Kvant saatları ətraf mühitə təsiri idarə etməyə imkan verəcək

Amerikalı Devid Uaylendin bu kəşfi 2012-ci ildə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür

Ötən əsrin əvvəllərində təbiət qanunlarını kəşf edən Albert Eynşteyn, Nils Bor, Maks Plank, Ernest Rezervord kimi dahilər müasir fizikanın bir sıra fundamental əsaslarını təşkil edən elmi kəşflərə imza atmışlar. Bu alimlərin elmi uğurları fizika elminin gələcək inkişafını müəyyən edərək bir sıra yeni elm sahələrinin yaranmasına yol açmışdır. Dahilərin üzərində işlədikləri və uzunsürən mübahisələr apardıqları bir sıra problemli məsələlər isə tam bir əsrdən sonra həllini tapmışdır. Amerikalı fizik Devid Uaylend və onun fransalı həmkarı Serj Aroş öz sələflərinin təbiət və materiya barədə baxışlarını xeyli dərəcədə zənginləşdirməklə parlaq elmi kəşfə imza atmışlar. Hazırda ABŞ-ın Kolorado ştatında yerləşən Boulder Fiziki Tədqiqatlar Mərkəzinin professoru olan müasirimiz Devid Uaylendin elmi kəşfi və onun elmi karyerası titanik əməyin və istedadın bariz nümunəsidir. O, 1990-cı ildə Devisson-Cermer, Meggers, 1996-cı ildə lazer fizikası üzrə Eynşteyn, 1998-ci ildə Rabi, 2001-ci ildə Artur Şavlou, 2008-ci ildə Gerbert Valter mükafatlarına layiq görülmüşdür. 2007-ci ildə Amerikanın elmi medalı, 2010-cu ildə Bencamin Franklin medalı, 2012-ci ildə isə Nobel medalı almışdır.

Uşaqlıq və tələbəlik illəri

Devid Uaylend 1944-cü il fevralın 24-də Amerikanın Viskonsin ştatının paytaxtı Miluoki şəhərində anadan olmuşdur. 3 yaşı tamam olanda ailə Sakramento şəhərinə köçmüşdür. Devid Sakramento ştatında yerləşən Ensin şəhərindəki 61 nömrəli orta məktəbi 1961-ci ildə başa vurmuşdur. O, müsahibələrinin birində təhsil aldığı orta məktəbin heç də ən yaxşı şagirdlərindən olmadığını demişdi. Lakin bu məktəbdə o, ilk dəfə fizikanın əsaslarını öyrənmişdir. Devid yuxarı siniflərdə artıq fiziki biliklərinə görə yaşıdlarından seçilə bilmişdir.

Orta məktəbi başa vurduqdan sonra Devid Kaliforniya Berkli Universitetinin kollecində elmi karyerasını davam etdirmişdir. Kollecdə əsasən riyaziyyata diqqət yetirilirdi. Lakin Devid tezliklə fizika sahəsinə bağlanmışdı. "Mən onu demək istəyirəm ki, orta məktəb illəri məni elmə daha çox maraqlandırmışdı",- deyən Devid ilk elmi biliklərin əldə olunmasında orta məktəb müəllimlərinin əməyini yüksək qiymətləndirmişdi. O, 1965-ci ildə Kaliforniya Berkli Universitetinin bakalavr elmi dərəcəsini, 1970-ci ildə isə Harvard Universitetində PhD dərəcəsi almışdı. Onun dissertasiya işi mazerlərə həsr olunmuşdur. Bundan sonra Devid Vaşinqton Universitetində professor Hans Georq Demeltin qrupunda çalışmışdır. 1975-ci ildə Uaylend Milli Standartlar Bürosunda (NİST adlanır) işə düzəlmişdir. Onun tədqiqatlar sahəsi optika və ionların lazerlə soyudulması və sonrakı mərhələdə ionlardan kvant hesablamalarının aparılmasında istifadəsi olmuşdur. Devid Uaylend Amerika Fizika Cəmiyyətinin və Amerika Optika Cəmiyyətinin üzvüdür. 1992-ci ildə Amerika Milli Elmlər Akademiyasının üzvü seçilmişdir.

