Işınlanma: Bugün Foton Parçacığı, Yarın İnsanlar Mı?

Çinli biliminsanları bir foton parçacağını yerden, 1400 kilometre uzaklıktaki yörüngesinde bulunan bir uyduya "ışınladıklarını" söyledi.

Ancak çoğu kişi için "ışınlanma" çok daha egzotik bir şeyleri çağrıştırıyor. Daha önce bilimkurgunun sınırlarına hapsolmuş bir dünya, şimdi gerçek olabilir mi?

Evet, bir ölçüde. Ancak yakında kendimizi Bahamalar'daki bir plaja ışınlayamayacağız. Üzgünüm. Nasıl çalışıyor? Basitçe söylemek gerekirse, ışınlanma bir noktadan bir noktaya bir şeyin kendisinin değil de, bir halinin gönderilmesi.

Bazı fizikçiler faks makinesi örneğini veriyor. Faks makineleri, kağıdı değil ama bir parça kağıttaki işaretleri dair bilgileri yolluyor. Alıcı faks makinesi bilgiyi alıyor ve bu durumda zaten kağıt formundaki hammadeye bilgileri işliyor.

Ama bu, Uzay Yolu'nda gördüğümüz gibi bir insanların A noktasından B noktasına hemen ışınlanması değil.

Bunun yerine, kuantum dolaşıklığı diye bilinen bir olaydan faydalanıyorlar. Kuantum dolaşıklığı ne? Bu olay, iki parçacağın aynı yerde ve zamanda yaratıldığı ve aslında aynı varlığa sahip oldukları durumlarda görülüyor.

Dolaşıklık daha sonra fotonlar ayrıldığında bile devam ediyor. Bu da, bir foton değiştiğinde, başka bir mekandaki diğer fotonun da aynı şekilde değişmesi anlamına geliyor.

Bristol Üniversitesi'nden Prof. Sandu Popescu, 1990'lardan bu yana kuantum dolaşıklığı üzerinde çalışıyor.

"O zamanlar da insanların aklına Uzay Yolu geliyordu. Ama biz tek bir parçacağın gönderilmesinden bahsediyoruz, bir insanı oluşturan milyarlarca ve milyarlarca partikülün gönderilmesinden değil" diyor.

Bir parçacığı nasıl ışınlayabilirim? İki dolaşık parçacağımıza geri dönelim. Eğer üçüncü bir parçacık, ilk dolaşık parçacıkla etkileşime girerse bu değişim ikizi olan parçacıkta da görülüyor.

Yani, ikiz parçacıklar üçüncü parçacıkla ilgili bilgiye sahip oluyor ve uygulamada varlığını ele geçiriyor. Kulağa iyi geliyor, sorun ne? İki dolaşık parçacık arasında uzun mesafeli bağ yaratabilmek mümkün değildi çünkü dolaşık bir parçacık özümsenmeden önce bir fiber-optik kanalda 150 kilometre gidebiliyor.

Araştırmacılar uzun süredir, fotonlar uzayda çok daha kolay seyahat edebildiği için uydu bağlantısının sunabileceği potansiyel üzerinde çalışıyordu, ancak dünyanın atmosferinden çıkışları zorluk yarattı, çünkü değişen atmosfer koşulları parçacıkları yoldan çıkartabiliyordu.

Çinli ekibin başarısı ne? Tibet'teki bir laboratuarda saniyede dört bin kuantum dolaşık parçacık yarattılar ve parçacıkların eşini bir ışık huzmesiyle Micius uydusuna yolladılar.

Micius uydusunda yerden atılan tekil fotonların durumunu tespit edebilecek hassas bir foton alıcısı bulunuyordu. Araştırmalarıyla ilgili yazdıkları rapora göre bu "ilk güvenilir ve ultra uzun mesafeli kuantum ışınlanmasıydı."

İnsanları ışınlayamayacaksak, neden heyecanlanıyoruz? Kuantum ışınlamasının bu aşamadaki en büyük amacı, korsanların erişemeyeceği iletişim sistemleri kurabilmek.

Profesör Popescu "Doğa yasaları koruma sağlıyor. Eğer birisi bilgiye erişmeye çalışırsa, tespit edebilirsiniz, çünkü bir kuantum sistemini her gözlemlemeye çalıştığınızda düzeni bozarsınız" diyor.

Çin'in Jinan kentinde kuantum teknolojisine dayalı bir şebeke çalışmalarına başlandı. Pekin ve Şangay'ı, kuantum sinyalinin her 100 kilometrede bir ölçülüp yeniden yollandığı "güvenli düğümlerle" birbirine bağlama çalışmaları da sürüyor.

Oxford Üniversitesi'nden Ian Walmsley kuantum şebekesinin hassas mali ve seçim bilgilerinin aktarımında kullanılabileceğini söylüyor.

Walmsley ayrıca "Hala aşılması gereken çok önemli engeller var. Ancak dönüştüren değişim de böyle başlar" diyor.