Bilim insanları, atomların dalga benzeri davranışlar sergileyebileceğini kanıtlayarak, uzun zamandır kabul edilen pek çok varsayımı alt üst etti. Bu çarpıcı buluş, kuantum fiziğinde yeni olasılıkların kapısını araladı.
Gerçekleştirilen deney, klasik bir kuantum olgusu olan parçacık kırınımının yeniden yaratılması için atomları ve bir atom kalınlığındaki grafen tabakasını kullanmaktadır. Bu hikaye, 1927 yılında fizikçi George Paget Thomson‘ın elektronların bir kristal kafesten geçtiğinde dalgalar gibi bir kırınım deseni oluşturduğunu keşfetmesiyle başlamıştır. Thomson, bu keşfinin ardından Nobel Ödülü kazanmış ve elektron mikroskobu gibi devrim niteliğindeki teknolojilerin kapısını aralamıştır.
Yaklaşık bir asır boyunca, bilim insanları atomlarla bu kırınım etkisini tekrarlamak için imkansız bir deney gerçekleştirmeye çalıştılar. Ancak geleneksel yöntemler, özel olarak tasarlanmış, nispeten büyük boşluklara sahip kafesler gerektirdiği için ortaya çıkan desenlerin hassasiyetini sınırladı. Yüksek enerjili atomların kristale zarar vereceği öngörüldüğü için, atomlar için bir kristal ızgara kullanmak imkansız olarak düşünülüyordu.
Ancak, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’ndeki araştırmacılar, daha önce imkansız olarak görülen bu deneyi başarıyla gerçekleştirdi. Yüksek enerjili helyum ve hidrojen atomlarını, tek bir karbon atomu tabakası olarak tanımlanabilen grafen tabakasına yönlendiren araştırmacılar, şaşırtıcı bir şekilde 100 saatlik maruziyet sonrası grafende hiçbir hasar görmediklerini ve belirgin bir dairesel kırınım deseni gözlemlediklerini kaydettiler. Bu deney, bir kristal kafes aracılığıyla atomik kırınımın ilk başarılı gösterimi olma özelliğini taşıyor.
Deneyin başarısının sırrı, atomların enerji dinamiklerine dayanıyor. Atomlar, grafen atomlarıyla fark edilmeden enerji alışverişi yaparak kuantum dalga özelliklerini koruyor. Cambridge Üniversitesi’nden Bill Allison, bu olguyu açıklamak için bir örnek veriyor: “Kalabalık bir odada sessizce bir kapıyı açıp kapatmak gibi. Hangi kapının kullanıldığını kimse bilmiyor ve dalga benzeri davranış korunuyor.“
Bu keşif, çok geniş bir yelpazede etkiler yaratma potansiyeline sahip. Sonuç olarak, inanılmaz hassasiyete sahip atomik interferometrelerin geliştirilmesi ve mevcut teknolojinin kapasitesinin ötesinde kütle çekim dalgalarının tespit edilmesi mümkün hale gelebilir. Bilim insanları, atomik kırınımın potansiyel uygulamaları hakkında son derece iyimser ve bu deneyin kuantum araştırmalarında büyük bir sıçrama olduğunu ifade ediyorlar.
Bu başarı, kuantum mekaniğinde nelerin mümkün olduğunu yeniden tanımlamakla kalmıyor, aynı zamanda bilimin sürekli gelişen doğasını da gözler önüne seriyor. Zira bir kez daha, bir zamanlar imkansız görülen bir şey, geleceği şekillendirebilecek bir gerçekliğe dönüşmüştür.
