ஸ்ரீ காளீஸ்வரர் செ

நம்மால் பார்க்க முடிகிற, தொட முடிகிற பொருட்களைப் பற்றிப் படிப்பது சாதாரண இயற்பியல். ஆனால், அணுக்களுக்கும் அதைவிடச் சிறிய துகள்களுக்கும் உள்ளே போனால், அங்கு நடப்பதெல்லாம் நம்பவே முடியாத மாயாஜாலங்கள். இதைத்தான் நாம் ‘குவாண்டம் இயற்பியல்’ (Quantum Physics) என்கிறோம். “அணுக்களுக்குள் அப்படி என்னதான் நடக்கிறது?” என்று எப்போதாவது யோசித்ததுண்டா? இந்த குவாண்டம் உலகம் இல்லாமல் போனால், இன்று நாம் பயன்படுத்தும் ஸ்மார்ட்போன்கள், லேப்டாப்கள் எதுவுமே இருந்திருக்காது. வாருங்கள், இந்த விசித்திரமான உலகத்திற்கு இன்னும் கொஞ்சம் ஆழமாக ஒரு சிறு பயணம் செல்வோம்.

1. ஒரே நேரத்தில் இரண்டு இடங்களில் இருக்கும் அதிசயம் (Superposition)

நமது அன்றாட வாழ்க்கையில், ஒரு பந்து ஒரு நேரத்தில் ஒரு இடத்தில்தான் இருக்க முடியும். ஆனால், குவாண்டம் உலகில் ஒரு துகள் ஒரே நேரத்தில் பல இடங்களிலும் இருக்க முடியும்! இதைத்தான் ‘சூப்பர்போசிஷன்’ (Superposition) என்கிறார்கள்.

ஒரு நாணயத்தைச் சுண்டிவிட்டால், அது கீழே விழும் வரை பூவா? தலையா? என்று சொல்ல முடியாது அல்லவா? அதேபோல, குவாண்டம் துகள்களும் நாம் அதைப் பார்க்காதவரை, எல்லா நிலைகளிலும் ஒரே நேரத்தில் இருக்கும். நாம் எப்போது அதைப் பார்க்கிறோமோ (அதாவது, சோதனையின் மூலம் அளவிடுகிறோமோ), அப்போதுதான் அது ஏதாவது ஒரு நிலைக்கு வருகிறது. இதைச் சுரோடிங்கர் என்ற விஞ்ஞானி தனது ‘பூனை’ கதையின் மூலம் விளக்கினார். ஒரு பெட்டிக்குள் ஒரு பூனையையும், பக்கத்தில் கொடிய விஷத்தையும் வைத்தால், பெட்டியைத் திறக்கும் வரை அந்தப் பூனை உயிருடனும் இருக்கலாம், இறந்தும் இருக்கலாம் எனும் அனுமான கோட்பாட்டை அவர் முன் வைத்தார்.

2. பிரிந்தாலும் பிரியாத பிணைப்பு (Entanglement)

குவாண்டம் உலகில் மிகவும் வியக்கத்தக்க விஷயம் ‘குவாண்டம் பிணைப்பு’ (Quantum Entanglement). இரண்டு துகள்களை ஒன்றாக இணைத்துவிட்டு, அவற்றை பிரபஞ்சத்தின் இரு முனைகளுக்குக் கொண்டு சென்றாலும், ஒரு துகளை நாம் தொட்டால், அடுத்த நொடியே அடுத்த துகளிலும் மாற்றம் ஏற்படும். இடையில் எவ்வளவு தூரம் இருந்தாலும் சரி, ஒளி வேகத்தை விட அதிவேகமாக இந்தத் தகவல் பரிமாற்றம் நடக்கும். இதைத்தான் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனே ஒரு காலத்தில் நம்ப முடியாமல் “நீண்ட தொலைவில் நடக்கும் விளைவு” (Spooky action at a distance) என்று ஆச்சரியப்பட்டார். இது பிரபஞ்சத்தின் விதிகளையே கேள்விக்குள்ளாக்கும் ஒரு தலைப்பாக இன்றும் இருந்து வருகிறது. தகவல் கால வெளியில் மிக வேகமாக பயணிக்குமா எனும் கேள்விக்கான விடையையும் இது தேடிக் கொண்டே இருக்கிறது.

3. ஒளி ஒரு துகள் மட்டுமல்ல, அலையும் கூட!

முன்பெல்லாம் ஒளி என்றால் என்ன என்று கேட்டால், “அது அலை போலப் பயணம் செய்யும் ஒரு ஆற்றல்” என்றுதான் சொன்னார்கள். ஆனால், குவாண்டம் இயற்பியல் வந்து, “ஒளி அலையாகவும் இருக்கும், துகளாகவும் இருக்கும்” என்று கூறியது.

