Fizik Yasalarının Nasıl İşlediğine Dair Güçlü ve Yeni Bir Fikir

Araştırmacı Chiara Marletto, fizik yasalarının nasıl işlediğine dair güçlü ve yeni bir fikirin, kuantumun yerçekiminden bilince kadar her şeyde atılımlar getirebileceğini belirtmiştir. Kuantum üstünlüğü son zamanlarda haberlerde çokça yer alan bir cümle olmakla birlikte dünya çapında birçok laboratuvar, kuantum dünyasının harika özelliklerinden yararlanan bilgisayarların bir sorunu geleneksel klasik bilgisayarın mümkün olabileceğinden daha hızlı çözdüğü bu dönüm noktasına ulaştığını iddia etmiştir. Henüz tam olarak orada olmasak da, genel amaçlı evrensel kuantum bilgisayar, sanal gerçeklik, sanatsal zeka ve çok daha fazlası için verileri nasıl iletişim kurduğumuz ve şifrelediğimiz konusunda devrim niteliğinde bir gelişme gibi görünmektedir.

Kuantum hesaplama teorisi, temel fiziksel gerçeklik teorimiz olan kuantum teorisi anlayışımızı derinleştirmek için ortaya çıkmıştır. Araştırmacılar daha geniş bir şekilde öğrendikleri ilkeleri uygulayarak doğa yasalarını oluşturmanın yeni ve radikal bir yolunun ana hatlarını görmeye başladıklarını belirtmişlerdir. Gerçekte ne olduğunun bilimi olarak, fizik fikrinden vazgeçmek ve onu neyin olabileceğinin ya da olamayacağının bilimi olarak kucaklamak anlamına gelmektedir. Bilim insanları bu yapıp yapamama biliminin, konvansiyonel fiziğin tam ve birleştirici bir termodinamik teorisi ve bilgi teorisi sunmaktan, kuantum teorisini genel görelilikle, Einstein’ın yerçekimi teorisi ile birleştirmemizi durduran kavramsal engelleri aşmaya kadar geleneksel fiziğin üstesinden gelmeye çalıştığı ve başaramadığı bazı büyük soruları çözmemize yardımcı olabileceğini ifade etmişlerdir. Ayrıca daha da ileri gidebileceğini ve zeki düşüncenin nasıl çalıştığını anlamamıza ve kıyaslandığında kuantum üstünlüğünün mütevazı görünmesini sağlayacak bir teknolojik devrimi başlatmamıza yardımcı olabileceğini belirtmişlerdir. Galileo Galilei ve Isaac Newton'un zamanlarında modern fiziğin doğuşundan bu yana, fizik genel olarak aynı yaklaşımı kullanarak ilerlemiştir. Özünde kesin hareket yasaları olmakla birlikte bu yasalar bir sistemin belirli bir başlangıç ​​koşullarından uzay ve zamanda nasıl geliştiğini tanımlayan denklemler olarak açıklanmıştır.

Evren için geçici kılavuz

Newton’un bir masadaki bilardo toplarını tanımlayan hareket yasalarını veya elmaların nasıl yere düştüğünü ve Dünya'nın güneşin etrafında nasıl hareket ettiğini açıklayan evrensel yerçekimi yasasını düşünün. Çamaşır makinesi gibi bir cihaz satın alacak olsaydınız yaklaşık olarak nasıl kullanılacağını belirten bir kılavuz, oldukça faydasız olurdu. Fiziksel yasalar, evren için geçici kılavuzumuzdur ve en iyi yasalar da kesin olanlardır çünkü kanıtlarla çatıştıklarında test etmek daha kolaydır. En azından başlangıçta, kuantum teorisi bu geleneksel yaklaşım hakkında hiçbir şeyi değiştirmemiştir.

1920'lerde ilk formüle edildiğinde teorinin merkezinde, kuantum sistemlerinin nasıl gelişeceğini belirleyen tam bir hareket denklemi olan Schrödinger denklemi yer almaktadır. Klasik dünyadan en büyük farkı, bu denklemin bize kuantum nesnelerinin Heisenberg'in belirsizlik ilkesine uyduğunu söylemesidir. Araştırmacılar bunun, belirli kuantum özelliklerinin uyumsuz olduğunu belirttiğini, yani eşzamanlı olarak keyfi yüksek doğrulukla ölçülemediğini ifade etmişlerdir. Eğer bir özelliğe mükemmel şekilde odaklanmışsanız, diğerini gözden kaçırmanız gerekmektedir. Konum ve hız bu türden bir çifttir, yani eğer bir elektronun konumu, örneğin mükemmel odakta ise, tüm olası hızlarının kuantum süperpozisyonu içinde olması gerekmektedir. Bir elektronun iki farklı eksen boyunca kuantum mekanik dönüşünün değerleri, başka bir uyumsuz çifttir. Dolayısıyla, bir şeyi dönüştürebilmek, her zaman onun tersine dönüşümünün mümkün olduğu anlamına gelmemekle birlikte olasılık ve imkansızlık açısından formüle edilen geri çevrilemezlik, zaman-tersine-simetrik yasalarla çatışmaz. Araştırmacılar yapabilir ve yapamaz biliminde, termodinamiğin tüm ölçeklerde tam olarak geçerli olan ve parçacıkların takip ettiği dinamik yasalara bakılmaksızın, yükseltilmiş ikinci bir termodinamik yasasını formüle etmenin mümkün olduğunu ifade etmişlerdir.