Işığın Hem Parçacık Hem Dalga Olarak İlk Görüntüsü

Işığın ayni anda hem bir parçacık hem de bir dalga olarak davrandığı biliniyor. Einstein’den devrinden bu yana bilim insanları ışığın bu özelliğini doğrudan gözlemlemek için uğraşt.ı İşte şimde İsviçre’de bulunan Ecole Polytechnique de Lausanne’dan (EPFL) araştımacıları bu ikili davranışın ilk görüntüsünü elde etmeyi başardı.

Kuantum mekaniğine göre ışık bir parçacık ve dalga olarak her iki davranışı sergileyebilir. Ancak ışığın doğasının bu iki yönünü aynı anda yakalayabilen bir deney geçtiğimiz günlere kadar gerçekleştirilememişti. Işık tek bir seferde ya sadece dalga ya da sadece parçacık olarak gözlemlenebiliyordu.

Ancak EPFL araştırmacıları sonuçları geçtiğimiz Mart ayında "Nature Communications"'ta yayımlanan araştırmada tamamen farklı bir deneysel yaklaşım benimseyerek ışığın bu ikili doğasını ilk kez görüntülemeyi başardı.

UV ışık metal bir yüzeye çarptığı zaman yüzeyden elektron yayılmasına neden olur. Albert Einstein bu "fotoelektrik etki'yi o zamanlar sadece bir dalga olduğu düşünülen ışığın aynı zamanda parçacıkların akışından da oluştuğunu ileri sürerek açıklamıştı. Her ne kadar ışığın parçacık ve dalga davranışları ayrı ayrı başarıyla gözlemlenmiş olsa da iki özelliğin aynı anda görüntülenmesi mümkün olmamıştı. EPF’de Fabrizio Carbone'un liderliğindeki bir araştırmada bu soruna yönelik akıllıca bir çözüm üretilerek ışığı görüntülemek için elektronların kullanıldığı bir deney yapıldı.

Deney düzeneği şu şekilde işliyor : Minik bir metalik nano kabloya bir lazer atımı yapılıyor. Lazer, nano kablodaki yüklü parçacıklarla enerji katarak onların titreşmesine neden oluyor. Işık bu minik kablo boyunca, tıpkı bir otoyoldaki arabalar gibi iki olası yönde ilerliyor. Zıt yönde ilerleyen dalgalar birbiriyle karşılaşınca aynı yerde sabit kalıyormuş izlenimi veren yeni bir dalga oluşturuyorlar. Bu sabit duran dalga, deneyde nano kablodan yayılan ışık kaynağı olarak kullanılıyor.



Işığın ayni anda hem uzamsal hem enerji paketlenmesini gösteren grafik görüntüsü. (üstte)

İşte deneyin can alıcı püf noktası burada devreye giriyor: Bilim insanları nano kabloya yakın mesafeden bir elektron akımı göndererek bu elektronları sabit duran dalgayı görüntülemek için kullanıyor. Elektronlar nano kabloda hapsolan ışıkla etkileşime girince ya hızlanıyor ya da yavaşlıyor. Carbone ve ekibi ultra hızlı mikroskop yardımıyla bu hız değişiminin olduğu yerdeki pozitronu görüntüleyince ışığın dalgamsı doğası için bir parmak izi rolü üstlenen sabit duran bir dalgayı görmeyi başardı.

Bu olay ışığın dalgamsı doğasını gösterirken aynı zamanda parçacık yönünü de sergiledi. Elekrronlar sabit duran dalganın yakınından geçerken ışığın parçacıklarına yani fotonlara çarptı. Yukarıda da bahsedildiği gibi bu fotonların hızlarını ya artırdı ya da azalttı. Hızdaki bu değişim kendini elektronlar ve fotonlar arasındaki enerji paketleri (quanta) olarak gösteriyor. Bu enerji paketlerinin ortaya çıkması nano kablodaki ışığın bir parçacık olarak davrandığını gösteriyor.

