Serge Haroche, Chao-Yang Lu ile yaptığı söyleşide, fizik alanındaki parlak bilimsel kariyerinden ve gelişmekte olan kuantum fotonik alanından edindiği bakış açılarını paylaşıyor.
Lu: Merhaba , Profesör Haroche, sizi tekrar görmek ne güzel! Röportaja başlayalım. 2012 yılında siz ve David Wineland Fizik Nobel Ödülü’nü kazandınız. Çalışmalarınızı genel bir kitleye basit terimlerle anlatabilir misiniz? Ve bu alana ilk olarak nasıl ilgi duyduğunuzu ve bu çalışmaya nasıl başladığınızı anlatabilir misiniz?
Haroche: Belki de sorunun ikinci kısmıyla başlamalıyım. 1960’larda Paris’teki École Normale Supérieure’de (ENS) öğrenciyken atom fiziğine ilgi duymaya başladım. Mentorlarım Alfred Kastler, Jean Brossel ve Claude Cohen-Tannoudji, olağanüstü fizikçiler ve çok karizmatik öğretmenlerdi. Onların dersleri beni atom fiziğiyle tanıştırdı; bu alanda atomların özelliklerini araştırmak için ışık kullanılıyor.
Atomların dünyasının büyüleyici olduğunu gördüm çünkü kuantum fiziğinin oldukça sezgisel olmayan kurallarına uyuyordu. Yaptığım ilk deneyler klasik spektral lambalarla gerçekleştirildi. Kısa süre sonra, özel özellikleri -monokromatiklik, yüksek yoğunluk- atomları manipüle etmenin yeni yollarını açan lazer ışığıyla bunların yerini alabildik. Kariyerimin başında, çok sayıda atomla çalışıyorduk: örneklerimiz, içinde milyarlarca atom bulunan cam hücrelerdeydi. Bu atomların her birinin kuantum yasalarına uyduğu gerçeği beni çok etkiledi, ancak bu yasaların garip özellikleri istatistiksel etkilerle, yani çok büyük bir atom koleksiyonuyla çalışıyor olmamız gerçeğiyle gizlenmişti. 1970’lerden itibaren hedefim, giderek daha az sayıda atom içeren deneyler yapmaya çalışmak oldu. Nihai hedef, sistemde yalnızca bir atom olduğunda ortaya çıkan etkileri araştırmaktı; bu durumda kuantum fiziği doğrudan gözlemlenebilir.
Bir boşlukta, yani mikrodalga fotonlarını uzun süre, yaklaşık bir saniyenin onda biri kadar depolayabilen, yüksek yansıtıcılığa sahip ayna duvarları olan bir kutuda atomlar ve fotonlarla çalışıyordum. Araştırma grubumuzun, aynalar için gerekli olan yüksek yansıtıcılığı elde etmek için süper iletken malzemeler kullanarak böyle bir boşluk inşa etmesi uzun zaman aldı. Ayrıca, boşlukta mikrodalga fotonlarıyla güçlü bir şekilde etkileşime giren özel atomlar tasarlamak zorunda kaldık. Bunlar, bir elektronun atom çekirdeğinden büyük bir mesafede yörüngede döndüğü Rydberg atomları adı verilen çok heyecan verici türlerdi. Lazer ışınları, mikrodalga alanlarına son derece duyarlı antenler gibi davranan bu atomik uyarılmış durumları hazırlamak için kullanılır. Sonunda, boşluğu geçen tek bir atomun tek bir fotonla etkileşime girdiği bir duruma ulaştık; bu, düşünebileceğiniz en basit ışık-madde etkileşimi türüdür.
Daha sonra bu basit durumda neler olduğunu gözlemlemeye başladık. Kuantum fiziğinin kurucuları tarafından yüz yıl önce tahmin edilen, ancak büyük örneklerde istatistiksel etkilerle gizlendiği için daha önce gözlemlenemeyen birçok fenomeni inceledik. Bir Rydberg atomunun boşluktan çıktıktan sonra yapılan bir ölçüm, geride kalan alanın durumunu anında etkiledi; bu olaya “kuantum dolanıklığı” deniyor. Ayrıca, aynı anda iki farklı faza sahip birkaç fotondan oluşan alan durumları da hazırlayabildik; bu durum, Schrödinger’in tek bir atomla etkileşime girdikten sonra aynı anda hem canlı hem de ölü olduğunu hayal ettiği ünlü kediyi hatırlatıyor. Ayrıca, daha önce hiç yapılmamış olan “kuantum yok etmeme (QND) ölçümü” adı verilen bir başarı ile bir fotonu yok etmeden görebildik. Genellikle ışığın tespiti fotonları yok ederken, QND deneylerinde fotonlar yok edilmeden bir atom üzerinde ince bir iz bırakır.
O zamanlar, bu deneyleri merak duygusuyla yapıyorduk, çünkü atomların ve fotonların mikroskobik dünyasına ne kadar dalabileceğimizi, bu mikroskobik varlıkları yok etmeden ne kadar hassas bir şekilde manipüle edebileceğimizi öğrenmek istiyorduk. O zamandan beri, kuantum bilgi bilimi adı verilen bir araştırma alanı haline geldi. Başlangıçta, farkında olmadan kuantum bilgiyle uğraştığımızı söyleyebilirim. Bu deneyleri sadece eğlence ve bir meydan okuma olarak yapıyorduk. Schrödinger, 1952’de tek bir elektron veya tek bir atomla asla deney yapamayacağımızı ve eğer mümkün olsaydı, bunun gülünç sonuçlar doğuracağını söylemişti. Deneylerimize başladığımızda, Schrödinger’i haksız çıkarmak için bir meydan okumayla motive olmuştuk. Einstein ve Schrödinger gibi bilim insanları, modern fiziğe çok büyük katkılarda bulundukları için ünlüdürler. Onların bazı ifadelerine veya fikirlerine meydan okumak, çalışmamızın çok heyecan verici bir yönüydü.
Şunu da eklemeliyim ki, tekil kuantum nesnelerini manipüle etme alanında çalışan tek grup bizim grubumuz değildi. Diğer gruplar, fotonları boşluklarda hapsetmek yerine, yüklü atomlar için tuzaklar, yani iyon tuzakları geliştirdiler ve sistemimizle incelediğimiz etkilere benzer etkiler gözlemlediler; bunlar arasında durum süperpozisyonları, kuantum dolanıklığı, Schrödinger kedisi benzeri durumlar vb. yer almaktadır. David Wineland, Boulder, Colorado’da iyon tuzağı fiziği alanında öncü gruplardan birinin başındaydı. David ile Nobel Ödülü’nü paylaşmaktan çok mutluyum, çünkü o uzun zamandır arkadaşım ve meslektaşım. Aynı sistemle çalışmadık, ancak aynı sorunları iki farklı açıdan inceledik. O iyonları ışıkla inceliyordu, ben ise atomlarla ışığı inceliyordum.