100 il hökm sürmüş stereotipləri dağıdan kəşf

1978-ci ildə Uaylend dünyada ilk dəfə ionların lazerlə soyudulması texnologiyasını nümayiş etdirmişdir. Alimin bu sahədə işləri Uilyam Filips, Stiven Çu, Klod Koen-Tannuci, eləcə də Erik Kornell, Volfqanq Ketterle və Karl Vimannın elmi tədqiqatlarına yol açmışdır. Adıçəkilən alim-tədqiqatçılar müvafiq olaraq 1997 və 2001-ci illərdə Nobel mükafatına layiq görülmüşlər.

Devid Uaylend Kolorado Standartlar və Texnologiyalar İnstitutunda 37 il çalışmışdır. O, lazerlərin iştirakı ilə bir sıra elmi təcrübələr aparmışdır. O və fransız fiziki Serj Aroş müstəqil şəkildə ayrı-ayrı hissəciklərin ölçülməsi və idarə olunması metodlarını kəşf etmişlər. Onlar bununla belə əvvəllər bir çox alimlərin nail ola bilmədikləri hissəciklərin mexaniki kvant xarakterini saxlamağa nail ola bilmişlər.

Aroş və Uaylendin kəşfinin mahiyyəti nədir? Onlar ayrı-ayrı kvant hissəciklərini onların xassələrini dağıtmadan müşahidə edə bilmişlər. Kvant qanunlarının hökm sürdüyü mikroaləmdə isə hissəciklərin xassələrini onları dəyişmədən öyrənmək qeyri-mümkün hesab olunurdu. Müəyyən mənada demək olar ki, Devid Uaylend və Serj Aroş az qala 100 il hökm sürmüş stereotipləri dağıda bilmişlər. Bu kəşf sayəsində kvant teleportasiyasının izahını, yəni hissəciyin bütün xassələri ilə birlikdə işıq sürətini keçməsini vermək tam mümkündür. Eksperimental olaraq kvant mexanikası banilərinin fərziyyələri öz təsdiqini tapır: hissəciklərdən biri məsafəcə ondan aralıda olan digər hissəciyin kvant vəziyyətini "hiss edir", bu isə prinsipcə yeni nəsil kompüterlərin yaradılmasına əsas ola bilər. Bu kompüterdə məntiqi elementlər mikrotranzistorlar deyil, ayrı-ayrı atomlardır. Misal üçün, müasir kompüterdə informasiya vahidi bitdir (0 və ya 1), kvant kompüterində isə hər bir hissəcik eyni zamanda iki vəziyyətdə - həm sıfır, həm də vahiddir və prosessorun işgörmə qabiliyyəti milyonlar dəfə artır.

"Kvant fizikasının ən başlıca arzusu həqiqətə çevrilmişdir"

2012-ci il oktyabrın 9-da Nobel Mükafatları Komitəsi fizika sahəsində ali mükafatın fransız alimi Serj Aroş və amerikalı fizik Devid Uaylendə təqdim olunduğunu elan etmişdir. Nobel komitəsi alimlərin bir-birindən xəbərsiz apardıqları işləri elmdə inqilab kimi qiymətləndirmişdir. Onlar kvant sistemlərinin ölçülməsinə və manipulyasiyasına imkan verən qabaqcıl eksperimental metodların kəşfinə və kvant hissəciklərinin işıq şüası və cismlə qarşılıqlı təsirinin öyrənilməsi, ölçülməsi və hesablanması, kvant optikası sahəsinə aid olan elmi işləri və məqalələrinə görə layiq görülmüşdülər. Alimlər ayrı-ayrı hissəciklərin kvant-mexaniki xassələrini saxlamaqla onların ölçülməsi və manipulyasiyası üzrə metodlarını hazırlamışlar. Bu metodların kəşfi əvvəllər mümkünsüz hesab edilirdi. Alimlər kvant fizikası üzrə aparılan eksperimentlərin yeni dövrünün başlanğıcını qoymuşlar. İsveç Kral Akademiyası bildirmişdir ki, alimlərin elmi işləri kvant sistemlərinin ölçülərini aparmağa və tətbiq etməyə imkan vermişdir. Bu kəşf kvant fizikasına əsaslanan yeni növ super sürətli kompüterlərin və dünyada ən dəqiq kvant saatlarının yaradılmasına yol açmışdır.

