Konu 42: Kuantum Dolanıklık: Her Şey Birbirine Bağlıdır, Bağımsız Değildir ve Birbirini Etkiler

Evrendeki küçük veya büyük herhangi bir cismin hareketi, evrendeki diğer tüm cisimleri neredeyse önemsiz olarak, neredeyse sıfıra yakın olarak etkiler, evrendeki her şey birbirleriyle ilişkilidir.

Kuantum mekaniğinde parçacıklar (cisimler) birbirini etkileyebilir. Var olan her şey, görmesek bile birbirine bağlıdır, kuantumla bağlıdır. Bu yüzden ötede olan bir şey, beride olanı anında “öyle veya böyle” etkiler. Masadaki bardakla mutfaktaki bardağın ayrık olduğunu düşünürüz, evrendeki tüm maddelerin yerel, birbirinden ayrı ve bağımsız olduğunu düşünürüz. Bütün maddeleri oluşturan atom altı parçacıklar (yani dalga-parçacıklar) birbirinden ayrı değillerdir, üst üste binmiş olarak veya iç içe geçmiş hâlde veya halıyı oluşturan ipler gibi bütünsel bir yapıda olarak aralarındaki kuantum bağlantıları dolayısıyla evrendeki hiçbir madde yerel ve bağımsız değildir, birbirleri ile dolanıktır, buna kuantumda yerel olmama yani dolanık olma durumu denir, bu “kuantum dolanıklığı”nı bulan John Stewart Bell’dir (1928-1990).

Aynı kaynaktan çıkan iki tane eş parçacığın dolanıklılığı, izole laboratuvar ortamındaki deneylerle açık bir şekilde tespit edilebilir ama izole olmayan normal koşullarda bu deneyleri yapmaya çalışsak bu parçacıklar civardaki diğer parçacıklarla çarpıştıklarında -yani bunlarla etkileşime girdiklerinde- çarptıklarıyla da aralarında bir dolanıklılık oluşacak ve çarptıklarının çarptıklarının dolanıklılığı da -ve bu böyle gidecek- o iki eş parçacığın dolanıklılığına eklenecek, sonuçta o iki eş parçacığın ilk dolanıklılığının tespit edilmesi olanaksız hâle gelecektir, bu durum, deneye dışarıdan -sonradan- sadece bir parçacık atsak ve o çarpsa bile geçerlidir, çünkü onun önceden etkileşime geçtiği tüm dolanıklıklar da işin içine girecektir, sonuçta hangisi olursa olsun başlangıçtaki o iki eş parçacığın arasındaki dolanıklık neredeyse silinir, sıfır olmaz ama neredeyse sıfır olur.

Şimdi kuantum dolanıklılığını evrendeki herhangi bir parçacığa uyguladığımızı düşünelim, bu parçacık şu ana kadar hangi parçacıklarla çarpışdıysa (etkileşime girdiyse) o parçacıklarla dolanık olacak, etkileşime girdiği parçacıklar da hangi parçacıklarla etkileştiyse onlarla da dolanık olmuş olacak ve bu böyle zincirleme olarak gidip Büyük Patlama’daki o tek bir noktaya (yani aynı kaynağa) varacak, bu yüzden evrendeki her şey birbiriyle dolanıktır ama bu dolanıklılık, saptanması olanaksız olarak akıl almaz düzeyde karmaşıktır, daha doğrusu, süper bir keşmekeşlik söz konusudur.

Diyebilirim ki şu an evrendeki herhangi bir parçacığın dolanıklılığını bulmaya çalışsaydık eğer -varsayalım ki- evreni -zamanı- dondurup, evrendeki tüm parçacıkların şu anda bulunduğu özelliklere tek tek bakıp, geçmiş anlara gidip, bu anları da tek tek dondurup, evrendeki tüm parçacıkların önceden etkileştiklerine bakıp, tek tek dolanıklıkları bulup ve daha birçok şey yapıp bu şekilde Büyük Patlama’ya kadar gitsek belki yapılabilir diye düşünebilirsiniz ama hem bunları hem de diğerlerini yapmak fizikteki kanunlara, kuramlara, ilkelere vesaireye göre olanaksızdır.

