Yazarlar: Pesach Benson ve Omer Novoselsky • 3 Eylül 2026

Kudüs, 3 Eylül 2026 (TPS-IL) — Yüz yılı aşkın süredir Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi ve kuantum mekaniği sayısız testten geçmiş olsa da, fizikçiler bu ikisini uzlaştırmakta zorlanıyor. Şimdi, İsrail ve yurt dışındaki bilim insanları, yerçekiminin bir kuantum nesnesini düşerken nasıl değiştirdiğini doğrudan ölçerek, bu ikisinin nasıl etkileşimde bulunduğunu anlama yolunda yeni bir adım attı.

Bulgular, nihayetinde yerçekimi ve ivmeyi ölçmek için daha hassas kuantum sensörlerine katkıda bulunabilir ve GPS’e dayanmadan haritalama, jeolojik haritalama ve navigasyon gibi potansiyel uygulamalara sahip olabilir.

Bu gelişme sadece bilim insanlarının kuantum atomları kullanarak yerçekimini ölçmesi değil; bu tür deneyler daha önce de yapılmıştı. Bunun yerine araştırmacılar, bir atom serbest düşüşteyken bir kuantum dalgasının “fazındaki” belirli bir değişikliği doğrudan ölçtüler — bu etki Einstein’ın eşdeğerlik ilkesi tarafından öngörülmüştü.

Negev Ben-Gurion Üniversitesi, Beer-Sheva, 8 Haziran 2026. Fotoğraf: Yoav Dudkevitch/TPS-IL

Deney, Nobel ödüllü fizikçi Sir Roger Penrose’un da aralarında bulunduğu araştırmacılarla, Negev Ben-Gurion Üniversitesi, Ulm Üniversitesi ve Oxford Üniversitesi tarafından yürütüldü. Bulgular, hakemli dergi Science Advances‘ta yayımlandı.

Negev Ben-Gurion Üniversitesi’ndeki Ilse Katz Nanobilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden Prof. Ron Folman, The Press Service of Israel’e yaptığı açıklamada, “Kuantum mekaniği bize bir parçacığın aynı zamanda bir dalga olduğunu söylüyor. Dalgaların, ister deniz dalgaları, ister ses dalgaları, ister ışık dalgaları veya kuantum dalgaları olsun, faz adı verilen bir özelliği vardır.” dedi.

Folman, “İnsanlar Galileo’dan beri serbest düşen nesnelerin ivmesini ölçtüler, ancak hiç kimse serbest düşen bir kuantum nesnesinin kuantum özelliklerini ve özellikle fazının serbest düşüş nedeniyle nasıl değiştiğini ölçmedi.” diye ekledi.

Tek Düşen Atom, İki Yol

Genel göreliliğin temel taşı olan eşdeğerlik ilkesi, yerçekiminin etkilerinin serbest düşüşteki bir gözlemci için yerel olarak ortadan kalkabileceğini belirtir — örneğin, serbestçe düşen bir asansördeki bir kişi ağırlıksızlık hissedecektir. İlke, sıradan madde ile olağanüstü bir hassasiyetle test edilmiştir. Ancak kuantum nesneleri dalgalar gibi davranabilir ve aynı anda birden fazla yolu takip edebilir.

Folman, “Deneyimizde bu kuralı kullanarak bir atomu aynı anda iki yerde ve iki yörüngede bulundurduk. Bir yörüngede serbest düşüş halindeydi ve diğerinde Dünya’ya göre statikti, ikincisi referans olarak kullanıldı.” diye açıkladı.

Araştırmacılar, rubidyum atom bulutlarını mutlak sıfırın hemen üzerindeki sıcaklıklara kadar soğuttular ve özel olarak tasarlanmış bir atom çipi yakınında onları manipüle ettiler. Manyetik alanlar, atomik dalganın bir kısmını sabit tutarken diğerinin serbestçe düşmesine izin verdi. Daha sonra iki kısım tekrar bir araya getirildi ve dalgaları etkileşerek, araştırmacıların düşen ve sabit kalan kısımlar arasında biriken kuantum fazındaki küçük farkı ölçmelerini sağladı. Ölçülen faz kayması, Einstein’ın eşdeğerlik ilkesinin bir kuantum nesnesi için öngördüğü değerle eşleşti.

Folman, deneyin önemli olduğunu çünkü bilim insanlarının hala yerçekimi ve kuantum mekaniğinin nasıl birlikte çalıştığını açıklayan bir teoriye sahip olmadığını söyledi. TPS-IL’ye yaptığı açıklamada, “Her ikisinin de işe yaradığı kanıtlandı, ancak bilim insanları hiçbir zaman ikisinin aynı evrende nasıl birlikte çalıştığını tanımlayan bir teori formüle edemedi.” dedi.

Deney, yerçekiminin kendisinin kuantum olduğunu göstermiyor veya yerçekimi ve kuantum mekaniğinin birleşik bir teorisini oluşturmuyor. Bunun yerine, test edilen koşullar altında Einstein’ın eşdeğerlik ilkesinin kuantum süperpozisyonu ile uyumlu olduğunu gösteriyor. Ayrıca Penrose’un, yeterince büyük nesneler yeterince uzun süre kuantum süperpozisyonunda tutulduğunda kuantum mekaniğinin bozulabileceği yönündeki önerisini de test etmiyor.

Yeni Fiziğe Doğru

Ancak araştırmacılar, bu tekniği çok daha ağır nesnelerle kullanmayı umuyorlar. Folman, “Deneyimiz, iki teori arasındaki arayüzü test etmek için gelecekteki daha karmaşık deneylere kapı araladı.” dedi.

Ekip, atom yerine bir nanodiamant kullanarak bir deney geliştiriyor. Kuantum süperpozisyonuna yerleştirilen yeterince büyük bir nesne, araştırmacıların kuantum mekaniği ve yerçekiminin etkileşimlerinin daha belirgin hale geldiği bir ölçekte farklı davranıp davranmadığını araştırmalarına olanak tanıyabilir. Folman, “Bir kez süperpozisyona konulduğunda, uzay-zamanın kendisinin bir süperpozisyonunu yaratacak ve burada tamamen yeni fizik görebiliriz.” dedi.

Başarılı olması halinde, bu tür deneyler kuantum mekaniği ve yerçekimi arasındaki çözülmemiş ilişkiyi araştırmak için yeni yollar sunabilir. Araştırmacılar ayrıca, GPS sinyallerinin bulunmadığı yerlerde haritalama, jeolojik haritalama ve navigasyon gibi kullanımları da içeren, yerçekimi ve ivmenin son derece hassas ölçümlerini yapabilen kuantum sensörlerinde altta yatan teknikler için uzun vadeli potansiyel görüyorlar.