தொலைவில் நிகழும் பயங்கரம் அல்ல!
(இயற்பியல் நோபல் பரிசு 2022).
-----------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
-------------------------------------------------
1) ஆலைன் ஆஸ்பெக்ட் (பிரான்சு)
2) ஜான் கிளாசர் (அமெரிக்கா)
3) ஆன்டன் ஸெய்லிங்கர் (ஆஸ்திரியா)
ஆகிய மூவருக்கும் 2022ஆம் ஆண்டிற்கான
இயற்பியல் நோபெல் பரிசு சமமாகப்
பகிர்ந்து அளிக்கப் பட்டுள்ளது.
பரிசு எதற்காக வழங்கப்பட்டது என்பது பற்றி நோபெல்
பரிசுக்குழு பின்வருமாறு கூறுகிறது.
"பிணைப்புற்ற ஃபோட்டான்களைக் கொண்டு, இம்மூவரும் நிகழ்த்திய வெற்றிகரமான பரிசோதனைகளில் பெல் அசமத்துவம் (Bell inequalities)
உறுதியாக மீறப்பட்டுள்ளது. இப்பரிசோதனைகளின் வெற்றியானது
குவான்டம் தகவல் தொடர்பு அறிவியலின் முன்னோடியாகத்
திகழ்கிறது (for experiments with entangled photons, establishing the violation
of Bell inequalities and pioneering quantum information science). எளிமைப்படுத்திப்
புரிந்து கொள்ள வேண்டுமெனில், இம்மூவரின் பங்களிப்பானது
குவாண்டம் கணினி உருவாக்கத்தில் நிறையவே பயன்படப்
போகிறது என்பதை அறிந்திடுவோம்.
விடையளிக்கப்பட்ட கேள்விகள்!
--------------------------------------------------
குவாண்டம் கொள்கை மீதான இப்பரிசோதனைகள்
பெரும் இயற்பியல் முக்கியத்துவம் கொண்டவை. 1930களில்
தொடங்கி இன்று வரை நீடித்து வந்த குவாண்டம்
இயற்பியலின் சில சிக்கலான கேள்விகளுக்கு தங்களின்
பரிசோதனைகளின் மூலம் விடையளித்துள்ளனர் நோபெல்
பரிசு பெற்றுள்ள மூவரும். ஐன்ஸ்டைன் அன்று எழுப்பிய
சில வினாக்களுக்கு இன்று மீண்டும் விடையளிக்கப் பட்டுள்ளது..
பிரபஞ்சம் குறித்த, நமது பழக்கப்பட்ட பார்வையை மாற்றிச்
சரி செய்துகொள்ள வேண்டிய தேவையை நடப்பாண்டின் நோபல்
பரிசு ஏற்படுத்தி உள்ளது.
இது பற்றியெல்லாம் நன்கறிந்திட குவாண்டம் கொள்கையில்
ஓர் உயர்மட்டப் புரிதலைப் பெற்றிருப்பது முன்நிபந்தனை ஆகிறது.
அ) குவாண்டம் பிணைப்புறுதல் (quantum entanglement) என்றால் என்ன?
ஆ) பிணைப்புற்ற துகள்கள் (entangled particles) எவ்வாறு நடந்து கொள்ளும்?
இ) துகள்களின் நடத்தை ஐன்ஸ்டைன் கூறியபடி தொலைவில்
நிகழும் பயங்கரமா? (spooky action at a distance)
ஈ) அல்லது அந்நடத்தை அவற்றின் உள்ளார்ந்த இயல்பா (inherent in nature)
உ) EPR முரண் என்றால் என்ன? (EPR Paradox)
ஊ) அயர்லாந்து இயற்பியலாளர் ஜான் பெல் (John S Bell 1928-1990)
முன்மொழிந்த பெல் தேற்றம் அல்லது பெல் அசமத்துவம்
(Bell's inequalities) என்றால் என்ன?
