Bilim & Teknoloji

Tarih: 20 Haziran 2022 | Yazar: Sinan İpek

0

Kuantum Mekaniği Güncel Sorunlarımıza Çare Olabilir

Dünya su sıkıntısı haritasında Hindistan, Kuzey Afrika çölleri ve Orta Doğu ülkeleri kadar kurak görünüyor. Ama su sıkıntısı çektiği herkes tarafından bilinen ülkelerin aksine her yıl Muson yağmurlarıyla sulanan Hindistan, küresel bir tarım devi. Bu nedenle de yaşanan su krizi, milyonlarca insanın hayatını tehlikeye atıyor.

Ancak kuantum fiziği bu soruna bir çözüm olabilir. Avustralya Ulusal Üniversitesi Fizik Araştırma Okulundan Dr. Simon Haine, “Size bilimkurgu gibi gelebilir ama atomların aynı anda iki yerde olması gibi olguların pratik uygulamaları var,” diyor. “Örneğin, atomların bu özelliğinden yararlanarak yerçekimi çok kesin bir şekilde ölçülebilir. Dünya’da yerçekimi, konuma göre az çok değişir ve bunun duyarlı bir biçimde ölçülmesi, yer altı kaynaklarını keşfetmemizi sağlayabilir.”

Ama bunun su kaynaklarıyla ne ilgisi var?

Dr. Ryan Thomas, Dr. Simone Haine ve Yosri Ben Aicha. Fotoğraf: Nicholas Vevers/ANU.

Dr. Haine, Dünya yüzeyindeki yerçekimsel alanlarda ortaya çıkan küçük değişimleri ölçmenin, yer altı suyunu ve maden kaynaklarını bulmak için şu anda bile kullanıldığını söylüyor. Ancak hâlihazırdaki yöntemler, kesin sonuç vermekten uzak. Yerçekimini ölçen gravimetre adlı cihazların çalışma ilkesi, yaylı basküllerden çok farklı değil. Bu aletlerin ayarları kolayca bozulabiliyor ve aynı konum için farklı sonuçlar üretebiliyor. Dr. Haine ve meslektaşı Prof. John Close, yerçekimini ölçmek için yay yerine atomları kullanıyor. Laboratuvarlarında, içeri giren birinin neden olduğu yerçekimdeki değişimi ölçebilecek kadar hassas bir atomik gravimetre inşa etmişler.  Dünyanın en büyük yer altı suyu çıkarıcısı olan Hindistan, yer altı suyu hareketlerini gerçek zamanlı olarak izlemek ve yönetmek için bu teknolojiye güveniyor.

Atomik gravimetreler öylesine hassas ki, cihazdaki bireysel atomların konumu bile ölçüm sonucunu etkileyebiliyor. Öte yandan, kuantum mekaniğinin ilginç doğası nedeniyle, atomları kullanarak yerçekimini bu doğruluk düzeyinde ölçmek oldukça zor. Bunun nedeni, bir atomun aynı anda iki farklı yerde olabilmesi ve konumlarının ölçme yapmaksızın belirlenememesi. Bu durum da bulanık veya parazitli bir sinyalle sonuçlanıyor.  Ancak kuantum dolanıklığı, bu sınırlamayı aşabilir. Dr. Haine, “Dolanık atomların konumları daha düzenlidir,” diyor. “Dolanıklık, atomik gravimetre duyarlılığını 1000 kat arttırabilir.” 

Doktora öğrencisi Yosri Ben Aicha, ANU Fizik Araştırma Okulu’nda atomik gravimetreyi inceliyor. Fotoğraf: Nicholas Vevers/ANU.

Dr. Haine ve Profesör John Close, bir kuantum gravimetre geliştirmek için Avustralya hükümetinden destek almayı başardı. Çalışmalarını, Hindistan Fen Eğitimi ve Araştırma Enstitüsü bünyesindeki araştırmacılarla birlikte yürütecekler. Bu işbirliğinin bir parçası olarak Hintli araştırmacılar, yer altı suyu hareketlerini izleyecek bir cihaz yapmayı planlıyor. Böylece, Hindistan’da ciddileşen su krizinin çözümüne yönelik önemli bir adım atmayı umuyor.

Kuantum gravimetre, nadir toprak minerallerinin bulunmasında da kullanılabilir. Dr. Haine, kuantum fiziğindeki ilerlemelerin yeni teknolojilerin yolunu açacağını ve geliştirilecek olan kuantum gravimetrenin anılan gelişmelerden sadece biri olacağının altını çiziyor.  “İnsanların yerçekimini çok hassas bir şekilde ölçmek için kesinlikle çok para ödeyeceği uygulamalar var,” diyor. “Yakın bir gelecekte bu teknolojilerin hayatımıza gireceğinden emin olabilirsiniz.”

Kaynak

Etiketler: , , , , , , , , , ,


Yazar Hakkında

Yazar, çizer, düşünür, öğrenir ve öğretmeye çalışır. Temel ilgi alanı Bilimkurgu yazarlığıdır. Bunun dışında Matematik, bilim, teknoloji, Astronomi, Fizik, Suluboya Resim, sanat, Edebiyat gibi konulara ilgisi vardır. Ara sıra sentezlediklerini yazı halinde evrene yollar. ODTÜ Matematik Bölümü mezunudur ve aşağıdaki başarılarıyla gurur duyar:TBD Bilimkurgu Öykü yarışmasında iki kez birincilik, 2. Engelliler Öykü yarışmasında birincilik, Ya Sonra Öykü Yarışması'nda finalist, Mimarlık Öyküleri Yarışması'nda finalist, 44. Antalya Altın Portakal Belgesel Film Yarışmasında finalist. Ithaki yayınları Pangea serisinin 5. üyesi "Beyin Kırıcı" adlı bir romanı var. https://www.ilknokta.com/sinan-ipek/beyin-kirici.htm