பரமபத விளையாட்டில் தாயக்கட்டையை உருட்டி, அது கீழே விழும்வரை, ஏணி நம்மை ஏற்றிவிடப்போகிறதா அல்லது பாம்பு இறக்கிவிடப்போகிறதா என்பது தெரியாது. அது கீழே விழுந்து ஒரு எண்ணைக் காட்டும்வரை, அதன் முடிவு நிச்சயமற்றது. அந்த நிச்சயமற்ற ‘நிகழ்தகவு’ நிலைதான் குவாண்டம் இயற்பியலின் மையம்.
‘அந்நியன்’ திரைப்படத்தில், சாந்தமான அம்பியாக இருக்கும் கதா நாயகன், திடீரென்று அந்நியனாக மாறுவார். இப்படி இருவேறு குணங் களை வெளிப்படுத்தும் அம்பிபோல, நீண்டகாலமாக ‘ஒளி’ ஒருமுறை ‘துகளாகவும்’, மற்றொரு முறை ‘அலையாகவும்’ மாறிமாறித் தன்னை காண்பித்துக்கொண்டிருந்தது.
ஒளியின் இருமை குணம்
இயற்பியலின் பரிணாம வளர்ச்சி யில் ஒவ்வொரு முறையும், ஒளி என்பது அலையா அல்லது துகளா என்று அறுதியிட்டுச் சொல்ல முடியவில்லை. முதலில் ஒளி துகள்களால் ஆனது என்றார் நியூட்டன். 1801இல் தாமஸ் யங்க், ‘இருபிளவு’ (Double-Slit) ஆய்வில், ஒளி அலைகளால் ஆனது என்றார். பின்னர் மாக்ஸ்வெல், ஒளி என்பது மின்காந்த அலை என்று கணித ரீதியாக நிறுவினார்.
1900இல், ஒளியின் ஆற்றல் தொகுதிகளாக இருக்கிறது என்றார் பிளாங்க். அதன்பின் ஐன்ஸ்டைன், ‘போட்டான்கள்’ என்னும் துகள்களால் ஆனது ஒளி என்று நிரூபித்து நோபல் பரிசைத் தட்டிச்சென்றார். ஆக மொத்தம், ஒளி என்பது அலையா அல்லது துகளா என்கிற குழப்பம் 1920வரை நீடித்தது.
அதன்பின், பிரெஞ்சு இயற்பிய லாளர் லூயி த புராய் ஏன் துகளுக்கு, அலையின் பண்புகள் இருக்கக் கூடாதா என்று கேட்டு இதற்கு முற்றுப் புள்ளி வைத்தார். மீண்டும் ‘இருபிளவு’ சோதனை செய்யப்பட்டது. ஆனால், இம்முறை, துகள்களுக்கு அலையின் பண்புகள் இருக்கிறதா என்பதை அறிய, ஒளிக்குப் பதில் அணுவுக்குள் இருக்கும் துகளான எலெக்ட்ரான் பயன்படுத்தப்பட்டது.
இருபிளவு சோதனை
ஒரு திரையில் மிக மெல்லிய இரண்டு துளைகள் இடப்பட்டன. அதன் பின்புறம் ஒரு உணர்திரை (Detector Screen) வைக்கப்பட்டது. அந்தத் துளைகள் வழியாக எலெக்ட் ரான்களை அறிவியலாளர்கள் செலுத்தினார்கள்.
பொதுவாக, அந்தத் துளைக்குச் சரியாகப் பின்புறம் இருக்கும், உணர்திரையின் மேல் மட்டும்தானே எலெக்ட்ரான்கள் பதிய வேண்டும்? ஆனால், உணர் திரை முழுக்க, வரிசைகளாக எலக்ட் ரான்கள் விழுந்திருந்தன. இது எலெக்ட்ரானின் அலைப் பண்பை வெளிப்படுத்தியது.
எலெக்ட்ரானைப் பந்துபோல நினைக்காமல், நீரலையாக உருவகப்படுத்திக்கொள்ளுங்கள். எலெக்ட் ரான், அலையை போலப் பயணித்து, இரண்டு துளைக்குள்ளும் நுழைந்து, வெளிவந்து, அந்த இரண்டு அலைகளும் ஒன்றோடு ஒன்று மோதி, இணைந்து வரிசையான வடிவமைப் பைத் திரையில் உருவாக்கின.
எலெக்ட்ரானின் ‘இரட்டைவேடம்’
இதைப் பற்றி மேலும் அறிய, ‘துகளான’ எலெக்ட்ரான் எப்படி அலையாக மாறுகிறது என்பது கண்காணிக் கப்பட்டது. அப்போது எதிர்பாராத ஒன்று நடந்தது. வகுப்பறையில் ஆசிரியர் கவனிக்கும்போது, நல்லப்பிள்ளையாக இருக்கும் மாணவர் போல, தன் அலைவடிவ சேட்டையெல்லாம் உதறிவிட்டு சமர்த்துத்துகளாக துளைக்குள் நுழைந்த எலெக்ட்ரான், ஒற்றை எலெக்ட் ரானாகவே சரியாகத் துளைக்குப் பின்னால் பதிந்தது.
அதாவது, ஒரு எலெக்ட்ரான் கவனிக்கப்படாதவரை அலை நிலையாகவும், கவனித்தால் துகள் போலவும் செயல்பட்டது. அதாவது, எலெக்ட்ரான் எங்கே இருக்கிறது என்று நமக்குத் தெரியும்போதே அதன் அலை அழிந்துவிடுகிறது.
அது என்ன அலை?
சரி, எலெக்ட்ரானின் அலை என்பது என்ன? ஜெர்மானிய விஞ்ஞானி மாக்ஸ்போர்ன், இதற்குப் பதிலளித் தார். எலெக்ட்ரானின் அலை, அடுத்து அந்த எலெக்ட்ரான், எந்ததெந்த இடங்களில் இருக்கக்கூடும் என்பதற்கான சாத்தியங்களைக் கொண்டிருந்த ஒரு நிகழ்தகவு அலை (Probability Wave). அது பருப்பொரு ளும் இல்லை. தாயக்கட்டை கீழே விழுவதற்கு முன்பிருக்கும் நிலை.
அந்த அலை, யாரையும் தன்னைப் பார்க்கவிடுவதில்லை. பார்த்தால் உடைந்து, ஏதோ ஒரு நிச்சயத்தில் நின்றுவிடும். பார்க்காத போது, அணு உலகத்தில் அந்த நிகழ்தகவு சாத்தியங்கள், நம்மிடம் ஒரு குறுக்கீட்டு உருப்படிவத்தை (interference pattern) வெளிப்படுத்தும்.
இந்த உண்மையை நம்ப முடியாமல் ஐன்ஸ்டைன், ‘கடவுள் தாயம் விளையாடவில்லை' என்று சொன்ன வாக்கியம் பிரபலமானது. இந்தப் பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படை அணு என்றால், அதன் ஒவ்வொரு நிகழ்வும் நிகழ்தகவு அடிப்படையிலா செயல்பட்டுக்கொண்டிருக்கிறது? அதுதான் இன்றைய குவாண்டம் கணினிகளின் அடிப்படையா?
(தொடர்ந்து தேடுவோம்)
- கட்டுரையாளர்: மென்பொறியியல் தொழில் முனைவோர், அறிவியல் எழுத்தாளர்; sujaaphoenix@gmail.com