அணு அண்டம் அறிவியல் - 28

அணு அண்டம் அறிவியல் - 28 உங்களை வரவேற்கிறது

A _________________________________________________B

என்ன இது ABCD சொல்லித் தரப் போகிறேன் என்று பயந்து விட வேண்டாம். ஒரு துகள் A என்ற புள்ளியில் இருந்து B என்ற புள்ளிக்கு செல்வதாக கற்பனை செய்து கொள்வோம். இப்போது 'A ' மற்றும் 'B ' என்ற இரண்டு புள்ளிகளில் மட்டும் அதை நாம் கவனிப்பதாக வைத்துக் கொள்வோம்.இப்போது A மற்றும் B க்கு இடையில் துகள் எந்தப் பாதையில் பயணித்தது என்று கேட்டால் நியூட்டனின் விதிகளின் படி A மற்றும் B க்கு இடையே உள்ள மிகச் சிறிய தூரமான நேர்கோட்டில் பயணித்தது என்று சொல்ல முடியும். (படம் 1 ) சிம்பிள்!

சரி இப்போது படம் இரண்டைப் (படம் 2 ) பாருங்கள் . ஏதோ குழந்தை கிறுக்கியது மாதிரி இருக்கிறதா? குழந்தை கிறுக்கியது அல்ல.இயற்கை கிறுக்கியது! குவாண்டம் இயற்பியலின் படி துகள் A மற்றும் B க்கு இடையில் உள்ள எல்லா சாத்தியமான பாதைகளிலும் பயணிக்கிறது.A யில் இருந்து தொடங்கி உங்கள் வீடு, ஒபாமா வீடு, ஒசாமா வீடு, செவ்வாய் கிரகம், ஆல்பா சென்டாரி என்ற நட்சத்திரம் இங்கெல்லாம் ஊர் சுற்றி விட்டு பின்னர் சமர்த்தாக B யில் வந்து அமர்ந்து கொள்ளலாம் என்கிறது குவாண்டம் இயற்பியல். என்ன விளையாடுகிறாயா? யார் காதில் பூ சுற்றப் பார்க்கிறாய்? கேட்கிறவன் கேனப்பயல் என்றால் என்ன வேண்டுமானாலும் சொல்லலாம் என்று நினைக்கிறாயா என்று நீங்கள் கோபப்படுவது புரிகிறது. ரிச்சார்ட் ஃபெயின்மன் என்பவர் இந்த கொள்கையை முன் வைத்த போது பலர் இப்படி தான் இந்த Sum -over -histories என்ற சித்தாந்தத்தை கடுமையாக எதிர்த்தார்கள்.

குவாண்டம் இயற்பியலில் மிக முக்கியமானதாகக் கருதப்படும் இரட்டைப் பிளவு சோதனை (Double slit experiment ) (படம் 3 ) ஒரே துகள் ஒரே சமயத்தில் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பாதைகளில் பயணிக்கலாம் என்பதற்கான யோசனையை தொடங்கி வைத்தது.

இரட்டைப் பிளவு சோதனையைப் பற்றி முன்பே பல முறை அ-அ-அ வில் அலசியிருக்கிறோம். ஒரு துகளை (ஒளித்துகளோ
எலக்ட்ரானோ ஏதோ ஒன்று ) நேர்க்கோட்டில் பயணிக்க வைத்து அதன் பாதையில் அருகருகே இரண்டு நுண்ணிய துளைகள் உள்ள ஒரு திரையை வைத்த போது ஆச்சரியமாக அந்த ஒரே துகள் ஒரே சமயத்தில் இரண்டு துளைகளின் வழியேயும் நுழைந்து வெளியே வந்தது ! (IOW இரண்டு துளைகளிலும் சென்றதற்கான விளைவுகளை உணர முடிந்தது) எப்படி அது இரண்டு துளைகள் வழியாகவும் சென்றது என்று உறுதியாக சொன்னார்கள் என்றால் அதன் பாதையில் வைக்கப்பட்டிருந்த இன்னொரு திரையில் பதிவான பிம்பங்களைப் பார்த்து! திரையில் INTERFERENCE எனப்படும் கருப்பு வெள்ளை -கருப்பு வெள்ளை- கருப்பு வெள்ளைக் கோடுகள் விழுந்தன. எதனால் இப்படி கோடுகள் விழுந்தன என்று முன்பே விளக்கியிருக்கிறோம்.(சரி இன்னொரு முறை: ஒரு துளை வழியே செல்லும் அலை இன்னொரு துளை வழியே வரும் அலையுடன் interfere அதாவது வினை புரிவதால் அவை ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கப்படவோ இல்லாமல் போகவோ செய்கின்றன . என்ன இது வரை துகள் என்று சொல்லி விட்டு இப்போது அலை என்கிறீர்களே என்று கேட்டால் இந்த தொடரை முதல் எபிசோடில் இருந்து படிக்கவும் )

