Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel

Einstein'ın dahice hatası: Dolaşık durumlar - Chad Orzel

Çeviri: Sevkan Uzel Gözden geçirme: Meric Aydonat

Albert Einstein played a key role in launching quantum mechanics

Albert Einstein, fotoelektrik etki kuramıyla

kuantum mekaniğinin oluşumunda kilit rol oynamış,

through his theory of the photoelectric effect

but remained deeply bothered by its philosophical implications.

fakat bunun felsefik sonuçları konusunda çok rahatsız olmuştur.

And though most of us still remember him for deriving E=MC^2,

Pek çoğumuz onu hâlâ E=mc^2 ile hatırlasak da,

his last great contribution to physics was actually a 1935 paper,

fiziğe yaptığı son büyük katkı, genç meslektaşları Boris Podolsky ve Nathan Rosen

coauthored with his young colleagues Boris Podolsky and Nathan Rosen.

ile birlikte yazdığı 1935 tarihli bir makale ile olmuştur.

Regarded as an odd philosophical footnote well into the 1980s,

1980'ler için bile son derece garip bir felsefik dipnotu olan

this EPR paper has recently become central to a new understanding of quantum physics,

bu EPR makalesi, şimdilerde dolaşık durumlar olarak bilinen

tuhaf bir görüngüyü tanımlaması dolayısıyla, son zamanlarda

with its description of a strange phenomenon

now known as entangled states.

kuantum fiziğinin anlaşılmasında merkeze oturmuştur.

The paper begins by considering a source that spits out pairs of particles,

Makale, parçacık çiftleri yayan bir kaynağı ele alarak başlar.

each with two measurable properties.

Her parçacığın iki ölçülebilir özelliği vardır.

Each of these measurements has two possible results

Her ölçümün de eşit olasılıklı

of equal probability.

iki mümkün sonucu vardır.

Let's say zero or one for the first property,

İlk özellik için, ya sıfır ya da bir diyelim.

and A or B for the second.

İkincisi için de, ya A ya da B.

Once a measurement is performed,

Bir ölçüm gerçekleştirildiğinde,

subsequent measurements of the same property in the same particle

aynı parçacıktaki aynı özelliğin sonraki ölçümlerinde de

will yield the same result.

aynı sonuç elde edilir.

The strange implication of this scenario

Bu senaryonun işaret ettiği tuhaflık

is not only that the state of a single particle

hem tek bir parçacığın durumunun

is indeterminate until it's measured,

ölçülene dek belirsiz kalması,

but that the measurement then determines the state.

hem de ölçümün tam o anda durumu belirliyor olmasıdır.

What's more, the measurements affect each other.

Dahası, ölçümler birbirlerini de etkiler.

If you measure a particle as being in state 1,

Eğer bir parçacığın durumunu 1 olarak ölçerseniz,

and follow it up with the second type of measurement,

sonra da diğer tür bir ölçüm yaparsanız,

you'll have a 50% chance of getting either A or B,

A ya da B elde etme olasılığınız %50'dir.

but if you then repeat the first measurement,

Fakat ardından ilk ölçümü tekrarlarsanız,

you'll have a a 50% chance of getting zero

sıfır bulmak için %50'lik bir olasılığınız olur;

even though the particle had already been measured at one.

parçacık zaten 1 durumunda ölçülmüş olmasına rağmen.

So switching the property being measured scrambles the original result,

Yani ölçülen özelliği değiştirmek, başlangıçtaki sonucu değiştirmekte,

allowing for a new, random value.

yeni bir rasgele sonuca izin vermektedir.

Things get even stranger when you look at both particles.

İki parçacığa birden bakarsanız durum daha da tuhaflaşır.

Each of the particles will produce random results,

Her bir parçacık rasgele sonuç üretecektir;

but if you compare the two,

fakat eğer ikisini karşılaştırırsanız,

you will find that they are always perfectly correlated.

daima kusursuz bir bağlaşıklık içinde olduklarını bulursunuz.

For example, if both particles are measured at zero,

Örneğin, her iki parçacık da sıfır ölçülmüşse,

the relationship will always hold.

ilişki daima korunur.

The states of the two are entangled.

İkisinin durumları dolaşıktır.

Measuring one will tell you the other with absolute certainty.

Birini ölçmek, diğerinin durumunu mutlak bir kesinlikle verecektir.

But this entanglement seems to defy Einstein's famous theory of relativity

Ancak bu dolaşıklık, görünüşe göre Einstein'ın ünlü görelilik kuramına meydan okumaktadır.

because there is nothing to limit the distance between particles.

Çünkü parçacıklar arası uzaklığı sınırlayan hiçbir şey yoktur.

If you measure one in New York at noon,

Eğer birini öğle vakti New York'ta ölçerken,

and the other in San Francisco a nanosecond later,

diğerini bir nanosaniye sonra San Francisco'da ölçerseniz,

they still give exactly the same result.

yine tam olarak aynı sonucu verirler.

