குவாண்டம் இயக்கவியலின் அற்புதங்கள் மற்றும் அதன் அடிப்படை உண்மைகள்!

குவாண்டம் இயக்கவியல் என்பது இயற்பியலின் மிகவும் சிக்கலான மற்றும் வியத்தகு பிரிவுகளில் ஒன்றாகும். இது, பேரண்டத்தின் மிகச் சிறிய துகள்களான அணுக்கள், அவற்றின் உட்பகுதிகள், மற்றும் ஆற்றலின் நடத்தையைப் பற்றி ஆய்வு செய்கிறது. நாம் அன்றாட வாழ்வில் அனுபவிக்கும் இயற்பியல் விதிகள் (நியூட்டனின் விதிகள் போன்றவை) பெரிய பொருட்களுக்குப் பொருந்துகின்றன. ஆனால், அணு அளவில் உள்ள துகள்களுக்கு, குவாண்டம் இயக்கவியல் விதிகளே பொருந்தும். இந்தக் குவாண்டம் இயக்கவியலின் அடிப்படை உண்மையே, நமது சாதாரணப் புரிதலுக்கு அப்பாற்பட்டதுதான். இதன் விளைவாகத்தான், இது வெறும் அறிவியல் துறையாக இல்லாமல், ஒரு தத்துவார்த்த விவாதப் பொருளாகவும் உள்ளது.

குவாண்டம் இயக்கவியலின் மிக முக்கியமான கோட்பாடு Wave-Particle Duality என்பதாகும். அதாவது, ஒளி போன்ற ஒரு பொருள் சில சமயங்களில் அலை போலவும் (Wave), சில சமயங்களில் துகள் போலவும் செயல்படக்கூடியது. உதாரணமாக, எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் போட்டான்கள் போன்ற சிறிய துகள்கள், இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் அலை மற்றும் துகள் என்ற இரண்டு இயல்புகளையும் வெளிப்படுத்துகின்றன. இந்த இருமைத் தன்மை, பெரிய பொருட்களுக்குப் பொருந்தாது. ஒரு கிரிக்கெட் பந்து, ஒரே நேரத்தில் பந்தாகவும், அலையாகவும் இருக்க முடியாது. ஆனால், குவாண்டம் உலகில், இந்தப் புரிதல் புரட்டிப் போடப்படுகிறது. இது, நாம் பேரண்டத்தை நோக்கும் கண்ணோட்டத்தை முற்றிலும் மாற்றுகிறது.

மற்றொரு அடிப்படை அம்சம் நிலைகளின் மேற்பொருந்துதல் (Superposition) ஆகும். இந்த விதியின்படி, ஒரு குவாண்டம் துகள், அது கவனிக்கப்படாத வரையில், ஒரே நேரத்தில் பல சாத்தியமான நிலைகளில் (States) இருக்கும். உதாரணமாக, ஒரு எலக்ட்ரானின் சுழற்சி (Spin) என்பது, ஒரே நேரத்தில் 'மேல்நோக்கிய சுழற்சி' மற்றும் 'கீழ்நோக்கிய சுழற்சி' ஆகிய இரண்டு நிலைகளிலும் இருக்க முடியும். இந்தத் துகள் கவனிக்கப்படும்போது (அதாவது அளவிடப்படும்போது), அது உடனடியாக ஏதாவது ஒரு நிலையை மட்டுமே தேர்வு செய்யும். இது ஷ்ரோடிங்கரின் பூனைப் பரிசோதனை (Schrödinger's Cat Experiment) மூலம் தத்துவார்த்த ரீதியாக விளக்கப்படுகிறது. பூனை, ஒரே நேரத்தில் உயிருடனும், இறந்த நிலையிலும் இருக்கும் என்பதுதான் இந்தப் பரிசோதனையின் வியத்தகு சாராம்சம்.

குவாண்டம் இயக்கவியலின் மிக விசித்திரமான மற்றும் குழப்பமான கருத்து குவாண்டம் சிக்கல் (Quantum Entanglement) ஆகும். இரண்டு துகள்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட வழியில் ஒன்றிணைக்கப்படும்போது, அவை எவ்வளவு தூரம் பிரிந்திருந்தாலும், அவை இரண்டும் ஒன்றுக்கொன்று இணைந்தே இருக்கும். ஒரு துகளின் நிலை அளவிடப்பட்டால், உடனடியாக அடுத்த துகளின் நிலையும் கணிக்கப்படும். அதாவது, நீங்கள் இங்கே ஒரு துகளை அளந்தால், ஒளியின் வேகத்தை விட வேகமாக, பல இலட்சம் மைல்களுக்கு அப்பால் உள்ள மற்ற துகளின் நிலை மாறுகிறது. இது ஐன்ஸ்டீனால் "Spooky Action at a Distance" என்று அழைக்கப்பட்டது. இந்தக் குவாண்டம் சிக்கல், தகவல் தொடர்பு அல்லது ஆற்றல் பரிமாற்றத்திற்கு ஒளியின் வேக வரம்பைக் கடந்த ஒரு வழியைத் திறக்கக்கூடும் என்று நம்பப்படுகிறது.

குவாண்டம் இயக்கவியல் என்பது வெறும் கோட்பாடு மட்டுமல்ல; அதன் விளைவுகள் ஏற்கனவே நமது அன்றாட வாழ்வில் பல தொழில்நுட்பங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. லேசர், மின்னணுவியல் சாதனங்கள், அணு கடிகாரங்கள், மற்றும் எம்ஆர்ஐ ஸ்கேனர்கள் போன்ற மருத்துவ உபகரணங்கள் அனைத்தும் குவாண்டம் இயற்பியலின் அடிப்படைகளைப் பயன்படுத்தியே இயங்குகின்றன. எதிர்காலத்தில், நிலைகளின் மேற்பொருந்துதல் மற்றும் குவாண்டம் சிக்கல் போன்ற கருத்துகளைப் பயன்படுத்தி, அதிவேகமாகக் கணக்கிடக்கூடிய குவாண்டம் கணினிகள் (Quantum Computers) உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன. இந்த கணினிகள், இன்றுள்ள சூப்பர் கணினிகள் கூடச் செய்ய முடியாத சிக்கலான கணக்கீடுகளைச் செய்ய முடியும். குவாண்டம் இயக்கவியல், பேரண்டத்தின் மிக அடிப்படையான விதிகளைப் பற்றிய நமது புரிதலை மாற்றியது மட்டுமல்லாமல், எதிர்காலத் தொழில்நுட்பத்தின் அடித்தளத்தையும் அமைத்துக் கொண்டிருக்கிறது. இது, நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகம் நாம் பார்ப்பது போலச் சாதாரணமாக இல்லை, மாறாக, ஆழமான மர்மங்கள் நிறைந்தது என்பதை உணர்த்துகிறது.

உள்ளூர் முதல் உலகம் வரை பரபரப்பான ஹாட் செய்திகளை உடனுக்குடன் அறிய மாலைமுரசு யூடியூப் சேனலை காண இங்கே கிளிக் செய்யவும்.