quantum entanglement

iki ya da daha fazla objenin, kuantum durumlarının birbirine bağlı olduğu kuanto-mekanik olay.
türkçesi dolanıklık olarak tercüme edilebilecek, açıklanması çok zor, anlaşılması an itibariyle birçok kişi tarafından neredeyse imkansız olay.

Cenevre Üniversitesi’nden Nicolas Gisin ve ekibi, "10 kilometrelik deney" ile epr (Einstein-Podolsky-Rosen) çiftleri olarak bilinen, birbiriyle bağlantılı (dolanık) parçacıklardan birinin uyarılmasıyla (mesela dedektörle tespiti gibi), diğerinin de tam o anda, binlerce ışık yılı uzakta olsa bile, bu uyarıyı algılayıp tepki vermesi durumunu incelemiştir.

fizikçiler, bu yolla ışık hızından daha hızlı mesaj göndermenin olanaksız olduğunu göstermiş oldukları için, görelilikle çelişki söz konusu değildir. Antoine Suarez ve Valerio Scarani, EPR çiftlerinin, görelilikle ilgili başka bir soruna neden olduklarını farkettiler: parçacıkların hangisinin ötekini uyardığı her zaman belli değildi. Farklı referans çerçevesindeki gözlemcilerin, olayların hangi sırayla yer aldıkları konusundaki algılarının da farklı olabileceği yolundaki Einstein tezi, bu durumu açıklayabilir.

kısaca birbiriyle etkileşmeyen iki temel parçacığın arasında olan şey. yani bu iki temel parcacik birbirine yakin olup etkilesmek zorunda degil, etkilesimden kasit bu.

diyelim ki elimizde a ve b parcaciklari var. a parcaciginin olasi durumlari x1 ve x2 olsun. b parcaciginin olasi durumlari ise y1 ve y2. bu iki parcacigi iceren sistemin kuantum durumunu olcmek istiyoruz. olctugumuzde diyelim ki a parcaciginin durumu x1, b parcaciginin durumu y1 cikti. bu ikisini tek bir durum olarak belirtmek istedigimizde iki durumu birbiriyle carpmaliyiz. ancak normal çarpma islemi yerine tensör çarpımını kullanırız. cunku bunlar birer vektor. bu iki vektorun tensor carpımı bize olası sonuclardan birini verir. ancak sonuc baska bir sey de olabilirdi. o yuzden bunu soyle belirtiriz:

(alfa1 x1 + alfa2 x2) tensor carpimi (beta1 y1 + beta2 y2)

carptigimizda ise sonuc su olur:

alfa1 beta1 x1 y1 + alfa1 beta2 x1 y2 + alfa2 beta1 x2 y1 + alfa2 beta2 x2 y2

bu sonuc bu durumun superpozisyon halini temsil eder.

ancak a ve b parcaciklarinin baska bir durumu daha olabilirdi. şimdi baska bir durumu yazalim.

(x1) tensor carpimi (y1) + (x2) tensor carpimi (y2)

işte bu durumda a parcacigi ile b parcaciginin ayri ayri nasil bir durumda olduklari konusunda bir sey soyleyemeyiz. a parcacigi x1 durumda ise b parcacigi y1, a parcacigi x2 durumunda ise b parcacigi y2 durumunda olur bu denkleme gore. a ve b parcaciklarinin belli bir durum yerine herhangi bir durumda oldugu genel bir denklem yazmaya calisirsak:

alfa1 beta1 =1
alfa2 beta2 = 1
alfa1 beta2 = 0 (0 çünkü biri 1 digeri 2. çapraz carpimdan bir sonuc cıkmaz)
alfa2 beta1 = 0

bu dörtlüde bir tutarsızlık oluşur çünkü alfa1 veya beta 1 0 olursa ilk denklemle uyuşmaz. aynı sekilde alfa 2 veya beta 2 sıfır olursa da ikinci denklemle uyusmaz. yani faktörize edilemez bir durum olusur. bu sonuc ise bize sunu soyler:

a parcaciginin durumu b parcacigina baglidir. yani a ve b parcacigi dolaniktir ve durumlari ayri ayri degerlendirilemez. birinde olan bir degisim otekini de aninda etkiler. birbirinden bagimsiz bir durum tespiti mumkun degildir. buna gore yerel olmayan dolanik haldeki iki parcacigin spinlerini incelersek:

a parcacigi yukarı iken b parcacigi asagi, a parcacigi asagi iken b parcacigi yukari spinde olacaktır. bu ise einstein'ın yok artık daha neler deyip etkilesimi spooky action at a distance olarak betimleyip karsi ciktigi bir olaydir. yerel olmayan yani birbirine yakın olmayan iki parcaciktan biri ay'Da oteki dunya'Da olsa ay'daki parcacigin spin durumunu ogrendigimiz an dunya'Daki parcacigin spin durumu da belli ve tam tersi oluyor. einstein her ne kadar bu konuda bozguna ugrasa da mantıken olması gerekeni dusunmustur. hicbir sy ısıktan hızlı gidemez zira. zaten dolanıklıgında ısıktan hızlı bilgi aktardigini soyleyemeyiz. bir etkilesim var evet ama bildigimiz turde bir iletim yok ortada. cunku bunun icin bilginin mesafe kat etmesi lazim. nasil bir yol izleyerek birbirini etkiliyor bu bilgiler? bunu bilmiyoruz. en azindan simdilik.

Mesafe gözetmeksizin "anlık" iletişimin kapısını açacağı düşünülen fiziksel fenomen.

bildiğimiz gibi iletişim, ışık hızı ile sınırlıdır. bu nedenle örneğin, mars gezegeni ile iletişim kurmak istesek, bizden 3.09 ışık dakikası uzaklıktaki gezegene mesajımızı göndermemiz ve cevap almamız, 6.18 dakika sürecektir.

işte birbirine dolanık quantum partikülleri burada devreye girerler. bir partikül nasıl davranırsa, diğerinde de aynı davranışı, evrenin neresinde olursa olsun gözlemek mümkündür.