Project Description
Ö.E. Müstecaplıoğluʼnun kuantum optik ve atomik fizik ile yoğun madde fiziğinin kesiştiği alanlarda çalışmalar yapmaktadır. Bu konular aşağıda bir dökümü verilen doğrudan ilgili Nobel ödüllerinden de görülebileceği gibi fiziğin yakın tarihi boyunca öncelikli araştırma konuları arasındadırlar.
2009 Nobel ödülü optik haberleşme için fiberlerde ışık iletimi, 2005 Nobel ödülü optic eşevreliliğin kuantum kuramı ile lazer tabanlı hassas spektroskopi ve frekans fırçası tekniği, 2003 Nobel ödülü süperiletkenler ve süperakışkanlar, 2001 Nobel ödülü atomic Bose-Einstein yoğuşması, 1997 Nobel ödülü atom sogutma ve lazer ile tuzaklama, 1996 Nobel ödülü süperakışkanlar, 1989 Nobel ödülü iyon tuzaklama ve atom saatleri, 1981 Nobel ödülü lazer spektroskopi, 1973 Nobel ödülü Josephson etkisi, 1964 Nobel ödülü kuantum elektronik, lazer-mazer presipleri, 1962 Nobel ödülü sıvı helyum, 1955 Nobel ödülü Lamb etkisi ve hidrojen spektrumu, 1954 Nobel ödülü kuantum dalga fonksiyonunun istatiksel yorumu, 1945 Nobel ödülü Pauli belirsizlik ilkesi, 1944 Nobel ödülü Rabi problemi, 1933 Nobel ödülü atomik kuram, 1932 Nobel ödülü kuantum mekanik, 1929 Nobel ödülü madde dalgaları, 1922 Nobel ödülü atomik radyasyon, 1921 Nobel ödülü fotoelektrik etki, 1913 Nobel ödülü sıvı Helyum, 1907 Nobel ödülü hassas optic spektroskopi, 1902 Nobel ödülü manyetizm ve radyasyon ilintisi konularında verilmiştir.
Bu liste araştırma alanlarında geçmişten günümüze doğru kuantum optik ve atomik Bose-Einstein yoğuşması konularına süregelen bir yakınsamayı da ortaya koymaktadır. Hassas ölçüm metotları eskiden beri arzu edilen ve bilimin tum alanlarına etki edebilecek bir hedeftir. Fotonun ortaya konuşu, kuntum mekanigin doğuşu ve ışığın kuantum kuramının oluşumu ile optikte elde edilen gelişim atomların tuzaklanması ve soğutulması ile ustun kontrollu atom-radyasyon etkileşimine olanak sağlamıştır. Pauli belirsizliğini ışığın kuantum istatiksel olarak kendine has özellikler taşıyan bazı kuantum durumları ile alt etmek mumkun olmuştur. Daha cok sayıda atomu tuzaklayıp lazer ile soğutarak elde edilen Bose-Einstein yoğuşması madde dalgalarının da kütleli ancak ışık gibi eşevreli davranmasına olanak tanımış ve bu da madde-ışık etkileşimini tümüyle kuantum dünyasına taşımaya olanak sağlamıştır. Bu 2009 Nobelindeki fiber haberleşmesine yakın gelecekte monte edilebilecek kuantum hafızalar ve kuantum kanallarla bir kuantum haberleşme ağına yol açabilecektir. Kuantum hesaplamalar ve kriptolojik kodlamalar ile kuantum teknolojilerinin yakın gelecekte daha da güncel hayatta yer alması için yoğun ve güncel çalışmalar süregelmektedir. Ö. E. Müstecaplıoğluʼnun çalıştığı konuların genel olarak içinde yer aldığı çerçeve bu şekilde ifade edilebilir. (Daha detaylı bilgi için Mart 2008 Optics and Photonics News Dergisi icin yazılmış kapak makalesine bakılabilir)
Tanım itibarı ile ışığın kuantum istatiksel özelliklerini, ışık ve madde arasındaki etkileşimleri kuantum mekanik prensipleri ile inceleyen fizik branşına kuantum optik denilmektedir. Kuantum Optik ışığın kuantum parçacığına foton denildiği için fotonik ve kuantum fotonik olarak da isimlendirilebilmektedir.Atomik, moleküler ve optiksel fizik ise ışık-madde etkileşimini atom veya molekül seviyesinde inceleyen bir fizik branşıdır. Atomik Bose-Einstein sistemleri de her ne kadar milyonlarca atom içerseler de bu branş altinda incelenmektedir. Ö. E. Müstecaplıoğlu kuantum ışığının bu yoğuşuk malzeme ile etkileşimi alanında çalışmalar yapmakta ve ek olarak kuantum Plazmonik, topolojik yalıtkanlar, Devre kuantum elektrodinamigi konularinda da arastirmalar yurutmektedir. (Yandaki şekil lazer ışığı ile Bose-Einstein maddesinde yaratılmış bir girdap simulasyonudur. Amerikan Fizik Derneği Web sitesinde bulunan Kaleidoscope şekil seçkisine seçilmiş ayrıca 2013 Mayıs Optics and Photonics News Dergisinde bir makalede de kullanılmıştır.)
Yakın zamanda yapılan çalışmalardan örnekler
Homojen Bose-Einstein maddesinin spin örgüsüne kuantum faz geçişi. (New Journal of Physics, 2013)
Süperiletken devre ile tümleşik suni elmas kusurlari sisteminde kuantum rastgele yürüyüşü gösteren Wigner fonksiyonu. (Physical Review A, 2013)