Lu: Danışmanınız ve danışmanınızın danışmanı, bazen ona “büyük danışmanınız” deriz, hepsi Nobel Ödülü kazandı. Bu olağanüstü akademik soyağacı hakkında ne düşünüyorsunuz? Genç araştırmacılarla paylaşmak istediğiniz ilginç bir hikaye var mı?
Haroche: Bilimsel kariyerimde çok şanslıydım. Genç bir yüksek lisans öğrencisiyken eğitim aldığım fizik laboratuvarına katılmak gerçekten bir şans eseriydi. Bu laboratuvarın bağlı olduğu ENS, uzun bir süre boyunca bilimde ve beşeri bilimlerde çok iyi araştırmaların yapıldığı bir kurumdur. Yılda yüzden az öğrenci kabul eden ve 20. yüzyılın başından beri ekonomi ödülleri hariç fizik, kimya ve edebiyatta bir düzine Nobel ödüllüye sahip olan ENS’de mezun başına Nobel Ödülü oranı çok yüksektir. Mezun olduğum ve daha sonra araştırmalarımın temellerini attığım, şimdi Kastler-Brossel Laboratuvarı olarak adlandırılan fizik laboratuvarındaki atmosfer -ve hala da- harika bir yer. Profesörler karizmatik ve coşkulu öğretmenlerdi. Genç öğrencilere güvendiler ve yaratıcılıklarını ve hayal güçlerini geliştirmeleri için gereken tüm özgürlüğü ve ortamı sağladılar.
Bu laboratuvarda Kastler ve öğrencisi ve meslektaşı Brossel, ışık ışınlarının atomların iç durumunu değiştirmek ve kontrol etmek için kullanıldığı optik pompalama yöntemini icat ettiler. Deneyler başlangıçta zayıf yoğunluklu klasik spektral lambalarla büyük makroskopik örnekler üzerinde yapıldı. Yöntem icat edildiğinde lazerler yoktu, ancak optik pompalama fikri, 1960’larda lazerlerin gelişmesiyle birlikte büyük bir ivme kazandı. Kastler tarafından başlatılan, atomları ışıkla manipüle etme prensibi, sonraki tüm araştırma çalışmalarımı etkiledi. Son derece monokromatik, yönlü ve yoğun ışık kaynakları olan lazerlerin icadı, deneysel olanakları muazzam ölçüde genişletti. Hem böylesine ilham verici bir laboratuvarda eğitim almak hem de olağanüstü bir ışık kaynağının icat edildiği bir dönemde fizik kariyerime başlamak gibi iki yönlü bir şansa sahip olduğumu söyleyebilirim.
Kastler’in Nobel Ödülü’nü kazandığını 1966 Ekim’inde, laboratuvarda çalıştığım bir günde öğrendim ve o an bir fotoğrafla ölümsüzleştirilmişti. Genellikle konuşmalarımda gösteririm ve Modern Fizik İncelemeleri’nde yayınlanan Nobel Konuşmamda da bulunabilir . Bu harika bir gündü. Tek pişmanlığımız, ödülün Kastler ve Brossel arasında paylaştırılmamış olmasıydı. Kastler birçok kez ödülü eski öğrencisi ve meslektaşıyla paylaşmayı tercih edeceğini söylemiştir. Orijinal fikir Kastler’e aitti, ancak Brossel deneyleri gerçekleştirmek için kullanılan özel lambaları ve atomik hücreleri inşa etmişti. Brossel sadece yetenekli bir deneyci değildi. Aynı zamanda gerçek bir beyefendiydi çünkü ödülü almadığı gerçeğinden asla şikayet etmedi veya bu konuda hiçbir şey söylemedi. Hala neden ödülü Kastler ile paylaşmadığını bilmiyorum.
Lu: Bence işler değişiyor. Günümüzde Nobel Ödülleri daha çok gençlere veriliyor.
Haroche: Evet , Nobel komitesi o zamandan beri bazı hataları düzeltmeye çalıştı. Üzüntümüze rağmen, Kastler’in ödülünün açıklanması yine de harika bir olaydı. Gazetecilerle ilk temasımı hâlâ hatırlıyorum. O vesileyle laboratuvara akın etmişlerdi. İçlerinden biri optik pompalama ve lazerin temelde aynı şey olduğu fikrinde ısrar etti ve ona Kastler’in lazeri icat etmediğini anlatmakta zorlandık! Bu gazeteciyle olan tartışmayı, Kastler’in yaptıklarını abartmaması gerektiğine ikna etmeye çalıştığımızı hatırlıyorum.
Lu: 62. yaş gününüzün gece yarısında hâlâ laboratuvarda olduğunuzu ve öğrencilerinizle birlikte ilk kez tek bir fotonun doğuşunu ve yok oluşunu gözlemlediğinizi duydum . O zamanki heyecanınızı bizimle paylaşabilir misiniz?
Haroche: Uzun yıllardır, içinde yalnızca tek bir fotonun bulunduğu, bu fotonun ayna ile ayna arasında gidip gelerek, boşluktan tek tek geçen birçok atomla etkileşime girecek kadar uzun süre kaldığı bir durum elde etmeye çalışıyorduk. Bunun prensipte başarılabileceğini biliyorduk, ancak bunun için olağanüstü iyi bir boşluğa ihtiyacımız vardı. Birçok deneme ve yanılgıdan sonra, bunu elde etmemiz birkaç yıl sürdü. Sonunda, 2006 yazında, gerekli özelliklere sahip bir boşluk elde ettik ve test ettik ve deneyi hummalı bir şekilde hazırlamaya başladık.
Her şeyin o yılın 11 Eylül’ünde, doğum günümde bir araya geldiğini hatırlıyorum. Evde ailece bir parti vermiştik. Grubumuzda doktora sonrası araştırmacı olan Stefan Kuhr, o gece laboratuvarda çalışıyordu. Saat 22:00’de beni aradı ve deneyin hazır olduğunu söyledi. Ona “bekle, geliyorum” dedim ve partiden ayrıldım. 10 dakikadan kısa bir süre sonra, uzun zamandır beklenen sinyale tanık olmak için laboratuvara vardım. Yüzlerce atom, boşluğun içinden tek tek geçiyor, her biri bilgisayar ekranında kendi izini bırakıyordu; tüm atomlar, aynalar arasında tek bir foton olduğu konusunda hemfikirdi. Aniden, foton boşluğun duvarlarında kayboldu, ardından gelen tüm atomlar farklı bir sinyal bıraktı; hepsi boşluğun boş olduğu konusunda hemfikirdi. Bu sinyal değişimi, ani bir kuantum sıçraması, yıllardır aradığımız türden bir izdi ve duyduğumuz heyecanı tarif etmek zor. Laboratuvarda uzun süre kaldık, boşluğumuzda fotonların doğuşunu ve yok oluşunu hayranlıkla izledik. Güzel bir deney yaptığınızı fark etmekle, gerçekten çığır açan bir çalışma başardığınızı hissetmek arasında büyük bir fark vardır.