விஞ்ஞானிகள் சும்மா இருப்பார்களா? அந்தத் துகள் எந்த துளை வழியே செல்கிறது என்று அறிந்து கொள்வதற்கு திருட்டுத் தனமாக
PARTICLE DETECTOR எனப்படும் ஒரு சிறிய துகள் உணரும் கருவியை ஒரு துளைக்கு அருகே வைத்தனர் . அப்போது உடனே
திரையில் தோன்றிய INTERFERENCE கீற்றுகள் மறைந்து சன்னமான ஒரே ஒரு வெளிச்சக் கோடு மட்டும் அதில் தென்பட்டது. (படம் 4 ) அப்படியானால் அந்தத் துகள் இரண்டு துளைகள் வழியே செல்வதை இப்போது நிறுத்தி விட்டது. அப்படியானால் துகளை நாம் பார்க்கின்ற செயலே அதன் interference எனப்படும் பல-நிலைத் தன்மையை மாற்றி விடுகிறதா?

அதாவது ஒரு துகளை நாம் பார்க்கின்ற வரை , கவனிக்கின்ற வரை அது சாத்தியமான எல்லா நிலைகளிலும் இருக்க முடியும்
என்கிறார்கள். நாம் பார்ப்பதை எப்படியோ உணர்ந்து கொள்ளும் அந்த குவாண்டம் துகள் அவசர அவசரமாக பல நிலைகளில் ஒரு நிலையை மட்டுமே தேர்ந்தெடுத்து நமக்குக் காட்சி தருகிறது. நாம் முதலில் சொன்னது போல இது வாத்தியார் இல்லாத வகுப்பறை போல எப்படி எப்படியோ இருக்கிறது ஒரு பையன் ராக்கெட் விட்டுக் கொண்டிருக்கிறான். இன்னொரு பையன் பாட்டுப் பாடிக் கொண்டிருக்கிறான். இன்னும் இரண்டு பேர் எதையோ பேசிக் கொண்டிருக்கிறார்கள். இன்னொருத்தன் தூங்குகிறான். இன்னொருத்தன் புத்தகம் படிக்கிறான் (உன் கடமை உணர்ச்சிக்கு ஒரு அளவே இல்லையாப்பா??)
ஆனால் வாத்தியார் வந்ததும் எல்லாரும் அவசர அவசரமாக சுதாரித்துக் கொண்டு அமைதியாக புத்தகம் படிப்பது போல 'ஆக்ட்' செய்கிறார்களே! அது மாதிரி தான். வாத்தியாரும் மாணவர்கள் இப்படி தான் எப்போதும் சமர்த்தாக
இருந்திருக்கிறார்கள் என்று தப்புக் கணக்கு போட்டு விடுகிறார்.

இதே மாதிரி குவாண்டம் உலகம் மிகவும் குழப்பம் நிறைந்தது. ஒரே சமயத்தில் ஒரு துகள் அங்கிங்கெனாதபடி எங்கும் பிரகாசமாய் ஆனந்த பூர்த்தியாகி வியாபித்திருக்கிறது. ஒரே சமயத்தில் பல வேலைகளைச் செய்கிறது.ஆனால் தன் மீது ஃபோட்டான்கள் விழுவது தெரிந்ததுமே (யாரோ கவனிக்கிறார்கள் என்று அர்த்தம்) தன் வாலை சுருட்டிக் கொண்டு தன் ஒரு முகத்தை மட்டும் சமர்த்தாகக் காட்டுகிறது. இதை டெக்னிகலாக Quantum De coherence என்கிறார்கள். இந்த DE COHERENCE என்ற வார்த்தை அழகானது. வேடிக்கையாக சொல்வதென்றால் அந்த வார்த்தைக்கு ஆதாமும் ஏவாளும் ஈடன் தோட்டத்தில் இருந்து வெளியேற்றப்பட்டு விட்டார்கள் என்று அர்த்தம். எல்லாம் ஒரு விதமான ஆனந்த புளகாங்கிதத்தில், ஒருமித்த நிலையில் இருக்கின்றன. மனுஷப் பயல் பார்க்கும் போது DECOHERENCE ஆகி ஏதோ ஒப்புக்கு ஒரு நிலையை அவனுக்குக் காட்டுகின்றன. ஆங்கிலத்தின் ECSTASY (பேரானந்தம், பேருவகை) என்ற வார்த்தை எதையும் சாராமல் தனித்திருப்பது என்ற வேரில் (root ) இருந்து வந்தது என்கிறார்கள்.

