Bilim insanları 'iki zaman boyutu' ile maddenin yeni fazını yaratıyor

Bilim insanları 'iki zaman boyutu' ile maddenin yeni fazını yaratıyor

Bilim adamları tarafından bir laboratuarda zamanın iki boyutunu işgal ediyor gibi görünen garip yeni bir madde evresi yaratıldı.

Akıllara durgunluk veren keşif, verileri depolamak ve karmaşık hesaplamalar yapmak için kuantum fiziğinin özelliklerini kullanan güçlü makineler olan kuantum bilgisayarların yolunu açabilir.

Flatiron Enstitüsü'nden hesaplamalı kuantum fizikçisi Philipp Dumitrescu'ya göre, aynı zamanda 'maddenin evreleri hakkında tamamen farklı bir düşünme biçimini' temsil ediyor.

MADDENİN AŞAMALARI NELERDİR?

Bütün maddeler atomlardan yapılmıştır.

Her maddenin (oksijen, kurşun, gümüş vb.) benzersiz sayıda proton, nötron ve elektronu vardır.

Örneğin oksijenin 8 protonu, 8 nötronu ve 8 elektronu vardır.

Tek tek atomlar, su gibi moleküller oluşturmak için diğer atomlarla birleşebilir.

Molekül türünden bağımsız olarak, madde normalde katı, sıvı veya gaz olarak bulunur.

Bu, maddenin evresi olarak bilinen şeydir.

"Zaman kristalleri" de dahil olmak üzere, maddenin daha az bilinen halleri de vardır.

Araştırmacılar daha önce bu egzotik nesnelerin, bu yeni çalışmada uzmanların baktığı şey olan, maddenin kendi farklı aşamalarını oluşturduğunu göstermişti.

Madde normalde katı, sıvı veya gaz olarak bulunur, ancak 'zaman kristalleri' gibi daha az bilinen fazlar da vardır.

Laboratuar deneylerinde fizikçiler, bir kuantum bilgisayarın içindeki atomlara darbeli bir lazer parladılar. Darbe deseni, her sayının önceki ikisinin toplamı olduğu Fibonacci dizisinden esinlenmiştir.

Bu süreçte araştırmacılar, maddenin daha önce hiç görülmemiş olağanüstü bir evresini yarattılar. Yeni durum, hala tek bir tekil zaman akışı olmasına rağmen, iki zaman boyutu sergiledi.

Araştırmacılar, maddenin bu yeni aşamasında saklanan herhangi bir bilginin, şu anda kuantum bilgisayarlarda kullanılan kurulumlardan herhangi birine göre hatalara karşı çok daha iyi korunacağını iddia ediyor.

Bu, bilginin çok daha uzun süre saklanabileceği anlamına gelir ve bu da kuantum hesaplamayı çok daha ulaşılabilir hale getirir.

Dumitrescu, "Bu teori fikirleri üzerinde beş yıldan fazla bir süredir çalışıyorum ve bunların deneylerde gerçekten gerçekleştiğini görmek heyecan verici" dedi.

Kuantum hesaplama, hesaplama bitlerinin kuantum eşdeğeri olan kübitlere dayanır.

Bitler bilgiyi iki durumdan birinde işlerken – 1 veya 0 – kübitlerin her ikisi de aynı anda olabilir.

Bu ekstra bilgi yoğunluğu, kuantum bilgisayarların bir karar sürecinin tüm olası sonuçlarını incelemesine izin verir.

Bunu, kübitleri kuantum bir "süperpozisyon" - farklı potansiyel durumların aynı anda meydana geldiği bir tür araf - yerleştirerek yaparlar.

Yalnızca sistem gözlemlendiğinde veya bozulduğunda, şu veya bu duruma 'çöker'.

Kuantum mekaniğinin bu temel direği, bir kedinin ne ölü ne de canlı olduğu, ancak her iki durumun bir "süperpozisyonu" olduğu ünlü "Schroedinger'in Kedisi" düşünce deneyi ile örneklenmiştir.

Aynı zamanda 'birçok dünya' hipotezine yol açtı - farklı kaderlerin oynandığı sayısız evrenin paralel olarak bir arada var olduğu fikri.

Süperpozisyon, hesaplama açısından inanılmaz derecede güçlü olabilir, çünkü doğru koşullar altında problem çözme işini kısaltır.

Böyle bir teknoloji, daha önce pratik olarak imkansız olan hesaplamalara izin vererek dünyayı değiştirebilir.

SCHRODINGER'IN KEDİ DÜŞÜNCE DENEYİ NEDİR?
Schrödinger'in kedisi, Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger tarafından 1935'te yaratılan bir düşünce deneyidir. Bir kedinin, bir radyoaktif örneğin bozunmasıyla bir Geiger sayacı tetiklendiğinde açılan bir zehir şişesiyle birlikte kapalı bir kutuya konduğunu hayal etti.

Radyoaktif bozunma rastgele bir süreçtir, bu nedenle radyoaktif tetikleyici, örneğin bir atomun bir saat içinde bozunarak zehri salması ve kediyi öldürmesi için yüzde 50 şansa sahip olabilir.

Bu nedenle, bir saat sonra hem radyoaktif atomun bozunup bozulmadığını hem de kedinin ölü mü canlı mı olduğunu kutuyu açmadan bilmek mümkün değildir.

Kuantum teorisi, atom ve kedinin her iki olası durumun sözde süperpozisyonunda var olduğu her iki durumun aynı anda var olmasına izin veriyor gibi görünüyor.

Yalnızca sistem ölçüldüğünde, örneğin kutunun açılması ve kedinin kaderinin görülmesiyle, süperpozisyon çöker ve olası bir sonuç sabitlenir.

Dr Schrödinger, daha büyük, kuantum olmayan bir ölçekte düşünüldüğünde süperpozisyonun paradoksal doğasını göstermek için düşünce deneyini önermişti - gerçekten ölü-canlı kedinin ciddi bir olasılık olarak alınmasını amaçlamamıştı.

Bununla birlikte, Schrödinger'in kedisi fikri, kuantum teorisinin farklı yorumlarını değerlendirmenin popüler bir yolu olarak varlığını sürdürmektedir.

Bununla birlikte, kübitler hemen hemen her şeye karışabilir ve bu da hatalara neden olur.

Dumitrescu, "Bütün atomları sıkı kontrol altında tutsanız bile, çevreleriyle konuşarak, ısınarak veya şeylerle planlamadığınız şekillerde etkileşime girerek kuantumluklarını kaybedebilirler" dedi.

'Pratikte, deneysel cihazlarda, sadece birkaç lazer darbesinden sonra tutarlılığı bozabilecek birçok hata kaynağı vardır.'

Kübitleri daha sağlam hale getirmenin bir yolu, araştırmacıların çalışmada yaptığı gibi, onları lazerlerle patlatmaktır. Bu, onları değişime daha dayanıklı hale getiren 'simetriler' ekler.

Bununla birlikte, bilim adamları zamanda özel bir düzenleme oluşturmak için bir Fibonacci dizisindeki lazer darbelerini kullanarak bir değil iki zaman simetrisi eklediler.

Şimdi bulguları, kuantum bilgisayarları gerçekten geliştirmek için garip davranışlara güvenebilecek işlevsel bilgisayarlara entegre etmek için çalışacaklar.

Kaynak: DailyMail