Kuantum Dünyasında Zaman ve Süperpozisyon
İki farklı araştırma grubu, kuantum dünyasının oldukça ilginç ve görünüşte mantıksız bir özelliğini test etme fırsatı buldu. Bu özellik, bir fotonun (ışık parçacığı), zamanda ileri ve geri giden durumların üst üste bindirilmesine (süperpozisyon) imkan tanıyan bir teoriye dayanmaktadır. Bu yaklaşım, zaman yolculuğu önerisi sunmamakla birlikte, geçmiş ile iletişim kurmanın ötesinde, zamanın kuantum düzeyinde nasıl işlediğine dair ilgi çekici bir bakış açısı sunmaktadır.
Gerçek dünyada, bir TARDIS veya bir DeLorean gibi bir zaman yolculuğu aracı olmadan, zamanın bizim için yalnızca bir yönde, yani ileri doğru aktığını biliyoruz. Bu durum, bizi her türlü paradokstan koruyan önemli bir gerçekliktir ve bu duruma zaman oku adı verilmektedir. Zaman oku, genellikle entropi kavramıyla ilişkilendirilir; zira entropi, izole bir sistemde her zaman artış gösterir. Ancak kuantum düzeyinde bu durum o kadar da basit görünmemektedir.
Bunun yerine, CPT simetrisi adı verilen bir kavram, zamanın işleyişini anlamada daha temel bir yapı olarak öne çıkmaktadır. CPT simetrisi, yük, parite ve zaman ters simetrisini içeren bir prensiptir ve bu, tüm fiziksel olaylar için geçerlidir. Eğer bu simetrinin herhangi bir bileşeni ihlal edilirse (örneğin, ünlü CP ihlalleri gibi), zaman simetrisinde de bir ihlal meydana gelmelidir. Bu durum, bazı eğlenceli teorik uygulamaların kapılarını aralamaktadır.
Örneğin, zamanda ileri hareket eden bir elektronun, zamanda geri hareket eden bir pozitron (antimadde eşdeğeri) olarak düşünülebileceği öne sürülmektedir. Matematiksel olarak bu kavram geçerli olsa da, evrende gördüğümüz antimadde miktarı, geleceğe dönüş yapma senaryolarını desteklememektedir. Ancak son araştırmalar, fotonların zaman içinde hem ileri hem de geri durumların süperpozisyonunda bulunabileceğini iddia etmektedir. Ve bu ilginç fikir, artık deneysel olarak kanıtlanmıştır.
Süperpozisyon, bir parçacığın aynı anda birden fazla durumda bulunabilmesi durumunu ifade eder. Bu durum, yalnızca ölçüm yapıldığında bu pozisyonlardan birine yerleşmesiyle sonuçlanır. Deneylerden birinde, bir kristal içerisinde hareket eden bir foton, sürecin bir süperpozisyonu üzerine yerleştirilmiştir. Fotonlar, elektrik yüküne sahip olmadıkları için, pariteyi değiştirerek (hareketini 3B olarak yansıtarak) zamanda geri hareket eden bir foton gibi bir davranış sergileyebilirler.
Bu deneyde, kuantum zaman dönüşümü olarak adlandırılan süreç başarıyla gösterilmiştir. Bu konuyu ele alan makaleler, hakem incelemesini beklemekte olup, ArXiv platformunda erişilebilir durumdadır.
