Kuantum ‘Bumerang’ Etkisi İlk Kez Görüldü
Bazı kuantum parçacıkları başladıkları yere geri dönmelidir.
Fizikçiler, kuantum bumerang etkisi adı verilen teorik olarak tahmin edilen bir fenomeni doğruladılar. Araştırmacıların Physical Review X’te yayınladığı bir makaleye göre, bir deney belirli materyallerdeki parçacıkların hafifçe itildikten sonra başlangıç noktalarına geri döndüğünü ortaya koyuyor.
Parçacıklar, çok fazla düzensizliğe sahip materyallerdense, bumerang yapabilirler. Sistemli olarak düzenlenmiş atomlardan oluşan bozulmamış bir malzeme yerine, malzemede eksik veya yanlış hizalanmış atomlar veya baştan sona serpiştirilmiş diğer atom türleri gibi birçok kusurları bulunmalıdır.
1958’de fizikçi Philip Anderson, yeterince düzensizlikle bir malzemedeki elektronların yerelleştiğini fark etti: Yerlerinde sıkışıp kaldıkları yerden çok uzağa gidemezler. Sıkışmış elektronlar, malzemenin elektriği iletmesini engelleyerek, normalde metal olabilecek bir şeyi bir yalıtkan haline getirir. Bu yerelleştirme, bumerang etkisi için de gereklidir.
Santa Barbara California Üniversitesi’nden fizikçi David Weld, bumerangı hareket halindeyken resmetmek için kendini küçülttüğünü ve düzensiz bir malzemenin içine kaydığını hayal ediyor. Bir elektronu fırlatıp atmaya çalışırsa, “sadece dönüp dosdoğru bana gelmekle kalmayacak, hemen bana geri gelip duracak” diyor. (Aslında, bu anlamda elektron “bir bumerangdan çok bir köpeğe benziyor.” diyor. Bumerang, onu yakalamazsanız yanınızdan geçmeye devam edecek, ancak iyi eğitimli bir köpek yanınıza oturacaktır.)
Weld ve meslektaşları, bu etkiyi ultra soğuk lityum atomlarını elektronların yerini alacak şekilde kullanarak gösterdiler. Ekip, orijinal konumlarına dönen atomları aramak yerine, momentum için benzer bir durum üzerinde çalıştı çünkü bunu laboratuvarda oluşturmak nispeten kolaydı. Atomlar başlangıçta durağandı, ancak onlara momentum vermek için lazerler tarafından tepme etkisi verildikten sonra, atomlar ortalama olarak orijinal durma durumlarına geri dönerek bir momentum bumerangı oluşturdular.
Ekip ayrıca bumerangı kırmak için neyin gerekli olduğunu da belirledi. Bumerang etkisinin çalışması için, zamanın tersine çevrilmesi simetrisi gerekir; bu şu anlama geliyor; parçacıklar, zaman ileri doğru akarken de geri sararken davrandıkları gibi davranmalıdır. Araştırmacılar, lazerlerden gelen ilk vuruşun zamanlamasını değiştirerek, tepme paternini düzensiz olacak şekilde değiştirerek, zamanın tersine çevrilmesi simetrisini kırdı ve tahmin edildiği gibi bumerang etkisi ortadan kalktı.
Araştırmanın ortak yazarlarından Patrizia Vignolo, “Çok mutluydum” diyor. Merkezi Valbonne, Fransa’da bulunan Université Côte d’Azur’da teorik fizikçi olan Vignolo, teorik hesaplamalarıyla “Mükemmel bir uyumdu” diyor.
Anderson, yerel parçacıklar hakkındaki keşfini 60 yılı aşkın bir süre önce yapmış olsa da, kuantum bumerang etkisi fiziğe yeni giren bir olgudur. 2019’da meslektaşlarıyla etkiyi tahmin eden Paris’teki CNRS ve Kastler Brossel Laboratuvarı’ndan fizikçi Dominique Delande, “Görünüşe göre, muhtemelen çok mantıksız olduğu için kimse bunu düşünmedi” diyor.
Tuhaf etki, kuantum fiziğinin sonucudur. Kuantum parçacıkları, karmaşık yollarla toplama ve çıkarma yapabilen dalgalanmalarla dalgalar gibi hareket eder (SN: 5/3/19). Bu dalgalar, bir parçacığı kaynağına geri döndüren yörüngeyi geliştirmek ve diğer yönlere giden yolları iptal etmek için birleşir. “Bu saf bir kuantum etkisi,” diyor Delande, “bu yüzden klasik fizikte bir karşılığı yok.”
Kaynak: sciencenews.org
Bilim İnsanları Psikiyatrik Hastalıklar için Ortak Beyin Ağı Keşfetti
Bilim İnsanları Psikiyatrik Hastalıklar için Ortak Beyin Ağı Keşfetti
Kuantum ‘Bumerang’ Etkisi İlk Kez Görüldü