Dahi fizikçinin iddiası çöktü: 100 yıllık tartışma bitti!

Çinli bilim insanları, Albert Einstein’ın yaklaşık 100 yıl önce kuantum mekaniğini sorgulamak amacıyla önerdiği düşünce deneyini ilk kez laboratuvar ortamında uygulamayı başardı. Deneyin sonuçları, Einstein’ın itiraz ettiği kuantum ilkesini değil, Niels Bohr’un ortaya koyduğu “tamamlayıcılık” ilkesini doğruladı.

Çalışma, Çin’de “kuantum biliminin öncüsü” olarak anılan Pan Jianwei liderliğindeki araştırma ekibi tarafından Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde gerçekleştirildi. Araştırmacılar, tek bir ışık parçacığının bile oluşturduğu etkiyi ölçebilecek kadar hassas bir deney düzeneği kurdu.

Einstein’ın itirazı pratiğe döküldü

Einstein, 1927 yılında Brüksel’de düzenlenen Solvay Konferansı’nda, Bohr’un geliştirdiği tamamlayıcılık ilkesine karşı çıkmıştı. Bu ilke, bir kuantum parçacığının hem izlediği yolun hem de oluşturduğu girişim (dalga) deseninin aynı anda kesin olarak belirlenemeyeceğini savunuyordu.

Einstein ise bunun doğanın değişmez bir yasası değil, kuantum teorisinin bir eksikliği olduğunu ileri sürüyordu. Bu iddiasını kanıtlamak için de çift yarık deneyine farklı bir yaklaşım önerdi. Ona göre, hareketli bir yarık kullanılarak parçacığın geçtiği yol, yarığa aktarılan momentum aracılığıyla ölçülebilir ve aynı anda dalga deseni korunabilirdi.

Eğer bu mümkün olsaydı, Bohr’un teorisi ciddi biçimde sarsılacaktı.

Bohr’un öngördüğü gibi çıktı

Bohr ise bu görüşe, parçacığın momentumunun çok hassas ölçülmesi durumunda konum bilgisinin kaçınılmaz olarak belirsizleşeceğini, bunun da dalga desenini ortadan kaldıracağını söyleyerek karşılık vermişti. Bu yaklaşım, Heisenberg’in belirsizlik ilkesiyle de uyumluydu.

Pan Jianwei ve ekibi, Einstein’ın öngördüğü düzenek yerine optik cımbız kullanarak tek bir rubidyum atomunu sabitledi ve fotonları tek tek deney düzeneğine gönderdi. Fotonların momentumundaki belirsizliği kontrol ederek dalga desenlerinin nasıl değiştiğini inceledi.

Deney sonucunda, fotonun geçtiği yol daha net hale geldikçe dalga örüntüsünün kaybolduğu, dalga örüntüsü belirginleştiğinde ise yol bilgisinin belirsizleştiği gözlemlendi. Nefes'ten Mehmet Efe Altay'ın haberine göre bu durum, Bohr’un savunduğu tamamlayıcılık ilkesini açık biçimde doğruladı ve Einstein’ın itirazını geçersiz kıldı.

Araştırmanın sonuçları, çarşamba günü saygın bilim dergilerinden Physical Review Letters’ta yayımlandı.

Rahmi M. Koç Bilim Madalyası'nın sahibi Prof. Dr. Ufuk Akçiğit oldu

Bilim insanları inceledi: Yapay zeka insan zekasını geçecek mi?