எ) நிகழ்ச்சிகளின் உள்ளூர்த்தன்மை (local realism) மற்றும்
உள்ளூரற்ற தன்மை (non local) என்றால் என்ன?
ஏ) மறைமுகக் காரணிகள் (hidden variables) என்றால் என்ன?
குறைந்தபட்சமாக மேற்கூறிய அம்சங்களை ஐயந்திரிபற விளங்கிக் கொள்ள
வேண்டும். அப்போதுதான் குவாண்டம் பிணைப்புறுதல் (quantum entanglement)
பரிசோதனைகளுக்கான நோபல் பரிசு பற்றிய முழுநிறைவான
புரிதலை அடைய முடியும்.
குவாண்டம் பிணைப்புறுதல்!
---------------------------------------------
பொருட்கள் அணுக்களாகவும், அணுக்கள் துகள்களாகவும் இருப்பதை
நாம் அறிவோம். புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான், ஃபோட்டான்
ஆகியவை நன்கறியப்பட்ட துகள்கள். இரண்டு அல்லது இரண்டுக்கு மேற்பட்ட
துகள்களை பிணைப்புறுத்தலாம். அதாவது அத்துகள்களின்மீது
வினையாற்றி அவற்றுக்கு இடையில் ஒரு பிணைப்பை ஏற்படுத்தி
விட்டால், அவை பிணைப்புற்ற துகள்கள் (entangled particles) என்றாகி விடும்.
உலகில் இதுகாறும் நடைபெற்றுள்ள பிணைப்புறுத்தும்
பரிசோதனைகளில் (experiments of entanglement) மிகுதியும்
ஃபோட்டான்களையே விஞ்ஞானிகள் பயன்படுத்தி உள்ளனர்.
இதற்குக் காரணம் ஃபோட்டான்களை எளிதாகப் பிணைப்புறுத்தலாம்
என்பதே.
நோபல் பரிசாளரான ஆலன் ஆஸ்பெக்ட் நாற்பது ஆண்டுகளுக்கு
முன்பே, 1980களில், தமது குழுவினருடன் பிணைப்புறுத்தும்
பரிசோதனைகளை நிறையச் செய்தவர். இன்னொரு
பரிசாளரான கிளாசர் இதற்கும் முன்பே, தமது மாணவப்
பருவம்தொட்டே குவாண்டம் பிணைப்புறுத்தலில் ஆர்வம்
காட்டியவர். பெல் அசமத்துவம் (Bell inequality) சரியா தப்பா
என்று சோதித்தறியும் நோக்குடன் 1972ல் தமது குழுவினருடன்
இவர் செய்த பிணைப்புறுத்தல் பரிசோதனை காலத்தை வென்று
நிற்கிறது.
அது போலவே ஆண்டன் ஸெய்லிங்கர் 1997ல் தமது குழுவினருடன்
செய்த பரிசோதனை குவாண்டம் தொலைச்செலுத்தலில்
(quantum teleportation) முதன் முதலில் மேற்கொள்ளப்பட்ட
பரிசோதனை ஆகும். அறியப்படாத ஒரு குவாண்டம் நிலையை
(unknown quantum state) ஒரு துகளில் இருந்து இன்னொரு துகளுக்குக்
கொண்டு செல்வது குவாண்டம் தொலைச்செலுத்துதல் ஆகும்.
இப்பரிசோதனைகளின் மகத்துவத்தை முப்பது நாற்பது
ஆண்டுகளுக்குப் பின்னரே அறிவியல் உலகம் உணர்ந்து
ஏற்றுக் கொண்டது. அதன் விளைவாகவே மேற்கூறிய மூன்று
விஞ்ஞானிகளும் நீண்ட தாமத்தின் பின்னர் நோபல்
பரிசை அடைந்தனர்.
ஆலன் ஆஸ்பெக்ட்டும் ஜான் கிளாசரும் தங்களின் பிணைப்புறுத்தும்
பரிசோதனைகளில் கால்சியம் அணுக்களைப் பயன்படுத்தினர்.
