İşte bu noktada İsveç’teki Uppsala Üniversitesi’nden araştırmacılar devreye giriyor. 2022’de yapılan bir çalışmada, zaman ölçümünde yepyeni bir yöntem keşfedildi: Rydberg atomlarının dalga benzeri doğasından yararlanmak.
KUANTUM SİSİNDE ZAMANIN İZLERİ
Rydberg atomları, çekirdeğin çok uzağında hareket eden yüksek enerjili elektronlar sayesinde olağanüstü bir büyüklüğe ulaşıyor. Lazerlerle uyarılan bu atomlar, adeta şişirilmiş devasa baloncuklara benzetilebilir. Fizikçiler, bu atomları kullanarak elektronların davranışlarını inceleyebiliyor ve zamanın akışını farklı bir bakış açısıyla gözlemleyebiliyor.
Araştırmada kullanılan “pompa-sonda” tekniği, lazer darbeleriyle elektronları belirli enerji seviyelerine çıkarıp geri takip etmeye dayanıyor. Ortaya çıkan Rydberg dalga paketleri, tıpkı denizdeki dalgalar gibi birbirleriyle girişim yaparak benzersiz desenler oluşturuyor. İşte bu desenler, adeta “kuantum zaman damgası” gibi davranarak zamanı ölçmek için kullanılabiliyor.
SAATİ BAŞLATMADAN ZAMAN ÖLÇMEK
Çalışmayı yürüten fizikçi Marta Berholts, yöntemin en büyük avantajını şöyle özetliyor:
“Geleneksel yöntemlerde önce bir başlangıç noktası tanımlamanız gerekir. Bu yeni teknikte ise saati başlatmaya gerek yok. Dalga yapısına bakıp doğrudan ‘örneğin 4 nanosaniye geçti’ diyebiliyorsunuz.”
Araştırma ekibi, helyum atomlarını lazer darbeleriyle uyararak saniyenin 1,7 trilyonda biri kadar kısa süreli olayların bile zaman damgasını almayı başardı. Bu, kuantum dünyasında ölçüm yapmanın sınırlarını zorlayan olağanüstü bir başarı olarak görülüyor.
GELECEK İÇİN KAPILAR AÇILIYOR
Bu yöntem, yalnızca zamanı ölçmekle sınırlı değil. Kuantum bilgisayarların geliştirilmesinde, ultra hızlı elektronik cihazların test edilmesinde ve atom ölçeğinde gerçekleşen olayların gözlemlenmesinde de kritik bir rol oynayabilir. Gelecekte helyum dışında farklı atomlarla veya farklı enerji seviyelerinde lazer darbeleriyle yapılacak deneyler, yöntemin kapsamını çok daha genişletebilir.
Kısacası bilim insanları, zamanın akışını ölçmek için yeni bir yol haritası çıkardı. Geleneksel saatlerin ötesine geçen bu yöntem, kuantum evreninin gizemli perdesini biraz daha aralıyor.