6.7 Kuantum dekoherensi

I. Gözlenen olgular ve temel soru

Küçük sistemler üst üste binip girişim yapabilir; büyük sistemler ise çoğu zaman tek bir, “klasik” görünümlü yoldan gider. Tek bir elektron ya da foton, çift yarıkta ince girişim çizgileri üretir. Ilık toz ya da iri moleküller devreye girdiğinde çizgiler hızla silikleşir. Süperiletken kübitler bile çevreyle daha fazla bağlandığında kontrast kaybeder. O hâlde soru açıktır: Aynı yasalar geçerliyken makroskobik dünya neden klasik görünür?

II. Enerji İplikleri Kuramı (EFT) açısından okuma: koherensi “sulandıran” üç adım

Enerji İplikleri Kuramı (EFT) içinde herhangi bir kuantum varlık, enerji denizi (Energy Sea) içinde koherens zarfı taşıyarak ilerler. Dekoherensi, bu zarf çevreyle ince bağlar kurduğunda faz düzeninin yayılıp bulanıklaşması olarak okuruz.

Çevreyle bağ, “hangi yol” bilgisini her yere yazar: Gaz, ışınım ya da kafesle olan zayıf çarpışmalar ve saçılmalar, yol farkını birçok çevresel serbestliğe işler. EFT dilinde faz desenleri, enerji denizinin çok sayıdaki mikro birimine dağılarak dağınık “anı izleri” oluşturur.
Arka plan gerilim gürültüsü faz desenini tiftikler: Enerji denizi durgun değildir; her yerde bulunan gerilim (Tension) gürültüsü, yollar arası faz farklarını zamanla sürükler. Düzenli desen dağılır; zarf “keskin” hâlden “küt” hâle geçer.
Çevre, kararlı okuma koridorlarını “seçer”: Etkileşim sürdükçe, çevreye en az duyarlı yönelimler ve dağılımlar ayakta kalır. Bu gösterge durumlar, en az bozulan koridorlara karşılık gelir ve klasik yörüngeleri andırır.

Sonuç şudur: Gözlemci gerekmez. Faz bilgisi çevreye akıp gitmiştir; yerel sistemde karışık istatistik kalır ve girişim görünmez olur. “Kuantum nasıl klasikleşir?” sorusunun yanıtı budur.

III. Temsili sahneler (masadan öteye)

Gaz ya da ısıl ışınım altındaki çift yarık
Yolların yakınında basınç ya da sıcaklığı kademeli artırdıkça çizgi görünürlüğü, basınç–sıcaklık–yol farkı birleşik yasasına göre azalır. Saçılma olayları, yol etiketini çevredeki parçacık ve foton durumlarına yazar; faz düzeni dışarı sızar.
Büyük molekül girişimi ve kendiliğinden ışıma
C₆₀ ve daha büyük organikler, yüksek vakum ve düşük sıcaklıkta girişim verir. Sıcaklık arttığında molekülün ısıl ışıması faz bilgisini çevreye taşır, kontrast zayıflar.
Kübit koherens zamanı ve yankıyla geri kazanım
Süperiletken ya da spin tabanlı dizgelerde gevşeme ve saf defaz, koherens zamanını sınırlar. Yankı ve dinamik çöz–bağla dizileri, törpülenmiş faz düzeninin bir bölümünü geri çağırır; çizgiler yeniden belirir. Dekoherensi, bilginin bağ ile yayılmasıdır; düzen büsbütün yok olmaz.
Kuantum silgi türü düzenekler
Yol bilgisi çevrenin bir serbestliğine yazılmışsa, bu kaydı silmek ya da ayrım yapmadan birleştirmek, koşullu alt örneklerde girişimi geri getirir. Çizgilerin kaderi, faz bilgisinin okunabilirliğine bağlıdır; parçacığın “bir anda klasikleşmesine” değil.
Optomekanik ve biyolojide koherens pencereleri
Temel duruma yakın mikromekanik rezonatörler kısa süre koherensi korur. Fotosentetik kompleksler, sıcak–nemli ortamda bile çok küçük “cep” koherensi taşır. Koherensi, bağları ve arka plan gürültüsünü denetleyerek mühendislik yoluyla sürdürmek mümkündür.

IV. Deneysel parmak izleri (fazın “kütleştiği” nasıl anlaşılır)

Çizgi görünürlüğü, basınç–sıcaklık–yol ayrımı–parçacık boyutu arttıkça sistematik biçimde düşer.
Ramsey ve Hahn–yankı dizilerinde zarf önce söner, sonra geri zıplar.
Yol bilgisini seçici “işaretleme” ya da “silme” sonrası, koşullu istatistikte çizgiler kaybolur veya geri gelir.
Çevresel gürültü izotropik olduğunda ve yönlü olduğunda koherens kaybı farklı açısal bağımlılıklar gösterir.

V. Sık yanılgılara kısa yanıtlar

Dekoherens = enerji kaybı mıdır? Hayır. Öncelikle faz bilgisinin dışa akmasıdır; enerji neredeyse değişmeyebilir.
Gözlemci şart mıdır? Hayır. Kaydı tutulabilir her çevresel bağ fazı dağıtır; biri baksa da bakmasa da.
Tek atımlık kesinliği açıklar mı? Üst üste binimlerin görünmez oluşunu ve gösterge durumların çıkışını açıklar. Küçük farkı “okunur sonuç” yapmaya yine aygıtın bağ–kapama–bellek süreçleri gerekir.
Geri döndürülemez mi? İlkece, tüm çevresel kayıtlar toplanıp terslenebilirse evet; uygulamada izler devasa serbestliklere dağılmıştır. Yankı ve silgi, sınırlı tersinimi gösterir.

VI. Kısacası

Dekoherensi, kuantum yasalarını değiştirmez. Koherens zarfı içindeki faz bilgisinin geniş enerji denizine (Energy Sea) ve çevreye aktığında, üst üste binim desenlerinin yerelden bakıldığında düzleştiğini gösterir. Arka plan gerilim gürültüsü ve çok kanallı bağlar, dizgeleri çevreye en az duyarlı koridorlara iter.
Tek cümle: Kuantum her yerde; klasik olan, dekoherens sonrasındaki görünüşüdür.