Bu Kuantum Deneye Göre Dalga Fonksiyonu Gerçek!
Bu tüm kuantum mekaniği teorisinin temelini oluşturuyor, peki ama gerçekten var mı? Neredeyse 100 yıldır fizikçiler dalga fonksiyonunun evrenin gerçekten bir parçası mı yoksa sadece matematiksel bir araç mı olduğu üzerinde tartışıyorlar. Şu anda yıllar sonra ilk defa bir deney bu konuyu ciddiye almamız gerektiğini gösteriyor.
Dalga fonksiyonu, kuantum deney sonuçlarının inanılmaz doğrulukta tahmin edilmesine yardımcı oluyor. Ama parçacıkların belirsiz özelliklerinin olduğu bir evreni tanımlıyor; mesela aynı anda iki ayrı yerde olmaları gibi. Erwin Schrödinger 1935 yılında, dalga fonksiyonunu gerçek kabul etmenin kafa karıştırıcı bir duruma yol açacağını söylemişti: Birisi kutuyu açıp görene kadar, kutu içindeki kedi, hem ölü hem de canlı olabilir.
Evren hakkında kişinin ona bakışına göre değil de, gerçekten objektif bir tanım isteyenlerin iki seçeneği var. Ya dalga fonksiyonunun gerçekliğini, yani kedinin aynı anda hem ölü hem de canlı olduğunu kabul ederler ya da dalga fonksiyonunun sadece matematiksel bir araç olduğunu öne sürerler. Ki bu ikincisi, zavallı kedinin durumu hakkında ne kadar az şey bildiğimizi gösterir. Buna da “epistemik yorum” (hakikatle ilgili yorum) denilmektedir. Bu Albert Einstein’ın kabul ettiği yorumdur ve sözde şöyle dediği belirtilmiştir : “Ay’ın, sadece siz baktığınızda var olduğuna, gerçekten inanıyor musunuz?”
Problem şu ki, kuantum mekaniğine ait farklı versiyonları geçerli ya da geçersiz kılabilecek çok az deney yapıldı.
Dalga fonksiyonunun gerçek olup olmadığını test eden bir yöntem sunan önceki çalışma, fizik aleminde dikkatleri üzerine çekti. Ama hatalı varsayımlara dayandığı görüldü ve deneyi hiç kimse uygulamadı.
Avustralya Sydney Üniversitesi’nden Eric Cavalcanti ve arkadaşları, kuantum dalga fonksiyonunun gerçekliğini ölçümlediler. Elde ettikleri sonuçlar, kuantum mekaniği yorumlarının çoğunu bertaraf ediyor ve eğer evren hakkında objektif bir tanımlama varsa, ünlü dalga fonksiyonunun bunun bir parçası olduğunu söylüyorlar: Schrödinger’in kedisi aslında aynı anda hem ölü hem de hayatta.
Kanada Perimeter Enstitüsü’nden Matthew Leifer: “Bana göre bu, kuantum durumla ilgili epistemik yorumun geçerliliğine önemli bir sınır koyan ilk deney.” Deney, iki durumdan birinde olabilen bir şeyin kuantum özelliklerine dayanmaktadır. Ama bu iki durum tamamen birbirlerine zıt olamazlar. Mesela, dikey ya da diyagonel polarize edilen; ama yatay olmayan. Eğer dalga fonksiyonu gerçekse, tek bir deney ile polarizasyonu belirlenemez, daha fazla ölçümler alana dek her ikisi de olabilir.
Alternatif olarak, eğer dalga fonksiyonu gerçek değilse, o zaman belirsizlik yoktur ve foton her zaman tek bir polarizasyon durumundadır. Geçen yıl, araştırmacılar bu durumda her bir ölçümün polarizasyonla ilgili bir bilgiyi ortaya çıkardığını gösteren matematiksel bir kanıt yayınladılar.
Foton çiftlerinden ve yüzlerce doğru ölçümden oluşan karmaşık bir düzenekte, dalga fonksiyonunun gerçek olması gerektiğini gösterdiler: Ölçüm öncesinde foton polarizasyonlarının belirli bir durumda olduklarını gösteren yeterli bilgiye ulaşılamadı.
Gruptaki araştırmacılara göre epistemik görüşü muhafaza etmenin birkaç yolu var, ama onlar da başka ilginç yorumlara yol açıyorlar. Dalga fonksiyonunu yok etmek, “birbirleriyle iletişim halinde pek çok evren” ve de retrocasuality (gelecekte olacak olan olayların geçmişi etkileyebileceği görüşü) fikrine açık kapı bırakır.
Sonuçlarda yine de biraz esneklik payı var. Çünkü temelde belirsiz olmayan gerçeklik olasılığını tamamen reddetmediler. Hala deneylerinde yakalayamadıkları, kuantum durumların birbirleri arasındaki farklılıkları ayırt edebilecek bir yol olabilir. Ama Avustralya Brisbane’de Griffith Üniversitesi’nden Howard Wiseman, yine de elde edilen sonuçların hafifletilmemesi gerektiğini söylüyor: “Dalga fonksiyonuyla ilgili bir gerçekliğin kesinlikle olduğunu gösteriyor. Bir dereceye kadar dalga fonksiyonunun gerçekliğini kabul etmek zorundasınız. Yani eğer bu noktaya kadar geldiyseniz, neden yolun tamamını yürümeyesiniz ki?”