Fabrizio Carbone, bu deneyle bilim tarihinde ilk defa kuantum mekaniğinin ve onun paradoksal doğasının görüntülendiğini belirtiyor. Dahası bu öncü çalışmanın uzun vadede temel bilimin de ötesinde geleceğin teknolojilerine yönelik uygulamaların önünü açabileceği düşünülüyor. Carbone'un ifadesiyle, kuantum olgularının bu çalışmada olduğu gibi nanometre ölçeğinde görüntülenmesi ve kontrol edilebilmesi kuantum hesaplamaya yönelik yeni bir yol açıyor. (İlkay Çelik Sezer)

Alıntıdır. Kaynak : Bilim ve Teknik Dergisi, Mayıs 2020, Yıl 53, Sayı 630, Tekno-Yaşam, Sayfa 64, 65, Işığın Hem Parçacık Hem Dalga Olarak İlk Görüntüsü

Ömrüm yetecek mi bilmiyorum ancak 50 yıl sonraki gelişmiş teknolojileri görmek isterdim. İnsanlığın, ışığı ve kütlesel çekim kuvvetini (yer çekimi) tamamen anlayıp, enerji meselesini de tamamen çözmüş ve kıtlığın, savaşın, kapitalizmin, gereksizliğin var olmadığı bir dünya acaba olacak mı? Tüm IQ'um yerinde iken yaşlı bile olsam, görmek bilmek isterdim.

Merhaba. Işık parçacığı foton (quanta) ile atom parçacığı elektronun, her ikisinin kütleleri yok kabul edilecek kadar çok küçük ve bununla orantılı olarak çok hızlı olduklarından birbirleriyle olan etkileşimleriyle çoğu zaman faydalı sonuçlar elde edilebilmektedir. Örneğin solar (fotovoltaik) panellerde yüksek enerjili UV ışınlarınınn muhtemelen hem dalga hem tanecik olarak P-N yarıiletken bölgedeki yasak bölgeyi (ara geçiş bölgesini, tampon bölgeyi) elektonların, fotonların yüksek enerjili bu ek katkısıyla aşıp karşı bölgeye (P'den N'ye) geçebilmesiyle basit pil devresinde olduğu gibi elektrik akımı oluşuyor. Kuantum fiziğinde fotonları ve elektronları zaten çok yakın temaslar içinde çoğu zaman görebiliyoruz. Bunun sonucunda aklın zor alabileceği projeler, örneğin UV ışıkla bedava elektrik üretiminin bu solar panellerden verimleri düşük olsa bile yine başarıyla alınabilmesinde olduğu gibi alınabiliyor. Kullanılan tüm elektrik ampulü çeşitlerinde elektrikteki elektronların hareketiyle foton tanecikleri görünen veya görünmeyen (morötesi ) ışık şeklinde bulunulan ortama bunun tersine bu ampülden çıkarak yayılmış oluyor.

Gelecek 50 yılda solar panellerin veriminin mutlaka daha artabileceğine ve yapay zekanın daha fazla ilerleme kaydedip, birbirlerini tamir edip daha iyi duruma getiren ve insan görünümlü daha akıllı robotların yer alacağına mutlaka şahit olacağız, buna inanıyorum. Ama yakın gelecekle ilgili en büyük beklentim, dünyayı halen tehdit eden covid-19 gibi çok güçlü virüslerin, dünyada büyük salgınları yapabilmesinin, belki geçen bu 50 yıl sonrasında önünün tamamen kesilip kapanabilmiş olabilmesi, insanlığın buna aşı dışında daha kalıcı çözümleri sürekli bulabiliyor olabilmesi, geçmişte yaşadıkları bu günlerine sadece tarih derslerinden geri dönüp bakılıp, virüslerin gölgesi altında yaşamlarını geçirdikleri zor günleri büyük hayretle okuyup değerlendirebiliyor olabilecekleridir. yanızca sibernetik biliminde değil tıp biliminden de bu türden olumlu gelişimleri mutlaka bekliyor olacağız. Kolay gelsin .

Bunu araştırdım ve 2015 yılına ait başka sitelerde aynı yazı çıkıyor. Ben yeni zannettim ama değilmiş. Bilim ve Teknik dergisi bunu yeni bir habermiş gibi mi yayımlamış acaba? Çünkü yeni olsa mesela Cosmos belgeselinin yeni sezonundaki bölümlerden birinde kuantum mekaniğinin anlatıldığı ve ışık dalga mı parçacık mı diye sorulan kısmında bile bunlardan bahsedilmemişti. Henüz gözlemlenemediğinden söz ediliyordu.

