Bilinen en ağır atomaltı parçacıkta kuantum dolaşıklığı gözlemlendi.

Kuantum dolaşıklığı, birbirinden uzak cisimlerin bağlantılı olmasını ifade ediyor. Dolaşık haldeki cisimlerden birini gözlemlerken diğeri hakkında fikir sahibi olunmasını sağlıyor. 

Sidney Üniversitesi'nden fizikçi ve yeni çalışmanın yazarlarından Dr. Bruce Yabsley bunu, Cixin Liu'nin romanlarından uyarlanan Netflix dizisi 3 Cisim Problemi'ndeki (3 Body Problem) bir olaya benzetiyor.

Dizide 4 ışık yılı uzakta yaşayan uzaylılar, Dünya'ya minik bir süperbilgisayar gönderiyor. Bu bilgisayar, kendi gezegenlerindeki başka bir cihazla dolaşık halde olduğu için uzaylılar Dünya'daki bilgisayarı kontrol edebiliyor. 

Öte yandan Dr. Yabsley, kuantum dolaşıklığının ışık hızından daha hızlı sinyal göndermeyi sağlayamayacağını söylüyor. Ancak bu kuantum özelliğinin temel fikri dizidekiyle aynı. 

İlk kez 1980'lerde fotonlarla gösterilen dolaşıklık, hesaplama hızında çığır açabilecek kuantum bilgisayar üretiminde kritik önem taşıyor. 

Bazı atom ve atomaltı parçacıklarda da gözlemlenen bu olgu, yeni bir çalışmada ilk kez üst kuarklarda görüldü. 

Kuarklar, atom çekirdeğindeki proton ve nötronları oluşturuyor. Bilinen 6 kuark arasında en ağır olana üst kuark deniyor. Tungsten atomundan biraz daha ağır bu atomaltı parçacık, protonun 184 katı kütleye sahip. 

Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'ndeki (CERN) dünyanın en büyük parçacık hızlandırıcısı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nı kullanan ATLAS deneyi ekibi, proton çarpışmalarından elde edilen verileri kullanarak bir üst kuark ve onun antimadde karşılığı olan üst antikuarkı oluşturan parçalanmaları inceledi.

Önde gelen hakemli dergi Nature'da dün (18 Eylül) yayımlanan çalışmada iki parçacığın, dönme hareketine benzeyen bir kuantum özelliği olan spinleri (dönü) aracılığıyla dolaştığı kaydedildi. 

Araştırmacılar üst kuark ve antikuarkın bozunarak dönüştüğü parçacıkları gözlemleyerek dolaşıklığı saptadı. 

Genelde kuarklar yalnız kalmayı pek sevmediğinden yüksek hızlı çarpışmalarda serbest bırakıldıklarında kuark ve antikuark çiftleri hızla cisimleşerek daha büyük parçacıklara dönüşüyor. 

Fakat üst kuarklar ve onların antikuarkları çok hızlı bozunmaya uğradığı için bu olay gerçekleşmiyor. Bu sayede bozunmanın ardından dönüştükleri parçacıklar arasında dolaşıklığın işaretleri görülebiliyor. 

Dr. Yabsley, üst kuarkların muhtemelen yeni teknolojilerin temelini oluşturmayacağını düşünüyor. Ancak kütlesinin çok büyük olması, kuantum dolaşıklığını daha iyi anlama yolunda kıymetli bir fırsat sunuyor.

Ayrıca bu kuarkların neden bu kadar ağır olduğu da bilinmiyor. Bu nedenle üst kuarklar üzerine yapılan çalışmalar, fizikte yeni keşiflerin de önünü açabilir. 

Independent Türkçe, Conversation, Science News, Nature

Derleyen: Büşra Ağaç