Aslında, meslektaşım Jean-Michel Raimond ile birlikte, bu deneyde gözlemlenmesi gerekenleri öngördüğümüz “Kuantumu Keşfetmek: Atomlar, Boşluklar ve Fotonlar” adlı bir kitabı yeni bitirmiştik . Ne yazık ki ya da neyse ki, nasıl baktığınıza bağlı olarak, kitap deneyden önce tamamlanmış ve baskıya verilmişti; bu nedenle, fotonların tahribatsız tespiti ve diğer birçok etkiyi, gerçek deneylerle gösterilmesi gereken teorik projeler olarak tanımlıyor. O zamandan beri kendimize bu gerçek deneyleri anlatan bir devam kitabı yazmamız gerektiğini söyleyip durduk, ancak henüz bunu yapacak zaman bulamadık.
Lu: Kulağa en iyi doğum günü hediyesi gibi geliyor. Belki de deney düzeneğiniz bu kuantum sıçrama sinyallerini size göndermek için doğum gününüzü beklemiştir.
Haroche: Belki , ama şunu da eklemek istiyorum ki, bu sadece benim deneyimim ve doğum günü hediyem değil, o gece orada bulunan herkesin deneyimi. Kastler’inkine biraz benzer bir hissim var. Bence ödülü iki kıdemli çalışma arkadaşım Jean-Michel Raimond ve Michel Brune ile paylaşmak adil olurdu. Bu arada, Michel Brune’nin şu anda Şangay’da olduğunu da belirtmiş olayım.
Lu: Evet , yarın USTC’de (Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi) bizi ziyaret edecek.
Haroche: Nobel Ödülü ile tanınan çalışma, kolektif bir başarıdır. Kariyerim boyunca çok zeki ve özverili birçok öğrencim ve doktora sonrası araştırmacım oldu. Jean-Michel Raimond ve Michel Brune bu süre boyunca bana eşlik ettiler ve her öğrencinin doktora çalışmaları sırasında uzun vadeli projemize güzel bir çalışma ile katkıda bulunma imkanına sahip olmasını sağladık.
Lu: İş birliklerinden bahsetmişken, bir sonraki soru şu. Eski öğrencilerinizden bazıları uzun süreli işbirlikçileriniz ve meslektaşlarınız oldu. Örneğin, Jean-Michel Raimond ve Michel Brune. Aslında Michel şu anda Çin’i ziyaret ediyor. Bir şekilde, Fransa’daki kültürün, örneğin Amerika Birleşik Devletleri’ndekinden biraz farklı olduğunu düşünüyorum; orada profesörler genellikle tek bir baş araştırmacıdır. Bu işbirliği nasıl işliyor? Bu konuda ne düşünüyorsunuz?
Haroche: Haklısınız . Fransa’da gelenek farklıydı, en azından grubumuz kurulduğu zamanlarda. O zamanlar birkaç kişinin bir arada kalıp büyük, uzun vadeli bir proje üzerinde çalışması mümkündü. Aslında, Jean-Michel Raimond ilk öğrencilerimden biriydi ve genç yaşta Paris VI Üniversitesi’nde öğretim görevlisi olarak çalışmaya başladı, aynı zamanda ENS’de benimle birlikte araştırma yapıyordu. Daha sonra Michel Brune 10 yıl sonra yüksek lisans öğrencisi olarak geldi. O da daha sonra grupta kaldı ve CNRS’de (Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi) kıdemli bilim insanı pozisyonuna yükseldi. Bu, birlikte çalışmamıza ve nesiller boyu öğrenci ve doktora sonrası araştırmacıları yetiştirmemize olanak sağladı. Grubun en kıdemli üyesi olduğum için ek idari görevlerim vardı. Birkaç yıl ENS fizik bölümünün başkanlığını yaptığım için araştırma faaliyetlerinden biraz uzaklaşmıştım, ancak yine de Michel ve Jean-Michel ile laboratuvardaki öğrencileri ve doktora sonrası araştırmacıları eğitme görevini paylaşabiliyordum. Tüm fikirlerimizi tartıştık ve araştırmamızın sonraki adımlarına dostane ve çok verimli bir işbirliği içinde birlikte karar verdik.
Bahsettiğiniz gibi, ABD üniversitelerinde durum genellikle çok farklı; burada baş araştırmacıların bağımsız olarak çalışması bekleniyor. Ancak istisnalar da var. NIST’te (ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü) çalışan David Wineland da, kendisiyle kalıcı pozisyonlarda çalışabilen kıdemli meslektaşlarıyla birlikte çalıştı. NIST’in bir üniversite değil, bir araştırma enstitüsü olması, ABD’de böyle bir durumun mümkün olmasında muhtemelen rol oynamıştır. Bence, uzun bir süre boyunca birkaç kıdemli bilim insanını istihdam eden bu tür işbirlikçi bir çalışma, ortak baş araştırmacılar birbirleriyle iyi geçindikleri ve herkes yeterince takdir gördüğü sürece, araştırma yapmanın çok verimli bir yoludur.
Ne yazık ki, bu durumu sürdürmek Fransa’da bile giderek zorlaştı. Proje yürütücülerinin (PI) tek başına bir projede yer alması genel kural haline geldi. Araştırma daha pahalı hale geldi ve genellikle proje başına yalnızca bir PI görmek isteyen kurumlar tarafından verilen hibelere başvurmadan yürütülemiyor. Grubumuz bu kurala uyum sağlamak zorunda kaldı. Öğrencilerimizden ve doktora sonrası araştırmacılarımızdan bazıları çok yetenekli genç araştırmacılar haline geldi. Her birinin kendi bağımsız projesine sahip olmasını sağladık. Ben de birkaç yıl önce Jean-Michel Raimond gibi emekli profesör oldum. Michel Brune şu anda grup lideri ve PI bağımsızlığı kuralına rağmen, farklı projeler üzerinde çalışan öğrencilerin ve doktora sonrası araştırmacıların birbirleriyle etkileşimde bulunmalarını ve fikir alışverişinde bulunmalarını sağlayarak, ilk günlerin işbirlikçi atmosferini bir ölçüde koruyor.
Lu: : Siz, Jean-Michel ve Michel birlikte çalıştığınızda, kaynakları (örneğin lazerleri) daha verimli kullanıyorsunuz, değil mi? Bence bu, teşvik etmemiz gereken oldukça iyi bir fikir.
Haroche: Evet , elbette ekipmanları paylaştık ve bu, iş birliğinin büyük bir avantajı. Makalelerimizi birlikte yazma görevini de paylaştık ve bu konuda birkaç söz söylemek istiyorum. O zamana dair çok güzel anılarımız var. Fikir alışverişinde bulunduk, makaleyi doğru şekilde, doğru bakış açısıyla, diğer insanların yaptıklarının bağlamına oturtarak sunmaya çalıştık. Makaleleri birlikte yazmak, iş birliğinin çok önemli bir yönüdür ve başarılı olmasına katkıda bulunur.
