarak tanımlandığında daha doğru olacaktır. zira parçacık fiziği göstermiştir ki, ortak atadan gelen parçacıklar (ya da bir defa bile etkileşime geçmiş parçacıklar) birbirlerinden hiçbir zaman ayrılmıyorlardı. aralarındaki mesafe ne olursa olsun. ister bir metre ister bir galaksi uzaklıkta olsunlar, parçacıklar birebirlerinden “anında” haberdar oluyorlardı.

kuantum fiziği, dünyayı aslında tüm maddi gerçekliği yeniden tanımamız gerektiğini gösterdi. “gerçek olarak nitelendirdiğimiz her şey, gerçek olarak niteleyemeyeceğimiz şeylerden oluşuyor” diyor niels bohr .

…ve ekliyor, “eğer kuantum fiziği sizi derinden etkilemediyse, onu hala anlamamışsınız demektir!”.

kuantum fiziği, birbirinden uzak “gördüğümüz” parçacıkların aslında daima birbirlerinden haberdar olduklarını, dahası bu haberleşmenin, olay anında, tam da olay gerçekleşirken, hiçbir gecikme olmadan gerçekleştiğini gösteriyor bizlere. birbiriyle bir defa bile etkileşime geçmiş parçacıklar, sonsuza dek birbirlerinden haberdar olacaklardır. ayrıca, büyük patlama gibi bir ortak ata olduğundan, tüm evren birbirine dolanık bir parçacıklar yumağı olmalıydı. öyleydi de, biz bu yüzyılda anlamaya başladık. buna müteakip, uzaktan etkileşimin hiçbir zaman gerçeküstü bir durum olmadığı anlaşılır oldu. aslında “uzaktan” kavramı da parçacık fiziğine aykırı bir anlam içeriyor. çünkü gelinen noktada, tüm varoluş, geçmiş, şimdi ve gelecek, zamanla birlikte tek bir noktaya toplanmış gibi görünmekte.

alıntıdır.

herhalde evrende büyüye en yakın şey.

2 parçacığı doluyorsun sonra bunlar uzayın ayrı noktalarına göderildiklerinde birbirleriyle haberleşiyorlar.
nereyi açsam gaz ve toz bulutundan anlatmaya başlıyor. sorular:
1- uygulanmış hali var mı? yani hiç iki dolanık parçacığın birini hanyaya birini konyaya gönderip haberleştirdik mi?
2- bunun için de ışık hızı limit mi?

teşekkürler.

çok ilginç bir olay ya, evet dolanık parçacıklar birbirinden anında haberdar oluyor ama nasıl?

tek kaş reis neils bohr kuantum dolanıklığı konusunda albert einstein la tartışmıştır. bohr'un haklı olduğu ikisi de öldükten sonra ortaya çıkmıştır. öbür dünyada einsteina haşşşşşırt, nabeeeeer" yaparsa şaşırmam. yani ben yerinde olsam yapardım. koskoca einstein'ı bilimsel tartışmada yenmek de kaçıncı seviye?

einsteina bi kızmızı balon hediye eder artık öteki dünyada.

kuantum dolaşıklığı, iki veya daha fazla parçacık, bir parçacığın durumunun, diğer parçacığın durumundan bağımsız olarak tanımlanamayacağı şekilde ilişkilendirildiğinde ortaya çıkan kuantum mekanik bir fenomendir. başka bir deyişle, bir parçacığın özellikleri başka bir parçacığın özellikleriyle "dolaşıktır", böylece bir parçacığın ölçülmesi, büyük mesafelerle ayrılsalar bile, diğer parçacığın durumunu etkileyecektir. parçacıklar arasındaki bu korelasyon, kuantum dolaşıklığının matematiksel kavramı ile tanımlanır ve kuantum mekaniğinin temel bir yönü olarak kabul edilir. kuantum dolaşıklığı kavramı, dolaşık parçacıkların bilgi iletmek ve belirli hesaplama görevlerini yerine getirmek için kullanılabileceği kuantum hesaplama ve kuantum iletişimi alanı için önemli etkilere sahiptir.

kuantum dolanıklık

parçacıkların birbirlerinden ne kadar uzakta olursa olsun aynı anda hareket etme eylemi/ fizik olayı.
bu parçacıklar ayrı yerlerde birbirinden eşzamanlı olarak etkilenirler. iki elektron parçası ışık yılı uzaklıkta olsa dahi birbirlerini etkileyebilir.


iki ayrı parçacığın, evrenin her hangi bir noktasından mesafe fark etmeksizin aynı davrandığı fiziki kavram olarak tanımlanır.