Sonuçta evrendeki her şey başlangıçta aynı yerdeydi (noktadaydı) yani Büyük Patlama’yla bu her şey, o aynı tek şeyden çıktığı için her şeyin diğer her şeye bağlı olması ya da her şeyin diğer her şeyle bağlantılı, bağıntılı, bağlamlı olması durumu olan “kuantum dolanıklığı” evrendeki her bir şeyin bir bütünün parçaları olduğunu, yerel olmadığını ve birbirleriyle hızdan (zamandan) bağımsız anlık olarak etkileştiklerini, birbiriyle ilişkili olduklarını, tekil olarak bağımsız olmadıklarını, tümel olduklarını söyler.

Bell’in bulduğu ve Alain Aspect’in (d. 1947) yaptığı deneyle onu onayladığı Aspect deneyine bakalım. Yine izole bir ortam var, birbirlerine 13 metre uzaklıkta iki tane dedektör var, tam ortalarında yüksek enerjili kalsiyum atomları içeren bir kaynak var. Yüksek enerjili her kalsiyum atomu, normal durumuna dönerken, bu fazladan enerjiyi dışarıya iki tane foton salarak atar, bu fotonlar ters (zıt) yönlere doğru salınır. Fotonlar dedektörlere aynı anda geldiğinden dolayı aynı anda da ölçülür. Eğer bir fotonun -ölçülmeden önce belirsiz olan- spini ölçüldüğünde onun spini neyse diğerinin spini de aynı oluyor ve bu, deneydeki her denemede aynı sonucu veriyor. Bu deney, dedektörler birbirlerine 11 kilometre uzak olarak denendi ve sonuç değişmedi, yani -ister 13 milyar ışık yılı uzaklıkta olsun- ne kadar uzak olursa olsun sonuç değişmemektedir.

Aspect deneyine benzer olarak herhangi bir aynı kaynaktan çıkan iki tane eş foton düşünelim, bu sefer dedektörler yerine, parçacığı %50 ihtimalle ya geçirecek ya da %50 ihtimalle -ters yöne yansıtacak yani- geçirmeyecek olan iki tane mekanizma düşünelim, bu fotonlardan biri geçerse diğeri de geçecektir, biri yansırsa diğeri de yansıyacaktır, yani herhangi biri ne yaparsa diğeri de aynı şeyi yapacaktır.

Bu tarz aynı kaynaktan çıkan parçacık çiftlerine dolanık parçacıklar denir, bunlar ölçüm anında rastgele bir özellik alıyor ama dolanık etkileşimleri rastgele olmuyor, çünkü bunlar ayrık olarak düşünülse de aslında tek bir fiziksel sistem (varlık), aynı özelliği almalarını ölçüm işlemi sağlamıyor, ölçüm, bu tek varlığı aynı anda etkilediğinden dolayı o aynı özellik de doğal olarak aynı anda alınmış oluyor.

Dolanıklılık evrendeki tüm parçacıklar için geçerlidir, yani evrendeki tüm parçacıklar dolanıktır. Evrende herhangi bir parçacığın aldığı özellik ve bunun sonucu, evrendeki diğer tüm parçacıklarla ilişkilidir.[1]

Kuantumdaki “rastgele, tesadüf” gibi sözlerin aklınıza takıldığını biliyorum. Bunu aydınlatmak adına, aslında -kısaca- kavram şudur: Kuantumda evrendeki tüm parçacıklar dolanık (birbirleriyle bağlantılı) olduğundan hepsi ayrı ayrı değil, bir bütündür, bir bütünün parçalarıdır, bir bütünü oluşturan parçalardır, parçacıklar (veya dalga-parçacıklar) bağımsız olarak hareket etmez, bir bütün olarak hareket eder, yani hareket eden aslında bütünün ta kendisidir, bu yüzden parçacıklar arasında (o tek bütünü oluşturan küçükten büyüğe her olası parça arasında) “sebep-sonuç” ilişkisi -de doğal olarak ortadan kalktığından- yoktur, çünkü bütünün hareketi (bütünsellik) söz konusudur. Bence bu noktadan sonra tesadüf de -tesadüfün karşıtı olan- determinizm de ortadan kalkar. Kitabın tamamını okuyanların, kitapta verilen ipuçlarından dolayı olayı anlayabileceğini düşünüyorum.

 

Kaynak

[1] age., s. 102-104, 137-151, 253, 531-538, 601-603.