Lu: Daha önce de belirttiğiniz gibi, Fransa’nın çok zengin bir bilimsel geleneğe sahip olduğunu ve ülke olarak toplamda yaklaşık 70 Nobel Ödülü aldığını düşünüyoruz. Çinli araştırmacılarla etkileşim kurduğunuzda ve Çin’i ziyaret ettiğinizde, Çin ve Fransa arasındaki bilimsel kültürde herhangi bir fark hissediyor musunuz? Eğer hissediyorsanız, Çinli araştırmacılara ve hatta belki de bazı fon sağlayan kuruluşların karar vericilerine vereceğiniz herhangi bir tavsiye var mı?
Haroche: Bence Çin’de araştırmaların nasıl yürütüldüğüne dair bazı olumlu yönleri örnek alarak Fransız karar vericilere de bazı tavsiyelerde bulunabilirim. Bu konuya daha sonra değineceğim. Ama önce sorunuzun ilk kısmına cevap vereyim. Gerçekten de bilimde, özellikle optik ve ilgili alanlarda uzun bir Fransız mükemmellik geleneği var. 19. yüzyılda Fresnel, Fizeau ve Foucault, 20. yüzyılda ise Fabry, Pérot ve Kastler bu geleneği örneklemiş ve bu gelenek günümüze kadar devam etmiştir. 2012’deki ödülümden önce 1966’da Alfred Kastler ve 1997’de danışmanım ve tez danışmanım Claude Cohen-Tannoudji ödül almıştı. Ardından 2017’de Gerard Mourou, geçen yıl Alain Aspect ve geçen Ekim ayında Pierre Agostini ve Anne L’Huillier de Nobel Ödülü kazandı. Tüm bu ödüller optikle ilgili. Anne L’Huillier, ENS’deki yüksek lisans dersimde öğrencim olmuştu ve onun üstün lazer çalışmalarının en üst düzeyde takdir görmesinden çok memnun oldum.
Fransa’da bilimin yapılış biçiminin çok önemli olduğunu düşündüğüm bir yönüne vurgu yapmak istiyorum. Bilim, daha genel bir kültürel faaliyetin parçasıdır. Bilim, sanat, beşeri bilimler, felsefe ve edebiyatın da geliştiği, yaratıcılığın ve hayal gücünün özgürce geliştiği bir ortamda gelişir. Fransa’da ve daha genel olarak Avrupa’da, büyük bilim insanları filozoflardan, yazarlardan ve sanatçılardan gelen fikirlerden etkilenmiştir. Felsefe, edebiyat ve ekonomi alanlarında ENS mezunları Nobel Ödülü kazanmıştır. Bu insanların zihinlerini besleyen akademik özgürlük ortamı, diğer mezunların fizik ve kimyada Nobel düzeyinde mükemmelliğe ulaşmasına yol açmıştır. Bence bilimde en yüksek standartlara ulaşmak, diğer bilim insanlarının sanat ve beşeri bilimlerde en yüksek yaratıcılık düzeyine ulaştığı bir ortamda çalışmaktan ayrılamaz ve bu da akademik özgürlük gerektirir. Genel olarak Nobel Ödüllerinden bahsettiğimize göre, bu ödüllerin Alfred Nobel tarafından yaratıldığı ruhu unutmamalıyız. İnsanlığın iyiliği için mükemmelliği takdir etmek istedi ve Nobel Barış Ödülü aracılığıyla bilimde olduğu kadar edebiyatta ve insan değerlerinin savunulmasında da mükemmelliğe duyulan ihtiyacı aynı düzeye koydu. Nobel Ödülü’nün ruhu, sadece “fen bilimleri” alanında değil, her türlü yaratıcılığı kutlamaktır. Çin’in, üniversitelerini beşeri bilimlere daha fazla açarak ve bilim insanları ile diğer bilgi alanlarındaki akademisyenler arasında daha fazla etkileşime izin vererek bunu daha fazla dikkate alması gerekir.
Bilimin bir başka yönünden bahsetmek istiyorum. Çin’de ve diğer Asya ülkelerinde, kıdemlilere saygı duyulmasını ve bilgeliklerine büyük değer verilmesini gerektiren bir hiyerarşi geleneği vardır. Kendim de yaşlı bir birey olarak, bundan kesinlikle şikayetçi olamam! Ancak bu kıdemlilere duyulan saygı, yaşlı bilim insanlarının genç bilim insanlarının yapmak istediklerini çok fazla kontrol etmesine yol açmamalıdır. Bilim insanlarının yaratıcılığı genellikle genç yaşta en üst seviyededir. Gençlere güvenilmeli ve akademik dünyada daha fazla özgürlük verilmelidir. Çin’de işlerin doğru yönde değiştiğini hissediyorum, ancak bu evrim daha da ileriye gitmelidir.
Şimdi de Çin ve Fransa’daki araştırmaları karşılaştırırken Fransız politika yapıcılarına verdiğim tavsiyeye geçeyim. Onlara Çin’e bakmalarını söylüyorum; özellikle kuantum fiziği ve kuantum enformasyonu alanında bilime ve araştırmaya çok daha fazla para ayırıyorlar. Ve bu iyi bir şey. Bir ülkenin en önemli zenginliğinin gençlerin beyinlerinde ve hayal gücünde yattığını anlamak çok önemlidir ve her ülkenin, güvendiği gençlere büyük işler başarmaları için gereken mali desteği vererek bu zenginliği beslemesi görevidir. Bence bu Çin için, Avrupa için ve dünyanın herhangi bir yeri için çok önemlidir.
Son bir noktaya değinmek istiyorum. Bugün Çin ve Fransa dahil olmak üzere batı ülkelerindeki bilim insanları arasındaki iletişimin jeopolitik gerilimler nedeniyle zorlaşmasından endişe duyuyorum. Bunun çok talihsiz bir durum olduğunu düşünüyorum çünkü bilim, sınır tanımayan küresel bir faaliyet olmalıdır. Farklı ortamlarda çalışan bilim insanları arasındaki iletişim ve bunun doğurduğu sağlıklı rekabet çok önemlidir. Ve bilimin gezegenin ve insanlığın karşı karşıya olduğu sorunları çözmek için karşılaması gereken zorluklar küreseldir. Bu zorluklarla birlikte yüzleşmeye çalışmazsak, çok zor bir döneme doğru gidiyoruz.
Lu: Evet , çok şanslıyız ki, sanırım ben ve bazı meslektaşlarım Fransız bilim mirasının bir kısmını taşıyoruz. Örneğin, üniversitemizin (Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi) ikinci rektörü Yan Jici, Fransa’dan fizik alanında doktora derecesi alan ilk Çinli. Fabry’nin öğrencisiydi ve Çin’e döndüğünde üniversitemize çok katkıda bulundu. Ayrıca, iki meslektaşım ve ben EPS’den (Avrupa Fizik Derneği) Fresnel Ödülü’nü aldık.
Şimdi devam edelim. Bahsettiğiniz gibi boşluklu kuantum elektrodinamiğinin öncüsü olduğunuz için, genel kitleye, siz başladığınızda alanın mevcut durumunu ve güncel teknolojik gelişmelerini anlatabilir misiniz? Alanın gelecekteki gelişmelerine dair tahminleriniz nelerdir?
