குவாண்டம் பிணைப்புறுத்தல் செய்வது எப்படி?
How to do Quantum Entanglement?
குவாண்டம் கட்டுரைத் தொடரில் 6ஆம் கட்டுரை!
-----------------------------------------------------------------------------
பி இளங்கோ சுப்பிரமணியன்
நியூட்டன் அறிவியல் மன்றம்
--------------------------------------------------------------------
குவாண்டம் பிணைப்புறுதல்!
---------------------------------------------
பொருட்கள் அணுக்களாகவும், அணுக்கள்
துகள்களாகவும் இருப்பதை நாம் அறிவோம்.
புரோட்டான், நியூட்ரான், எலக்ட்ரான், ஃபோட்டான்
ஆகியவை நன்கறியப்பட்ட துகள்கள்.
இரண்டு அல்லது இரண்டுக்கு மேற்பட்ட
துகள்களை பிணைப்புறுத்தலாம். அதாவது
அத்துகள்களின் மீது 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
(quantum teleportation) 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.
--------------------------------------------------------------------
(நவம்பர் 2022 அறிவியல் ஒளி இதழில் பிரசுரமான
"தொலைவில் நிகழும் பயங்கரம் அல்ல" என்ற
தலைப்பிலான கட்டுரையில் இருந்து சில பத்திகள்
மேலே தரப்பு பட்டுள்ளன). இது Quantum Entanglement
(குவாண்டம் பிணைப்புறுத்தல்) பற்றிய கட்டுரை.
**************************************************
கருத்துகள் இல்லை:
கருத்துரையிடுக