ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್: ಪರಿಷ್ಕರಣೆಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ

{{under construction}}

ದ್ರವ್ಯ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಸವಿಸ್ತಾರವಾದ ವಿವರಣೆ ಹಾಗೂ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಪರಮಾಣುವಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಘಟನೆಗಳ ವಿವರಣೆಯನ್ನು '''ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವೆನ್ನುತ್ತಾರೆ'''.

==ಪರಿಚಯ==

ಮಾನವನ ದೈನಂದಿನ ಅನುಭವಕ್ಕೆ ನಿಲುಕುವ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ಹಾಗೂ ಬೃಹದ್ಗಾತ್ರದ ಆಕಾಶಕಾಯಗಳ ವಿದ್ಯಮಾನಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುವ ಶಾಸ್ತ್ರವು ಅಭಿಜಾತ [[ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ]]. ಇಂದಿಗೂ ಆಧುನಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಬಳಕೆಯಾಗುವ ಈ ಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ೧೯ನೇ ಶತಮಾನದ ಕೊನೆಯ ಹೊತ್ತಿಗೆ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹಲವು ನ್ಯೂನತೆಗಳನ್ನು ಕಂಡರು. ಈ ನ್ಯೂನತೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡು ಸರಿಪಡಿಸುವ ಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳೇ ಸಾಪೇಕ್ಷತಾ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ (ಶಕಲ) ಸಿದ್ಧಾಂತ (ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರ). ಇಲ್ಲಿ [[ಕ್ವಾಂಟಮ್]] ಎಂದರೆ ಯಾವುದೇ ಅಂತರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಭೌತ ವಸ್ತುವಿನ ಕನಿಷ್ಠ ಮೊತ್ತ.

Feynman ಹೇಳಿದ ಹಾಗೆ "ಅತಿ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪ್ರಮಾಣಗಳಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳ ವರ್ತನೆಯು ನಾವು ನೀವು ನೋಡಿದ, ಅನುಭವಿಸಿದ ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯದ್ದಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಅಲೆಗಳಾಗಿಯೂ ವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಕಣಗಳಾಗಿಯೂ ವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಅವು ಮೋಡಗಳಾಗಿಯೂ ಅಲ್ಲ, ತೂಕದ ಕಲ್ಲುಗಳಂತೆಯೂ ಅಲ್ಲ ಅಥವಾ ನೀವು ನೋಡಿರುವಂತಹ ಇನ್ಯಾವುದೇ ತರಹವೂ ವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲ"<ref>Feynman, Richard P; The Lectures on Physics, Vol-III, 1-1</ref>.

ನಮ್ಮ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅನುಭವದ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನೋಡಿದಾಗ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಬಹು ವಿಲಕ್ಷಣ, ವಿಚಿತ್ರ ಸಂಗತಿಯಾಗಿ ತೋರುತ್ತದೆ. ಈ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೇಗೆ ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಗೊಂದಲದ ಗೂಡಿನಿಂದ ಒಂದು ಸ್ಥಿರವಾದ ವಿವರಣೆಯ ಕಡೆಗೆ ಒಯ್ದರು ಎಂದು ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ.<br />

==ಕಪ್ಪು ಕಾಯದ ವಿಕಿರಣ==

[[File:Hot metalwork.jpg|thumb|Right|350px|ಕಾಯಿಸಿದ ಲೋಹ. ಹಳದಿಯ ಬಣ್ಣದ ಪ್ರಕಾಶವು ಉಷ್ಣತಾ ವಿಕಿರಣದ ರೋಹಿತದಲ್ಲಿ ಮಾನವನ ಕಣ್ಣು ಗುರುತಿಸಬಹುದಾದ ಭಾಗ. ಇದು ಲೋಹವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಕಾಯಿಸಿದಾಗ ಬರುವ ಬಣ್ಣ. ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣುವ ಉಳಿದ ಎಲ್ಲಾ ಲೋಹಗಳೂ ಉಷ್ಣದ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತಿವೆ. ಆದರೆ ಅದು ಮಾನವನ ಕಣ್ಣು ಗುರುತಿಸಲಾಗದಂತಹ ವಿಕಿರಣ.]]

