Into the atom 3 (The uncertainty principle)

കഴിഞ്ഞ ബ്ലോഗുകളിൽ ആറ്റത്തിന്റെ ശൂന്യതയെ പറ്റി പ്രസ്താവിച്ചിരുന്നല്ലോ , ആറ്റത്തിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ കണികയായും തരംഗമായും കാണപ്പെടുന്നു എന്ന് മനസിലായല്ലോ .

പഴയ ബ്ലോഗ് വായിക്കാത്തവർ ലിങ്കിൽ ക്ലിക്ക് ചെയ്യു

Into the atom 1 - http://beyondtheequations.blogspot.com/2020/04/vs.html

Into the atom 2

- http://beyondtheequations.blogspot.com/2020/04/in-to-atom-2.html

ഈ തരംഗങ്ങളെ പറ്റി പഠിയ്ക്കുവാൻ ഷോഡിഞ്ചർ (Erwin Schrödinger) എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ അദ്ദേഹത്തിന്റെ സമവാക്യം( Schrödinger wave equation) അവതരിപ്പിയ്ക്കുകയും ചെയ്തു..ഒപ്പം ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റത്തിനുും ചുറ്റും തരംഗ രൂപത്തിലാണ് സഞ്ചരിയ്ക്കുന്നത് എന്നുകൂടി അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു ..

പക്ഷേ ചോദ്യം ഇതല്ല ..... എന്തുകൊണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകളെ തരംഗമായി കാണേണ്ടി വരുന്നു.... എന്നാൽ ചിലപ്പോൾ കണികയായും (കഴിഞ്ഞ ബ്ലോഗിൽ CRT ടിവിയിൽ നമ്മൾ ഇലക്ട്രോണിനെ കാണുന്നു എന്ന് പറഞ്ഞത് ഓർമയുണ്ടല്ലോ) 

#ഉത്തരം 

ഈ പ്രശ്നം ആദ്യമായി ചിന്തിയ്ക്കുന്നതും അതിനുള്ള ഉത്തരം കണ്ടെത്തുന്നതും Heisenberg ആണ്. 

അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഏറ്റവും പ്രശസ്തമായ Uncertainty തത്വവും. ഈ തത്വം പ്രകാരം ഇലക്ട്രോണിന്റെ സ്ഥാനം നിങ്ങൾ കൃത്യമായി നിർണയിക്കാൻ ശ്രമിച്ചാൽ അതിന്റെ വേഗത എത്രയാണെന്ന് പറയുവാൻ കഴിയില്ല... മറ്റൊരു തരത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ നിങ്ങൾ ഒരു കാറിൽ യാത്ര ചെയ്യുകയാണെങ്കിൽ 

നിങ്ങൾക്ക് കാറിന്റെ വേഗതയും നിങ്ങൾ എവിടെയാണെന്നും പറയുവാൻ സാധിക്കും എന്നാൽ ഇത് ഒരു ഇലക്ട്രോണിന്റെ കാര്യത്തിലാണെങ്കിൽ 

ഇലക്ട്രോണിനെ നിങ്ങൾ നിർത്തിയാൽ അത് എവിടേക്ക് എത്ര വേഗതയിലാണ് പോവുന്നത് എന്ന് പറയാൻ സാധിക്കില്ല... ഇനി എത്ര വേഗതയിലാണ് പോകുന്നത് എന്നറിയാമെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോൺ എവിടെയാണെന് പറയാൻ കഴിയില്ല, അതായത് അപ്പോൾ നിങ്ങൾക്ക് ഇലക്ട്രോണിനെ കാണാൻ കഴിയില്ല.

 # ഉദാഹരണങ്ങൾ

ഇതേ കാര്യം നിത്യജീവിതത്തിൽ ഒന്നാലോചിച്ചാലോ....റോഡിലൂടെ നിങ്ങൾ നടക്കുകയാണെങ്കിൽ റോഡിലെ വാഹനങ്ങൾ നിങ്ങൾ കാണുമ്പോൾ മാത്രമാണ് അവിടെ ഉള്ളത് അതായത് നിങ്ങൾ കണ്ണടച്ചു കൊണ്ട് നടന്നാൽ ഒരു വാഹനവും നിങ്ങളെ ഇടിയ്ക്കുകയില്ല. ക്വാണ്ടം ഭൗതികത അനുസരിച്ച് ആ വാഹനം അവിടെ നിങ്ങൾ നോക്കുമ്പോൾ മാത്രമാണ് ഉണ്ടാവുക....( ഐൻസ്റ്റീൻ ബോറിനോട് ചോദിച്ച ചോദ്യമാണ് ഇത്) കൂടുതൽ ചിന്തിയ്ക്കുന്നതിന് മുൻപ് ഒരു കാര്യം  ഇലക്ട്രോണുകൾ അല്ല വാഹനങ്ങൾ.

എന്താണ് ഇതിന്റെ അർഥം, പ്രകൃതി തന്നെ ഈ കൂടുതൽ അറിയുന്നതിനെ നിയന്ത്രിച്ചിരിയ്ക്കുകയാണ്. അതായത് ഇലക്ട്രോണിനെ നിങ്ങൾ നോക്കുമ്പോൾ അതിനെ കണിയാകുവാൻ വേണ്ടി പ്രേരിപ്പിയ്ക്കുകയാണ് നിങ്ങൾ ചെയ്യുന്നത് അപ്പോൾ അതിനെ തരംഗമായി കാണുവാൻ സാധിക്കില്ല. ഒരേ സമയം ഇലക്ട്രോൺ എവിടെ നിക്കുന്നു എന്നോ എവിടേക്ക് പോകുന്നു എന്നോ പറയാൻ കഴിയില്ല.