Haroche: 40 yıl önce başladığımda, araştırmalarımın beni nereye götüreceği konusunda hiçbir fikrim yoktu. Yaptığımız şey, Rydberg atomlarının hassas mikrodalga spektroskopisini yapmaya çalışmaktı. Deneylerimizde bir boşluk vardı, ancak bu boşluk sadece mikrodalga alanının atomlara uygulandığı uzay alanını tanımlamak içindi. Daha sonra, boşluğumuzun kalitesini iyileştirirsek, tek bir atomun tek bir fotona duyarlı hale geldiği bir rejime ulaşabileceğimizi fark ettik. Böylece, tek atom ve tek foton düzeyinde ışık-madde etkileşimini inceleme fikri kademeli olarak ortaya çıktı. Bu, boşluk kuantum elektrodinamiği (QED) adı verilen alanın başlangıcıydı. Atom fiziğinin çok aktif bir alt alanı haline geldi ve kısa süre sonra optik alana genişletildi; mikrodalga fotonları optik fotonlarla ve mikrodalga boşlukları mikroskobik boyutlarda çok küçük Fabry-Pérot boşluklarıyla değiştirildi.
Bu araştırmanın ilerleyen aşamalarında, gerçek atomlar yapay atomlarla, yani radyo frekans boşlukları veya dalga kılavuzlarıyla etkileşime giren süper iletken kuantum bitleriyle değiştirildi. Yöntem ve matematik, boşluk kuantum elektrodinamiği (QED) ile aynıydı ve bu yeni alan, gerçek atomların süper iletken devrelerle değiştirilmesi nedeniyle devre QED olarak adlandırıldı. Devre QED’nin birçok avantajı vardı; bunlardan biri, yapay atomların insan yapımı olması ve silikon teknolojisinde yaygın olarak kullanılan litografik biriktirme teknikleriyle üretilebilmesidir. Bu alanda birçok güzel deney yapılmıştır.
Artık gerçek Rydberg atomlarıyla boşluk kuantum elektrodinamiğine (QED) geri dönmek mümkün, çünkü bu atomları optik cımbızlar yardımıyla iyi tanımlanmış konumlarda tutmak mümkün. Artık birçok atomu bir boşluğun içine iyi tanımlanmış bir konuma yerleştirmek ve bu atomların boşluk alanıyla topluca etkileşime girmesini sağlamak mümkün olacak. Dolayısıyla, boşluk QED alanı hala birçok umut vaat ediyor. Optik kafeslerdeki devre QED ve Rydberg atomları arasındaki rekabetle kuantum bilgi alanının nasıl geliştiğini görmek çok heyecan verici.
Lu: Bence 1970’ler ve 1980’lerde bu öncü deneyleri yapmaya ilk başladığınızda, deneylerinizin ne kadar derin sonuçlar doğurabileceği konusunda hiçbir fikriniz yoktu. Örneğin, bugün (Fudan Üniversitesi Fizik Bölümü’nün) bu koridoruna girdiğimizde, optik cımbızlarla Rydberg atomları üzerinde çalışan insanların posterlerini gördük. Ayrıca, az önce bahsettiğiniz gibi, boşluk kuantum elektrodinamiği (QED), şu anda süper iletken kuantum hesaplamanın yoğun yatırım yapılan bir alanı olan devre QED’sine dönüştü. Bence bunlar kuantum hesaplama sistemlerindeki potansiyelin iki örneği. Bu iki sistem hakkında yorum yapabilir misiniz?
Haroche: Süper iletken kuantum bitleri ve Rydberg atom sistemlerinin hala rekabet halinde olduğuna katılıyorum. Hangisinin daha iyi olacağı ise açık bir soru olarak kalıyor. Bana bu soruyu 15 yıl önce sorsaydınız, devre kuantum elektrodinamiğinin bu kadar verimli olacağına inanmazdım. Ve 5 yıl önce sorsaydınız, devre kuantum elektrodinamiğinin Rydberg atom sistemlerinden çok daha iyi olduğunu söylerdim. Şimdi bu Rydberg sistemlerinin tekrar rekabetçi hale gelebileceğini düşünüyorum. Kuantum bilimi çok hızlı gelişiyor ve bu da araştırmanın güzelliğini ve heyecanını oluşturuyor. İlgili alanlardaki bilim insanları, umarım dostane bir şekilde, rekabet ediyorlar.
Lu: Tıpkı senin ve David Wineland gibi.
Haroche: Evet , Dave ile aramdaki dostane rekabet bunun iyi bir örneği. İdeal durum, bilim insanlarının birbirlerine saygı duyduğu ve yaptıkları işin güzelliğini karşılıklı olarak takdir ettiği zaman iyi araştırmaların gerçekleştirildiği durumdur. Bu bağlamda, boşluklu kuantum elektrodinamiği alanında öncü isimlerden biri olan ve Almanya’da çalışan Herbert Walther’i belirtmek isterim. Ne yazık ki, yaklaşık yirmi yıl önce vefat etti.
Lu: Son derece saygın bir bilim insanı.
Haroche: Araştırma alanımda bir öncüydü. Bizim boşluklu kuantum elektrodinamiği çalışmalarımız için geliştirdiğimiz düzeneğe çok benzer bir deneysel düzenekle Rydberg atom mikromaserini icat etti. Farklı bir bakış açısıyla çalıştı, ancak aynı tür teknolojiyi içeriyordu. Walther çok yaratıcı ve hayal gücü yüksek bir fizikçiydi. Ayrıca Garching’deki Max Planck Kuantum Optik Enstitüsü’nde çok güçlü ve çok etkili bir bilimsel direktördü.
Alanın gelecekte nasıl gelişeceğini bilmiyorum. Tek bir kuantum sistemi kullanarak klasik cihazlarla elde edilebilecek olandan daha hassas ölçümler yapmayı sağlayan kuantum metrolojisinin ilerlemesinden çok heyecan duyuyorum. Grubumuzda bazı kuantum metroloji çalışmaları yaptık. Klasik hassasiyeti aşmak için durum süperpozisyonundan yararlanarak küçük elektrik ve manyetik alanları tespit etmek için Rydberg atomlarını kullandık. Ancak kuantum metroloji alanında en çarpıcı ilerleme, şu anda hassasiyeti olan optik atom saatlerinin gerçekleştirilmesiyle elde edildi.Zaman ölçümündeki bu hassasiyet muhteşem ve kesinlikle temel bilimlerde ve geliştirilmiş bir GPS gibi pratik cihazların yapımında uygulamaları olacaktır.
Atomik gravimetreler ve atomik jiroskoplar da dahil olmak üzere atomik interferometrinin ilerlemesi de dikkate değerdir. Ancak bu bilim alanında herkesin en çok konuştuğu alan, gelecekte çok uzak bir ihtimal olan, hatta bir gün gerçekleşip gerçekleşmeyeceği bile belirsiz olan kuantum bilgisayar arayışıdır.
Lu: Evet , kuantum metrolojisinin yakın vadede daha heyecan verici sonuçlar doğuracağı konusunda sizinle aynı fikirdeyim. Hem kuantum metroloji hem de kuantum hesaplama alanlarında öncü olduğunuz için, önümüzdeki 5 ve 10 yıl içinde bu iki alanda herhangi bir atılım öngörüyor musunuz?
