“Schrödinger’in Kedisi”nden sonra bu da “Schrödinger’in Fotonu”: Zamanda aynı anda hem ileri hem geri giden ışık

Neredeyse 100 yıldır kuantum fiziğinin tuhaflıklarıyla yaşıyor ve bunları anlayıp anlamlandırmaya çalışıyoruz. Bu tuhaflıkların kökeninde Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger’in denklemini yazdığı “kuantum alan fonksiyonu” yatıyor. Buna göre bir kuantum parçacığı, mesela atomdaki elektron veya elektronların çarpışması sonrası ortaya çıkan ışık parçacığı, yani foton, gözlenmediği sürece teorik olarak her yerde ve her pozisyonda olabiliyor. Ama gözlem yapıldığında denklemin bize söylediği bütün diğer olasılıklar “çöküyor” ve geriye gözlediğimiz durum kalıyor. Bu da, gözlem yapılmadığı zaman parçacıkların bütün olası hallerini birden gerçek kabul etmek anlamında “kuantum süper pozisyonu” adı verilen durumu yaratıyor. Buna en güzel örnek, “Schrödinger’in Kedisi” adı verilen düşünce deneyi. Bu deneyde, bir kutu içindeki kedinin aynı anda hem canlı hem de ölü olma olasılığı eşit. Kutuya baktığımızda iki durumdan birini gözlüyoruz ama bakmazsak kedi aynı anda hem canlı hem ölü. Şimdi bilim insanları Erwin Schrödinger’in bu düşünce deneyini laboratuvar ortamında gerçekleştirdi; bir ışık parçacığına, yani fotonu aynı anda hem zamanda ileri doğru yolculuk yaparken hem de geriye doğru yolculuk yaparken hapsetmeyi başardı. Sonunda gözlem de yapıldı ve fotonun üzerinde bu aynı anda zamanda hem ileri hem geri yolculuk yapmanın izleri gözlendi. Bu deney tabii bir fantezi olsun diye yapılmadı; eğer tekrar edilebilirse örneğin kuantum bilgisayarlarda iki yönlü hesap yapılabilecek bu sayede. Ayrıca fizikçiler bu deneylerin sonuçlarından hareketle kuantum kütle çekim teorisinde daha ileri adımlar atabilecek.