வாத்தியார் இல்லாத வகுப்பறை (தனிப்படுத்தப்பட்ட குவாண்டம் உலகம்)

இயற்கை தன் நடவடிக்கைகளை ரகசியமாக வைத்திருக்கிறது, அதை மனிதன் அறிய முற்படும் போது ரகசியங்கள் மறைந்து
அது Open -secret என்று சொல்வார்களே அது மாதிரி ரகசியங்கள் மறைந்து விடுகின்றன. உபநிஷத் ( ஸ்வேதஸ்வதார ) "எது எல்லையில்லாததாக எல்லா இடங்களிலும் வ்யாபித்திருக்கிறதோ அதுவே எல்லை உள்ள, ஒரு குறிப்பிட்ட நிலை உடைய ஜீவனாக தோற்றமளிக்கிறது" என்கிறது.இது பரமாத்மாவைப் பற்றி பேசினாலும் நம் டாபிக்குடன் ஓரளவு ஒத்து வருகிறது

மிகச் சிறிய துகள்களுக்கு தான் இந்த பண்பு இருக்கும் என்று சொல்வதை விட 'சூழ்நிலையில் இருந்து எல்லா விதத்திலும் தனிமைப் படுத்தப் பட்ட ' (completely isolated ) ஒரு பொருள் Coherence எனப்படும் பன்முகத் தன்மை கொண்டிருக்கும் என்கிறார்கள். அந்தப் பொருளின் மீது ஒரு போட்டான் கூட விழக்கூடாது. சூழ்நிலையில் இருந்து அது அதீதத் தனிமையில் இருந்தால் அந்தத் துகள் கிட்டத்தட்ட 'பரமாத்மா' வாக மாறிவிடுகிறது. தமிழ் இலக்கியங்களில் கடவுளைப் பற்றி சொல்ல 'தமியன்' 'தனியன்' என்ற சொற்களை உபயோகப் படுத்துவதை நீங்கள் பார்த்திருக்கக் கூடும். அதாவது கடவுளின் பண்புகளில்
ஒன்று தனியாக இருப்பது. ஆங்கிலத்தின் ALONE என்ற சொல் all āna என்ற பதத்தில் இருந்து வந்திருக்கலாம் என்கிறார்கள். அதாவது 'ஒருவன் மட்டுமே ' (இஸ்லாமியர்கள் சொல்லும் அல்லா???) இஸ்லாமியர்களின் தாரக மந்திரமான 'யா ஆலி மதத்' என்பதையும் கவனியுங்கள்

அல்லாவின் திருநாமம்

நம் சாதாரண உலகத்தில் ஏன் குவாண்டம் விளைவுகள் இல்லை ( ஏன் உங்கள் வீட்டு நாய்க்குட்டி ஒரே சமயத்தில் இரண்டு இடங்களில் இல்லை) என்பதற்கான விடையை இது தருகிறது. பெரியதொரு பொருளை அதன் சூழ்நிலைகளில் இருந்து தனிமைப்படுத்தி வைப்பது மிக மிகக் கடினம்.நாய்க்குட்டி மீது கோடிக்கணக்கான ஃபோட்டான்கள் ஒவ்வொரு நொடியும் விழுந்து கொண்டே இருப்பதால் தனிமை என்ற பேச்சுக்கே இடம் இல்லை.(பகவான் கிருஷ்ணர் 'தனிப்பட்டவர்' என்பதாலோ என்னவோ அவரால் ஒரே சமயத்தில் ருக்மிணியின் வீட்டிலும் சத்யபாமாவின் வீட்டிலும் இருக்க முடிகிறது!)

MACROSCOPIC பொருட்களைத் தனிமைப்படுத்தினால் என்ன ஆகும்? உதாரணம் ஒரு நாய், நாய் வேண்டாம் அதை விட சிறிய ஏதாவது? ஓகே ஒரு பூனை? ஓகே.. பூனையும் குவாண்டம் துகள்களைப் போல நடந்து கொள்ளுமா என்று யோசித்து விஞ்ஞானிகள் 'ஸ்க்ராடிஞ்சர் பூனை' என்ற சோதனையை முன் வைத்தார்கள். இந்த பூனையைப் பற்றியும் நாம் முன்பே பேசியிருக்கிறோம். பூனை தனிமைப் படுத்தப்படும் போது அது ஒரு வேளை உயிரோடு இருக்கலாம் இல்லை உயிரோடு இல்லாமலும் இருக்கலாம். நாம் அதை கவனிக்கும் போது பூனை உயிரோடு இருந்தால் செத்துப் போன பூனை மீண்டும் உயிர் பெற்று வந்தது என்று அர்த்தம். செத்துப் போன பூனை எப்படி உயிரோடு வர முடியும்? வர முடியும் என்று சொல்லி நம்மை மேலும் குழப்புகிறார் ஹ்யூ எவரெட் என்ற அமெரிக்க விஞ்ஞானி. அதாவது ஒரு உலகத்தில் பூனை உயிரோடும் அதற்கு இணையான இன்னொரு (மாய)உலகத்தில் பூனை செத்துப் போயும் இருக்கலாம் என்கிறார் அவர் (Many world interpretation) சாரி நான் இந்த விளையாட்டுக்கு வரலை!

