Ölçülemez Sandığımız Şeyleri Artık Ölçebiliyoruz
Bir kırmızı kan hücresi çapında bir mesafeyi hareket ettirmek için gerekli enerjiyi saptamayı düşün. Finlandiya'daki bilim insanları tam da bunu başardılar ve açıkçası bu oldukça etkileyici.
Aalto Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, kuantum bilgisayar şirketi IQM ile birlikte çalışarak 0,83 zeptojoule kadar küçük bir enerji miktarını ölçmeyi başardılar. Zeptojoule'ün joule'ye oranı, bir kum tanesinin tüm dünya kumsallarına oranı gibi bir şey. O kadar minuscul ki, bunun sezgisel bir tarafını anlamak neredeyse imkansız ve bu tamamen normal.
Sihirli Yöntem: Nasıl Yaptılar?
Peki bu kadar küçük bir şeyi nasıl ölçüyorsun? Araştırmacılar bir dedektörü bir şeye yönlendirip okuma almadılar tabii. Bu seviyede o tamamen işe yaramaz.
Bunun yerine özel bir enerji ölçme cihazı inşa ettiler—bir kalorimetre (ısı enerjisindeki en ufak değişiklikleri yakalayan bir aletin adı). İşin ilginç kısmı da bu sensörü iki farklı metal türünden yaptıkları.
Biri süperiletken malzemelerden yapılı—yeterince soğuk olduğunda elektriğin dirençsiz bir şekilde akmasına izin veren malzemeler. Diğer kısmı normal iletkenlerden oluşuyor ki bunlar elektrik akışına karşı direnir. Bu iki malzemeyi ultra soğuk sıcaklıklarda (milikelvinden bahsediyoruz, bu uzay soğukluğundan daha soğuk) birleştirdiğinde, süperiletken inanılmaz derecede kırılgan hale geliyor. İçeri giren en ufak ısı bile onu zayıflatıyor.
Bu kırılganlık aslında sırrın kendisi. Sensör öyle inceltilmiş ki, en hafif bir enerji dalgası bile onu titretiyor ve işte bu titreme tam da ölçtükleri şey.
Peki Neden Buna Önem Vermeli?
Işık tanecikleri saymak: Fizikçiler senelerdir ışığın tek taneciklerini sayabilmek istiyor. Basit gibi dursa da aslında korkunç derecede zor. Bu başarı bizi bunun gerçekleşmesine yaklaştırıyor.
Karanlık madde arayışı: Evrende olan maddeden yüzde 85'i "karanlık madde"—göremediğimiz ya da dokunmadığımız ama yerçekimi yüzünden var olduğunu bildiğimiz bir şey. Bunun ne olabileceğine dair en güçlü teori aksiyonlar adında parçacıklar. Bu kadar hassas bir sensör sayesinde, eğer bu hayalet parçacıklar detektörümüzün içinden geçiyorsa, onları yakalayabiliriz. Sıkıntı şu: ne zaman geleceği hiç bilmiyoruz.
Kuantum bilgisayarları güçlendirmek: Çoğu insan bilmez ama kuantum bilgisayarlar çalışmak için iğrenç derecede soğuk sıcaklıkta çalışmalı. Bu yeni sensör tam o sıcaklıklarda işliyor, yani eninde sonunda kubitler (kuantum bilgisayarların bit karşılığı) içindeki bilgiyi okumaya yardımcı olabilir, sistemde gürültü ya da hata eklemeden. Bu muazzam bir şey.
Sessiz Ama Etkileyici Bir Gelecek
Bu keşfin en çarpıcı yanı, aslında bilimi ileri taşıyan sıradan, adım adım ilerlemenin bir örneği olması. Kanser ilacı bulunmuyor ya da yeni bir gezegen keşfediliyor burada değil. Araştırmacılar sayısız saati çoğu insanın farkında olmadığı enerji miktarlarını ölçebilen bir sensörü mükemmelleştirmekle harcadılar.
Fakat bu tür atılımlar birikmiş bir şekilde işliyor. Başka keşiflerin olmasının temelini oluşturuyorlar. Bugün daha hassas bir ölçme cihazı. Yarın belki de nihayet karanlık maddenin ne olduğunu anlayabiliriz. Ya da kuantum bilgisayarlar gerçek sorunları çözecek kadar pratik hale gelecek.
Çalışmanın başkanı Aalto Üniversitesi'nden Akademi Profesörü Mikko Möttönen, yayınlandığı yer Nature Electronics ve finansmanı Finlandiya'nın Future Makers girişimi. Bu, en önemli bilimsel çalışmaların başlık manşetlerinden uzakta, sessizce ve farklı kuruluşlardan gelen araştırmacıların ölçme ve anlama sınırlarını zorlayarak yaptığını bize gösteriyor.
Oldukça ilginç, değil mi?