Bilim adamları kuantum dalgalanmalarını tespit ediyor ve bu garip sinyallerin boşluktaki değişimlerini tespit ediyor
Kuantum mekaniğine göre vakum hiç boş değil. Aslında kuantum enerjisi ve parçacıklarla dolu, bir anda yanıp sönüyor, bu garip sinyallere kuantum dalgalanmaları deniyor.
On yıllar boyunca, yalnızca dolaylı kanıtlar bu dalgalanmaları kanıtlayabilir. Ancak 2015 yılında, araştırmacılar bu teorik dalgalanmayı doğrudan tespit ettiklerini iddia ettiler. Ekip, boşluğu daha fazla manipüle ettiklerini ve boşlukta bu garip sinyal değişikliklerini tespit ettiklerini söylüyor.
Gelişmiş fizik alanına girmek için buradayız, ancak bu deneyde asıl önemli olan şu ki, bu sonuçlar doğrulanırsa, araştırmacılar kuantum alanını rahatsız etmeden incelemek ve test etmek için yeni bir gözlem modu açmış olabilirler.
Çünkü kuantum mekaniğinin en büyük sorunlarından biri, bir kuantum sistemini her ölçtüğümüz ve gözlemlediğimizde, onu yok ettiğimiz ve kuantum dünyasında gerçekte ne olduğunu anlayamadığımızdır.
Kuantum vakumunun girdiği yer burasıdır.
Öncelikle geleneksel olarak ele alınan bir boşluğu ele alalım: Bir mekan olarak, hiç madde yoktur ve mümkün olan en düşük enerjiye sahiptir. Parçacıkların ve herhangi bir müdahalenin olmadığı tamamen fiziksel bir ortam. Bununla birlikte, kuantum mekaniğinin en temel ilkelerinden birinin yan ürünü olan Heisenberg'in belirsizlik ilkesi, kuantum parçacıklarının sayısı konusundaki anlayışımızın belirli bir sınırı olduğunu göstermektedir, bu nedenle boşluk boş değildir. Aslında kendi tuhaf enerji gürültüsüne sahiptir ve rastgele görünen veya kaybolan parçacıklar-antiparçacıklarla doludur.
Bunlar fiziksel maddeden çok "sanal" parçacıklar gibidir, bu nedenle genellikle onları tespit edemezsiniz. Fakat kuantum dünyasındaki çoğu şey gibi görünmez olsalar bile, gerçek dünyayı akıllıca etkileyebilirler.
Bu kuantum dalgalanmaları, elektronları etkileyebilecek rastgele dalgalanan elektrik alanları üretir.Bilim adamları tarafından bunların varlığının ilk dolaylı gösterimi 1940'lara kadar uzanır. Ardından 2015 yılında Almanya'daki Konstanz Üniversitesi'nden Alfred Leitenstorfer liderliğindeki bir ekip, bu dalgalanmaları doğrudan ışık dalgaları üzerindeki etkilerini gözlemleyerek tespit ettiklerini iddia etti.
Bunu yapmak için, saniyenin katrilyonda biri kadar bir vakum olan, yalnızca birkaç femtosaniye süren ultra kısa bir lazer atımı ateşlediler ve ışığın polarizasyonundaki ince değişiklikleri görebildiler. Bilim adamları, bu değişikliklerin doğrudan kuantum dalgalanmalarından kaynaklandığını söylüyor.
Bu teori hala tartışmalı, ancak bilim adamları şimdi deneylerini boşluğu "sıkıştırarak" daha yüksek bir seviyeye taşıdılar ve kuantum dalgalanmalarındaki garip değişiklikleri gözlemleyebildiler.
Bu, yalnızca bu kuantum dalgalanmalarının varlığının daha fazla kanıtı değil, aynı zamanda sonuçları karıştırmadan kuantum dünyasını gözlemlemek için bir yol önerdiklerini de ima ediyor.
Genellikle kuantum dalgalanmalarının tek bir ışık parçacığı üzerindeki etkisini ararken, etkiyi görmek için ışık parçacığını algılamanız veya yakınlaştırmanız gerekir. Bu, ekibin 2015 deneyinde yaptığına benzer şekilde foton üzerinde kalan "kuantum imzasını" silecektir.
Ekip, bu sefer fotonları soğurarak ve çoğaltarak kuantum dalgalanmalarındaki değişiklikleri gözlemlemek yerine zaman alanında ışığı inceledi. Kulağa garip geliyor, ancak boşlukta, uzay ve zaman aynı şekilde davranır, böylece birini diğerini anlamak için kontrol edebilirsiniz. Ekip, boşluğu "sıkıştırdıklarında" garip kuantum dalgalanmalarını yeniden dağıttığını keşfetti. Bazı noktalarda, dalgalanmalar sıkıştırılmamış vakumun arka plan "gürültüsünden" daha büyük hale gelir ve bazı noktalarda daha sessizdir. Belirli bir dereceye kadar, vakum bir yerde sıkıştırıldığında, kuantum dalgalanmalarının dağılımı değişir ve sonuçları hızlandırabilir veya yavaşlatabilirler.
Bu etki zaman alanında ölçülebilir, zaman ve uzayda aşağıdaki çizelgeyi görebilirsiniz. Ortadaki çıkıntı, boşlukta bir "sıkışma" dır:
Gördüğünüz gibi, sıkışma nedeniyle dalgalanmada bir miktar titreme var.
Ama bazı garip şeyler oldu.Bazı yerlerdeki dalgalanmalar, bilim adamlarının "şaşırtıcı fenomen" olarak adlandırdığı arka plan gürültü seviyesinin altına düşüyor gibiydi.
Şimdiye kadarki sonuçlar etkileyici olsa da, bilim adamlarının yalnızca sözde zayıf ölçümü - kuantum durumuna müdahale etmeyen, ancak aslında araştırmacılara kuantum sistemleri hakkında daha fazla bilgi vermeyen bir ölçüm gerçekleştirmiş olmaları mümkündür. şey.
Bu teknolojiyi daha fazlasını öğrenmek için kullanabilirlerse, "ışığın kuantum durumunu" tespit etmek için kullanmaya devam etmek istiyorlar ve ekibin bulgularını çoğaltmak ve deneylerinin gerçekten etkili olduğunu göstermek için daha fazla doğrulama gerekiyor.