அவ்வணுக்களை உயர் ஆற்றல் நிலைக்கு கிளர்ச்சியுறச்
செய்து (highly excited energy level), அந்நிலையில் அவற்றில் இருந்து
ஒன்றன் பின் ஒன்றாக, சில நானோ நொடிகள் இடைவெளியில்
இரண்டு பிணைப்புற்ற ஃபோட்டான்களைப் பெற்றனர்.
ஒற்றைத் துகளை இரண்டாக்கலாம்!
--------------------------------------------------------
ஆஸ்பெக்ட், கிளாசர் காலத்திய பிணைப்புறுத்தல் பரிசோதனைகள்
இன்று பெரும் முன்னேற்றத்தைக் கண்டுள்ளன.
இவை முன் கண்டிராத அளவு புரட்சிகரமான மாற்றங்களை
அடைந்துள்ளன. இதனால் சம கால உலகின் பிணைப்புறுத்தல்
பரிசோதனைகளை இன்று மிக எளிதில் சிரமமின்றிச் செய்ய
முடிகிறது. பரிசோதனைகளின் துல்லியமும் வெகுவாக அதிகரித்துள்ளது.
இன்றைய நடைமுறையில் பிணைப்புறுத்தல் பரிசோதனை
பொதுவாக பின்வருமாறு அமைகிறது.பரிசோதனை ஏற்பாடு
(experimental setup) ஒரு இளங்கலை பட்ட வகுப்பு மாணவனால்
கையாளத் தக்க அளவுக்கு எளிமையானது.
ஒரு ஒற்றை ஃபோட்டானை எடுத்துக் கொண்டு, அதை உயர் ஆற்றல்
நிலைக்குக் கொண்டு செல்ல வேண்டும். இப்போது நேரியல்பற்ற
ஒளியியல் படிகங்களை (non linear optical crystal) பயன்படுத்தி அந்த
ஒற்றை ஃபோட்டானை இரண்டு ஃபோட்டான்களைக் கொண்ட ஒரு
ஜோடியாக ஆக்கலாம். இந்த ஜோடியில் ஒவ்வொரு ஃபோட்டானும்
தொடக்கத்தில் இருந்த ஆற்றலில் பாதியைக் கொண்டிருக்கும்.
எடுத்துக்காட்டாக, பீட்டா பேரியம் போரேட் (Beta Barium Borate) என்னும் வேதிப்பொருளால் செய்யப்பட்ட படிகத்தின் மீது ஒரு ஊதா லேசரை
ஒளிரச் செய்து, ஃபோட்டான் ஜோடிகளைக் கொஞ்சம் பெறலாம். இவை
அகச்சிவப்புக்கு அருகிலுள்ள ஃபோட்டான்களை (near infrared photons)
கொண்டிருக்கும். இம்முறையில் சற்றேறக்குறைய நூறு விழுக்காடு
பிணைப்புற்ற ஃபோட்டான்கள் (entangled photons) கிடைக்கும்.
தென்னை மரமும் புன்னை மரமும்!
-------------------------------------------------------
பிணைப்புற்ற துகள்கள் எவ்வாறு நடந்து கொள்ளும்? மிகவும் விசித்திரமாக
நடந்து கொள்ளும். தென்னை மரத்தில் தேள் கொட்டினால்
புன்னை மரத்தில் நெறி கட்டியதாம் என்ற பழமொழியைப் போல,
பிணைப்புற்ற இரண்டு துகள்களில் ஒரு துகளுக்கு என்ன
நேர்ந்ததோ அது இன்னொரு துகளையும் பாதிக்கும். இரண்டு
துகள்களும் எவ்வளவு அதிக தூரத்தில் இருந்தாலும் இந்த பாதிப்பு நிகழும்.
பிணைப்புற்ற ஒரு ஜோடித் துகள்களில் ஒரு துகள் சென்னையில்
ஆய்வகத்தில் இருப்பதாகக் கொள்வோம். இன்னொரு துகள்
பூமியில் இருந்து 225 மில்லியன் கிமீ தூரத்தில் செவ்வாய் கிரகத்தில்
இருப்பதாகக் கொள்வோம். இப்போது t1 என்ற நேரத்தில் சென்னையில்
உள்ள துகளை ஒரு தேள் கொட்டி விடுகிறது. அதே t1 என்ற நேரத்தில்
செவ்வாயில் உள்ள துகள் தேள்கடியை உணர்ந்து விடுகிறது.
அதற்கு நெறி கட்டி விடுகிறது.
இது சாத்தியமா என்றால் குவாண்டம் பிணைப்புற்ற துகள்களில்
இது சாத்தியமே. இரண்டு துகள்களும் எவ்வளவு தொலைவில்
இருந்தாலும் அவ்விரு துகள்களும் ஒரு ஒற்றைத் துகளைப்
போலவே நடந்து கொள்ளும். அதுதான் குவாண்டம்
பிணைப்புறுதலின் இயல்பு.
இதை ஐன்ஸ்டைன் ஏற்றுக் கொள்ளவில்லை. சென்னைக்கும்
செவ்வாய்க்கும் இடையில் உள்ள 225 மில்லியன் கிமீ தூரத்தைக்
கடந்தால்தான் சென்னைத் துகளை தேள் கடித்து விட்ட செய்தி
செவ்வாய்த் துகளுக்குத் தெரிய வரும். இந்தப் பிரபஞ்சத்தில்
சாத்தியமான அதிகபட்ச வேகம் ஒளியின் வேகமே; அதாவது
வினாடிக்கு 3 லட்சம் கிமீ வேகமே. சென்னையில் இருந்து
இந்த வேகத்தில் ஒரு செய்தி சென்றால்கூட, 225 மில்லியன் கிமீ
தூரத்தைக் கடந்து அச்செய்தி செவ்வாயை அடைய
12.5 நிமிடங்கள் (அல்லது 750 நொடிகள்) ஆகும்.
அதாவது சென்னைத் துகளை தேள் கடித்த செய்தி செவ்வாய்த்
துகளை அடைய குறைந்தது பன்னிரண்டரை நிமிடங்கள்
ஆகும். எனவே 12.5 நிமிடம் கழிந்த பின்னரே செவ்வாய்த்
துகளுக்கு நெறி கட்ட இயலும். ஆனால் தேள் கொட்டியதும்
நெறி கட்டியதும் ஒரே நொடியில் நிகழ்கிறது என்பதை
ஐன்ஸ்டைனால் ஏற்கவே முடியவில்லை. தொலைவைப்
பொருட்படுத்தாமல் எப்படி இது நிகழ்கிறது என்று கேள்வி
எழுப்பிய ஐன்ஸ்டைன் இதை தொலைவில் நிகழும் பயங்கரம்
(spooky action at a distance) என்று வர்ணித்தார்.
ஐன்ஸ்டைன் மட்டுமல்ல, மனிதர்களின் பகுத்தறிவும் குவாண்டம் பிணைப்புறுதலின் நம்ப முடியாத விசித்திரங்களை ஏற்க
மறுத்து முரண்பட்டு நிற்கிறது. தொலைவு என்பது முற்றிலுமாக
அர்த்தம் இழந்து போகிறது. மேலும் தேள் கொட்டியதும்
நெறி கட்டியதும் ஒரே நொடியில் நிகழ்வதால் காரண காரியப்
பொருத்தம் (cause and effect relationship) அடிபட்டுப் போகிறதே என்றும்
ஐன்ஸ்டைன் அஞ்சினார். எனவே குவாண்டம் விசையியல்
அடிப்படையிலேயே தவறானது (quantum mechanics is fundamentally flawed)
என்ற முடிவுக்கு ஐன்ஸ்டைன் வந்து சேர்ந்தார்.
EPR முரண்பாடு!
--------------------------
குவாண்டம் கொள்கையை உருவாக்கிய சிலரில் ஐன்ஸ்டைனும்
ஒருவர். என்றாலும் திட்டவட்டமான ஒழுங்கிற்கு உட்பட்டதாக
இந்த பிரபஞ்சம் இல்லை என்றும் இது நிறைய நிச்சயமின்மைகளைக்
கொண்டிருக்கிறது என்றும் குவாண்டம் கொள்கை கூறுவதை
ஐன்ஸ்டைனால் ஏற்றுக் கொள்ள முடியவே இல்லை. இவ்விஷயத்தில்
சக விஞ்ஞானிகளுடன், குறிப்பாக நியல்ஸ் போருடன் (Niels Bohr 1885-1962) ஐன்ஸ்டைன் கடுமையாக முரண்பட்டார்.
இப்பிரபஞ்சமானது திட்டவட்டமான ஒழுங்கிற்கு உட்பட்டது என்றும் நிச்சயமின்மைக்கு இப்பிரபஞ்சத்தில் இடமில்லை என்றும்
ஐன்ஸ்டைன் திடமாக நம்பினார். தமது நிலையுடன் முற்றிலுமாக முரண்படும் குவாண்டம் கொள்கை சரியானது அல்ல என்று உணர்த்தும் நோக்குடன் 1937ல் தமது நண்பர்களுடன் இணைந்து அவர் ஒரு அறிக்கை
சமர்ப்பித்தார். அது EPR அறிக்கை என்று முதலில் அறியப்பட்டு
பின்னர் EPR முரண்பாடு என்று பெயர் பெற்றது.
EPR என்பது ஐன்ஸ்டைன், பொடோல்ஸ்கி, ரோசன் ஆகிய
மூவரின் பெயர்களின் முதல் எழுத்துக்கைக் கொண்டது.
(EPR = Einstein, Podolsky, Rosen).
"இந்தப் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய, பௌதிக மெய்ம்மையை
(physical reality) பற்றிய குவாண்டம் விசையியலின் வர்ணனை
முழுமையானதா" (Can quantum mechanical description of reality be
considered complete?) என்பதுதான் EPR அறிக்கையின் தலைப்பு.
இந்த அறிக்கை குவாண்டம் விசையியலின் சரித்தன்மைக்குச்
சவால் விட்டது. அதில் ஒரு சிந்தனைப் பரிசோதனையை
(Thought experiment) குறிப்பிட்டு, அதன் வழியாக குவாண்டம் விசையியல் முழுமையானதல்ல என்று வாதிட்டிருந்தார்
ஐன்ஸ்டைன்.
பெல் அசமத்துவம்!
------------------------------
அயர்லாந்து இயற்பியலாளர் ஜான் பெல் (John S Bell 1928-1990)
முன்மொழிந்த பெல் தேற்றம் (Bell's theorem) அவர் 1964 நவம்பரில்
வெளியிட்ட ஆய்வறிக்கையில் கூறப்பட்டு உள்ளது. பெல்லின்
தேற்றத்தில் அவர் வந்தடைந்த முடிவு ஒரு அல்ஜிப்ரா
சம்னபாடாக அமையவில்லை. மாறாக ஒரு அசமத்துவமாக
(algebraic inequality) அமைந்துள்ளது. எனவே அவரின் தேற்றம்
பெல் அசமத்துவம் (Bell's inequality) என்று அழைக்கப் படுகிறது.
பெல்லின் மூலத் தேற்றம் காலப்போக்கில் பெருமளவுக்கு
எளிமைப் படுத்தப்பட்டு உள்ளது. காலத்தால் சற்றுப் பிந்திய
1971ஆம் ஆண்டின் பிரதியையே (1971 variation) மேலே
குறிப்பிட்டுள்ளேன்.
பெல் தேற்றம் குறிப்பிடும் பரிசோதனைகளில், எண் மதிப்புகளில்
(numerical values) விடை கிடைக்கும். எத்தனை முறை பரிசோதனைகளைச்
செய்தாலும் பெல் அசமத்துவத்தின் மதிப்பு அதிகபட்சமாக
2 மட்டுமே. அதாவது 2 அல்லது 2க்கும் குறைவான மதிப்பே
பெல் அசமத்துவத்தின் மதிப்பாகும். அதாவது ஒரு பரிசோதனையின்
இறுதியில் உள்ளூர் யதார்த்தமானது (Local Realism) 2 அல்லது
2க்கும் குறைவான மதிப்புகளையே பெறும். ஆயிரம் முறை அல்லது
லட்சம் முறை பரிசோதனைகளைச் செய்தாலும், முடிவில்
பெல் அசமத்துவத்தின் மதிப்பு 2 அல்லது < 2 மட்டுமே.
ஏதேனும் ஒரு பெல் பரிசோதனையின் முடிவில் கிடைக்கும்
மதிப்பு 2ஐ விட அதிகமாக இருக்குமேயானால் (if the result is > 2)
பெல் அசமத்துவம் மீறப்பட்டு விட்டது என்று பொருளாகும்.
நோபல் பரிசு பெற்ற விஞ்ஞானிகள் தங்களின் பரிசோதனைகளில்
வந்தடைந்த முடிவு 2ஐ விட அதிகமான மதிப்பைக் கொண்டிருந்தது.
அதாவது அவர்களின் பரிசோதனைகளில் பெல் அசமத்துவம்
மீறப்பட்டு இருந்தது (Bell's inequality was violated)
உதாரணமாக பிரசித்தி பெற்ற ஜான் கிளாசரின் 1972
பரிசோதனையில், பெல் அசமத்துவத்தின் மதிப்பு 2.8 என்று
கிடைத்தது. இது பெல் அசமத்துவத்தை உறுதியாக மீறியுள்ளது.
பெல் தேற்றம் என்பது உள்ளூர் யதார்த்தம் (Local realism) பற்றிய
தேற்றம் ஆகும். பெல் அசமத்துவத்தை மீறுவது என்றால்
உள்ளூர்த் தன்மையை மீறுவது, உள்ளூர் யதார்த்தத்தை மீறுவது
(violation of local realism என்று பொருளாகும்.
குவாண்டம் கொள்கை உள்ளூர்த் தன்மையற்ற (Non local)
கொள்கை. அது காலத்தையும் தூரத்தையும் எரித்துச் சாம்பலாக்கி
விடுகிறது (annihilation of time and distance). எனவேதான் பிணைப்புற்ற
இரண்டு துகள்கள் கால தேச வர்த்தமானங்களைக் கடந்து,
ஒரே துகள் போல் நடந்து கொள்கின்றன.
பெல் அசமத்துவத்தை மீறிய இப்பரிசோதனைகளின் முடிவுகள்
ஐன்ஸ்டைனுக்கு எதை உணர்த்துகின்றன? இந்தப் பிரபஞ்சமும்
சரி, பௌதிக யதார்த்தமும் சரி குவாண்டம் விசையியல்
வர்ணிப்பது போல்தான் உள்ளன என்பதையே உணர்த்துகின்றன.
உள்ளூர் யதார்த்தம்!
-------------------------------
உலகில் நடைபெறும் எல்லா நிகழ்வுகளுக்கும் ஒரு உள்ளூர்த் தன்மை
(Localism) உண்டு. நெல்லை மாவட்டம் வீரவநல்லூரில் ஒரு திருமணம்
நடக்கிறது என்றால் அது வீரவநல்லூரின் உள்ளூர் நிகழ்வு.
அத்திருமணம் பற்றி அறிந்தவர்கள், அதில் பங்கேற்றவர்கள்,
அத்திருமணம் நடைபெறுவதற்கு உழைத்தவர்கள் என்று
கணிசமானோர் உள்ளூர்க்காரர்களாக இருப்பது இயல்பு.
இந்த உள்ளூர் என்பதை எதுவரைக்கும் நீட்ட இயலும்?
உள்ளூர்த் தன்மையின் எல்லை எது? இந்தப் பிரபஞ்சத்தில்
ஒளியின் வேகம்தான் அதிகபட்ச வேகம். இந்த வேக வரம்புக்குள்
சென்றடைய முடிந்த இடம் வரை உள்ளூர் என்று புரிந்து
கொள்ளலாம். ஆண்ட்ரமேடா காலக்சி என்பது நமக்கு
அருகில் உள்ள ஒரு விண்மீன் திரள். பூமியில் இருந்து
அதன் தூரம் 2.5 மில்லியன் ஒளியாண்டு ஆகும்.
(1 ஒளியாண்டு = 9.46 டிரில்லியன் கிமீ). இது உள்ளூர்
ஆகுமா? ஆகாது.
சரி, சந்திரன் பூமியில் இருந்து 3,84,400 கிமீ தொலைவில் உள்ளது.
பூமியில் இருந்து இந்த நொடியில் அனுப்பப்படும் தகவல்
இதே நொடியில் சந்திரனைச் சென்றடைய இயலுமா?
இயலாது. ஒளியின் வேகமான நொடிக்கு 3,00,000 கிமீ
வேகத்தில் சென்றாலும், சந்திரனுக்குச் செய்தி சென்று
சேர ஒன்றேகால் நொடி ஆகும். எனவே உள்ளூர் என்ற
வரம்புக்குள் சந்திரன் வராது. செய்தி அனுப்பிய
நொடியிலேயே செய்தி சென்று சேர முடிந்தால், அந்த நேரப்
பயணத்துக்குள் அமையும் இடங்கள் அனைத்தும்
உள்ளூர் (locality) என்று புரிந்து கொள்ளலாம். உள்ளூர்
என்பதற்கான கறாரான வரையறை இதுவல்ல. எனினும்
இது சிக்கல் நிறைந்த குவாண்டம் கொள்கையைப்
புரிந்து கொள்ள இது உதவும்.
மறைமுகக் காரணிகள்!
-------------------------------------
குவாண்டம் விசையியல் விவரிக்கும் பௌதிக யதார்த்தத்தில்
(physical reality) மறைமுகக் காரணிகள் (hidden variables) எதுவும் இல்லை.
A, B என்னும் இரண்டு பிணைப்புற்ற ஃபோட்டான்களை எடுத்துக்
கொள்வோம். இரண்டையும் எதிரெதிர் திசைகளில் அனுப்புவோம். பரிசோதனையின் வரம்புக்கு உட்பட்டு,
அவற்றுக்கு இடையிலான தூரத்தை அதிகபட்ச அளவுக்கு அதிகரிப்போம்.
A, B என்னும் இவ்விரு துகள்களுக்கும் நிறம் உண்டு என்று
கொள்ளுவோம். இவை முறையே கருப்பு, வெள்ளை
நிறங்களை உடையவை ஆனால் பரிசோதனைக்கு முன்பு
அத்துகள்களின் நிறம் வெளிப்படாது. இரு துகள்களும் நிறமற்ற
துகள்களாகவே காட்சியளிக்கும். ஒரு துகளின் நிறமானது அத்துகளை
அளக்கும்போதுதான் தெரியவருமே தவிர அளக்கப்படும் வரை
அது நிறமற்ற துகளே. அளப்பதற்கு முன் அவற்றின் நிறங்களை
யாரும் அறிய முடியாது.
ராமன் சீதை இருவரும் துகள்களைப் பிடித்துப் போடும்
கருவிகளுடன் (detectors) எதிரெதிர் திசைகளில் நிற்கிறார்கள்.
ராமனின் கருவியில் துகள் பிடிக்கப்பட்டு விடுகிறது.
அத்துகள் கருப்பு நிறத்தில் இருக்கிறது. அந்த நொடியிலேயே
சீதையிடம் பிடிபட்ட துகள் வெள்ளை நிறம் என்று இராமன்
உணர்ந்து கொள்கிறான். அதே போல் ராமனிடம் பிடிபட்ட
துகள் கருப்பு என்று சீதையும் உணர்ந்து கொள்கிறாள்.
இதுதான் குவாண்டம் விசையியல் கூறும் யதார்த்தம்.
இதில் எந்த மறைமுகக் காரணிகளும் இல்லை. பரிசோதனை
தொடங்கும் முன் துகள்கள் கருப்பு வெள்ளையா அல்லது
நீலம் சிவப்பா என்று யாருக்குமே தெரியாது என்பதால்
மறைமுகக் காரணிகள் இல்லை என்று அறிகிறோம்.
துகள்களுக்குப் பதிலாக இரு பந்துகளை எடுத்துக் கொள்வோம்.
இரு பந்துகளின் நிறமும் கருப்பு என்றும் வெள்ளை என்றும்
பரிசோதனை தொடங்கும்போதே எல்லோருக்கும் தெரியும்.
பரிசோதனையின் இறுதியில் தான் பிடித்த பந்து கருப்பு
நிறம் என்று ராமன் கண்டதுமே சீதையிடம் இருப்பது
வெள்ளை என்று உடனே உணர்ந்து கொள்கிறான். இந்த
நிகழ்வில் மறைமுகக் காரணிகள் (hidden variables)
உள்ளன. பரிசோதனை தொடங்கும் முன்பே பந்துகளின்
நிறங்கள் எதிரெதிரானவை என்பது தெரிந்து விடுவதால்,
இந்நிகழ்வில் மறைமுகக் காரணிகள் செயல்படுகின்றன.
குவாண்டம் விஸ்வரூபம்!
----------------------------------------
குவாண்டம் என்பது நுண்ணிய அதி நுண்ணிய ஒரு துகள்.
ஆனால் அந்நுண் துகள் மொத்தப் பிரபஞ்சத்தையும்
சுவீகரித்து விஸ்வரூபம் எடுத்து நிற்கிறது. பௌதிக
யதார்த்தமும் இந்தப் பிரபஞ்சமும் குவாண்டம் விசையியல்
வர்ணிப்பது போலத்தான் இருக்கிறது என்பதை நோபெல்
பரிசு பெற்ற விஞ்ஞானிகள் தங்களின் பரிசோதனைகள்
மூலம் நிரூபித்து இருக்கிறார்கள்.
குவாண்டம் கொள்கை குறித்த ஐன்ஸ்டைனின் ஐயப்பாடுகள்
தவறானவை என்பது தற்போது முன்னிலும் உறுதியாக
நிரூபிக்கப் பட்டு இருக்கிறது. பிணைப்புற்ற துகள்களின்
நடத்தை தொலைவில் நிகழும் பயங்கரம்
(spooky action at a distance) அல்ல என்றும், மாறாக குவாண்டம்
துகள்களின் உள்ளார்ந்த இயல்பு (inherent in nature) என்றும் மிகவும்
அழுத்தம் திருத்தமாக இம்முறை நிரூபிக்கப் பட்டு இருக்கிறது.
குவாண்டம் கொள்கை மீதான நீடித்த ஐயங்கள் தற்போது
காற்றோடு போயின. இதற்கெல்லாம் வழிவகுத்த நோபல்
பரிசு பெற்ற மூன்று விஞ்ஞானிகளையும் போற்றுவோம்.
இறுதியாக ஒன்று. இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் ஒளியின் வேகமே
அதிகபட்ச வேகம் என்ற ஐன்ஸ்டைனின் கண்டுபிடிப்பு
இன்றளவும் சரியானதாக நீடிக்கிறது. அது முறியடிக்கப்
படவில்லை. ஒளியின் வேகத்தை விட அதிகமான வேகத்தில்
செய்தி அனுப்ப இயலாது. எனவே ஐன்ஸ்டைனின் வேக வரம்பு
விண்ணதிரும் முழக்கங்களுடன் தொடர்கிறது.
***************************************************
.
