Kuantum parçacıklarının sıra dışı özellikleri, zamanı daha önce mümkün olmayan hassasiyetle ölçmek için kullanılıyor. Atom saatleri bu konuda çığır açsa da kuantum fiziğinin temel belirsizlikleri nedeniyle doğrulukta fiziksel sınırlamalar oluşuyor. Ancak TU Wien öncülüğünde yapılan yeni bir çalışmaya göre, bu sınırlamalar aşılabilir.
Kuantum Saatin Temel BileÅŸenleri
Her saat, bir zaman üreticisi ve bir sayaçtan oluşur. Zaman üreticisi, sarkaçlı saatteki sarkaç ya da kuantum osilatör gibi periyodik hareket üretir. Sayaç ise bu hareketleri sayarak zamanı belirler. Ancak bu sayaç işlemi, doğası gereği geri döndürülemezdir ve entropi üretir.
Prof. Marcus Huber, bu sürecin termodinamik açıdan anlamını açıklarken, saatlerin çalışabilmesi için evrende entropi artışına neden olması gerektiğini vurguluyor. Bu nedenle, geleneksel düşünceye göre bir saatin doğruluğu arttıkça enerji tüketimi de artar.
İki Zaman Ölçekli Yeni Yaklaşım
TU Wien, Chalmers Teknoloji Üniversitesi ve Malta Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu doğrusal ilişkinin iki farklı zaman ölçeği ile kırılabileceğini gösterdi. Tıpkı saniye ve dakika kolları gibi iki ölçüm süreci kullanılabiliyor.
Bu yöntem sayesinde, parçacıkların iki farklı hızda hareketi entropi üretimi açısından ayrılıyor. İlki kuantum taşıma ile gerçekleşiyor ve entropi üretmeden zaman bilgisi taşıyor. Diğeri ise ölçüm anında gerçekleşiyor ve entropi artışına neden oluyor.
Ãœstel DoÄŸruluk, Artmayan Enerji
Araştırma, doğruluğun entropi üretimine kıyasla üstel olarak artabileceğini ortaya koydu. Böylece çok daha yüksek hassasiyet, çok daha az enerji ile mümkün hale geliyor. Üstelik bu yöntem, günümüzde kullanılan süperiletken devre teknolojisi ile de test edilebilecek düzeyde.
Chalmers Ãœniversitesi’nden Simone Gasparinetti, bu yaklaşımın deneysel olarak da uygulanabileceÄŸini vurgularken, Prof. Huber ise kuantum fiziÄŸi ile termodinamik arasındaki bağı daha derin anlamamıza yardımcı olacağını belirtiyor.
Daha fazla bilim ve teknoloji haberi için Bilim ve Geleceğin Teknolojileri kategorimizi ziyaret edin.
