Son yazılarıma bakınca avokado, patlıcan (bakınız sayfanın aşağısında), botoks derken sizleri çok gevşettiğimi hissettim. Lütfen özümüze dönelim sayın bilim sevenler. Öz derken en öze gidelim. Evrenin en temel kanununa: evrende ışıktan daha hızlısı yoktur. Ama o da ne? Technion Üniversitesi'nden bilim insanları ışık hızından daha hızlı giden bir şey keşfetti: Karanlık. Vallahi şaka yapmıyorum. Yani düşünürseniz ışık hızında giden bir ışık oraya vardığında karanlık oradaydı demek ki ışıktan daha hızlı gitmiş olmalı değil mi? Kafa sallamayın, kelime oyunu yapıyorum. Aşırı zor bir yazı olacak. Einstein'ın tahtı sallantıda olabilir mi? Beyinlerinizi yakmak için en azından sıcakların geride kalmasını bekledim.
Karanlık nedir ile başlayalım. Karanlık bir nesne değildir, ağırlığı, kütlesi ya da enerjisi yoktur. Işığın eksik olduğu yerdir sadece. Bu tanımla önce Einstein'ın ruhunu rahatlatalım. Evrenin en temel kanununun dokunulmazlığına zeval getirmeyelim. Einstein, "Evrende ışıktan daha hızlısı yoktur" derken yasakladığı şey maddenin, enerjinin, bilginin ışıktan hızlı gitmesiydi; gölgenin, boşluğun, yokluğun değil. Bir karanlık çok hızlı hareket ettiğinde aslında uzayda giden bir şey yoktur, sadece ışık yeni bir yerde bloke edilmiştir. Kolayca anlaşılması için hemen bir deney yapalım.
Çok güçlü bir el feneriniz olduğunu ve bu feneri 1 kilometre uzaklıktaki devasa bir duvara doğru tuttuğunuzu hayal edin.
Tebrikler, az önce Einstein'ı hiç kızdırmadan ışıktan hızlı bir şey ürettiniz. Özetle; ışık fenerden duvara doğru ileri doğru seyahat etmek zorundadır. Ama gölge, ışığın çarptığı yüzey üzerinde yanlamasına ışık hızından daha hızlı kayabilir, çünkü gölge bir madde değil, sadece ışığın ulaşamadığı yerlerin sırayla değişmesidir. Koskoca Technion araştırmacıları bunu bulmuş değil elbet; onlar biraz daha zorunu buldu. Duvardaki gölgeden farkı şu: bu karanlık dışarıda bir yüzeyde değil, ışığın kendi dalgalarının içinde yolculuk ediyor yani karanlık, ışık dalgasının kendisi hareket ederken, dalganın tam üstünde taşınan, dalgayla birlikte seyahat eden bir ‘sıfır nokta’.
Bunu anlamak için girdap benzetmesi kullanalım. Girdabın etrafında su çılgınca döner, ama sanki tam merkezinde su hiç yokmuş gibi bomboş, kuru bir nokta varmış hissi verir. İşte ışık dalgaları da böyle girdaplar oluşturduğunda, o dalganın tam merkezinde sıfır enerjili, mutlak bir karanlık nokta oluşur. Işık, doğası gereği, kendi içinde minik karanlık noktalar barındırır. Bu atomik boyutta karanlık noktaları yakalamak ve hızını ölçmek inanılmaz hassas bir teknoloji gerektiriyordu, hem de 50 yıldır. Fikri ilk öne süren John Nye ile Michael Berry, daha 1970'lerde "Bu karanlık noktalar ışıktan hızlı gidebilir" demişti, ama kimse ispatlayamadı. Sebep basit: bir şeyin ışıktan hızlı gittiğini ölçmek için önce o şeyi fotoğraflayacak kadar hızlı bir kameranız olması lazım. Technion ekibi bu işi, ışık dalgasını laboratuvarda değiştirilmiş bir ultra-hızlı elektron mikroskobuyla, 20 nanometre uzaysal ve 3 femtosaniye zamansal çözünürlükle izleyerek başardı. 3 femtosaniye ne kadar kısa, merak ediyorsanız söyleyeyim: bu cümleyi okuma süreniz onun yanında bir çağ sayılır. 20 nanometre ne kadar biliyorsunuz farz ediyorum: bir saç teli 100.000 nanometre kalınlığında ama ışığı bu kadar hassas incelemek için önce onu bir şekilde yavaşlatmaları gerekiyordu. Çünkü boşluktaki ışık saniyede 300.000 kilometre gidiyor, hiçbir kamera ne kadar hızlı olursa olsun onu bu hızda takip edip içindeki minik karanlık noktaları göremez. Tıpkı otoyolda 300 kilometre hızla giden bir arabanın lastiğindeki bir çiziği fotoğraflamaya çalışmak gibi. Arabayı önce yavaşlatmanız lazım. Bunun için araştırmacılar ışığı tek bir atom katmanı kalınlığındaki (yani iki boyutlu) bir malzemenin içine soktular. Işık bu ince tabakanın içine girdiğinde artık saf ışık olarak değil, maddenin elektronlarıyla kol kola girmiş, melez bir dalga olarak ilerliyor. Bu sayede dalga, boşluktaki ışığın yaklaşık yüzde biri kadar bir hıza düşüyor. Böylece Technion ekibi ışık dalgasının içindeki karanlık noktalarının yer değiştirme hızının, ışık dalgasının kendi hızını aştığını doğrudan gözlemledi.
Bu buluş neden mi önemli çünkü ışığın içindeki bu ultra hızlı karanlık noktaları kontrol etmeyi öğrendiğimizde, bunu atomları inceleyen gelişmiş mikroskoplarda veya ışıkla çalışan kuantum bilgisayarlarda çok daha hızlı veri aktarmak için bir işaretçi olarak kullanabileceğiz. Yani karanlığı kovalayarak, aslında daha net görmeyi ve daha çok bilgi taşımayı başaracağız.
