Yirminci yüzyılın başlarında, nicem (Quantum) mekaniğinin öncüleri, onun bu kadar tuhaf bir şey olduğunu bilmiyorlardı.

Nicem (Quantum) mekaniği, çok küçük ölçeklerde, atom boyutlarında, maddenin nasıl davrandığını açıklar. Klasik fizikle olaya baktığımızda, bir cisim aynı anda iki durumda -ya da yerde- birden bulunamaz. Örneğin, ya masanın üzerindedir ya da yerde. Ancak, nicem mekaniğinde bu olası. Yani cisim iki (ya da daha çok) durumda eşzamanlı olarak bulunabilir. Bu olaya, "durumların üst üste gelmesi" de denir.

Üstüste gelme ilkesinin anlaşılmasını kolaylaştırmak için, I935'te, Alman fizikçi Erwin Schrödinder, bir düşünce deneyi ortaya koydu. Bu deneyde kedisini, nicem mekaniği kurallarına göre çalışan bir sanal aygıta yerleştirdi. Bu aygıtın içinde, kediye yöneltilmiş bir tabanca var. Kedinin yaşamı, tabancanın patlayıp patlamamasına bağlı. Burada, üst üste gelen iki durum, tabancanın ateş alması ve almaması. Yani tabanca aynı anda hem patlayacak hem de patlamayacak.

Neyse ki bu mantıksız görünen olayın içinden çıkmanın bir yolu var. Nicem ya da klasik (gerçek bir kedi gibi), bütün gerçek sistemler, bir dış ortamın etkisi altındadır. Bu ortam, durumları hiçbir zaman kesin olarak bilinemeyen atomlardan oluşan bir çevredir. Bu nicem sistemiyle, sistemin çevresi arasındaki etkileşim, sistemin zaman içinde durumlardan birini tercih etmesine yol açar. Bu olaya, "eşuyumsuzluk" denir.

Eşuyumsuzluğun gerçekleşme hızı, nicem sisteminin büyüklüğüne bağlıdır.
Fizikçiler, son zamanlarda, atom ya da bir ışık fotonu gibi parçacıkların durumlarını uzunca sürelerle üst üste getirmeye çalışıyorlar. Ancak, gerçek bir kedi gibi, milyar kere milyarlarca atomlardan oluşan bir cisim için, bu süre yok denebilecek kadar kısa. Yani, kedinin aynı anda ölçülebilir bir süre için hem canlı hem de ölü olması olası değil.

Fizikçiler, çok sayıda atomdan oluşan sistemler için eşuyumsuzluğun nasıl işlediğini çözmeye çalışıyorlar.
Colarado'daki ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden David Wineland ve ekibi, bu sistemlerde durumların nasıl üst üste geldiğini araştırıyorlar. Nature dergisinde yayımlanan son makalelerinde, eşuyumsuzluğu gözlediklerini; ayrıca, sistem büyüdükçe, bunun nasıl bir değişim gösterdiğini açıkladılar.

Wineland ve ekibi, deneye, çok düşük sıcaklıklara kadar soğutulmuş berilyum iyonlarının (elektrik yüklü atomlarının) durumlarını üst üste getirerek başladılar. Farklı durumlarda bulunabilmesini sağlamak için, atomları elektromanyetik alanlar ve lazerler yardımıyla kıstırdılar. Böylece, parçacığın etkileşim halinde bulunduğu, eşuyumsuzluğu hızlandıran çevresiyle ilişkisini en aza indirmiş oldular.

Yapılan bu deneyde, eşuyumluluğun, nicem mekaniğinin varsaydığı gibi zamanla azaldığını gösterdiler. Ayrıca, eşuyumsuzluğun gerçekleşme hızının parçacığın çevresiyle olan ilişkisine bağlı olduğu; bu ilişki kontrol altında tutularak durumların üst üste gelme süresinin uzatılabileceği gösterildi.Bu deneyin en önemli yanı, kuramsal olarak zaten geliştirilmiş olan bu varsayımların, deneylerle de onaylanabiliyor olmasıdır.

Kaynak: Enginbilim