பூனையின் இணை உலகங்கள்

ஒரே துகள் எப்படி ஒரே சமயத்தில் இரண்டு இடங்களில் (பல இடங்களில்) இருக்க முடியும் என்பதற்கான பதிலையும் ஹைசன்பெர்க் இன் நிச்சயமில்லாத் தத்துவமே தருகிறது. இந்த இடத்தில் தான் இருக்கிறது என்று சொல்லும் போது அதன் இருப்பிடத்தின் (position ) துல்லியத்தன்மை அதிகரிக்கிறது.அப்படியானால் அதன் உந்தம் (momentum ) நிச்சயமற்று கன்னாபின்னா என்று இருக்க வேண்டும்.

துகள் எல்லா பாதைகளிலும் பயணிக்கும் என்றால் அவற்றை எல்லாம் நாம் ஏன் உணர முடிவதில்லை? இது சாத்தியம் என்றால் யாரோ யாருக்கோ அனுப்பிய இ-மெயிலை நீங்கள் படிக்க முடியுமே? நாம் ஏன் உணர முடிவதில்லை என்றால் WAVE FUNCTION என்று இன்னொரு வார்த்தையை சொல்லி

நம்மை மேலும் குழப்புகிறார்கள்.

2+ 2 = 4 என்று சொல்லலாம் (2+ 2 = 4 தானே? நான் கணக்கில் கொஞ்சம் வீக்.)

இதை வேறு விதமாக 2+2 = 4 + 8 -8 என்றும் சொல்லலாம்

மேலும் 2+ 2 = 4 - 3 + 5 -3 +7 - 1 + 2 -7 என்று எப்படி வேண்டுமானாலும் கற்பனை செய்து கோடிக்கணக்கான வழிகளில் சொல்லலாம். எப்படி எழுதினாலும் ரெண்டும் ரெண்டும் நாலு தான். இது ஏன் என்றால் 'நான்கைத்' தவிர மற்ற எண்கள் எல்லாம் எப்படியோ ஒன்றை ஒன்று 'கான்சல்' செய்து கொண்டு விடுகின்றன. நான்குக்குப் பிறகு ஒரு கோடியை இணைத்தாலும் அதற்குப் பிறகு வரும் மைனஸ் ஒரு கோடியானது அதை கான்சல் செய்து விடுகிறது. நம் வாய்ப்பாட்டில் வரும் 4, -3, 5, 7, -7

என்பவையெல்லாம் WAVE -FUNCTION (அலைசார்பு) கள் . ஒரு துகளின் WAVE -FUNCTION ஆனது அந்தத் துகள் இன்ன இடத்தில் இருக்கலாம் என்பதற்கான சாத்தியத்தை நமக்கு சொல்லும். நாம் கவனிக்கும் ஒரு பாதையை விட்டு மற்ற கோடிக்கணக்கான பாதைகளில் இந்த அலைச் சார்புகள் கச்சிதமாக ஒன்றை ஒன்று கான்சல் செய்து விடுவதால் நாம் துகள் ஒரே ஒரு பாதையில் சென்றதாக உணர்கிறோம். ஸ்டீபன் ஹாகிங் அவர்களின் ஒரு புத்தகத்தில்(The grand design) இருந்து சுட்ட இந்த படத்தைப் பாருங்கள் .

