Uzun süredir bilim insanları kuantum dolanıklığın, fotosentez vb. doğada gerçekleşen reaksiyonlarda önemli rol oynayabileceğinden kuşkulanıyordu. Fakat bu fenomenleri tespit etmek çok zor olduğundan emin değillerdi. Purdue Üniversitesi’nden bilim insanları, kimyasal reaksiyonlardaki kuantum dolanıklığı ölçmek için yeni bir yol buldular.
Böylece kimyasal reaksiyonların nasıl işlediği tam olarak nasıl işlediği ortaya çıkarılarak, bu olayları taklit edebilecek yeni teknolojiler yaratılabilecek. Örneğin, daha verimli güneş panelleri yapılabilir.
2 Ağustos’ta Science Advances dergisinde yayınlanan araştırmada “Bell Eşitsizliği” adı verilen kimyasal reaksiyonlardaki kuantum dolanıklığı tespit eden teoriye genellemeler yapıyor. Teorik argümanlara ek olarak araştırmacılar kuantum simülasyonlardaki eşitsizliği valide ettiler.
“Bugüne kadar kimse kimyasal reaksiyonlardaki kuantum dolanıklığı gösteremedi çünkü, bunu ölçecek bir yol yoktu. Fakat ilk kez ölçebilecek bir yöntemimiz var. Burada soracağımız asıl soru ise, bu kuantum dolanıklığı kullanarak kimyasal reaksiyonlar tahmin ettiğimizde, çıktısını kontrol edip edemeyeceğimiz?,” diyor Purdue Üniversitesi’nden Kimya Prof. Sabre Kais.
1964’ten beri Bell eşitsizliği geniş çaplı olarak doğrulandı. Kuantum dolanıklığı tanımlamak ayrık ölçüm testleri ile tanımlanır. Örneğin, bir kuantum parçacığın spin oryantasyonunu ölçmek isterseniz, sonradan ölçüm diğer bir parçacığın spiniyle doğrulanır. Eğer sistem eşitsizliği bozarsa dolanıklık oluşur.
Fakat kimyasal reaksiyonlardaki dolanıklığı ölçmek için sürekli ölçüm gerekiyor. Reaksiyona girenlerin nasıl hazırlandığı çıkış ürününü belirliyor.
Fakat Kai’nin ekibi Bell eşitsizliğini genelleyerek, kimyasal reaksiyonlarda sürekli ölçümleri ekledi. Öncesinde fotonik sistemlerdeki sürekli ölçümler genellendi.
Araştırma ekibi, Bell eşitsizliğini genelleyerek döteryum hidrit reaksiyon verimliliğindeki kuantum simülasyonunu test etti. 2018’de Natura Chemistry’de yayınlanan Stanford Üniversitesi tarafından oluşturulan bir deneyi kullandılar.
Çünkü, simülasyonlar Bell teorisini doğrulayarak kimyasal reaksiyonlarda gerçekleşen kuantum dolanıklığı gösterebiliyor. Kai’nin ekibi döteryum hidriti test etmek için ayrı bir yöntem daha öne sürdü.
“Henüz kimyasal reaksiyonlardaki kuantum dolanıklığı test etmeni ne gibi getirileri olacağını bilmiyoruz- sadece bu çıktılar farklı olacaktır. Bu sistemlerdeki dolanıklığın ölçmek önemli bir adımdır, “diyor Kais.
Kaynak: https://phys.org/news/2019-08-quantum-entanglement-chemical-reactions.html
İleri Okuma: “Entanglement classifier in chemical reactions” Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax5283
Dergi: Science Advances , Nature Chemistry
Bir Yorum