Stokholmda keçirilən mükafatın təqdimolunma mərasimində iştirak edən Nobel komitəsinin üzvü, professor Bern Conson öz çıxışını görkəmli ingilis riyaziyyatçısı, şair və filosof kimi tanınan Esias Teqnerin 1820-ci ildə söyləmiş olduğu bu sözlərlə başlamışdır: "Hadisələrin daxili mahiyyətini tutmağa müvəffəq olmaq, bu, insanın gözəl qabiliyyətidir". Serj Aroş və Devid Uaylend bu mənada kvant dünyasının qapısını açmışlar. Onlar kvant sistemlərini hesablamağı və idarə etməyin mümkünlüyünü göstərə bilmişlər.

Professor Bern Conson əlavə etmişdir: "Bizim gözlərimiz nə görür? Bizim ətrafımızda gördüyümüz hər şey - rənglər, forma, obyektlər bizim gözlərimizdə canlanır, onlardan aldığımız informasiyalar bizim beynimiz tərəfindən təhlil olunur. Gördüklərimiz hər şey bu gün klassik fizika adlandırdığımız elmlə izah oluna və başa düşülə bilər. Lakin biz məsələnin daxili mahiyyətini şərh etməyə girişsək, onda klassik fizika köməyimizə çatmayacaq. Buna görə də fiziklər 1920-ci illərdə məsələnin ən dərin hissələrinin izahı üçün nəzəriyyəni inkişaf etdirmişlər. Olduqca gözəl olan bu nəzəriyyə kvant mexanikası adlandırılmışdır. Kvant aləmində atomlar, nüvə və elementar zərrəciklər dalğalar və hissəciklər kimi şərh olunmuşdur. Kvant fizikası müasir fizikada çox uğurludur. Lakin məsələni kvant səviyyəsində izah etmək bir sıra problemlərlə, hər hansı bir hesablama kvant xassələrinin sadəcə itməsi ilə müşayiət olunur. Ayrı-ayrı kvant sistemlərinin öyrənilməsinə nail olmaq kvant fizikasının ən başlıca arzusu olmuşdur. Bu gün isə bu arzu artıq həqiqətə çevrilmişdir. Ayrı-ayrı hissəciklər onları əhatə edən mühitdən asanlıqla təcrid olunmamışlar, onlar xarici aləmlə qarşılıqlı əlaqəyə daxil olan zaman özlərinə məxsus sirli kvant xassələrini itirməyə başlayırlar".

Son 10-20 il ərzində bu tədqiqatların nəticələri hamıya fantastika təsiri bağışlamışdı. Lakin Uaylend və Aroş göstərmişlər ki, kvant dünyası necə də sirlidir. Bu kəşf əvvəllər təsəvvürə gətirilməsi belə mümkün olmayan yeni texnologiyalar üçün imkanlar açmışdır. Yeni texnologiyalar hissəciklərin öyrənilməsi, hesablanması və onlara nəzarət olunmasına kömək edir.

Ən böyük arzusu Nobel mükafatı almaq olmuşdur

2012-ci il oktyabrın 10-da Amerika vaxtı ilə saat 03:30-da ona Nobel komitəsindən zəng edərək ali elmi mükafata layiq görüldüyünü xəbər vermişdilər. Alim telefonda adının çəkilməsi ilə çox xoşbəxt, həm də təəccüb dolu anlar yaşamışdır.

O, yüksək elmi mükafata layiq görülməsindən sonra bütün diqqətin ona yönəlməsindən özünü sanki narahat hiss etmişdir. Alim ona dünya şöhrəti qazandırmış elmi problem üzərində bir çox insanların məşğul olduğunu bildirir. "Hər şeydən əvvəl deməliyəm ki, müasir kompüterlər və atom saatları üzərində uzun illərdir ki, bir çox insanlar məşğuldur. Bütün diqqətin tək iki insana yönəldilməsi bir qədər çaşdırıcıdır. Biz, sadəcə ola bilsin ki, onların arasında ön cərgələrdəyik".

