SCIENCE TALKS - இயல்பான மாற்றங்கள் இல்லாத விஷயங்கள் !

 

குவாண்டம் அளவில் (Subatomic scale), துகள்கள் ஒரே ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில் மட்டும் இருப்பதில்லை; மாறாக, அவை "சூப்பர்பொசிஷன்" (Superposition) எனப்படும் ஒரே நேரத்தில் பல சாத்தியமான நிலைகளின் மேகமாக இருக்கின்றன. இவை சுரோடிங்கர் சமன்பாட்டின்படி (Schrödinger equation) காலப்போக்கில் மாறக்கூடியவை. ஆனால், குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸில் உள்ள "குவாண்டம் ஜெனோ விளைவு" என்பது, ஒரு அமைப்பை நாம் தொடர்ந்து கவனிப்பதன் அல்லது அளவிடுவதன் (Observation or Measurement) மூலமே அதன் இயல்பான மாற்றத்தை முற்றிலும் முடக்கிவிட முடியும் என்ற வியத்தகு நிகழ்வாகும். ஒரு கதிரியக்க அணுவை (Radioactive atom) நாம் கவனிக்காமல் தனியாக விட்டுவிட்டால், அதன் அலைச் சார்பு (Wave function) விரிவடைந்து, அது சிதைவடைவதற்கான (Decay) கணித சாத்தியக்கூறுகள் அதிகரிக்கின்றன. இருப்பினும், ஒரு விஞ்ஞானி அந்த அணுவை அளவிடும்போது அல்லது "கவனிக்கும்போது", அதன் அலைச் சார்பு வலுக்கட்டாயமாக அதன் ஆரம்ப அடிப்படை நிலைக்குத் சுருங்கிவிடுகிறது (Wave function collapse). இந்த அளவீட்டை நாம் மிக அதிவேகமான கால இடைவெளிகளில் தொடர்ந்து செய்துகொண்டே இருந்தால், அந்த அலைச் சார்புக்கு மாறுவதற்கான அல்லது விரிவடைவதற்கான வாய்ப்பே கிடைப்பதில்லை. எளிமையாகச் சொன்னால், அந்த அணு "மாறப்போகும்" ஒரு நிலையிலேயே நிரந்தரமாகச் சிறைபிடிக்கப்பட்டு, அதன் இயற்பியல் மாற்றம் முடக்கப்படுகிறது. இதன் மூலம் நிலையற்ற துகள்கள் சிதைவடைவது முற்றிலும் தடுக்கப்படுகிறது.

இது கேட்பதற்கு ஒரு தத்துவ முரண்பாடு போலத் தோன்றினாலும், குவாண்டம் ஜெனோ விளைவு என்பது நிரூபிக்கப்பட்ட ஒரு இயற்பியல் உண்மையாகும். 1977-ல் முதன்முதலில் கோட்பாடாக முன்வைக்கப்பட்ட இது, பின்னர் லேசர் மூலம் குளிரூட்டப்பட்ட அயனிகளைப் (Laser-cooled trapped ions) பயன்படுத்தி ஆய்வகச் சோதனைகளில் நிரூபிக்கப்பட்டது. இந்த அயனிகளின் மீது அதி-குறுகிய, தொடர்ச்சியான லேசர் கதிர்களைப் பாய்ச்சுவதன் மூலம்—அதாவது ஒரு நொடிக்கு பல டிரில்லியன் நுண்படிமங்களை (Snapshots) எடுப்பதற்குச் சமமான செயல் மூலம்அணுக்களின் உள் ஆற்றல் மாற்றங்களை இயற்பியலாளர்கள் வெற்றிகரமாக நிறுத்தினார்கள். இந்த கண்டுபிடிப்பு குவாண்டம் கணினிகளின் (Quantum computing) எதிர்காலத்தில் ஆழமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும். நிலையான குவாண்டம் கணினிகளை உருவாக்குவதில் உள்ள மிகப்பெரிய சவால்களில் ஒன்று "டிகோஹெரன்ஸ்" (Decoherence) ஆகும், அதாவது வெளிப்புறச் சூழல் தற்செயலாக குவாண்டம் பிட்களுடன் (Qubits) தொடர்பு கொண்டு அவற்றின் நுட்பமான கணக்கீடுகளை அழித்துவிடுவது. குவாண்டம் செயலிகளுக்குள் தன்னாட்சி பெற்ற, அதிவேக கண்காணிப்பு நெறிமுறைகளை உருவாக்குவதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் இந்த குவாண்டம் ஜெனோ விளைவைப் பயன்படுத்தி கியூபிட்களை அவற்றின் கணக்கீட்டு நிலைகளிலேயே முடக்கி வைக்க முடியும். இது நிரலின் தர்க்கத்தை (Logic) பாதிக்காமல், சுற்றுச்சூழல் இரைச்சலில் இருந்து அவற்றைப் பாதுகாக்கும்.

இந்த நிகழ்வின் தாக்கங்கள், இதன் மறுபக்கமான "எதிர்-ஜெனோ விளைவை" (Anti-Zeno Effect) கவனிக்கும்போது இன்னும் விசித்திரமாக மாறுகின்றன. சில குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில், நாம் கவனிக்கும் கால இடைவெளிகள் சரியாக அமைந்தால், அந்த அளவீடானது குவாண்டம் அமைப்பின் மாற்றத்தை மெதுவாக்குவதற்குப் பதிலாக, அதன் சிதைவை மேலும் துரிதப்படுத்துகிறது; அதாவது இது ஒரு அணு வினையூக்கியாகச் செயல்படுகிறது. இது ஒரு விசித்திரமான பிரபஞ்ச இருமையைத் தோற்றுவிக்கிறது, அங்கு நாம் எவ்வளவு அடிக்கடி கவனிக்கிறோம் என்பதே பொருளின் ஆயுட்காலத்தைத் தீர்மானிக்கிறது. மேக்ரோஸ்கோபிக் உலகின் (நமது சாதாரண உலகத்தின்) அதிகப்படியான டிகோஹெரன்ஸ் காரணமாக, இந்த ஜெனோ விளைவு பொதுவாக அணு அளவிலான உலகிற்கு மட்டுமே மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது என்றாலும், கோட்பாட்டு இயற்பியலாளர்கள் ஒட்டுமொத்த பிரபஞ்சத்தையும் இந்த கண்ணோட்டத்தின் வழியே பார்க்கிறார்கள். சில பிரபஞ்சவியலாளர்கள் (Cosmologists), பிரபஞ்சத்தின் ஒட்டுமொத்த நிலையும் இருண்ட ஆற்றல் (Dark energy) மற்றும் பிரபஞ்ச பின்னணி கதிர்வீச்சு (Cosmic background radiation) ஆகியவை விண்வெளியின் கட்டமைப்பை எவ்வாறு "அளவிடுகின்றன" அல்லது தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதன் மூலம் பாதிக்கப்படலாம் என்று கருதுகின்றனர். இதன் மூலம், கவனிப்பது என்பது வெறும் நிகழ்காலத்தைப் பதிவு செய்யும் செயலற்ற ஒன்று மட்டுமல்ல, அது காலத்தையும் சிதைவையும் வடிவமைக்கும் ஒரு தீவிரக் கருவி என்பது புலனாகிறது.