இந்த உண்மையை உலகிற்கு உரக்கச் சொன்னதுதான் அந்தப் புகழ்பெற்ற ‘ஒளிமின் விளைவு’ (Photoelectric Effect). ஒரு உலோகத் தகட்டின் மீது ஒளி படும்போது, அது அலை போலச் செயல்படாமல், சிறிய துகள்கள் (போட்டான்கள்) போல மோதி அங்கிருக்கும் எலக்ட்ரான்களை வெளியேற்றுகிறது. ஐன்ஸ்டீன் இதை விளக்கியபோதுதான், ஒளி என்பது ஆற்றல் பொட்டலங்கள் (Packets of energy) என்பது உறுதியானது. இதைக் கண்டுபிடித்த பிறகுதான், ஒளியைக் கொண்டு நாம் மின்சாரம் தயாரிக்கும் சோலார் தகடுகள் மற்றும் டிஜிட்டல் கேமரா சென்சார்களை உருவாக்க முடிந்தது.

4. நவீன வாழ்க்கையின் இதயம்

குவாண்டம் இயற்பியல் என்பது பெரும் புத்தகத்தில் இருக்கும் தத்துவங்கள் மட்டுமல்ல; அதுதான் நம் வாழ்வின் எஞ்சின்.

ஸ்மார்ட்போன்கள்: உங்கள் போனில் இருக்கும் மைக்ரோசிப்கள் குவாண்டம் விதிகளைப் பின்பற்றித்தான் செயல்படுகின்றன. குவாண்டம் விதிகள் இல்லையென்றால், அந்தச் சிறிய சிப்களுக்குள் கோடிக்கணக்கான தகவல்களைச் சேமிக்க முடியாது.

மருத்துவத் துறை: மருத்துவமனைகளில் பயன்படுத்தும் MRI ஸ்கேன் கருவி, நம் உடலுக்குள் இருக்கும் அணுக்களின் குவாண்டம் பண்புகளைப் பயன்படுத்திதான் உடலின் உள்ளுறுப்புகளைப் புகைப்படம் எடுக்கிறது.

லேசர் தொழில்நுட்பம்: இன்று நாம் பயன்படுத்தும் லேசர் கருவிகள் அனைத்தும் குவாண்டம் ஆற்றல் நிலைகளின் மாற்றத்தால் உருவானவைதான்.

5. எதிர்காலக் கணினிகள் – குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்

இன்றுள்ள சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்கள் பல ஆண்டுகள் எடுத்துக்கொள்ளும் சிக்கலான கணக்குகளை, குவாண்டம் கணினிகள் சில நொடிகளில் தீர்த்துவிடும். இவை ‘பிட்ஸ்’ (Bits  – 0 அல்லது 1) என்ற முறையில் செயல்படாமல், குவாண்டம் நிலைகளைப் பயன்படுத்திச் செயல்படுவதால், அதன் வேகம் பல மடங்கு அதிகமாக இருக்கும். இது புதிய மருந்துகள் கண்டுபிடிப்பு, வானிலை முன்னறிவிப்பு என அனைத்திலும் மிகப்பெரிய மாற்றத்தைக் கொண்டுவரும். தற்போது நாம் கேட்கும் கேள்விகளுக்கு விடை அளிக்கும் செய்யறிவு தொழில்நுட்பமானது, வருங்காலத்தில் நாம் சிந்தித்து முடிப்பதற்கு முன்பே குவாண்டம் கணினிகளின் உதவியுடன் வேலையை முடித்துவிடும்.

 நாம் வாழும் இந்த உலகமே அணுக்களால் ஆனது என்றால், அந்த அணுக்களின் செயல்பாடான குவாண்டம் விதிகள்தான் நம் வாழ்க்கையைத் தீர்மானிக்கின்றன.

இயற்கையின் இத்தகைய நுட்பமான பிணைப்புகளைப் புரிந்துகொள்வதுதான் அறிவியலின் உண்மையான தேடல். அணுவுக்குள் நடக்கும் அந்தச் சிறிய அசைவுதான், இன்று நம் கையில் இருக்கும் பிரம்மாண்டமான தொழில்நுட்பங்களுக்குக் காரணம். நாம் இன்னும் பல புதிய உண்மைகளைக் கண்டுபிடிக்கக் காத்திருக்கிறோம்!

ஸ்ரீ காளீஸ்வரர் செ,

இளம் அறிவியல் எழுத்தாளர்,

முதுகலை இயற்பியல் மாணவர்,

ஸ்காட் கிருத்தவ கல்லூரி,

நாகர்கோவில்.