Laboratuvardaki kuantum sensörü, Dünya'nın uzay-zamanı nasıl büktüğünü ölçecek

Düzenleyen: Svitlana Velhush

Dünya yalnızca kendi ekseni etrafında dönmez. Uzay-zamanın kendisini de peşinden sürükler, sanki koyu bir balın içinde yavaşça dönen bir kaşık gibi. Genel görelilik kuramı tarafından öngörülen ve eylemsizlik sistemlerinin sürüklenmesi ya da Lense-Thirring etkisi olarak bilinen bu etki, bugüne dek yalnızca uydular aracılığıyla, yörüngeleri yıllar boyunca izlenerek saptanabilmişti.

Şimdi fizikçiler aynı şeyi doğrudan laboratuvarda, hem de saniyeler içinde ölçmenin bir yolunu önerdiler. Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi'nden Kai-Isaak Ellers'in önderliğindeki bir araştırma grubu, Physical Review Letters dergisinde süperakışkan helyum temelli bir kuantum sensörü tasarımı tanımladı. Cihaz, helyumun aşırı düşük sıcaklıklarda tüm iç sürtünmesini yitirerek bir Josephson eklemi benzeri oluşturduğu, nanogözenekli bir bölmeye sahip halka biçimli bir mikrokanaldan oluşuyor.

Herhangi bir dönme, hatta yok denecek kadar küçük olanı bile, akan helyumun kuantum özelliklerini değiştirir. Bu değişimler eklem üzerinden kolayca okunarak sensörü aşırı duyarlı bir jirometreye dönüştürür. Yazarların hesaplarına göre, uzay-zamanın sürüklenme etkisinin ölçüm duyarlılığı 0,2 yüzdeye ulaşacak; bu, en iyi uydu deneylerininkiyle aynı düzeyde, ancak yıllarca süren gözlemler yerine bir saniyede.

Bu hız yeni olanakların kapısını aralıyor. Laboratuvar aygıtı, Einstein'ın öngörülerini yüksek duyarlılıkla doğrulamaya ek olarak, sürüklenme etkisinin farklı olabileceği alternatif kütleçekim kuramlarını da sınamaya olanak tanıyacak. Ayrıca bu teknoloji navigasyon, jeofizik ve belki de kütleçekimin kuantum doğasını araştırmaya yönelik gelecekteki deneylerde uygulama alanı bulacak.

Fikrin hayata geçirilmesi hâlâ ciddi bir mühendislik çalışması gerektirecek, ancak günümüz teknolojileri gerekli koşulları yaratmaya şimdiden olanak tanıyor. Tasarı gerçeğe dönüştürülebilirse, insanlık genel görelilik kuramının en ince görünümlerini pahalı uydular fırlatmadan inceleyebileceği kompakt bir araca kavuşacak.

27 Görüntülenme

Kaynaklar

  • Detecting How Earth Twists Spacetime

Yorumlar

Bu konuyla ilgili daha fazla makale okuyun:

HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

Image
Reply
Bir hata veya yanlışlık buldunuz mu?Yorumlarınızı en kısa sürede değerlendireceğiz.