Futbolda bir penaltı aynı anda hem isabet eder hem de kaçar mı? Hakeme bağlı olarak, bu tamamen yapılabilir ve rakip taraftarlar arasında bitmeyen tartışmalara yol açar. Ancak bu arada, bunun çok küçük nesneler için ve hakem olmadan tamamen mümkün olduğu açıktır. En azından kuantum mekaniğinin tahminlerine gelince.
Bonn (Almanya). Bunlara göre mikroskobik boyuttaki cisimler aslında aynı anda birbirinden tamamen farklı iki yol izleyebiliyor. Makroskobik dünyamızın aksine, en küçük parçacıkların dünyasında farklı kurallar kullanılır. Bizde top sadece bir yönde uçabilir. Ama bu gerçekten doğru mu – şimdi bir kez olsun tamamen tarafsız ve hakemsiz mi? Bonn Üniversitesi’ndeki fizikçiler, dünya görüşümüzün bu temelini çürütmek için bir deney geliştirdiler. İlk deneylerinde, sezyum atomlarının aslında aynı anda iki farklı yol izleyebildiğini zaten kanıtladılar.
100 yıl önce fizikçiler Werner Heisenberg, Max Born ve Erwin Schrödinger fizik için tamamen yeni bir uygulama alanı buldular: kuantum mekaniği. Kuantum mekaniği dünyasında – kuantum teorisine göre – nesneleri asla tanımlanmış bir yol boyunca hareket ettirmiyorlar. Bunun yerine, aynı anda farklı yönlere gidebilir ve aynı anda farklı yerlerde var olabilirler. Fizikçiler ayrıca bu fenomeni farklı yolların üst üste binmesi (farklı yolların kuantum üst üste binmesi) olarak adlandırırlar.
Atom düzeyinde, parçacıkların gerçekten de Heisenberg’in, Bor’un ve Schrödinger’in kurallarına uyduklarına dair her türlü belirti vardır. Üç beyefendinin teorilerinden bu yana, sayısız deney tam olarak bunu kanıtladı. Ancak bizim algımıza göre, yukarıdaki örnekteki futbol topunun sadece tek bir yolda uçtuğunu görüyoruz. Asla aynı anda isabet etmez ve hedefini aşar. Ama o zaman neden?
Rheinische Friedrich-Wilhelms Üniversitesi’nden Andrea Alberti, “Bunun için iki farklı açıklama var. Prensip olarak, standart kuantum mekaniği, futbol topları da dahil olmak üzere her boyuttaki nesne için süperpozisyon durumlarına da izin verir. Bir kuantum nesnesini belirlemek, süperpozisyonu yok eder.” fizikçi devam ediyor: “Topu gözlerimizle takip ettiğimiz için, bir yörüngeye “karar verir”.
“Büyük bedenler” için diğer kurallar?
Ama futbol topları için ayrı ayrı atomlar gibi parçacıklardan farklı kurallar geçerli olabilir mi? Bu makro realist açıdan da doğrudur, çünkü buna göre futbol her zaman tam olması gerektiği gibi ve belirli bir yolda, bizim gözlemlerimizden tamamen bağımsız ve atomlar için geçerli olan yasalara tamamen aykırı hareket etmektedir. Andrea Alberti, Dr. Hulk Üniversitesi’nden Clive Emary deneysel bir plan kullanıyor. Alberti araştırmasına şöyle devam ediyor: “Asıl zorluk, makro-gerçekçi teoriyi çürütmemizi sağlayacak atomik konumları ölçmek için bir plan bulmaktı.”
“Fiziksel İnceleme X”te, ekibin araştırmaları tam olarak gerçekleştirildi: Bir sezyum atomu, iki optik cımbızla kavrandı ve iki zıt yönde çekildi. Bizim ölçeğimizde, atom yine de tek bir yerde bulunurdu. Kuantum mekaniği açısından, atom kesinlikle üst üste binmiş iki pozisyonu işgal eder.
Carsten Robens, “Daha sonra atomun nihai konumunu en dikkatli şekilde belirlemek için dolaylı ölçüm yöntemlerini kullandık” diye açıklıyor. Dolaylı ölçüm yöntemleriyle bile, sonuçlarda potansiyel olarak önemli değişiklikler olabilir. Çünkü gözlem, sezyum atomunun bizim açımızdan futbolun davrandığı gibi davranma olasılığını ortadan kaldırıyor. Bunun yerine, deneysel keşif artık süperpozisyona mükemmel bir şekilde uyuyor ve dolaylı ölçüm tarafından yok ediliyor. Dolayısıyla atomun aslında aynı anda iki farklı yol izlediğini kabul etmek zorunda kalıyoruz.
Alberti, “Tabii ki bu, bunun daha büyük nesneler için de geçerli olduğunun kanıtı değil. Ancak şimdi sezyum atomunu birkaç milimetre ayırmaya çalışıyoruz. Bu koşullar altında süperpozisyon durumları hala mevcutsa, bu makro-gerçekçi teori büyük bir gerileme.”