Haroche: Yoğun madde sistemlerini farklı bir ölçekte taklit eden kuantum yapılarını inceleyen alan olan kuantum simülasyonunda atılımlar olacağını güvenle tahmin edebilirim. Bilim insanları artık atomları yakalamada veya yapay atomları bir, iki veya üç boyutlu konfigürasyonlarda düzenlemede ve bunların birbirleriyle istedikleri gibi etkileşim kurmalarını sağlamada çok başarılı oldular. Bu, olgunluğa ulaşan bir alan. Dünyada, Amerika Birleşik Devletleri’nde, Avrupa’da ve Çin’de bu alanda rekabet eden birçok grup var. Bu deneyler ya gerçek atomlarla ya da süper iletken kuantum bitleriyle yapılıyor. Şu ana kadar temel bilim olarak kalıyor ve pazarlanabilir cihazlara yol açacak ne tür pratik uygulamalara yol açacağını bilmiyorum. Kuantum simülasyonu yapan araştırmacılar tarafından kullanılabilecek nötr atomların optik cımbız kafeslerini satan birkaç yeni girişim şirketi zaten var. Bu sistemler henüz kuantum dekoheransından kaçınamadıkları için kuantum bilgisayar değiller.
Lu: Katılıyorum . Bence kuantum bilgisayarlar lazerler gibi olacak. İlk başta fizikçiler, kimyacılar ve benzerleri için laboratuvar aracı olarak kullanılacaklar. Sonra, belki 10 veya 20 yıl sonra, benzer bir tarih izleyebilirler. Lazerlerin ilk 20 yılında, insanların endüstride geliştirilenler gibi gerçek dünya uygulamaları beklemediğini düşünüyorum. Bu arada, bir kuantum bilgisayara sahip olma olasılığı birçok umut doğuruyor. Bazen bu bir kuantum çılgınlığına dönüşüyor. Bu konuda ne düşünüyorsunuz?
Haroche: Evet , kuantum bilgisayar araştırmalarında çok fazla abartı var. Şimdilik, yalnızca birkaç kübit içeren ve klasik bir bilgisayar tarafından kolayca gerçekleştirilebilen hesaplamaları başaran oyuncak sistemler hayata geçirildi. Medya elli hatta yüz kübitlik bir kuantum bilgisayardan bahsederken, bu kübitlerin dekoheransa karşı korunmadığından, kuantum algoritmalarını gerçekleştirmek için gereken kuantum hata düzeltmelerinin bu sistemlerde verimli bir şekilde uygulanmasının çok uzak olduğundan bahsetmiyorlar. Kuantum hata düzeltmeleri, dekoherans süreçlerini teşhis eden ölçümlerin ardından düzeltmelerin yapılacağı, birbirine dolanmış fiziksel kübitlerden oluşan büyük bir toplulukta mantıksal bir kübiti kodlamayı gerektirir. Kullanışlı bir evrensel kuantum bilgisayar yapmak için, her biri binlerce birbirine dolanmış fiziksel kübitten oluşan binlerce mantıksal kübite ihtiyaç duyulacaktır. Aslında, bunu ölçeklenebilir ve gerçekçi bir şekilde nasıl başaracağımızı kimse bilmiyor.
Yani, kuantum bilgisayar konusunda çok fazla abartı olduğunu ve bunun birçok tehlikeyi beraberinde getirdiğini kabul ediyorum. Yıllar boyunca gerçekleşmeyecek şeyleri vaat etmeye devam ederseniz, politika yapıcılar ve fon sağlayan kurumlar sabırlarını kaybedecek ve bu araştırmanın finansmanında güçlü bir azalmayla sonuçlanabilecek bir tepki oluşabilir. Ayrıca, politikacıların böyle bir makineyi inşa edebilecek ilk ülkeye stratejik bir avantaj verileceğine inanmalarını sağlamak da verimsizdir. Sonuç olarak, bu araştırma hükümet yetkilileri tarafından gizli hale getiriliyor. Bu alanda çalışan öğrenciler, doktora sonrası araştırmacılar veya kıdemli bilim insanları Çin’den Avrupa’ya seyahat etmek istediklerinde, politikacılar bu araştırma hakkındaki bilgilerin paylaşılmaması gerektiğine inandıkları için genellikle vize alamıyorlar. Bu aptalca, ancak üzülerek söylüyorum ki, bu durum kısmen kendi yaptıkları işi abartan bilim insanlarının kendilerinden kaynaklanıyor. Bilimden anlamayan politikacılarla konuştuğunuzda, onlara abartılı bir şey söylerseniz, bunu doğruymuş gibi kabul ederler ve bunun sonucunda, henüz temel bilim dalı olan bir alanda bilgi alışverişinin özgürlüğüne bu tür saçma kısıtlamalar getirilir.
Söylemek istediğim şu ki, kuantum bilgisayar, rekabete karşı koruma altına alınması gereken bir Manhattan Projesi aşamasında değil. Açık bir alan olmalı; burada ancak rekabetten ve bilgi ve veri paylaşımından kazanç sağlanabilir. Bunu ancak, kuantum bilgisayarın insanlığın bugün karşı karşıya olduğu tüm sorunların çözümü olacağı yanılgısını yaratarak abartmadan başarabilirsiniz.
Lu: David Wineland, 1998 civarında iki iyonlu kuantum bilgisayarlar hakkında makaleler yayınlamıştı. “Kuantum bilgisayar” kelimesini teknik bir terim olarak kullanmıştı. Bu araştırma alanını genel halka anlatırken, birçok yeni girişim şirketinin gelişmesiyle birlikte, daha dikkatli olmak gerekiyor.
Haroche: Evet , bence “kuantum bilgisayar” kelimesi, kuantum bilgi biliminin alanını daha genel olarak tanımlamak için bir tür metafor olarak ele alınmalıdır. Bunu bu şekilde ele alıp anlamalısınız. Eğer kelime anlamıyla alıp bu araştırma alanının temel amacının bu cihazı inşa etmek olduğunu düşünürseniz, sorunlu hale gelir. Aslında, yirmi altı yıl önce Jean-Michel Raimond ile birlikte Physics Today için “Kuantum Hesaplama: Bir Rüya mı Yoksa Bir Kabus mu?” başlıklı bir görüş yazısı yayınladık. Kuantum bilgisayarın teorisyenler için bir rüya, deneyciler için ise bir kabus olduğunu yazdık. Bugün de durum hala böyle. Böyle bir makineyi nasıl ölçeklendireceğimizi ve böyle bir bilgisayarı gerçeğe dönüştürecek derecede kuantum hata düzeltmesi nasıl elde edeceğimizi bilmiyoruz. David Wineland dahil bazı meslektaşlarım bu konuda benden daha iyimser, ama bu sorun değil. Bilimsel konularda dostane bir şekilde fikir ayrılığına düşebilmeliyiz.
