ஐன்ஸ்டீன் தவறு செய்துவிட்டார்!. அறிவியல் உலகையே மாற்றிய கதை!. நூற்றாண்டுக்கு பிறகு நிரூபணமான குவாண்டம் ரகசியம்!.

மிக குளிர்ந்த அணுக்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்களைப் பயன்படுத்தி இரட்டை-பிளவு பரிசோதனையை மீண்டும் உருவாக்கி, குவாண்டம் கோட்பாட்டை உறுதிப்படுத்தி, ஐன்ஸ்டீன்-போர் விவாதத்தை MIT இயற்பியலாளர்கள் குழுவினர் தீர்த்து வைத்துள்ளனர். இதன்மூலம் நூற்றாண்டுக்கு பிறகு ஐன்ஸ்டீன் செய்தது தவறு என்று நிரூபணமாகியுள்ளது.

குவாண்டம் இயற்பியலின் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க காட்சியில், ஒரு ஆராய்ச்சி குழு, அறிவியலின் மிகப் பிரபலமான பரிசோதனை ஒன்றை அசாதாரணமான துல்லியத்துடன் மீண்டும் உருவாக்கியுள்ளது. MIT ஆய்வுக் கூடத்தில், விஞ்ஞானிகள் குழு, ஆயிரக்கணக்கான அணுக்களை பெரும்பாலும் பூஜ்ஜிய நிலைக்கு குளிர்வித்து அதன்பின் அந்த அணுக்களை லேசர் ஒளி மூலம் அழகாக ஒழுங்குபடுத்தி, அவற்றை தனித்துவமான ஃபோட்டான்களை (photons) பரப்பி சிதறச் செய்தனர்.

இந்த சோதனை இரட்டை-பிளவு பரிசோதனையின் நவீன பதிப்பாகும், இது ஒளி ஒரு அலை அல்லது துகள் போல செயல்படுகிறதா என்பதை சோதிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஆனால் இப்போது ஈர்க்கக்கூடிய வகையில் நேரடியான வழியில் பதிலளிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த முடிவுகள் குவாண்டம் இயக்கவியல் பற்றிய புரிதலை ஆழப்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், இந்த பரிசோதனைக்கு அல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் கொடுத்த விளக்கத்தை தவறானதாக நிரூபிக்கின்றன.

ஒளியின் பாதையும் அதன் பிணைப்பு முறை (interference pattern)யையும் ஒரே நேரத்தில் அளவிடுவது சாத்தியமாக இருக்கக்கூடும் என்ற அவரது கருத்து அணு அளவிலான பரிசோதனையில் சாத்தியமில்லாமல் உள்ளது. இந்த நவீன அணுகுமுறை, இயற்பியலில் மிகவும் பிரபலமான சர்ச்சைகளில் ஒன்றையும் தெளிவுபடுத்துகிறது, அதாவது, அல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் நீல்ஸ் போர் இடையே சுமார் 100 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தொடங்கிய மிக பிரபலமான வாதத்தை இது தெளிவுபடுத்துகிறது.

இரட்டை-பிளவு பரிசோதனை பெரும்பாலும் பெரும்பாலும் உயர்நிலை பள்ளி வகுப்புகளில் குவாண்டம் இயற்பியலின் விசித்திர தன்மையை விளக்குவதற்காக அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. இது முதலில் 1801 ஆம் ஆண்டில் தாமஸ் யங் என்பவரால் மேற்கொள்ளப்பட்டது, அப்போது ஒளி அலை போல செயல்படும் என்பதை வெளிப்படுத்தியது. பின்னர், குவாண்டம் கோட்பாட்டின் வளர்ச்சியுடன், இந்த பரிசோதனை ஒளி ஒரு துகள் அல்லது ஃபோட்டான் போல செயல்படுகிறது என்பதற்கான சான்றாகவும் மாறியது.

மூல பரிசோதனை அமைப்பில்,ஒளி இரண்டு பிளவுகள் வழியாக பிரகாசித்து ஒரு திரையைத் தாக்கும். ஃபோட்டான்கள் துகள்களைப் போல மட்டுமே செயல்பட்டால், அவை இரண்டு பிரகாசமான புள்ளிகளை உருவாக்கும். அதற்கு பதிலாக, ஃபோட்டான் எந்த பிளவு வழியாகச் சென்றது என்பதை நீங்கள் அளவிடாவிட்டால், அவை அலை போன்ற குறுக்கீடு வடிவத்தை உருவாக்குகின்றன. பாதையை அளவிட முயற்சித்தவுடன், குறுக்கீடு முறை மறைந்துவிடும் மற்றும் ஒளி துகள்களின் நீரோட்டமாக செயல்படுகிறது.

