İlginizi Çekebilir
  1. Ana Sayfa
  2. Bilim
  3. Kuantum Fiziği Gerçeği Hayali Sayılarla Açıklayabilir Mi?
Trendlerdeki Yazı

Kuantum Fiziği Gerçeği Hayali Sayılarla Açıklayabilir Mi?

Kuantum Fiziği Gerçeği Hayali Sayılarla Açıklayabilir Mi?

Kuantum Fiziği Gerçeği Açıklamak İçin Hayali Sayılar Gerektiriyor Mu?

”Hayali sayılar”, tek boynuzlu atlar ve goblinler gibi görünebilir, ilginç ama gerçekle alakasız. Ancak maddeyi kökünden betimlemek için hayali sayılar esastır. Moleküller, atomlar ve atom altı parçacıklar alemini tanımlayan matematik olan kuantum mekaniğinin dokusuna dokunmuş gibi görünüyorlar. İki yeni deney, kuantum fiziğinin kurallarına uyan bir teorinin gerçek dünyayı tanımlamak için hayali sayılara ihtiyacı olduğunu öne sürüyor. Kuantum Fiziği ile ilgili bilinmeyenler ve fazlası için bizi takip edin…

Hayali sayılar, negatif bir sayının karekökünü almaktan kaynaklanır. Hesaplamaları kolaylaştırmak için genellikle denklemlerde matematiksel bir araç olarak ortaya çıkarlar. Ancak dünya hakkında gerçekten ölçebildiğimiz her şey gerçek sayılarla, alıştığımız normal, hayali olmayan rakamlarla tanımlanır. Kuantum fiziğinde de bu doğrudur. Teorinin iç işleyişinde hayali sayılar görünse de, tüm olası ölçümler gerçek sayılar üretir.

Kuantum teorisinin karmaşık sayıları – hayali ve gerçek sayıların toplamı – belirgin kullanımı, fizikçi Erwin Schrödinger de dahil olmak üzere kurucularını rahatsız ediyordu. Çin, Shenzhen’deki Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden fizikçi Jingyun Fan, “Kuantum teorisinin ilk günlerinden itibaren, karmaşık sayılar temel bir yapı taşından daha çok matematiksel bir kolaylık olarak ele alındı” diyor.

Bazı fizikçiler, “gerçek kuantum mekaniği” adı verilen versiyonlarla hayali alemden kaçınarak, yalnızca gerçek sayıları kullanarak kuantum teorisi oluşturmaya çalıştılar. Ancak bu tür teorilerin deneysel bir testi olmadan, kuantum fiziğinde hayali sayıların gerçekten gerekli olup olmadığı veya sadece yararlı bir hesaplama aracı olup olmadığı sorusu kaldı.

Bell testi olarak bilinen bir deney türü, farklı bir kuantum ikilemini çözdü ve kuantum mekaniğinin parçacıklar arasında dolaşıklık adı verilen garip kuantum bağlantıları gerektirdiğini kanıtladı. Viyana Kuantum Optiği ve Kuantum Bilgi Enstitüsü’nden teorik fizikçi Miguel Navascués, “Bu tür bir deneyin gerçek kuantum mekaniğini de çürütüp çürütmeyeceğini düşünmeye başladık” diyor. O ve meslektaşları, Ocak 2021’de arXiv.org’da çevrimiçi olarak yayınlanan ve 15 Aralık’ta yayınlanan bir makalede bir deney için bir plan hazırlandı.

Bu planda araştırmacılar, geleneksel fizik diline göre Alice, Bob ve Charlie olarak adlandırılan üç farklı kişiye iki farklı kaynaktan birbirine dolanmış parçacık çiftleri göndereceklerdi. Alice bir parçacık alır ve seçtiği çeşitli ayarları kullanarak onu ölçebilir. Charlie de aynısını yapıyor. Bob iki parçacık alır ve Alice ve Charlie’nin aldığı parçacıkları dolaştırmak için özel bir ölçüm türü gerçekleştirir. Hayali sayıları olmayan gerçek bir kuantum teorisi, standart kuantum fiziğinden farklı sonuçlar öngörerek deneyin hangisinin doğru olduğunu ayırt etmesine izin verir.

Kuantum Fiziği Gerçeği Hayali Sayılarla Açıklayabilir Mi?

Fan ve meslektaşları, fotonları veya ışık parçacıklarını kullanarak böyle bir deney gerçekleştirdiler. Fiziksel İnceleme Mektupları. Fan, Navascués ve meslektaşları, Alice, Charlie ve Bob’un sonuçlarının birçok ölçümde nasıl karşılaştırıldığını inceleyerek, verilerin yalnızca karmaşık sayılarla bir kuantum teorisi ile tanımlanabileceğini gösteriyor.

Başka bir fizikçi ekibi, elektriği dirençsiz olarak ileten malzemeler olan süper iletkenlerle yapılmış bir kuantum bilgisayarı kullanarak aynı konsepte dayalı bir deney yaptı. Bu araştırmacılar da kuantum fiziğinin karmaşık sayılar gerektirdiğini buldular, başka bir makalede yayınlanacaklarını bildirdiler. Fiziksel İnceleme Mektupları. Hefei’deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden kuantum fizikçisi Chao-Yang Lu, çalışmanın ortak yazarlarından biri, “Karmaşık sayıların neden gerekli olduğunu ve kuantum mekaniğinde temel bir rol oynadığını merak ediyoruz” diyor.

Ancak, yeni çalışmalara dahil olmayan California’daki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan teorik fizikçi Jerry Finkelstein, sonuçların hayali sayılardan kaçınan tüm teorileri dışlamadığını belirtiyor. Çalışma, gerçek sayılara dayanan bazı teorileri, yani hala kuantum mekaniğinin kurallarını izleyenleri ortadan kaldırdı. Standart kuantum kurallarını ihlal eden bir teori kullanarak sonuçları hayali sayılar olmadan açıklamak hala mümkün. Ancak bu teoriler başka kavramsal sorunlarla karşılaşarak onları “çirkin” hale getiriyor. Ama “çirkinliğe katlanmaya istekliysen, o zaman gerçek bir kuantum teorisine sahip olabilirsin.”  Bilim haberleri hakkında güncel bilgiler ve çok daha fazlası için sitemizi takip etmeyi unutmayın!

Uyarıya rağmen, diğer fizikçiler yeni bulguların ortaya çıkardığı ikilemlerin zorlayıcı olduğu konusunda hemfikir. Colo, Boulder’daki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden fizikçi Krister Shalm, “Kuantum mekaniğinin neden böyle olduğu hakkında sorular sorduğunuzda merak uyandırıcı buluyorum bunlar çok ilginç ve düşündürücü sorular.” diyor.

Yorum Yap

Yorum Yap