Oxford Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, kuantum dünyasında zamanı ölçmenin gerçek “termodinamik maliyetini” ortaya çıkaran çığır açıcı bir çalışmaya imza attı. Physical Review Letters‘da 14 Kasım’da yayımlanan bulgulara göre, kuantum bir saati sadece “okumak” bile, o saati çalıştırmaktan çok daha fazla enerji gerektiriyor. Daha da ilginci, bu ölçüm işlemi, zamanın neden hep ileriye doğru aktığını açıklayan “geri döndürülemezliği” (irreversibility) tetikliyor.
Bir Milyar Kat Daha Fazla Enerji Araştırmacılar, iki nano ölçekli bölge arasında (çift kuantum noktası) zıplayan tekil elektronları kullanan mikroskobik bir saat inşa ettiler. Her bir elektron zıplaması, saatin bir “tik” sesi gibi işledi. Ekip, bu tikleri ölçmek için iki farklı yöntem kullandı: biri çok küçük elektrik akımlarını, diğeri ise radyo dalgalarını ölçüyordu.
Sonuçlar şok ediciydi: Saatin ürettiği sinyalleri ölçülebilir veriye dönüştürmek (yani saati okumak), saatin kendi mekanizmasının harcadığı enerjiden bir milyar kat daha fazla enerji tüketiyordu.
Zamanın Yönünü Belirleyen Şey: Gözlem Klasik saatler (sarkaçlar veya atomik osilatörler), zamanı takip etmek için geri döndürülemez süreçlere dayanır. Kuantum seviyesinde ise bu süreçler belirsizleşir. Ancak bu yeni çalışma, “gözlem” veya “ölçüm” eyleminin kendisinin sisteme büyük bir entropi (enerji kaybı/düzensizlik) yüklediğini gösteriyor.
Çalışmanın baş yazarı Profesör Natalia Ares, durumu şöyle özetliyor: “Kuantum saatlerin çok düşük enerjiyle çalışacağını düşünüyorduk, ancak büyük bir sürprizle karşılaştık. Asıl maliyet saatte değil, onu okuyan gözlemcide.”
Ekip üyesi Florian Meier ise bulguların felsefi boyutuna dikkat çekiyor: “Bu, sadece saatlerle ilgili değil. Zamanın neden tek bir yöne aktığını anlamakla ilgili. Zamanın ileriye doğru akışını sağlayan şeyin sadece ‘tik tak’lar değil, ‘ölçüm yapma eylemi’ olduğunu görmek, enerji fiziği ile bilgi bilimi arasında güçlü bir bağ kuruyor.”
Kaynak: University of Oxford. “This tiny quantum clock packs a billion-fold energy mystery.” ScienceDaily, 17 Kasım 2025.
Orijinal Makale: Vivek Wadhia et al. Entropic Costs of Extracting Classical Ticks from a Quantum Clock. Physical Review Letters, 2025.