Lu: Son iki sorum var ve ilki biraz bilim kurgu gibi. Eğer 20 yaşında olsaydınız ve doktora eğitiminize yeni başlayacak olsaydınız ve şimdiye kadar olan her şeyi hatırlasaydınız, kendinize ne tür tavsiyelerde bulunurdunuz?
Haroche: Araştırma alanına girmek isteyen genç öğrencilere verebileceğim tavsiye, bu alana tutku duymaları gerektiğidir. Gelecekte önemli keşiflerin yapılabileceğini düşündüğünüz bir alanı belirlemeli ve kendinize bu maceranın bir parçası olmak istediğinizi söylemelisiniz. Belirli bir hedefle bilime yöneldiğinizde, sizi yeni yönlere götürebilecek birçok beklenmedik şey olabilir, ancak öncelikle merakla motive olmalı ve çok zorlu bir kariyere başlamak için iyi bir neden bulmalısınız.
Eğer bugün hayatım boyunca edindiğim tüm bilgilerle yola çıksaydım, örneğin Dünya’dakinden farklı yaşam biçimlerini destekleyebilecek ötegezegen arayışına ilgi duyardım. Bu, evrendeki yerimiz sorusunu gündeme getiren fantastik bir arayış. Temel bilimdir ve aynı zamanda birçok teknolojik ilerlemeyi içerir. Bu konuyu düşünmemin nedenlerinden biri, aşina olduğum kuantum optiği alanına özgü bazı teknolojileri gerektirmesidir. Örneğin, ötegezegenlerin analizi, bu gezegenlerin yörüngesinde bulunduğu yıldızlardan gelen ışığın ultra hassas Doppler spektroskopisini yapmak için lazerleri stabilize etmek üzere frekans tarakları geliştirmeyi gerektirir. Ayrıca, grubumun kuantum simülasyon deneylerinde kullandığı optik cımbız dizilerini hazırlamak için kullanılan tekniğe benzer adaptif optik uygulamak da faydalıdır. Ötegezegen arayışı için kimya, biyoloji ve spektroskopi alanlarında da çok fazla bilgiye ihtiyaç duyulmaktadır. Bu, disiplinlerarası bir araştırma alanıdır. Bu, asla yalnız çalışmayacağınız, araştırma tutkunuzu ve coşkunuzu paylaşan insanlarla ekipler halinde çalışmanız gerekeceği anlamına gelir ki bu, bir bilim insanı için büyük bir avantajdır. Bu araştırmanın kişisel olarak sevdiğim bir diğer yönü ise, baştan tamamen işe yaramaz olmasıdır. Bu gezegenleri asla ziyaret edemeyeceğimizi biliyoruz, yine de merakımız bizi bu erişilemez dünyalar hakkında bilgi edinmeye zorluyor.
Lu: Bunu beğendim. Çin’de eski bir atasözü vardır: “İşe yaramaz olanın faydası en büyüktür.” Bu, en işe yaramaz gibi görünen şeyin uzak gelecekte en faydalı şey olabileceği anlamına gelir.
Haroche: Bu noktada, Princeton İleri Araştırmalar Enstitüsü’nün kurucusu Abraham Flexner’in 1930’larda yazdığı ünlü bir makaleden bahsetmeliyim. Makalenin başlığı “Yararsız Bilginin Faydası”dır. Flexner, tüm bilim insanları için apaçık olan bir fikri ortaya koymuştur: Günlük hayatımızda kullandığımız tüm pratik araçlar, başlangıçta sadece merakla motive edilen, keşfedenlerin zihninde belirli bir uygulama amacı olmayan temel bilim keşiflerinden kaynaklanmaktadır. Lazer, manyetik rezonans görüntüleme, atom saatleri ve GPS bunun iyi örnekleridir. Bu icatlar çoğu zaman beklenmedik bir şekilde ortaya çıkmış ve onları ortaya çıkaran temel olayları keşfeden bilim insanları için büyük sürprizler olmuştur. Ötegezegen arayışı, asla oraya gidemeyeceğimiz için önceden yararsız olsa bile, dolaylı olarak faydalı olabilir çünkü bazı pratik hedeflere ulaşmak için kullanışlı olabilecek araçlar geliştirmemize yol açacaktır.
Az önce gözlem ve deneyleri içeren bir bilimsel alanı ele aldım. Bu, en çok aşina olduğum fizik türüdür. Güçlü bir matematiksel zekaya sahip genç bilim insanlarına, elbette, kuantum yerçekimi teorisinin keşfi gibi kutsal kaseyi de belirtmeliyim. Bu, şimdiye kadar en parlak teorisyenlerin bile çözemediği açık bir problemdir. Bu iddialı hedefi takip etmek isteyen herhangi bir genç bilim insanına, örneğin yoğun madde fiziği veya kuantum bilgi bilimi gibi fizikteki diğer açık problemlere de açık kalmalarını tavsiye ederim. Bu problemler daha az zorlayıcı, ele alınması daha kolay olabilir ve ilginç keşiflere yol açabilir. Ayrıca bize kutsal kaseye ulaşmak için bazı ipuçları da verebilirler.
Lu: Bu , fiziğin büyük bir birleşimi.
Haroche: Evet , bu büyük birleşme. Bu hedefe ulaşmak için teorisyenlerin deneycilerle ve gözlemle yakın temas halinde kalmaları gerekiyor. Kara deliklerin fiziği hakkında bize çok fazla bilgi veren yerçekimi dalgalarının tespiti, beni sevdiğim türden fiziğe geri götürüyor; bu fizik, giderek daha hassas ve duyarlı aletler gerektiren gözlemlere dayanıyor. Yerçekimi dalgalarının geçişiyle oluşan uzay-zaman eğriliğindeki bozulmalara duyarlı hale gelebilecek yeni nesil optik saatleri düşünebiliriz. Optik atom saatlerinin öncülerinden Jun Ye gibi kişilerin, cihazlarının bu olası uygulamasıyla ilgilendiklerini biliyorum.
Lu: Evet , bunların hepsi büyüleyici konular. Evrende bizden bağımsız zekâ arayışından bahsetmişken, Çin seyahatinizi uzatmanızı rica ediyorum. Guizhou’yu ziyaret etmelisiniz. Bilim insanları, kısaltması FAST (Beş Yüz Metre Açıklıklı Küresel Radyo Teleskobu) olan, dünyanın en büyük radyo frekans alıcısını inşa ettiler. Oldukça ilginç deneyler yapıyorlar. Ayrıca, çevresinde birçok yüksek dağ ve benzeri çok güzel bir manzara var.
Haroche: Bundan bahsetmişken, optik teleskopları birbirine bağlayarak, kuantum teknolojisini kullanan bağlantılarla devasa teleskoplar inşa etme projeleri var. Profesör Jianwei Pan, cihazları birbirine kilitlemek ve farklı konumlardan tutarlı bir şekilde bilgi çıkarmak için kuantum özelliklerinden yararlanmaya çalışıyor. Bu da çok heyecan verici bir şey. Ancak evrenin bizden çok uzak bölgeleri hakkında çok fazla bilgi toplasak bile, gezegenimizde kalmak zorundayız. İklim değişikliği ve çevreye ve biyoçeşitliliğe yönelik tehditler de dahil olmak üzere, meydana gelen çok kötü şeylere karşı Dünya’yı korumalıyız. Bu alanlarda çalışmak, yeni nesil bilim insanlarının da hedefleri arasında olmalıdır.
