Işınlanma bir maddenin bir mekânda yok olup başka bir mekânda çok kısa bir süre içerisinde tekrar oluşmasına denir. Her ne kadar ışınlanmanın mümkün olduğuna veya bulunduğuna dair haberler zaman zaman ortaya çıksa da ışınlanmak henüz mümkün değil. Ancak bu haber çok küçük parçacıklar için doğru olabilir.
1993 yılında, Charles Bennett isimli bir fizikçi tarafından ortaya atılan fikir, bir grup bilim insanı tarafından yayınlanan makale ile dünyaya “quantum teleportation” yani “kuantum ışınlama” olarak duyuruldu.[1] Işınlama kelimesinin ne olduğunu hepimiz zaten biliyoruz. Peki “kuantum” ne demek?
Kuantum, fiziksel bir maddenin en küçük hâline verilen isimdir. Kuantum mekaniği ise bununla ilgilenen bilim dalıdır. Kuantum kelimesini ünlü yapan isimlerden biri de Schrödinger. Eminim çoğunuz Schrödinger’in kedisi hakkında bir şeyler duymuşsunuzdur. Bu düşünce deneyi1 kuantum mekaniğindeki önemli bir ayrıntıya dikkat çekme amacıyla yapılmıştır. Deney, bir kedinin bir kutunun içerisinde bir zehir ile kapatılmasını anlatır. Bu zehir herhangi bir süre sonra etkisini göstermeye başlayacak ve kesinlikle kediyi öldürecek. Ancak kutunun kapağı açılana kadar kedinin öldüğünü veya hâlâ yaşadığını söylemek doğru olmaz. Bu da kediyi aynı anda hem canlı hem de ölü yapar. Kuantum mekaniğinde bu bir parçacığın herhangi bir ölçüme maruz kalmadan önce aynı zaman diliminde birden fazla mekânda bulunabilme olasılığıdır ve bu tip parçacıklar için yapılan ölçümlerin tümü ortalama ya da tahminî sonuçlar olarak hesaplanır. Örnek olarak, bir maddenin en küçük yapı taşı olan elektronları gösterebiliriz. Bilindiği üzere elektronlar atom çekirdeği etrafında dönerek hareket ederler. Aslında bu tam olarak da öyle değil. Elektronlar çekirdek etrafında herhangi bir yerde bulunabilirler. Elektronların hareketini bir arının uçma şekline benzetebiliriz. Çekirdeğin çekim gücünün etki alanı içerisinde, rastgele hareketler gösterirler ve bunlar hareketten çok bir titreşime benzetilir. Tüm bu konseptler 1900’lerde Max Planck öncülüğünde ortaya çıkar ve başka bilim insanları tarafından geliştirilip günümüzdeki haline kadar ulaşır.[2] Peki iş nasıl ışınlanmaya kadar geldi?
Dolanıklık ve yersizlik terimleri ile uğraşıldığı dönemde bazı yeni keşiflerde bulunan bir grup bilim adamı ışınlanma adına ilk deneyleri yapmaya başlar. Dolanıklık iki veya daha fazla farklı kuantum parçacığının birbirlerinden ayırt edilemeyecek şekilde aynı durumda bulunması hadisesidir. Yersizlik ise iki farklı mekânda bulunan kuantum parçacıklarının bizim zaman ve mekân algımıza uymayan şekillerde davranmasına verilen isimdir. Bu iki kavramın algılanması ve incelenmesi ile birlikte dolanık parçacıklar arasında iletişim kurulabileceği fark edildi. Bu da demek oluyor ki, bir noktada bulunan bir kuantum parçacığı, yerini veya durumunu bilmediği başka bir parçacığın hâline bürünebilir. Ancak burada aslında taşınan ışınlanan parçacığın kendisi değil verici parçacığın bulunduğu mekândaki durum ve özelliklerdir. Yani burada bir bilgi transferinden söz etmek mümkün. Her ne kadar biz ışınlanamasak da bilgiler ışınlanabilir. Bu da bizleri günümüzün önemli teknolojilerinden biri olan kuantum bilgisayarlarına getirmiştir.[3]
Peki neden küçücük parçacıklar bilgilerini ışınlayabilirken, biz de aynısını yapamıyoruz? Kuantum ışınlanmasında minimum 3 parçacığa ihtiyaç duyulur. Bunlardan ikisi bahsettiğimiz gibi birbirine dolanık olanlar ve üçüncüsü ise aradaki bilgi alışverişini gerçekleştirecek olandır. İlk parçacığın bilgisi alınıp ikinciye aktarıldığı anda taşıyıcı ve verici parçacıklar ortadan kaybolur ve geriye sadece verici parçacığın tamamen aynısı bir kopya kalır. Şu anda gerçekleşebilen ışınlanma, ışığın en küçük birimi olan fotonlar arasında yapılıyor. Sayılardan bahsedecek olursak, kuantum ışınlama bir âdet bilgiyi bir yerden alıp başka bir yerde oluşturuyor. İnsan vücudu yaklaşık olarak 50 trilyon hücreden oluşmakta ve hücreler fotonlardan çok daha karmaşık bir yapıya sahip. Böylesine karmaşık bir sistemi bozup, başarılı bir şekilde başka bir noktaya gönderip yeniden birleştirmek teorik olarak anlayışımızın epey ötesinde. Bu yüzden bugün ışınlanmak imkânsız. Belki bundan yüzyıllar sonra Gönyeli çemberindeki trafiğe takılmadan işimize, okulumuza veya gideceğimiz yere ışınlanabiliriz; tabii çember hâlâ daha orada olursa.
Referanslar:
[1] C. H. Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres, W. K. Wootters., 1993. Teleporting an Unknown Quantum State via Dual Classical and Einstein–Podolsky–Rosen Channels.
[2] Born, M. 1948. Max Karl Ernst Ludwig Planck. 1858–1947.
[3] Gruska, J., 1999. Quantum computing (2005). London: McGraw-Hill.
Açıklamalar:
1 – Düşünce deneyi: Bir deneyi fiziksel olarak gerçekleştirmek yerine, düşünce ve yazı yolu ile teorik olarak gerçekleştirme şekli.