Benim şaşırdığım şey de şu;
Covid 19 gelmeden önce ışık hızı, kuantum, paralel evren hakkında konuşuyorduk bilim gelişmiş diyorduk, ama miniminnacık bir virüs yüzünden 1.5 yıl evdeyiz. Ben buna şaşırıyorum o kadar imkan paralel evren, karadelik zaman bükme falan varken minik bir virüs bizi bu hale getirdi.

ChaosBoost dedi:

Benim şaşırdığım şey de şu;
Covid 19 gelmeden önce ışık hızı, kuantum, paralel evren hakkında konuşuyorduk bilim gelişmiş diyorduk, ama miniminnacık bir virüs yüzünden 1.5 yıl evdeyiz. Ben buna şaşırıyorum o kadar imkan paralel evren, karadelik zaman bükme falan varken minik bir virüs bizi bu hale getirdi.

Genişletmek için tıkla...

O konular hakkında konuşmak bir gelişmişlik göstergesi değil. Eğer hakkında çok konuştuğumuz o meşhur karadeliklerin dönme enerjini kullanan ve galakside hakimiyet kurmuş Tip 3 seviye bir medeniyet olunursa gelişmişlikten bahsedilebilir. O çok abartı geldiyse eğer, en azından güneş sistemi hakimiyeti kuran bir Tip 2 medeniyet olmak gerekir. Ancak insanlık olarak daha dünyayı bile kontrol edemiyorsak gelişmişlikten bahsedemeyiz ve görünmeyen bir virüs bile bizi yıllarca eve elbette ki tıkabilir.
Herhangi bir hastalığın insanlığı etkilememesi için nano teknolojinin gelişip, nano boyutlardaki savunma hücresi ordusunun vücuttaki her türlü olumsuz etkiyi kısa sürede yok etmesi ve iyileştirmesi gerekiyor. Çünkü vücudun kendi savunma sistemi aşırı tepki vererek kişinin ölmesine sebep olabiliyor. Bu yüzden geliştiğini düşündüğümüz bağışıklık sistemimiz bile bazen bizi öldürebiliyor. Kaldı ki bağışıklık sistemini çökerten bazı durumlar bile mevcut. Bu yüzden insan vücudunun evrimi teknolojiyle bütünleşik bir organizma olarak gelişmek zorunda. Gelişmişlikten bu olanaklara ulaşıldığı zaman bahsedilebilir.

Parti Şapkası dedi:

O konular hakkında konuşmak bir gelişmişlik göstergesi değil. Eğer hakkında çok konuştuğumuz o meşhur karadeliklerin dönme enerjini kullanan ve galakside hakimiyet kurmuş Tip 3 seviye bir medeniyet olunursa gelişmişlikten bahsedilebilir. O çok abartı geldiyse eğer, en azından güneş sistemi hakimiyeti kuran bir Tip 2 medeniyet olmak gerekir. Ancak insanlık olarak daha dünyayı bile kontrol edemiyorsak gelişmişlikten bahsedemeyiz ve görünmeyen bir virüs bile bizi yıllarca eve elbette ki tıkabilir.
Herhangi bir hastalığın insanlığı etkilememesi için nano teknolojinin gelişip, nano boyutlardaki savunma hücresi ordusunun vücuttaki her türlü olumsuz etkiyi kısa sürede yok etmesi ve iyileştirmesi gerekiyor. Çünkü vücudun kendi savunma sistemi aşırı tepki vererek kişinin ölmesine sebep olabiliyor. Bu yüzden geliştiğini düşündüğümüz bağışıklık sistemimiz bile bazen bizi öldürebiliyor. Kaldı ki bağışıklık sistemini çökerten bazı durumlar bile mevcut. Bu yüzden insan vücudunun evrimi teknolojiyle bütünleşik bir organizma olarak gelişmek zorunda. Gelişmişlikten bu olanaklara ulaşıldığı zaman bahsedilebilir.

Genişletmek için tıkla...

Hocam uzaya çıkıp virüs ile mücadele edemedik yani daha gelişemedik demek istediğim bu.

ChaosBoost dedi:

Hocam uzaya çıkıp virüs ile mücadele edemedik yani daha gelişemedik demek istediğim bu.

Genişletmek için tıkla...

Aslında çıkılan yer uzay bile sayılmaz. Evinin arka bahçesinde oyun oynayan çocuk misali daha şehrin, ülkenin neye benzediğini çok da keşfedemedik. Evin camından dürbünle bakabiliyoruz sadece.
Gelişmedik, gelişmiş taklidi yaptık o kadar.