Devid Uaylend etiraf etmişdir ki, həyatda ən böyük arzusu Nobel mükafatı almaq olmuşdur. Artıq bir neçə illərdir ki, elmi ictimaiyyət, tanışları olan görkəmli fiziklər, eləcə də onunla çiyin-çiyinə işləmiş əməkdaşları Devidin ali elmi mükafata layiq görülməsini mümkün hesab edirdilər. Hətta onun adı Nobel mükafatına namizədlərin arasında çəkilirdi. "Mən bu il heç kimdən bu mövzuda heç nə eşitmədim. Buna görə də düşünürdüm ki, ola bilsin, mənim vaxtım keçmişdir". Devid Uaylend digər elmi kəşflərə və tədqiqatçılara üstünlük vermişdir. O bildirmişdir ki, Nobel mükafatına ondan başqa daha layiqli namizədlər vardır. "Real mükafat elmin özüdür. Elm yolu ilə gedin və bu yolda siz bəzən qalib olursunuz". Nobel komitəsindən ona deyəndə ki, ali mükafata həm də onun fransalı həmkarı və dostu Serj Aroş layiq görülüb, onun sevincinin hədd-hüdudu yox idi. O, dərhal dostuna zəng edərək onu təbrik etmişdir.

"Biz bu saatla ətraf mühitə təsiri idarə edə bilirik"

Bu kəşf artıq öz praktiki tətbiqini tapmışdır. Bu kəşfə əsaslanan optik saat atom saatlarından yüz dəfə güclüdür. Bu saatlar hələlik laboratoriya şəraitində saxlanılır.

Dəqiq saatlara tələbat hardandır? Alim hesab edir ki, tarixən dəqiq saatlara həmişə tələbat olmuşdur. İlkin vaxtlarda düzəldilmiş ən yaxşı saatlar tezliklə öz tətbiq sahəsini tapmışdır. Bütün tarixi ərzində ən dəqiq saatlar ən çox naviqasiya sahəsində tətbiq olunmuşdur. Yəni, dəqiq saatların düzəldilməsi ideyası bir çox yüzilliklər ərzində gündəmdə olmuşdur. Dəqiq saatlar dəqiq vaxtın seçilməsi üçün vacibdir. Yaxşı saatlardan kommunikasiyada istifadə olunur. Lakin tarixən saatlar daha çox naviqasiya sahəsində tətbiqini tapmışdır.

"Hazırda dünyada ən dəqiq saat bizim laboratoriyadadır. Saat alüminium əsasında hazırlanmışdır. Və yüksək dəqiqliyə əsaslanır. Biz bu saatla ətraf mühitə təsiri idarə edə bilirik".

"Mən insanlara kvant kompüterləri almağı hələ məsləhət görmürəm, düşünürəm ki, biz məsələyə nikbin yanaşmalıyıq, çünki texnologiyalar ildən-ilə yaxşılaşır. Kvant kompüteri doğrudan da hesablamaları aparmaqda unikal qabiliyyətə malikdir. Yaxın onillikdə biz elə hesablamalar apara biləcəyik ki, onları klassik kompüterlərlə aparmaq mümkün deyil. Kvant kompüterinin yaradılmasına çox uzun yol var, lakin mən düşünürəm ki, sonda bu baş verəcək".

Alimin fizika sahəsində novator tədqiqatları:

- İlk dəfə olaraq ionların kvant xassələrindən istifadə etməklə informasiyaların emalının mümkünlüyünü nümayiş etdirib (1995-ci il).

- İlk dəfə olaraq sübut edib ki, informasiyalar eyni zamanda iki ion arasında paylanıb ki, bu da kvant hesablamaları üçün əsas verir (1998).

- Yüklənmiş hissəciklər arasında informasiyaların ilk kvant teleportasiyasını nümayiş etdirmişdir (2004-cü il), bununla da iriölçülü kvant kompüteri sərhədlərində informasiyaların daha potensial həlledici metodlarının tətbiqini təmin etmişdir.

- Dünyada ilk dəfə kvant məntiqli atom saatlarını nümayiş etdirmişdir (2005-ci il). Bu saatlar dünyada ən dəqiq saatlardır və onlar 4 milyard il keçdikdən sonra belə bir saniyə itirməyəcək.

Gözəl və təvazökar insan

Həmkarları Devid Uaylendi olduqca gözəl və təvazökar insan kimi xarakterizə etmişlər.

"Biz, əlbəttə ki, Devid kimi məzunumuzun olması ilə fəxr edirik. Mən ümid edirəm ki, o, bizim uşaqları elmə həvəsləndirir, onların elmi biliklərə yiyələnməsinə sövq edir", -deyə D.Uaylendin bir vaxtlar oxuduğu Ensin məktəbinin rəhbəri Uill Carrel bildirmişdir.

