Bilim insanları ilk kez antimaddeden bir kuantum biti oluşturmayı başardı.



CERN’deki fizikçiler bilim tarihinde bir ilke imza attı. Araştırma ekibi ilk kez bir antimadde parçacığını kuantum biti -yani kübit- olarak kullanmayı başardı. Antihidrojen atomlarının manyetik tuzak içinde kontrol edilmesiyle gerçekleştirilen deney, antimadde fiziğinde eşi benzeri görülmemiş bir hassasiyet sağladı.

Evrenin en büyük gizemlerinden biri, madde ve antimaddenin var oluşuyla ilgili. Teorik olarak Büyük Patlama sırasında eşit miktarda madde ve antimadde üretilmiş olması gerekiyordu. Ancak günümüz evreni neredeyse tamamen maddeden oluşuyor. Bu asimetri fizikçilerin yanıtını aradığı temel sorulardan biri.

Bu soruya yanıt aramak için CERN’de yürütülen BASE (Baryon Antibaryon Simetri Deneyi) projesi kapsamında, proton ve antiprotonların manyetik momentlerini karşılaştıran hassas ölçümler yapılıyor. Manyetik moment, parçacıkların manyetik alanlara nasıl tepki verdiğini gösteren bir özellik.

İşte Kuantum Bitinin Oluşturulma Süreci

BASE ekibi, elektromanyetik tuzaklar kullanarak antiprotonları izole etmeyi ve kontrol etmeyi başardı. Antiprotonun “kuantum spin” durumu, özel olarak tasarlanmış bir sistem sayesinde 50 saniye boyunca korunabildi. Bu süre antimadde için bir rekor niteliği taşıyor.



Spin, temel parçacıkların küçük mıknatıslar gibi davranmalarına neden olan içsel bir özellik. Proton ve antiprotonlar, 1/2 veya -1/2 değerlerinde spin durumlarına sahip olabiliyorlar. Kuantum mekaniğinin ilginç özelliklerinden biri olan süperpozisyon sayesinde, bir parçacık ölçülene kadar aynı anda her iki spin durumunda da bulunabiliyor.

BASE sözcüsü Stefan Ulmer, konuyla ilgili şunu söyledi:

“Bu ilk antimadde kübiti olma özelliği taşıyor ve tutarlı spektroskopi yöntemlerinin tamamının tek tek madde ve antimadde sistemlerine uygulanması için yeni ufuklar açıyor.”

Kübitin Geleceği Nasıl Şekillenecek?

BASE-STEP adı verilen yeni bir sistem, antiprotonların CERN’den başka laboratuvarlara güvenli bir şekilde taşınmasını mümkün kılacak. Böylece manyetik alan dalgalanmalarından daha az etkilenen, özel olarak tasarlanmış ortamlarda deneyler yapılabilecek.

Nature’da yayımlanan araştırmanın baş yazarı Barbara Latacz ise şu değerlendirmede bulundu:

“BASE-STEP tam olarak faaliyete geçtiğinde, yeni çevrimdışı hassas tuzak sistemimiz, mevcut deneylere kıyasla on kat daha uzun spin tutarlılık süreleri elde etmemizi sağlayabilir. Bu, baryonik antimadde araştırmaları için bir dönüm noktası olacak.”



Antimadde kübiti, kuantum bilgisayarlarda kullanılmak üzere tasarlanmadı. Bunun yerine madde ve antimadde arasındaki temel farklılıkları araştırmak ve yük-parite-zaman simetrisini test etmek için kullanılacak. Bu simetri, madde ve antimaddenin aynı fizik kurallarına tabi olması gerektiğini öngörüyor.

Kaynak: [Foruma üye olmadığınız sürece forum içeriğindeki bağlantıları görüntüleyemezsiniz. Foruma üye olmak için TIKLAYIN!]