Fotonlar Paradokstan Görüntü Elde Ediyor

Kuantum görüntüleme, ışıkla hiçbir etkileşim olmadan nesneleri görüntülüyor ve ortaya çıkarıyor.Bu yolla bugün her alanda kullandığımız her elektronik alette bulunan klasik kameraların kalbi olan CCD’lerin (yükten bağlaşımlı aygıtların) boyutu küçülecek ve böylelikle sensörlerde daha küçük alana daha fazla piksel sıkıştırılarak daha yüksek çözünürlükte görüntü elde edilebilecek. Üreticilerle birlikte biz kullanıcıları da  heyecanlandıran bu çalışma ise 28 Ağustos’ta “Nature” da yayınlandı.

Fizikçiler ışık kullanarak , ışıkla hiçbir etkileşimi olmadan fotoğraflanan nesnenin görüntüsünü almak için bir yol geliştirdi.

Bu şekilde görüntüleme, “entangled” da denen birbirine karışmış halde hareket eden ikiz foton çiftlerini kullanıyor. Öyle ki birinin kuantum durumu kurtarılabilir durumda.. Fotonlardan biri fotoğraflanan nesnenin içinden geçebilir ve yok olabilir durumdayken diğeri dedektöre dönüyor aynı zamanda da ikizinin de neyi gördüğü bilgisine sahip. Bu sayede görüntü de yaratabiliyor.

Viyana’da bulunan Avusturya Bilimler Akademisi’nden bir fizikçi olan Anton Zeilinger, normalde görüntülemek istediğiniz objeden gelen ışığın toplanması gerektiğini söylüyor ve ekliyor : “Şimdi, ilk kez olarak, buna ihtiyacınız yok”

Tekniğin avantajlarından birisi iki fotonun ayn enerjide olmasının gerekmediği , yani objeye temas eden fotonun rengi dedektöre gelen (algılanan) fotondan  farklı olabilir. Örneğin bir kuantum görüntüleyici düşük enerjili fotonları içinden geçirerek çok hassas bir biyolojik örneği inceleyebilir ve aynı zamanda görülebilir aralıkta fotonlar ve geleneksel bir kamera kullanarak görüntü oluşturabilir.

Zeilinger ve çalışma arkadaşları bu tekniği, ilk kez 1991 de ortaya çıkan bir fikir üzerine (fotonun kullanabileceği iki ayrı yörünge olması ) kurdular. Bu iki yörünge de kuantum parçaçıkları birbirine girmiş iki fotona çevirecek kristali barındırıyor., 1. Fakat yalnızca bir hal görüntülenecek objeyi içeriyor.

Avusturya Bilimler Akademisi’nden bir  fizikçi ve yazının yardımcı yazarlarından olan Gabriela Barreto Lemos’un açıklaması çalışmaya ışık tutar nitelikte : “Kuantum fizik kanunlarına göre, eğer fotonun tuttuğu yörünge saptanmazsa , parçaçık iki yörüngeyi de etkili bir şekilde kullanacaktır ve iki yörüngede de bir foton çifti oluşacaktır.”

Birinci yörüngede , iki fotondan biri görüntülenecek objeden geçiyor , diğeri geçmiyor. Objeden geçen foton daha sonra – ikinci yörüngede yolculuk eden ve objeden geçmeyen-  “muhtemel kendisi” ile tekrar bir araya geliyor ve yok oluyor. İkinci yörüngedeki diğer foton ise , birinci yörüngedeki “muhtemel kendisi” ile bir araya geliyor ve objeyle hiç temas etmeden görüntü ouşturacağı kameraya doğru yol alıyor.

Araştırmacılar silikon üzerinde aşındırarak oluşturduğu şekilleri –  örneğin birkaç milimetrelik bir kedi şekli gibi- görüntülediler. Takım, kameralarının algılamayacağını bildikleri bir dalgaboyu kullanarak kedi kesidini inceledi. Zeilinger “Bu çok önemli, çalışıyor olduğunun göstergesi” diyerek bütün takımı ve bizleri heyecanlandırdı.

Avusturya’lı fizikçi Erwin Schrödinger ‘in 1935 tarihli deneyinin şerefine (İçinde hayali bir kedinin bulunduğu hayali bir kutuya kimsenin zehir salınıp salınmadığını bilmediği bir durumda kedinin de aynı anda hem ölü hem yaşıyor olacağı), bu deneyde de örnek olarak kedi seçilmişti. Benzer şekilde, bu son deneyde Barreto Lemos şöyle söylüyor: “Fotonun tuttuğu yörünge hakkında bir bilgimiz yoksa, sonuçta oluşan fotonlardan biri hem nesnenin içinden geçmiş hem de geçmemiş olacak.” Unutmamak gerekir ki kuantum da bu belirsizliklerin teorisidir.

Glasgow Üniversitesi fizikçilerinden Mary Jacquiline Romero:  “Eski deneylerde “Hayalet görüntüleme” olarak da bilinen benzer bir işlem denenmişti. Bu metot ise çok daha basit” diyor . “Hayalet görüntüleme” de fotonlardan biri de nesneye temas etse görüntü elde etmek için ikisini de dedektörde toplamak gerekiyordu. Viyana’daki ekibin çalışmasında ise fotonlardan birinin saptanması yeterli. Hayalet görüntüleme de fotonların ikisinin de toplanmasının gerekliliği fizikçiler arasında bu durumu kuantum ile mi yoksa klasik fizik ile mi açıklayacakları konusunda bir sorgu başlamıştı. Yine de Zeilinger’in açıklamasına göre bu çalışma bu tartışmayı yürütmek için yeterli değil.

Rochester Üniversitesi fizikçilerinden Robert Boyd, kendi duygularını şöyle anlatıyor:   “Araştırma o kadar ilgi çekici keşke bunu ilk ben düşünseydim. Bu da bir bilimcinin yapabileceği en güzel iltifattır”.

Makale doi numarası:10.1038/nature.2014.15781

 

Kaynak : http://bilimfili.com/ic-ice-gecmis-fotonlar-paradokstan-goruntu-elde-ediyor/

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir