Quantum Physics : भाग ५: हायझेनबर्गचा नियम आणि देवाचा खेळलेला फासा
तुम्ही एखाद्या वस्तूचा वेग आणि तिची जागा एकाच वेळी अचूक मोजू शकता का? आपल्या जगात हे सहज शक्य आहे, पण अणुच्या सूक्ष्म जगात हे अशक्य समजले जाते.
मागील लेखात आपण पाहिले की राजपुत्र डी ब्रॉग्ली यांनी इलेक्ट्रॉन हा एक कण नसून एक तरंग आहे हे सिद्ध केले होते. यानंतर १९२५ ते १९२७ या काळात क्वांटम फिजिक्सचा सुवर्णकाळ सुरू झाला, जिथे अनेक तरुण शास्त्रज्ञांनी मिळून या विषयाला पूर्ण रूप दिले.
यात पहिला होता २३ या वर्षांचा एक जर्मन तरुण, ज्याचे नाव होते व्हेर्नर हायझेनबर्ग. त्याला परागकणांची भयंकर ॲलर्जी होती. त्यामुळे तो सुट्टी घेऊन समुद्रातील एका छोट्या, ओसाड बेटावर गेला जिथे झाडे नव्हती. तिथे रात्री-रात्री जागून त्याने क्वांटम फिजिक्सचे पहिले संपूर्ण गणित मांडले, ज्याला मॅट्रिक्स मेकॅनिक्स म्हणतात.
हायझेनबर्गने सांगितले की, आपण इलेक्ट्रॉनला फिरताना पाहू शकत नाही. आपण फक्त त्यातून बाहेर पडणारा प्रकाश मोजू शकतो. त्यापाठोपाठ इर्विन श्रोडिंजर या ऑस्ट्रियन शास्त्रज्ञाने इलेक्ट्रॉनच्या लहरींचे वर्णन करणारे एक प्रसिद्ध समीकरण मांडले, ज्याला श्रोडिंजर इक्वेशन म्हणतात.
पण या सगळ्या गणितांचा खरा अर्थ काय होता? जर इलेक्ट्रॉन एक लहर आहे, तर ती लहर नक्की कशाची आहे? याचे उत्तर मॅक्स बॉर्न या शास्त्रज्ञाने दिले आणि संपूर्ण वैज्ञानिक जगताचे पाय जमिनीवरून घसरले! बॉर्न म्हणाला की, ही लहर कोणत्याही भौतिक पदार्थाची नाही, तर ती आहे संभाव्यतेची लाट (Probability Wave)!
याचा अर्थ असा की, जोपर्यंत तुम्ही इलेक्ट्रॉनला पाहत नाही, तोपर्यंत तो एका विशिष्ट जागी नसतो. तो एकाच वेळी अनेक जागांवर असण्याच्या शक्यतेच्या ढगात पसरलेला असतो! जेव्हा तुम्ही प्रयोग करून त्याला पाहता, तेव्हाच तो एका जागी स्थिर होतो.
यातूनच हायझेनबर्गने आपला प्रसिद्ध अनसर्टेन्टी प्रिन्सिपल म्हणजेच अनिश्चिततेचा सिद्धांत मांडला. त्यांनी सांगितले की, तुम्ही कोणत्याही कणाची जागा आणि त्याचा वेग दोन्ही गोष्टी एकाच वेळी १०० टक्के अचूकतेने कधीच मोजू शकत नाही! जर तुम्ही जागा अचूक मोजायला गेलात, तर वेग अनिश्चित होईल, आणि वेग मोजायला गेलात तर जागा बदलून जाईल. हा आपल्या यांत्रिक उपकरणांचा दोष नाही, तर निसर्गाचा मूलभूत नियम आहे!
या सिद्धांतामुळे अल्बर्ट आयन्स्टाईन प्रचंड संतापले होते. विश्वात गोष्टी निश्चित नसून केवळ संभाव्यतेवर चालतात, हे त्यांना मान्य नव्हते. त्यांनी नील बोर यांना उद्देशून आपले प्रसिद्ध वाक्य म्हटले होते, देव विश्वाशी फासे खेळत नाही! यावर नील बोर यांनी उत्तर दिले होते, आयन्स्टाईन, देवाला काय करायचे आहे हे तुम्ही ठरवू नका!
क्वांटम फिजिक्सचे हे नियम ऐकायला जितके अजब आणि वेडेपणाचे वाटतात, तितकेच ते विश्वाचे अंतिम सत्य आहेत. पण हा सगळा अभ्यास फक्त कागदावर आणि लॅबमध्येच राहिला का?
या अजब नियमांमधूनच पुढे एका अशा जादूई वस्तूचा जन्म झाला, जिने मानवी इतिहास कायमचा बदलून टाकला. तीन ध्येयवेड्या शास्त्रज्ञांच्या इर्षेतून आणि क्वांटमच्या नियमांतून जगातील सर्वात मोठा शोध कसा लागला? पाहूया पुढच्या भागात!
विश्वातील ही अनिश्चितता समजून घेतल्यावर तुम्हाला निसर्गाच्या रहस्यांबद्दल काय वाटते?
©संतोष कारखानीस
No comments:
Post a Comment