Alimlə 10 il əməkdaşlıq etmiş Con Costi qeyd etmişdir ki, Devid Uaylend kimi ikinci parlaq və təvazökar alim tapmaq çətindir. "Onun laboratoriyasında işləmək imkanına görə özümü xoşbəxt hiss edirəm. O, hər zaman tələbələrin və əməkdaşlarının əhatəsindədir. Ona istənilən vaxt sualla müraciət etmək olar. O, hər hansı məsələnin həllində bizə hər zaman müstəqillik və elmi tədqiqatlar aparmaqda azadlıq vermişdir".

Rusiya Elmlər Akademiyasının Spektroskopiya İnstitutunun lazer spektroskopiyası laboratoriyasının müdiri, professor Viktor Balıkin Devid Uaylendi çoxdan şəxsən tanıdığını bildirmişdir. O, alimin olduqca səmimi insan olduğunu demişdir. Balıkin Devid Uaylend, eləcə də onun fransalı həmkarı Serj Aroş barədə böyük məmnunluq hissi ilə danışmağa hazır olduğunu söyləmişdir. "Mən onların hər ikisini tanıyıram. Onlar hədsiz dərəcədə heyranedici və təvazökar fizikdirlər, çox yumşaq təbiətli, mülayim, mənəviyyatlı və intellektual, xüsusən də Devid Uaylend olduqca sakit təbiətli, ağırtərpənən insanlardır. Onunla fizikadan əlavə hər şey barədə danışmaq olar".

İstedadlı müəllim

69 yaşlı nobelçi alim, bir çox alimlər yetişdirmiş müəllim məktəblilərə nə məsləhət verir? Devid Uaylend müsahibə verməyi sevmir. Lakin o etiraf etmişdir ki, məktəbdə könülsüz oxumuşdur. Lakin yuxarı siniflərdə oxuyanda fizikaya maraq göstərib və bu gün də ondan ayrıla bilmir. Harvardda ona iki Nobel mükafatı laureatı ilə birlikdə işləmək xoşbəxtliyi nəsib olmuşdur. "Onlardan nə öyrəndiniz" sualına cavab olaraq Uaylend "ilk növbədə, inadkarlığı" bildirmişdir.

"Daha çox sevdiyiniz sahəni tapın və bu sahədə işləməkdə davam edin. Mən öz təcrübəmdən deyə bilərəm ki, fizika elminə çox erkən yaşlarımdan maraq göstərməyə başladım və hələ də bu sahədəyəm. Siz də öz diqqətinizi bu sahəyə yönəldə və uğurlu işlərə imza ata bilərsiniz. Mən düşünürəm ki, ən əsası odur ki, səni maraqlandıran, səni özünə bağlayan başlıca məsələni tapasan və bu istiqamətdə davam edəsən. Düzdür, böyük, ağır zəhmət tələb olunacaq, lakin bu yol uğura aparır".

Devid Uaylend dünyanın ən mötəbər elmi nəşrlərində - "Nature", "Science" və Fsical Review Letters jurnallarında haqqında resenziya yazılmış 250-dən artıq elmi məqalə dərc etdirmişdir. O bu gün lazer soyudulması, kvantlara və kvant tədqiqatlarına həsr olunmuş milli və beynəlxalq konfranslarda çıxışlar edir. Doktor Uaylend bütün ölkələrdən olan gənc və istedadlı alimlərə onların elmi karyeralarının bütün mərhələlərində yaxından dəstək göstərməkdədir. Son 30 il ərzində alim yaratdığı elmi tədqiqat qrupunda dünyanın müxtəlif ölkələrindən olan yüzlərlə tələbə, perspektivli alim yetişdirmişdir. Onlar öz müəllimlərinin elmi işlərini davam etdirərək kvant fizikası və optika sahəsində diqqətəlayiq elmi uğurlara imza atmışlar.

Devid Uaylend elmi karyerasını davam etdirməkdədir. Son müsahibələrinin birində alim istefaya çıxmaq barədə düşünmədiyini bildirmişdir.

Hazırladı: Oruc MUSTAFAYEV

Azərbyacan müəllimi.- 2013.- 3 may.- S.9.