Deneyler ve boyutlar..

Deneyler, Dördüncü Mekân Boyutunun Etkilerini Gösteriyor

Evrende üç fiziksel boyut ve bir ekstra zaman boyutu ile ilgilenmeye alışığız ancak iki bilim insanı dördüncü bir mekansal boyutun; yukarı ve aşağı, sola ve sağa, ileri ve geri sınırlarını aşabileceğini gösteriyor.

Biri Avrupa’da, biri de ABD’de olan iki ayrı araştırma ekibi, iki adet özel olarak tasarlanmış 2 boyutlu yapıları bir araya getirerek, bu dördüncü mekansal boyutun bir görüntüsünü yakalamayı başardı.Bunu elektronları kısıtlamanın ve ölçmenin kesin yolu olan “kuantum koridoru efekti” diye bilinen bir yolla yaptılar.

ABD’deki ekibiyle araştırma yapan Penn State Üniversitesi’nden Mikael Rechtsman, Gizmodo’daki Ryan F. Mandelbaum’a verdiği demeçte şunları söyledi: “Fiziksel olarak, 4 boyutlu mekansal sistemimiz yok, ancak daha düşük boyutlu sistemi kullanarak 4 boyutlu kuantum koridorun fiziğine erişebiliriz, çünkü yüksek boyutlu sistem yapının karmaşıklığında kodlanır. Belki yüksek boyutta yeni fizik bulabiliriz ve daha sonra düşük boyutlarda daha yüksek boyutlu fiziği kullanan cihazlar tasarlayabiliriz.”

Başka bir deyişle, bir 3 boyutlu nesne 2 boyutlu bir gölge oluşturduğu gibi, bilim insanları da 4 boyutlu nesnesinin potansiyel olarak bıraktığı 3 boyutlu gölgeleri gözlemlemeyi başarmışlardır – aslında biz 4 boyutlu nesnesinin kendisini göremiyoruz bile. Bu, bilimin temelinde bazı yeni bulguların kilidini açabilir.

2016’da Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan bazı gelişmiş hesaplamalar sayesinde, kuantum Hall efektinin dördüncü bir mekansal boyutun varlığına işaret ettiğini biliyoruz.

Bu yeni deneylerin yaptıkları, bize bu dördüncü boyutun sahip olabileceği  etkilerin bir resmini vermektir.

Avrupa ekibinin kurulumu, atomların mutlak sıfıra yakın soğumasını ve araştırmacılar tarafından “yumurta kartonuna benzer bir ışık kristali” olarak tanımlanan lazer kullanıcısı tarafından 2D boyutlu bir kafese yerleştirildi.

Ekstra lazer ilavesi ile ekip hapsolmuş atomları uyaran ve hareket ettiren bir kuantum “şarj pompası” uygulayabildi. Araştırmacılar tarafından tespit edilen hareketin hafifçe değişmesi, 4 boyutlu kuantum Hall efektinin dalgalanış şekli ile örtüşüyor – dördüncü bir mekansal boyuta bir şekilde erişilebilme ihtimaline ağırlık kazandırıyor.

ABD deneyinde, bu kez bir blok camdan akan ışığı kontrol etmek için lazerler kullanıldı. Yüklü parçacıklar üzerindeki bir elektrik alanının etkisini taklit etmek için ışığı manipüle ederek yine 4 boyutlu kuantum Hall efektinin sonuçları gözlemlenebildi.

Elbette, fiziksel olarak bu 4 boyutlu dünyaya eriştiğimiz anlamına gelmiyor – 3 boyutlu alana sıkıştık – ancak bilim insanları kuantum mekaniğinin bize bir resim verebileceğini ve böylece evren hakkındaki sınırlı anlayışımızı geliştirdiğini düşünüyor.

Bunu düşünmenin bir başka yolu da, bu video ile, 2 boyutlu bir platformun video oyun karakterleri olsaydık, birdenbire 3D boyutlu bir oyunda dolaşıyor olurduk. Bizim perspektifimiz 2 boyutluda kalacaktı, fakat 3 boyutlu dünya 2 boyutlu düzleme indirgeneceği için hareket ettiğimizde bozulmaları ve çarpıklığı görebilirdik.

Bu çalışmada aynı tür çarpıklıklar gösterildi ve bu şu an görebildiğimizin dışındaki daha büyük bir 4 boyutlu dünyayı işaret ediyor.

Dolayısıyla henüz dördüncü mekansal boyuta bir gezi yapamayız – ancak dışarıda ne olduğuna dair daha fazla kanıtımız ve nasıl çalıştığı hakkında daha iyi bir fikrimiz var.

Araştırmacılar şimdi bu çalışmalara daha yakından bakmak ve daha ileri fizik araştırmalarını yapmak istiyorlar.

Avrupalı araştırmacılardan biri olan Almanya’daki Ludwig-Maximilians Üniversitesi’nden Michael Lohse Gizmodo’ya verdiği demeçte, “Sanırım iki deney birbirlerini iyi tamamlıyor,” dedi.

İki deneyin bulguları Nature’da yayınlandı.