Ya her elektron bir girişim deseni oluşturmak için perdede nereye düşmesi gerektiğini bilmektedir ya da aynı anda iki yarıktan birden geçerek kendisiyle dalga girişimi yapmıştır! Bunun “kuantumcasını” yazacak olursak: ilk kutuyu açan kişi önce notu okur, kutudaki eldiven hem sağ tek olabilir hem de sol, yani eldiven her iki olasılığı da içeren bir durumdadır (süperpozisyon). Sonra kutuyu açar ve sol tek olduğunu görür, yani eldiven durumundan nesnel bir duruma geçer (dalga fonksiyonu çökmesi). Eldekinin sol tek olduğu anlaşılır anlaşılmaz uzaktaki diğer eldiven de durumundan sağ tek durumuna geçer (kuantum dolanıklığı ve dalga fonksiyonu çökmesi).

Eskiden gazetelerde, farklı yerlerde yaşayan tek yumurta ikizlerinin birbirlerinin acı ya da sevinçlerini uzaktan hissedebildiklerine dair merak uyandıran haberler yer alırdı ara ara. Sonradan, seçilmiş ikizler üzerine yapılan uzun dönemli gözlem ve deneylerde kardeşler arasında bu türden bir telepatik bir iletişimin varlığına rastlanamadı ama kuantum dünyasında tam da bu türden, birbirine sıkıca bağlı ikiz parçacıkların varlığını son bir yüzyıldır biliyoruz: dolanık parçacıklar (entangled particles).

Dolanıklık, kuantum mekaniğinin en gizemli ve en çok tartışılan olgularından biri. Kuantum dolanıklığı iki ya da daha fazla parçacığın, fiziksel olarak çok uzakta olsalar bile “bir şekilde” bağlantılı olduğu bir durumu ifade eder. Bu bağlantı, parçacıklar arasındaki mesafeden bağımsız olarak “anında” gerçekleşir ve biri üstünde yapılan ölçümün diğerinin durumunu aynı anda etkileyeceği anlamına gelir. Albert Einstein bu olguyu, 1935 yılında Boris Podolsky ve Nathan Rosen ile kaleme aldığı ve günümüzde "EPR Paradoksu" olarak anılan makalede, "uzaktan hayalet etki" (spooky action at a distance) olarak nitelendirir. Einstein ve meslektaşları, yazılarında, kuantum mekaniğinin eksik ve yanlış olduğunu savunarak kuantum dolanıklığın klasik fizik anlayışıyla çelişen doğasına dikkat çeker. Bu paradoks, kuantum fiziğinin temellerini sorgulayan ve bilim dünyasında derin tartışmalara yol açan önemli bir dönüm noktası olarak kabul edilse de sonuçta bu tartışmada kazanan taraf EPR değil, Kopenhag Okulu olacaktır.

Korunum Yasaları

Dolanıklık, çoğunlukla parçacıkların aynı süreçten (örneğin, bir atomun bozunması, parçacık çarpışmaları veya bazı lazer süreçleri) doğmasıyla meydana gelir. Bu süreçte parçacıkların enerji, momentum, spin gibi kuantum özellikleri ilişkilenir ve dolanıklık ortadan kalkana dek birbirine bağlı kalır. Örneğin atomun bir alt enerji düzeyine inerken art arda yaydığı iki foton dolanıklık durumuna girebilir ya da doğrusal olmayan bir kristalden geçirilen foton daha düşük enerjili ve dolanık iki fotona bölünebilir. Yeni parçacıklar, kaynak fotonun “kuantum durumunu” (quantum state) miras olarak alır ve bu durum tüm dolanıklık süresince korunur. Örneğin doğrusal polarizasyonlu bir fotondan üretilmiş dolanık iki fotondan biri yatay diğeri dikey polarizasyona sahip olsun. Bu fotonları aynalar ve mercekler yoluyla optik kablolara yönlendirerek ters yönlerde kilometrelerce uzağa taşıyalım. Optik kablonun çıkışında birinin polarizasyonunu ölçtüğünüzde sonuç dikeyse diğer fotonun kesinlikle yatay polarizasyona sahip olduğunu anlayabilirsiniz. Deneyi biraz daha zorlaştıralım; dikey polarizasyona sahip olan fotonu optik plakalarla yatay polarizasyona dönüştürdüğünüz anda -ama tam da aynı anda- diğer fotonun polarizasyonu dikeye dönüşür. Yani dolanık parçacıkların birine yaptığınız etki, her ne kadar uzakta olursa olsun, aynı anda diğerine de yansır.

[Ama şunu da ekleyelim, dolanık bir parçayı belirli bir değeri almaya zorlamak çoğu kez dolanıklığın bozulmasına yol açacaktır.]

Bu duruma, klasik fizikte de geçerli olan enerji ve momentumun korunması gibi olgular yüzünden yabancı........

© Gazete Pencere