இந்த விசித்திரமான விளைவுகள் பல ஆண்டுகளாக அறிவியல் உலகில் கடும் விவாதங்களை ஏற்படுத்தின. அதாவது, ஒரு ஃபோட்டான் ஒரு பிளவு வழியாகச் செல்லும்போது ஒரு சிறிய “Kick”யை ஏற்படுத்தினால், அதன் பாதையைக் கண்டறிய முடியும் என்று ஐன்ஸ்டீன் வாதிட்டார். அதனை வைத்து அதன் பாதையை கணிக்க முடியும் என அவர் நம்பினார். அதாவது, அந்த “தள்ளு” மூலம் போட்டான் எந்த இடைவெளி வழியாக சென்றது என்பதை தெரிந்து கொள்ளலாம், அதே நேரத்தில் அதன் இணைதல் முறையையும் (interference pattern) காணலாம் என ஐன்ஸ்டீன் நம்பினார்.

ஆனால் நீல்ஸ் போர் இதனை கடுமையாக எதிர்த்தார். ஒவ்வொரு அளவீடும், அந்த அமைப்பின் இயல்பை பாதிக்கின்றது. எனவே, போட்டான் எந்த வழியாக சென்றது என்பதை நீங்கள் அளவிட முயன்றாலே, இணைதல் முறை அழிந்து விடும் என்று நீல்ஸ் விளக்கினார். இதையடுத்து இவரது விளக்கம் குவாண்டம் கோட்பாட்டின் முக்கிய பகுதியாக மாறியது. இருப்பினும், ஐன்ஸ்டீன் இதனை ஏற்கத் தயங்கினார். அவர், குவாண்டம் இயற்பியலில் நிறைய விஷயங்கள் “முழுமையாக புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை” என நம்பினார்.

இந்த யோசனையை மிகவும் துல்லியமாக பரிசோதிக்க, வோல்ஃப்காங் கெட்டர்லே (Wolfgang Ketterle) மற்றும் அவரது MIT குழுவினர், அதிக குளிர்ந்த அணுக்களை (ultracold atoms) பயன்படுத்தினர். அவர்கள் லேசர்களைப் பயன்படுத்தி 10,000 க்கும் மேற்பட்ட அணுக்களை ஒரு இறுக்கமான கட்டத்தில் பிடித்து மைக்ரோகெல்வின் வெப்பநிலைக்கு குளிர்வித்தனர். அது முழுமையான பூஜ்ஜியத்திற்கு மிகவும் நெருக்கமான வெப்பநிலை ஆகும். இந்த பூஜ்ஜிய நிலையில், , அணுக்கள் முழுமையான குவாண்டம் விதிமுறைகளுக்கேற்ப நடக்க ஆரம்பிக்கின்றன. அதாவது, அவை அலை-துகள்கள் போன்று செயல்படுகின்றன. இந்த அணுக்கள், இதுவரை பயன்படுத்தப்பட்ட மிகச் சிறிய ‘இடைவெளிகள்’ (slits) ஆகவே செயல்பட்டன, இதனால் முன்னோடியான இரட்டை பிளவு பரிசோதனைக்கு ஒரு புதிய, அதிக துல்லியமான வடிவம் கிடைத்தது.

முந்தைய பரிசோதனைகளில், நிலையான இடைவெளிகள் (fixed slits) அல்லது திடமான physical தடைகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. ஆனால் இந்த MIT பரிசோதனையில், ஒவ்வொரு அணுவும் தனித்தனியாக, ஒன்றோடொன்று ஒப்பானவையாக, நிசப்தமாக நின்றன — ஒவ்வொன்றும் ஒரே ஒரு போட்டானுடன் (photon) தொடர்புகொள்ள தயார் நிலையில் இருந்தன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் அந்த அணுக்களின் அடுக்கில் மிக மென்மையான ஒளிக் கதிர் (weak beam of light) ஒன்றை பொருத்தினர். அதனால், பெரும்பாலான அணுக்கள் ஒரே ஒரு போட்டான் மட்டும் பரப்பின (scattered) — இதனால் ஒவ்வொரு நிகழ்வும் துல்லியமாக கணிக்க முடிந்தது, மற்றும் எந்த அணு எப்போது, எத்தனை போட்டான்களை பரப்புகிறது என்பதையும் கவனிக்க முடிந்தது.