Lu: Şimdi son soruya geçelim. Araştırmanın yanı sıra, bilim eğitimine de büyük bir tutkunuz var. Bahsettiğiniz gibi, birkaç bilimsel kitap yazdınız. Bunları dinleyicilere tanıtabilir misiniz? Aramızda çok sayıda genç öğrenci ve potansiyel okuyucu var.
Haroche: İki ana kitap yazdım. İlki, Jean-Michel Raimond ile birlikte yazdığım “Kuantumu Keşfetmek” adlı kitap, fizik alanındaki yüksek lisans öğrencilerine yöneliktir. Bu kitap, boşluklarda fotonlarla etkileşime giren atomların fiziğini anlatır ve durum süperpozisyonları, kuantum dolanıklığı, kuantum tahribatsız ölçümler gibi temel kavramları örneklerle açıklar.
Son zamanlarda, Çinceye yeni çevrilmiş olan La lumière révélée (İngilizce: Işığın Bilimi ) adlı daha popüler bir kitap yazdım ( Şekil 1 ). İnsanlığın yüzyıllar boyunca ışık hakkındaki bilgisini nasıl edindiğini anlatarak, genel olarak bilimin ilerlemesine duyduğum hayranlığı ifade ediyorum. Bilimsel yöntem, 17. yüzyılda uzay ve zamanın nicel ölçümleriyle başladı ve ışığın hızının ilk değerlendirilmesine olanak sağladı. Kitabıma o andan başlayarak, Galileo’dan modern bilime kadar fikirlerin çizgisini takip etmeye çalıştım. Işığın tarihiyle örneklendirilen, gözlem, deneyler ve bunları açıklayan teoriler arasında sürekli bir etkileşim içeren ve yeni tahminler yapan bilimsel bilginin sürekli ilerlemesine hayranım. Bu hikayeyi anlatmak bana, sadece fizikçiler değil, aynı zamanda matematikçiler, kaşifler ve filozoflar da dahil olmak üzere, ışık hakkındaki bilgimizi giderek artırmaya katkıda bulunan bilim insanlarının ve akademisyenlerin yaşamları üzerine düşünme fırsatı da verdi.
Bu kitapta ayrıca temel ve uygulamalı bilim arasında kalıcı ve verimli bir etkileşim olduğunu da göstermek istedim. Işıkla ilgili temel keşifler, yeni aletlerin, teleskopların, spektrometrelerin, interferometrelerin, lazerlerin, atom saatlerinin vb. icadına yol açmıştır. Tersine, hassasiyetleri sürekli olarak gelişen bu aletler, bilim insanlarının daha hassas gözlemler yapmalarına ve bilimi yeni yönlere götüren yeni olguları keşfetmelerine olanak sağlamıştır; bu da özel ve genel görelilik teorisi, kuantum fiziği ve kozmolojideki büyüleyici keşiflerle sonuçlanmıştır. Şu anda hala bu süreçteyiz. Örneğin, bir gün genel görelilik teorisini kuantum fiziğiyle uzlaştırmanın bir yolunu keşfedersek, bu, doğa hakkında yeni şeyler ortaya koyan daha hassas deneyler veya gözlemlerden kaynaklanacaktır. Bu, daha güçlü hızlandırıcılar veya daha hassas atom saatleri veya atom interferometreleri gibi yeni aletleri içerecektir. Bu kitabı yazarak, genel bir kitleyi modern bilimin büyük macerasının farkına vardırmak istedim. Kitabı daha kişisel kılmak için, fizik eğitimimin ilk günlerinden araştırma grubumla yaptığım deneylere kadar bir bilim insanı olarak kendi hayatımdan da bahsettim. Bilimin, farklı geçmişlerden gelen insanların katkıda bulunduğu bir macera olduğu fikrini aktarmaya çalıştım. Bilim insanları, aynı gerçeğe olan tutkuyu paylaşan aynı topluluğun parçasıdır. Bu kitapta ifade etmek istediğim araştırmanın güzelliği de budur.
Paris grubumuzdaki Çinli öğrencilerden Dr. Haiteng Wu, Çince çeviriyi gözden geçirme ve Çinli okuyucular için bir önsöz yazma nezaketinde bulundu. Çince kopyayı aldığımda, kitabın Avrupa dillerindeki versiyonlarından çok daha ince olduğunu görünce şaşırdım. Çince karakterler, Latin alfabesine göre her bir işarette daha fazla bilgi taşıyor!
Lu: Tamam , yoğun programınızdan değerli zaman ayırıp röportajımızı kabul ettiğiniz için tekrar çok teşekkür ederim. Sizinle yaptığım görüşmeden gerçekten keyif aldım.
Haroche: Çok memnun oldum. Çok yerinde ve düşündürücü sorular sorduğunuz için teşekkür ederim.
Biyografi
Chao-Yang Lu, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde (USTC) Fizik Bölümü Başkanı Profesörüdür. Lisans ve doktora derecelerini 2011 yılında USTC ve Cambridge Üniversitesi’nde tamamlamıştır. 2022 yılından bu yana Şanghay Kuantum Bilimleri Merkezi Müdür Yardımcılığı ve Hefei Ulusal Laboratuvarı Kuantum Hesaplama Bölümü Yürütücü Direktörlüğü görevlerini yürütmektedir. Güncel araştırma alanları arasında kuantum hesaplama, katı hal kuantum fotoniği, çok parçacıklı dolanıklık, kuantum ışınlanması, süper iletken devreler ve atomik diziler yer almaktadır. Başlıca araştırma dergilerinde yayınlanmış ve 28.000’den fazla atıf almış 140’tan fazla makalenin yazarıdır. Çalışmaları, 2015 yılında Physics World tarafından “Yılın Çığır Açan Buluşu”, 2021 ve 2022 yıllarında APS Physics tarafından “Yılın Öne Çıkan On Gelişmesi”nden biri ve 2021 yılında UNESCO tarafından “Dünyanın En İyi 10 Dijital İnovasyon Teknolojisi”nden biri olarak seçilmiştir. Kendisi OSA/Optica Üyesi olup, EPS Fresnel Ödülü, AAAS Newcomb Cleveland Ödülü, Nishina Asya Ödülü, IUPAP-ICO Optik Genç Bilim İnsanı Ödülü, OSA Adolph Lomb Madalyası, APS Rolf Landauer ve Charles H. Bennett Kuantum Hesaplama Ödülü, CLEO James P. Gordon Anma Konuşmacılığı ve OCPA Asya Başarı Ödülü’nün sahibidir.
Kaynak Göstermek İçin
- Chao-Yang Lu “Light touch in quantum: an interview with Prof. Serge Haroche,” Advanced Photonics 6(1), 010503 (28 February 2024). https://doi.org/10.1117/1.AP.6.1.010503