ഇനി മറ്റൊരു രസകരമായ കാര്യം 

ഇലക്ട്രോണിനെ നിങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ വീട്ടിലേക്ക് ക്ഷണിച്ചു എന്ന് കരുതുക നിങ്ങളുടെ വീട്ടിലേക്ക് കയറാൻ രണ്ട് വാതിലുകൾ ഉണ്ട് ഒരു വാതിലിന്റെ തറയിൽ  പച്ച നിറത്തിലുള്ള നിറവും മറ്റേവാതിലിന്റ തറയിൽ നീല നിറത്തിലുള്ള നിറവും താഴെ ഒഴിച്ചിട്ടുണ്ട്, ആര് കയറി വന്നാലും എത് വാതിലിലൂടെയാ വന്നത് എന്നറിയാൻ കാൽ പാട് നോക്കിയാൽ മതി.....

ഇനി ഇലക്ട്രോൺ വീട്ടിൽ വന്ന് അകത്ത് കേറിയപ്പോഴാണ് നിങ്ങൾ കണ്ടത് എങ്കിൽ... ഏത് വാതിലിലൂടെ കയറി എന്നറിയാൻ നിങ്ങൾ നോക്കിയാൽ നിങ്ങൾ ഞെട്ടും ... കാരണം അവിടെ ഇതേ ഇലക്ട്രോണിന്റെ പച്ചയും നീലയും നിറത്തിലുള്ള കാൽപാട് കാണും.... അതെ ഒരു ഇലക്ട്രോൺ തന്നെ ഒരേ സമയം രണ്ട് വാതിലിലൂടെയും കയറിയിരിയ്ക്കുന്നു!!

എടാ ഇലക്ട്രോന്നെ ഇനി നീ ഏത് വാതിലിലൂടെ വന്നു എന്നറിയാൻ ഞാൻ CCTV വെക്കും.....

വീണ്ടും ഇലക്ട്രോണിനെ വീട്ടിലേക്ക് വിളിയ്ക്കാം.. ഇനി CCTV യിൽ ഏത് വാതിലിലൂടെ ഇലക്ട്രോൺ കയറി എന്ന് നോക്കിയാൽ ഒരു വാതിലിലൂടെ കയറുന്നത് കാണാം.. അതേ വാതിലിന്റ കാൽപാടും...കാണാം.,

 ഇനിനി വീണ്ടും ക്ഷണിക്കുമ്പോൾ CCTV ഓഫാക്കി നോക്കിയാലോ... രണ്ടു നിറത്തിലെ കാൽപ്പാടുകളും കാണാം....

ഒരു മയത്തിലൊക്കെ തള്ളടേയ്.....

അതെ ഇത് പ്രകൃതിയാണ് ഇവിടെ  ഇങ്ങനെയാണ് CCTV വെക്കുമ്പോൾ നിങ്ങൾ ഇലക്ട്രോണിനെ കണികയാവാൻ പ്രേരിപ്പിയ്ക്കുന്നു ഒരു കണികയ്ക്ക് ഒരു വാതിലിലൂടെ അല്ല കയറാൻ പറ്റു.... എന്നാൽ നിങ്ങൾ നോക്കാതെയിരിയ്ക്കുമ്പോൾ അത് തരംഗമാകുന്നു... തരംഗത്തിന് രണ്ട് വാതിലിലൂടെയും ഒരുമിച്ച് കടക്കാലോ...ശബ്ദം കടന്ന് പോകുന്ന പോലെ....

 

ഈ പ്രശ്നത്തെ ക്വാണ്ടം ഭൗതികതയിലെ നിഗൂഢത (central mystery of quantum mechanics) എന്ന് Richard Feynman പറഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.

ഇതിനെ ശക്തമായി എതിർത്തയാളാണ് ഐൻസ്റ്റീൻ അദ്ദേഹം പറഞ്ഞത് ... നിങ്ങൾ നോക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ ചന്ദ്രൻ അവിടെ ഉള്ളു എന്ന് പറഞ്ഞാൽ വിശ്വസിക്കാൻ കഴിയുമോ.?.. ഇനി കാണാൻ കഴിയാത്ത ഒരു വസ്തുവിന് പ്രവേഗം ഉണ്ടെന്ന് പറഞ്ഞാൽ വിശ്വസിക്കാൻ കഴിയുമോ?

ചുരുക്കി പറഞ്ഞാൽ പ്രകൃതി തന്നെ നിശ്ചയിച്ചിരിക്കുന്ന ഈ പരിമിതികൾ തന്നെയാണ് , ആറ്റത്തെ നിഗൂഢ മാക്കുന്നത് അതായത് തരംഗമായും കണികയായും നമുക്ക് ആറ്റത്തെയും ഇലക്ട്രോണിനെയും കാണേണ്ടി വരും പക്ഷെ രണ്ടായും ഒരുമിച്ച് കാണുവാൻ കഴിയില്ല. അതായത് ബോറും (Bohr)    ഷോഡിഞ്ചറും (Schrödinger) പറഞ്ഞത് സത്യം തന്നെയാണ്.

 ഇതിനെ ഒക്കെ എതിർക്കാൻ ഐൻസ്റ്റീൻ പൊഡോൾസ്കി റോസൻ (EPR paradox) എന്നിവർ പുതിയ ഒരു തന്ത്രം മുന്നോട്ടുവെക്കുന്നു ... 

തുടരും

വാലറ്റം

  ഇവിടെ ഇലക്ട്രോണുകൾ എന്ന് പറഞ്ഞു എങ്കിലും പ്രകാശത്തിന്റെ വേഗതയോടടുത്ത് വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന മാസ് കുറഞ്ഞ എല്ലാ വസ്തുക്കൾക്കും ഇത് ബാധകമാണേ.

അഭിപ്രായങ്ങൾ അറിയിക്കുമല്ലോ.