2022 yılında bu fenomeni deneylerle kanıtlayan alain aspect, john clauser, anton zeilinger üçlüsü, nobel fizik ödülü almıştır.

bu deneye göre; evrenin iki ucuna daha önce etkileşimde bulunmuş iki tane atom altı parçacığı koyarsanız, bilgi anında aktarılıyor. kütleli cisimlerde ise ulaşılabilecek maksimum hız limiti var. bunu teorik fizik başlığı altında formüller aracılığıyla hesaplıyoruz. buna ışık hızı diyoruz. ışık hızı, uzayda bir saniyede yaklaşık olarak 300.000 km yol alabiliyor.

bilgi, insan zihninin algılama yeteneğine göre devasa boyuttaki uzayda; mesafe fark etmeksizin ışık hızının çok ama çok ötesindeki bir hızla anında aktarılıyor. ama kütleli cisimler ışık hızını geçemiyor. buradan hangi sonucu çıkarabiliriz neo;)

simülasyon teorisi

(bkz: kuantum dedin ve şimdi meja gelecek)

bilginin ışıktan hızlı olarak aktarılması mümkündür ve bunun simülasyonla hiçbir alakası yoktur.
neticede kütlesi olan maddeler üç boyut içinde var olan şeylerdir ve üç boyutun matematik denklemlerine itaat etmek zorundadırlar ama bunlara bağlı bilgi üç boyut içinde şekillenmiş bir şey değildir o yüzden zaman ve mekandan bağımsız hareket edebilir.
esasında buna hareket demekte belki doğru değildir. bilgi zaman ve mekanın dışında varolur ve sen değişik noktalardan erişebilirsin.
örneğin elinde telefon var ve bunu bir dakka önce masadan aldın telefon nerde? telefon şu anda elinde bir dakka öncede masada idi. eğer elinde zamanı ileri geri oynatacak aygıt varsa ne olur? zamanda ileri geri gitmek bu bilgide hiçbir değişiklik yapmayacaktır. zamanı her geri alışında telefon masanın üstüne gidecek her ileri sarışında eline gelecektir. çünki konum bilgisi zaman ve mekandan baģımsız evrensel birşeydir.
dolayısıyla esasında bilgi ışıktan hızlı hareket etmemektedir. hiçbir madde ışıktan hızlı hareket edemez, ama bilgi bir madde değildir, seyahat etmesine gerek yoktur, evrenin her hangi bir yerinde ve her hangi bir zamandan bilgiye erişebilirsin.
iki farklı noktadan bilgiye erismek, bilgiyi ışıktan hızlı yapmaz. bu deneyin gösterdiği şey bilginin ışıktan hızlı olması değildir. uzay zamandan (4 boyuttan) başka boyutlarda olduğu ve madde uzay zaman döngüsünden çıkamasada ilinti bilgilere uzayın ayrı yerlerinden erişilebileceğidir.

bilgi ve etkileşim anlamında çok yanlış anlaşılan durumdur.

basitçe, dolanık parçacıkların birbirlerinden haberdar olma durumu diye bir şey yoktur. bilgi, parçacıklar arasında ışık hızından hızlı da iletilmiyor ayrıca.
sadece dolanıklık durumu aracılığı ile aynı kuantum durumu paylaştıklarından dolayı birbirleriyle ilişkileri var aslında.
birbirlerinden ayrı değiller, bir bütünler yani.
iki parçacığı birbirlerinden bağımsız olarak değil de, bir bütün olarak ele almak gerekiyor bu durumda.

aralarında elli ışık yılı olan iki dolanık parçacıktan birini, bize yakın olanı ölçtük diyelim, diğerinin durumu anında belirleniyor evet, ama bu iki parçacık arasında herhangi bir bilgi aktarımı olduğu anlamına gelmiyor.
bir parçacığa bir şekilde etki ettiğimizde diğerinin durumunu değiştirmiş olmuyoruz, parçacıkların dolanık durumda olduklarını yalnızca ölçüm yaptıklarında anlıyor bilim insanları.
her ölçümde de rastgele ve bağımsız sonuçlar elde ediyorlar!
einstein'ın tanrı zar atmaz ama yaa! itirazı, işte bu mekaniğin rastgelelik ve belirsizlik sonuçlarına göstermiş olduğu bir tepki.
parçacıkların bu şekilde sonuçlar vermesi ona göre tam bir kaos çünkü. evrenin yasaları öngörülebilir olmalı ona göre.
gel gelelim, günümüzdeki deneyler niels bohr'un görüşlerini destekliyor. konudan saptık, neyse.

özetle dolanık iki parçacık birbirlerine bilgi iletmiyor, zaten durumları ölçüm yapılmadan önce belli değil. ölçüm yapıldıktan sonra ikisinin de durumu anlaşılıyor.

"gelecekte bilgiyi ışık hızından hızlı bir şekilde aktaracağız" durumu kuantum dolanıklığı kullanarak yapılacak bir şeymiş gibi durmuyor, mevcut fizik yasalarıyla çelişiyor ve pratik olarak da mümkün görünmüyor.