இந்த அமைப்பின் மூலம், குவாண்டம் மட்டத்தில் ஒளி மற்றும் பொருளின் தொடர்பை மிக நுட்பமாகப் படிக்க முடிந்தது .மேலும் எந்த விதமான kick ஏற்பட்டது என்பது போன்ற ஐன்ஸ்டீனின் யூகங்களை நேரடியாக சோதிக்க முடிந்தது. அவர்கள் பரிசோதனையில் ஒரு முக்கிய அம்சத்தை மாற்றினார்கள். அது அணுக்களின் “மங்கலான தன்மை” (fuzziness). இதன் அர்த்தம், அணுவின் நிலையை எவ்வளவு துல்லியமாக தெரிந்து கொள்ள முடிகிறதென்பதாகும்.

மிக மங்கலான (fuzzier) அணுக்கள் போட்டான் (photon) எந்த பாதையை எடுத்தது என்பதை அதிகமாக வெளிப்படுத்தின. இதனால் இணைதல் முறை (interference pattern) வலுவிழந்தது, அலைபோன்ற நடத்தை குறைந்தது. அணுவின் நிலை மிகவும் துல்லியமாக (clearer) இருந்தால், போட்டானின் பாதை குறைவாகவே தெரிந்தது. இதனால் இணைதல் முறை வலுவாக (அதாவது அலைபோன்ற நடத்தை அதிகமாக) இருந்தது. லேசர் பொறிகளை இறுக்குவதன் மூலமோ அல்லது தளர்த்துவதன் மூலமோ அவர்கள் மங்கலான தன்மையை சரிசெய்தனர். இது ஒளி துகள்கள் அல்லது அலைகளைப் போல செயல்படுகிறதா என்பதைக் கட்டுப்படுத்த அனுமதித்தது.

அவர்களின் கண்டுபிடிப்புகள் Physical Review Letters என்ற புகழ்பெற்ற அறிவியல் இதழில் வெளியிடப்பட்டன. ஒரு போட்டானின் பாதை (path) குறித்த தகவல் அதிகமாக கிடைக்கும் போது, இணைதல் முறை (interference pattern) மிகவும் பலவீனமாகிறது. இந்த முடிவு குவாண்டம் கோட்பாட்டுடன் முழுமையாக ஒத்துபோகிறது, மேலும் நீல்ஸ் போர் முன்வைத்த விளக்கத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது.

மாறாக, ஒரு போட்டான் ஒரு இடைவெளியை கடந்துசெல்லும்போது, அது ஒரு கிளையை இழுக்கும் பறவை போல, அந்த இடத்தில் சிறிய “தள்ளுபடி” ஏற்படுத்தும். அதன் அடிப்படையில் அதன் பாதையை தெரிந்துகொள்ளலாம் என அவர் ஐன்ஸ்டீன் நம்பினார். ஆனால் MIT குழுவின் இந்த நவீன பரிசோதனை, ஐன்ஸ்டீனின் அளவீடு , குவாண்டம் அமைப்பையே மாற்றிவிடும் என்பதை வெளிப்படையாக நிரூபித்துவிட்டது. இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள், ஒரு நூற்றாண்டுக்குமேல் நீடித்த அறிவியல் வாதத்திற்கு உண்மையான தீர்வை கொடுத்திருக்கின்றன.

ஒற்றை அணுக்கள் மற்றும் ஒற்றை போட்டான்களைப் பயன்படுத்தி இப்படி ஒரு பரிசோதனையை நடத்த முடியும் என்பதை ஐன்ஸ்டீனும் போரும் கனவில்கூட நினைத்திருக்க மாட்டார்கள்.” “நாங்கள் செய்தது ஒரு சிறந்த வகையில் வடிவமைக்கப்பட்ட தத்துவ பரிசோதனை என்று கெட்டர்லே கூறினார்.

Readmore: இரவு தூங்கும் முன் தண்ணீர் குடிப்பீர்களா?. இந்த தவறை செய்யாதீர்கள்!. சிறுநீரகத்திற்கு ஆபத்து!