Bilim İnsanları Sıcak Schrödinger Kedisi Durumları Üretti
Kuantum durumları ancak son derece kontrollü koşullar altında hazırlanabilir ve gözlemlenebilir. Avusturya’nın Innsbruck kentinden bir araştırma ekibi, süper iletken bir mikrodalga rezonatöründe sıcak Schrödinger kedisi durumları yaratmayı başardı. Science Advances dergisinde yayınlanan çalışma, kuantum olaylarının daha az mükemmel, daha sıcak koşullarda da gözlemlenebileceğini ve kullanılabileceğini gösteriyor.
Schrödinger kedisi durumları, kuantum fiziğinde bir kuantum nesnesinin aynı anda iki farklı durumda bulunduğu büyüleyici bir olgudur. Erwin Schrödinger’in düşünce deneyinde bu, aynı anda hem canlı hem de ölü olan bir kedidir.
Gerçek deneylerde, bu tür eşzamanlılık atom ve moleküllerin konumlarında ve elektromanyetik rezonatörlerin salınımlarında görülmüştür.
Daha önce, Schrödinger’in düşünce deneyinin bu benzerleri, kuantum nesnesinin önce temel durumuna, yani mümkün olan en düşük enerjiye sahip durumuna soğutulmasıyla yaratılıyordu.
Şimdi, Gerhard Kirchmair ve Oriol Romero-Isart liderliğindeki araştırmacılar ilk kez termal olarak uyarılmış durumlardan kuantum süperpozisyonları yaratmanın gerçekten mümkün olduğunu gösterdiler.
Innsbruck Üniversitesi Deneysel Fizik Bölümü ve Avusturya Bilimler Akademisi (ÖAW) Kuantum Optik ve Kuantum Bilgi Enstitüsü’nden (IQOQI) Kirchmair, “Schrödinger de düşünce deneyinde canlı, yani ‘sıcak’ bir kedi varsaymıştı” diyor.
Kirchmair, “Bu kuantum etkilerinin ‘soğuk’ temel durumdan başlamadığımızda da üretilip üretilemeyeceğini bilmek istedik” diyor.
Araştırmacılar çalışmalarında, kedi durumlarını oluşturmak için bir mikrodalga rezonatöründe bir transmon kübit kullandılar. Kuantum süperpozisyonlarını, boşluktaki ortam sıcaklığından 60 kat daha sıcak olan 1,8 Kelvin’e kadar olan sıcaklıklarda oluşturmayı başardılar.
Çalışmada rapor edilen deneyleri gerçekleştiren Ian Yang, “Sonuçlarımız, farklı kuantum özelliklerine sahip oldukça karışık kuantum durumları üretmenin mümkün olduğunu gösteriyor” diyor.
Araştırmacılar sıcak Schrödinger kedi durumlarını oluşturmak için iki özel protokol kullandılar. Bu protokoller daha önce sistemin temel durumundan başlayarak kedi durumları üretmek için kullanılıyordu.
Araştırmacılar, farklı kuantum özelliklerine sahip oldukça karışık kuantum durumları üretti.
Yakın zamana kadar Innsbruck Üniversitesi’nde Teorik Fizik Profesörü ve IQOQI Innsbruck’ta araştırma grubu lideri olan ve 2024’ten beri Barselona’daki Fotonik Bilimler Enstitüsü ICFO’nun Direktörü Oriol Romero-Isart, “Uyarlanmış protokollerin daha yüksek sıcaklıklarda da çalıştığı ve farklı kuantum girişimleri ürettiği ortaya çıktı” diyor.
“Bu, örneğin temel duruma ulaşmanın teknik olarak zor olabileceği nanomekanik osilatörlerde kuantum süperpozisyonlarının oluşturulması ve kullanılması için yeni fırsatlar sunuyor.”
Deneyin teorik anlayışının geliştirilmesine yardımcı olan Thomas Agrenius, “Birçok meslektaşımız sonuçlarımızdan ilk bahsettiğimizde şaşırdı, çünkü sıcaklığı genellikle kuantum etkilerini yok eden bir şey olarak düşünürüz” diye ekliyor. “Ölçümlerimiz kuantum etkileşiminin yüksek sıcaklıklarda bile devam edebileceğini doğruluyor.”
Bu araştırma bulguları kuantum teknolojilerinin geliştirilmesine fayda sağlayabilir. Kirchmair, “Çalışmamız, daha az ideal, daha sıcak ortamlarda bile kuantum olaylarını gözlemlemenin ve kullanmanın mümkün olduğunu ortaya koyuyor” diye vurguluyor.
“Eğer bir sistemde gerekli etkileşimleri yaratabilirsek, sonuçta sıcaklık önemli değildir.”
Kaynak: https://phys.org
Schrödinger’in Kedisi Gerçek mi Oluyor? Kuantum Fiziğinde Büyük Sıçrama!