Sebep ve sonuç arasındaki ilişki evrenseldir. Fen bilimlerinden sosyal bilimlere, hayatın her alanında sebep ve sonuç her zaman sırayla gerçekleşir. Örneğin bir gitarın teline vurulduğunda telden bir ses çıkması beklenir. Normalde bu ve bunun gibi durumlarda olayların sırasıyla ve yalnızca doğrusal bir şekilde gerçekleştiğini düşünmek gayet doğaldır. Neticede telden çıkan ses tele vurulmasına sebep olmaz.
Makro evrende olayların doğrusal olarak, sebep-sonuç ilişkisiyle gerçekleşmesi kuantum mekaniklerinin gündeme gelişine kadar evrensel bir görüş durumundaydı. Özellikle kuantum dolanıklığının bir sonucu olan “uzaktan etkileşim” kavramının ortaya çıkmasıyla beraber bu görüş sorgulanmaya başlandı.
Bu sorgu çerçevesinde 2021 yılının şubat ayında Université Libre de Bruxelles (ULB) ve Oxford’dan bir grup araştırmacı, kuantum aleminde olayların doğrusallığı üzerine bir çalışma yürüttü. Bu çalışmaya göre kuantum aleminde olaylar bir doğruyu değil, aksine dairesel bir rotayı takip edebilir.
Üniter dönüşüm
Kuantum alemi bilinen haliyle yeterince karmaşık, kesinlikler yerine matematiksel olasılıklara dayanan bir evren. Bu olasılıklar standart sebep-sonuç ilişkisine de tam anlamıyla bağlı değil.
Araştırmacılar ise çalışmalarında kuantum karmaşıklığını “üniter dönüşüm” adlı bir araçla daha da derinleştirdi.
Üniter dönüşüm, karmaşık kuantum sistemlerini anlamak için gerekli olan matematiksel ifadelerin bir kısmının çözümlenmesini sağlayan bir yöntemdir. Bu yöntem sayesinde kuantumun temelini oluşturan Schrödinger denkleminin bilgisayarlar tarafından çözülmesi daha kolay hale geliyor.
Hamiltonian Denklemi
Fizikçiler, Schrödinger denklemini çözmek için diğer araçların yanında Hamiltonian adı verilen bir ifadeyi de kullanmakta. Kuantum sistemlerinde Hamiltonian’lar, özünde sistemin toplam enerjisini ifade eden, genelde de zamana bağlı olan operatörlerdir. Ancak Hamiltonian, sistemi ifade eden denkleme üniter dönüşüm uygulanırsa denklemin bir parçası hale gelir. Bu işlemlerden sonra Hamiltonian’ı zamandan bağımsız bir hale dönüştürmek mümkün. Bu durumda sistemin olay zinciri doğrusal ilerlemek yerine dairesel bir hal alır. Kısacası sistemde sonuçlar sebeplere sebep olur.
Sonuç
ULB’nin yaptığı basın açıklamasına göre olaylar serisinin ilerleyişiyle ilgili önemli bir yön ise makro evrende dairesel bir yol izlememesi. Yani her ne kadar karmaşık kuantum aleminde bu mümkün görünse de makro alemde telden çıkan ses gitarın telinin titreştirilmesine sebep olması mümkün değil.
Ancak günlük hayata bir etkisi olmasa bile bu çalışma fizikte Büyük Birleşik Kuram’a katkı sağlayabilir. Bu sentezin tam olarak gerçekleştirilmesiyle ise eylemlerimizi kontrol edip etmediğimiz gibi varoluşsal sorularla beraber birçok soruya dair çıkarımda bulunulabilir.
Yazar: Serdar Coşkun
Editör: Nazlıcan Güvenoğlu
Kaynakça
https://www.sciencedirekt.com/topics/chemistry/hamiltonian
https://www.nature.com/articles/s41467-020-20456-x
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-02/uldb-qcl020921.php
Son Yorumlar