Fizikçi Işık Etkileşimiyle Kütleçekim Dalgalarını Aktif Olarak Manipüle Etme Deneyi Önerdi

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) bünyesinde görev yapan teorik fizikçi Profesör Ralf Schützhold, kütleçekim dalgalarının yoğunluğunu ışık dalgaları ile etkileşim yoluyla aktif olarak kontrol etme potansiyelini araştıran yenilikçi bir deney düzeneği önerisi sundu. Bu yaklaşım, kütleçekiminin ışık da dahil olmak üzere tüm enerji biçimlerini etkilediği ilkesine dayanmaktadır; bu ilke, Albert Einstein'ın 1915'te öngördüğü Genel Görelilik Teorisi'nin temelini oluşturur ve LIGO tarafından gerçekleştirilen kütleçekimsel radyasyonun deneysel tespitiyle de desteklenmektedir.

Schützhold'un önerisinin merkezinde, kütleçekim dalgasıyla etkileşime giren bir ışık dalgası arasında, varsayımsal gravitonlara benzetilebilecek çok küçük enerji paketlerinin transferi yer almaktadır. Bu enerji alışverişi, geçen kütleçekim dalgasının genliğinde ihmal edilebilir bir artışa neden olurken, ışık dalgasının frekansında da son derece küçük bir kaymaya yol açacaktır. Bu hassas etkileşim, 2025 yılında Physical Review Letters dergisinde yayımlanan bir makalede detaylandırılmıştır. Bu tür bir enerji transferi, kütleçekiminin kuantum doğasını araştırmada önemli bir adım teşkil edebilir; zira kütleçekimsel dalgalar uzay-zaman dokusundaki bükülmeler olarak kabul edilir ve ışık hızında yayılır.

Bu minik frekans kaymalarını ölçebilmek adına önerilen deneysel kurulum, muazzam bir teknik çaba ve geniş ölçekli boyutlar gerektirmektedir. Deneyde kullanılacak lazer darbelerinin, yaklaşık bir milyon kilometreye ulaşan optik bir yol uzunluğu elde etmek amacıyla, bir kilometre uzunluğundaki bir düzenek içinde aynalar arasında bir milyon defaya kadar yansıtılması gerekmektedir. Elde edilecek frekans kaymalarının, titizlikle tasarlanmış bir interferometre kullanılarak tespit edilmesi hedeflenmektedir. Bu tür bir düzenek, Caltech ve MIT tarafından işletilen ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen LIGO gibi mevcut kütleçekim dalgası dedektörlerinin çalışma prensiplerine benzerlikler taşımaktadır.

Profesör Schützhold, bu hassas ölçümün gerçekleştirilme ihtimalini artırmak amacıyla, interferometrenin duyarlılığını artırmak için dolaşık (entangled) fotonların kullanılmasını önermektedir. Bu gelişmiş teknik, araştırmacıların kütleçekim alanının kuantum durumunu doğrudan çıkarabilmelerine olanak tanıyabilir. Deneyin başarısı, doğrudan gravitonun kanıtı olmasa da, graviton tabanlı mevcut teorinin varlığını güçlü bir şekilde işaret edecektir; nitekim, başarısızlık mevcut graviton temelli teoriyi çürütebilir. HZDR'de Teorik Fizik Enstitüsü Direktörü olarak 2025 itibarıyla teyit edilen Schützhold'un bu önerisi, kütleçekiminin kuantum mekaniği ile birleştirilmesi yolunda teorik bir çerçeve sunmaktadır.