मी तुम्हाला सांगितले की तुम्ही ज्याला एक ठोस कण समजत आहात, तो प्रत्यक्षात एका तरंग आहे, तर? होय, तुमच्या शरीरातील इलेक्ट्रॉन हे केवळ कण नसून ते तरंगणाऱ्या लहरी आहेत!
मागील लेखात आपण पाहिले की नील बोर यांनी इलेक्ट्रॉनच्या ठराविक कक्षा आणि त्यांच्या अद्भुत उड्यांबद्दल सांगून अणूचे गूढ उकलले होते. पण इलेक्ट्रॉन केवळ त्याच कक्षांमध्ये का फिरतात, याचे मूळ कारण कोणालाच माहीत नव्हते.
या प्रश्打चे उत्तर शोधले लुई डी ब्रॉग्ली या फ्रेंच शास्त्रज्ञाने. विशेष म्हणजे, डी ब्रॉग्ली हे फ्रान्सच्या एका अत्यंत मोठ्या आणि प्रतिष्ठित राजघराण्यातील राजपुत्र होते! त्यांनी सुरुवातीला इतिहासाचा अभ्यास केला होता, पण नंतर त्यांचे मन विज्ञानाकडे वळले. १९२३ मध्ये त्यांनी आपल्या डॉक्टरेटच्या प्रबंधासाठी एक अतिशय धाडसी विचार मांडला.
डी ब्रॉग्ली यांनी विचार केला की, जर आयन्स्टाईन यांनी सिद्ध केल्याप्रमाणे प्रकाशाचा तरंग एका कणासारखे वागू शकतो, तर मग विश्वातील प्रत्येक कण (जसे की इलेक्ट्रॉन) एका तरंगासारखा का वागू शकत नाही? निसर्गाला सममिती म्हणजेच सिमेट्री आवडते!
त्यांनी एक साधे सूत्र मांडले, ज्यानुसार प्रत्येक गतिमान पदार्थाला स्वतःची एक तरंगलांबी (wavelength) असते. आता आपल्या रोजच्या जीवनात क्रिकेटचा चेंडू किंवा माणूस धावताना त्याचा तरंग आपल्याला जाणवत नाही, कारण त्यांचे वजन खूप जास्त असते. म्हणून त्याचा तरंग सूक्ष्म असतो. पण इलेक्ट्रॉनचे वजन इतके कमी असते की त्याचा तरंग अणूच्या आकाराएवढा मोठा असतो!
जेव्हा हा विचार नील बोर यांच्या अणूच्या मॉडेलला लावला गेला, तेव्हा एक चमत्कार झाला. इलेक्ट्रॉन जेव्हा केंद्रकाभोवती फिरतो, तेव्हा तो एका कणासारखा गोल फिरत नाही, तर तो एका लहरीसारखा, म्हणजेच एखाद्या सतारीच्या तारेसारखा तिथे कंपन पावत असतो!
जसे सतारीची तार छेडल्यावर त्यातून काही ठराविक सूरच निघू शकतात कारण तिची दोन्ही टोके बांधलेली असतात, तसेच अणूच्या आत इलेक्ट्रॉनच्या कंपनांची तरंगलांबी त्याच्या कक्षेत स्वत:ला बरोबर बसविणारी हवी . म्हणजेच त्याच्या कक्षेची लांबी त्याच्या अर्धतरंगलांबीच्या पटीत हवी. जर तशी नसेल, तर तो स्वतःलाच नष्ट करून टाकेल. म्हणूनच इलेक्ट्रॉन केवळ त्याच कक्षांमध्ये राहू शकतो जिथे ही अट पूर्ण होते.
याचा अर्थ असा की क्वांटम जगतातील नियम हे निसर्गाने दिलेले जाणीवपूर्वक हुकूम नाहीत, तर ते इलेक्ट्रॉनच्या लहरी असण्याचा नैसर्गिक परिणाम आहेत! डी ब्रॉग्ली यांच्या या प्रबंधावर परीक्षा समितीचा विश्वास बसत नव्हता. त्यांनी हा प्रबंध अल्बर्ट आयन्स्टाईन यांच्याकडे पाठवला. आयन्स्टाईन यांनी तो वाचून सांगितले की, या तरुणाने निसर्गाच्या एका मोठ्या रहस्यावरचा पडदा उचलला आहे!
मिसळतात. पदार्थोंचे हे लहरी रूप विज्ञानाला एका अत्यंत वादळी कालखंडाकडे घेऊन चालले होते.
आता जर इलेक्ट्रॉन एक तरंग आहे, तर त्याचे नक्की स्थान कसे शोधायचे? तो एकाच वेळी अनेक ठिकाणी असू शकतो का? याच विचारातून विज्ञानात दोन तरुण आमनेसामने आले आणि त्यांनी एक असे गणित मांडले ज्याने स्वतः आयन्स्टाईन यांनाही विचार करायला भाग पाडले. काय होते ते गणित?
निसर्गाचे हे लहरी रूप जाणून घेतल्यावर तुम्हाला विज्ञानाची ताकद जाणवते का?
©संतोष कारखानीस
#QuantumPhysics #LouisdeBroglie #WaveParticle #MarathiScience #Knowledge
No comments:
Post a Comment