படத்தில் மஞ்சள் அம்புகள் துகளின் வெவ்வேறு இருப்பிடங்களைக் குறிக்கும் அலைச்சார்புகள். நீலக் கோடு அந்த அலைச் சார்புகளின் கூடுதல் (sum )
இரண்டாம் படத்தில் உள்ள நீலக் கோடு மிகச் சிறியதாக இருப்பதைக் கவனியுங்கள். அலைச்சார்புகள் ஒன்றை ஒன்று கான்சல் செய்து கொள்வதால்
துகளின் ஒட்டுமொத்தப் பயணப்பாதை மிக மிகச் சிறியதாக உள்ளது

குவாண்டம் துகள்களின் இந்த அசாதாரண பண்பை (ஒரே நேரத்தில் நிறைய இடங்களில், ஒரே சமயத்தில் நிறைய செயல்கள் ) பயன்படுத்தி 'குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர் ' எனப்படும் கணினியை செய்ய முடியுமா என்று கூட யோசித்துக் கொண்டிருக்கிறார்கள். இன்றைய நம் கணினிகள் நூற்றுக் கணக்கான ஆண்டுகள் எடுத்துக் கொண்டு செய்யும் கணக்குகளை குவாண்டம் கணினிகள் ஒரு நொடியின் ஆயிரத்தில் ஒரு பாகத்தில் செய்து விடுமாம். சாதாரண கம்ப்யூட்டரில் 'பிட்' என்று 0 மற்றும் 1 ஐ
சொல்கிறார்கள். குவாண்டம் கணினியில் இது Qbit என்று அழைக்கப்படுகிறது .ஒரு பத்து அணுக்களை மட்டும் எடுத்துக் கொண்டால் ஒரே சமயத்தில் நமக்கு 2 ^10 அதாவது 1024 தனித்தனி நிலைகள் கிடைக்கும். இது எப்படி என்றால் ஒரு பிரச்சனையை 1024 இஞ்சினியர்கள் தனித்தனியாக அலசுவது போல. Interference
எனப்படும் இணைதல் தத்துவத்தைப் பயன்படுத்தி இந்த 1024 முடிவுகளையும் நம்மால் ஒன்றிணைக்க முடியும். நினைவில் கொள்ளுங்கள்: இந்த 1024 நிலைகளும் அந்த பத்து அணுக்களும் யாராலும் பார்க்கப்படாமல் பரம ஏகாந்தத்தில் இருந்தால் மட்டுமே சாத்தியம்.நாம் பார்த்து விட்டால் ஒரே ஒரு நிலை மாத்திரம் எஞ்சியிருக்கும்.
ஒரே ஒரு இஞ்சினியர் மாங்கு மாங்கு என்று வேலை செய்வதற்கு சமம் இது.ஒரு மெல்லிய நூலை அதிர்வுக்கு உள்ளாக்கும் போது
அது கற்றைகளாகப் பிரிந்து நிறைய இழைகள் தெரிகின்றன. ஆனால் நாம் அதைத் தொட்ட மாத்திரத்தில் ஒரே ஒரு இழை மட்டும் கைக்கு சிக்குவது போல! நமக்கு Output வேண்டும் என்றால் நாம் குவாண்டம் கணினியுடன் தொடர்பு கொள்ள வேண்டும்.ஆனால் நாம் தொடர்பு கொண்ட மாத்திரத்தில் அது தன் குவாண்டம் இயல்புகளை இழந்து விடும்! (ஒரு துகள் உணர்வியை வைத்ததும் திரையில் Interference pattern மறைந்து விடுவதை நினைவுபடுத்துங்கள்) கல்லைக் கண்டால் நாயக் காணோம் நாயைக் கண்டால் கல்லைக் காணோம் என்ற கதை தான்! அல்லது வாத்தை சாகடிக்காமல் குடுவையில் வெளியே எடுக்கும் கோவான் போன்றது இது.

ஆனாலும் விஞ்ஞானிகள் குவாண்டம் கணினிகள் பற்றி இன்னும் ஆராய்ச்சி செய்து கொண்டு தான் இருக்கிறார்கள். துகள்களுக்கு தாங்கள் கவனிக்கப்படுவது தெரியாமல் ஏதேனும் சின்ன சாவித்தாரத்தின் வழியே எட்டிப் பார்க்க முடியுமா? கோயில் நடை சாத்திய பின் அர்த்த ராத்திரியில் கர்ப்ப கிரகத்தின் சாவி துவாரத்தின் வழியே எட்டிப் பார்த்து அம்மன் ஆயிரம் கைகளுடன்
சிம்ம வாகனம் சகிதமாக ஆடிக் கொண்டிருப்பதைப் பார்க்க முடியுமா என்பது அவர்களின் நப்பாசை.

குவாண்டம் இயற்பியல் மிகவும் 'போர்' அடிக்கிறதா? சரி இதை இங்கேயே விட்டு விட்டு கொஞ்சம் 'ரிலேடிவிடிக்கு' போகலாமா? பயங்கர சுவாரஸ்யமாக இருக்கும் ! காலம் , வெளி, ஒளி என்று!

இன்னும் அதிசயங்களுக்கு காத்திருங்கள்....


சமுத்ரா