2025 Nobel Fizik Ödülü: Artık Kuantum Dünyasını Elimizde Tutabileceğiz!

1901 yılında ilk defa Wilhelm Conrad Röntgen (Evet, bildiğimiz röntgen) tarafından alınan Nobel Fizik Ödülü’nde bu yana fizik camiasında yüzlerce gelişme yaşandı. 2025 Nobel Fizik Ödülü’nden başlayarak 1901'e kadar giden bu seride yaşanan gelişmeleri fizikle ilgili fikri olmayanların bile anlayacağı bir şekilde aktaracağım. İyi okumalar diliyor ve kuantum fiziğinde devrim yaratan o buluşu açıklamaya geçiyorum.

2025 yılı Nobel Fizik Ödülü, bilim dünyasının “aman bu çok karmaşık” dediği kuantum mekaniğini gerçek hayatta görebilir hâle getiren üç bilim insanına verildi: 👉 John Clarke, Michel H. Devoret ve John M. Martinis.

Sırasıyla John Clarke, Michel H. Devoret ve John M. Martinis

Kuantum Mekaniği Nedir?

Kuantum mekaniği, doğanın en küçük parçacıklar (atomlar, elektronlar gibi) için geçerli olan garip fizik kurallarıdır. Mesela, duvara atılan bir top karşı tarafa geçebilir mi? Hayır, tabi ki. Fakat kurallar parçacıklar için farklı, parçacıklar bir bariyerden geçebilir ve bunu da paketler halinde yapabilirler.

Normal hayatımızda bunun görülmemesinin sebebi parçacıkların “garipliklerinin” binlercesi birleşince kaybolması. Parçacıklar tek başlarında hem parçacık hem de dalga özelliği gösterse de birleşip elle tutulur hale gelince bunu kaybediyorlar, bu yüzden duvara çarpınca top geri seker ve karşıya geçmez.

Bu Üç Bilim İnsanı Ne Yaptı?

1. Kuantum Tünelleme

Kuantum tünelleme, bir parçacığın dalga formunda bulunmasından dolayı enerjisi düşük olduğu yerde bile bariyerden geçebilmesi anlamına gelir. Fakat bu olay yukarıda açıkladığım gibi sadece parçacık tekil halindeyken olabilir, en azından öyle biliniyordu. Clarke, Devoret ve Martinis bunu daha büyük ölçekte, yani bir çip içinde gösterdiler.

2. Enerjinin “Küçük Paketler” Halinde Alınıp Verilmesi

Enerjinin sürekli değil belirli kademelerle değişir, yani enerji “mini paketler halinde” geliyor.

Kuantum Tünelleme Olayı

Cooper Çiftleriyle Tanışalım!

Normalde bir elektrik akımında elektronlar atomlara çarparak enerji kaybeder ve ısı oluşturur. Fakat sıcaklıklar çok düştüğü zaman elektrik akımı direnç olmadan akmaya başlar, bu özelliğe süperiletkenlik denir.

Süperiletken bir ortamda elektron atomlara çarpmak yerine birbirlerini takip eder ve ikili şekilde hareket etmeye başlar. Cooper çifti denilen bu ikililer aynı bir parçacık gibi dalga özelliği de gösterir.

İki süperiletkeni alıp araya çok ince bir yalıtkan tabaka koyarsan, klasik fiziğe göre akım geçmemesi gerekir. Ama Cooper çiftleri dalga gibi davrandığı için akım geçebilir.

Cooper Çiftleri

Bu Buluş Ne Anlama Geliyor ve Bizi Nereye Götürüyor?

Kuantum mekaniğin sadece küçük şeylerin fiziği değil, doğru koşullar sağlanırsa, büyük sistemlerde de gözlenebilir olduğunu görmüş olduk.

Gelecekte çok daha hızlı kuantum bilgisayarlar ve aşırı hassas sensörlerle klasik bilgisayarların çözemediği problemlerin çözülmesine bir işaret niteliğindeki bu gözlem, yaklaşık 100 yıldır incelenilen kuantum fiziğinin kurallarını baştan yazdı.

Sizce bu buluş gelecekte nelere yol açacak, bilim dünyasına etkisi ne olacak?