But if the measurement does determine the value,

Ama eğer değeri belirleyen ölçüm ise,

then this would require one particle sending some sort of signal to the other

o zaman parçacıklardan birinin diğerine bir çeşit sinyal göndermesi gerekir,

at 13,000,000 times the speed of light,

hem de ışık hızından 13.000.000 kat daha hızlı biçimde

which according to relativity, is impossible.

-ki bu da görelilik kuramına göre imkansızdır.

For this reason, Einstein dismissed entanglement as "spuckafte ferwirklung,"

Bu nedenle Einstein dolaşıklığı bir "spuckafte ferwirklung"

or spooky action at a distance.

yani "uzak mesafeden hayaletimsi etki" olarak elemiştir.

He decided that quantum mechanics must be incomplete,

Her iki parçacığın da bizim bilemediğimiz önceden belirli durumlara sahip olduğu

a mere approximation of a deeper reality in which both particles

daha derin bir gerçekliğin varolduğu ve eksik olan kuantum mekaniğinin,

have predetermined states that are hidden from us.

bu gerçekliğin bir yaklaştırması olduğu kanısına varmıştır.

Supporters of orthodox quantum theory lead by Niels Bohr

Niels Bohr öncülüğündeki geleneksel kuantum kuramı destekçileri,

maintained that quantum states really are fundamentally indeterminate,

kuantum durumlarının gerçekten de temelden belirsiz olduğunu

ve bir parçacığın durumunun, uzaktaki partnerininkine bağlı olmasına

and entanglement allows the state of one particle

to depend on that of its distant partner.

dolaşıklığın izin verdiğini savunuyordu.

For 30 years, physics remained at an impasse,

30 yıl boyunca fizik bu çıkmazda kaldı,

until John Bell figured out that the key to testing the EPR argument

ta ki EPR tartışmasını sınamak için iki parçacığın farklı ölçümleri ile ilgili

was to look at cases involving different measurements on the two particles.

durumlara bakmak gerektiği John Bell tarafından anlaşılana kadar.

The local hidden variable theories favored by Einstein, Podolsky and Rosen,

Einstein, Podolsky ve Rosen tarafından tutulan yerel gizli değişken kuramları

strictly limited how often you could get results like 1A or B0

1A ve B0 gibi çıktıları ne sıklıkta alabileceğinizle kesin olarak kısıtlanmıştı;

because the outcomes would have to be defined in advanced.

çünkü çıktıların önceden tanımlanmış olması gerekti.

Bell showed that the purely quantum approach,

Bell şunu gösterdi: Ölçülene dek durumun gerçekten belirsiz kaldığı

where the state is truly indeterminate until measured,

katıksız kuantum yaklaşımının farklı limitleri olup

has different limits and predicts mixed measurement results

karışık ölçüm sonuçları öngörür

that are impossible in the predetermined scenario.

-ki bu, önceden belirlenmiş bir senaryoda imkansızdır.

Once Bell had worked out how to test the EPR argument,

EPR tartışmasının nasıl sınanacağı Bell tarafından ortaya çıkarılınca

physicists went out and did it.

fizikçiler bir adım daha atıp bunu denedi.

Beginning with John Clauster in the 70s and Alain Aspect in the early 80s,

70'lerde John Clauster ve 80'lerin başlarında Alain Aspect ile başlayarak

dozens of experiments have tested the EPR prediction,

EPR öngörüsü düzinelerce deneyle sınandı

and all have found the same thing:

ve hepsi de aynı şeyi buldu:

quantum mechanics is correct.

Kuantum mekaniğinin doğru olduğunu.

The correlations between the indeterminate states of entangled particles are real

Dolaşık parçacıkların belirsiz durumları arasındaki ilişkiler gerçek

and cannot be explained by any deeper variable.

ve bunu daha derinlerdeki bir değişkenle açıklayamayız.

The EPR paper turned out to be wrong but brilliantly so.

Görünüşe göre EPR makalesi yanlış ama dahiyane bir biçimde.

By leading physicists to think deeply about the foundations of quantum physics,

Fizikçileri kuantum fiziğinin temelleri üzerine daha derin düşünmeye iterek

it led to further elaboration of the theory

kuramın geliştirilmesini sağlamış

and helped launch research into subjects like quantum information,

ve kuantum bilgi gibi dalların araştırılmasına zemin hazırlamıştır.

now a thriving field with the potential to develop computers of unparalleled power.

Bu dal şimdilerde ilerlemekte ve benzersiz güçte bilgisayar geliştirme potansiyeli taşımaktadır.

Unfortunately, the randomness of the measured results

Ne yazık ki, ölçüm sonuçlarının rasgeleliği

prevents science fiction scenarios,

dolaşık parçacıkları kullanarak ışıktan hızlı iletiler göndermek

like using entangled particles to send messages faster than light.

gibi bilim kurgu senaryoları engelliyor.

So relativity is safe, for now.

Yani şimdilik görelilik güvende.

But the quantum universe is far stranger than Einstein wanted to believe.

Ancak kuantum evreni, Einstein'ın inanmak istediğinden çok daha tuhaf.