ಆದರೆ ಅಭಿಜಾತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವು ಈ ಸಂಬಂಧವು ಹೀಗೇಕೆ ಎಂದು ವಿವರಿಸಲು ಅಸಮರ್ಥವಾಗಿತ್ತು. ಇದನ್ನು ಬಗೆಹರಿಸುವಲ್ಲಿ ಮೊದಲು ಯಶಸ್ವಿಯಾದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು [[ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲಾಂಕನು]] ೧೯೦೦ರಲ್ಲಿ ಮುಂದಿಟ್ಟನು. ಅವನು ಒಂದು ಗಣಿತೀಯವಾದ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದನು. ಇದರ ಪ್ರಕಾರ ಉಷ್ಣತಾ ವಿಕಿರಣವು ಸಂಗತ ಆಂದೋಲಕಗಳೊಡನೆ ([[:w:Harmonic oscillator|Harmonic oscillators]]) ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ತನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ ಮರು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖವಾದ ಊಹೆಯನ್ನು ಅವನು ಮಾಡಬೇಕಾಯಿತು:

ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಆಂದೋಲಕವು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯು ಅದರ ಮೂಲ ಕಂಪನಾಂಕದಲ್ಲಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಇಡಿಯ ಘಟಕಗಳಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅದು ಹೊರಸೂಸುವ ಶಕ್ತಿಯು ಯಾವುದೋ ಒಂದು ಮೊತ್ತವಾಗಿರಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಅಂದರೆ ಆಂದೋಲಕದ ಶಕ್ತಿಯು ಘಟಕೀಕರಣಗೊಂಡಿದೆ ಅಥವಾ ಕ್ವಾಂಟೀಕರಣಗೊಂಡಿದೆ ಎಂದರ್ಥ. ಆಂದೋಲಕದ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರತಿ ಘಟಕವು (ಕ್ವಾಂಟಮ್) ಅದರ ಮೂಲ ಕಂಪನಾಂಕದೊಂದಿಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಈ ಅನುಪಾತದ ನಿಯತಾಂಕವನ್ನು “[[ಪ್ಲಾಂಕನ ನಿಯತಾಂಕ]]”ವೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಪ್ಲಾಂಕನ ಈ ನಿಯಮವೇ ಮೊದಲನೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತ. ಅವನ ಈ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ೧೯೧೮ರಲ್ಲಿ [[ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ|ನೊಬೆಲ್ ಪಾರಿತೋಷಕ]]ವನ್ನು ಕೊಡಲಾಯಿತು.

==ಫೋಟಾನುಗಳು==

ಪ್ಲಾಂಕನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಪ್ರತಿಪಾದಕನಾದರೂ ಸ್ವತಃ ತನ್ನ ನಿಯಮವು ಪ್ರಕೃತಿಯ ನಿಯಮವೆಂದು ನಂಬಿರಲಿಲ್ಲ. ಅದು ಕೇವಲ ಗಣಿತೀಯ ಕಲ್ಪನೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದ್ದ. ಇದು ಕೇವಲ ಗಣಿತೀಯ ಕಲ್ಪನೆಯಲ್ಲ, ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಬೆಳಕು ನಿಜವಾಗಲೂ ಶಕ್ತಿಯ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿಯೇ ಇರುತ್ತದೆಯೆಂದು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ್ದು [[ಅಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್‍ಸ್ಟೈನ್|ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್‍ಸ್ಟೈನ್]]. ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲಕಣವನ್ನು [[ಫೋಟಾನ್]] ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ಬೆಳಕು ಒಂದು ಅಲೆಯೇ ಅಥವಾ ಕಣಗಳ ಝರಿಯೇ ಎಂದು ಶತಮಾನಗಳಿಂದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಚರ್ಚೆ ಮಾಡಿದ್ದರು. ೧೯ನೆಯ ಶತಮಾನದ ಹೊತ್ತಿಗೆ ಈ ಚರ್ಚೆಯು ಬಹುಮಟ್ಟಿಗೆ ಇತ್ಯರ್ಥವಾಗಿದೆಯೆಂದು ತಿಳಿಯಲಾಗಿತ್ತು. ಅದೇನೆಂದರೆ ಬೆಳಕು ಒಂದು ಅಲೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣ ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತದಿಂದ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಿದ ಬೆಳಕಿನ [[ವಕ್ರೀಭವನ]], [[ವಿವರ್ತನೆ]]([[:w:Diffraction|Diffraction]]), [[ವ್ಯತಿಕರಣ]]([[:w:Interference|Interference]]) ಮತ್ತು [[ಧ್ರುವೀಕರಣ]]([[:w:Polarization|Polarization]])ಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿತ್ತು.

ಆದರೆ ನಂತರದ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಫೋಟಾನ್ ಕಲ್ಪನೆಯೇ ಸ್ಥಿರವಾಯಿತು. ಇದಕ್ಕೆ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣ ಈ ಕಲ್ಪನೆಯು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮದ ವಿಚಿತ್ರ ಗುಣವಿಶೇಷಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದ್ದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಕ್ರೀಭವನ, ವಿವರ್ತನೆ, ವ್ಯತಿಕರಣ ಇವುಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಅಲೆಯ ಸಿದ್ಧಾಂತವೂ ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.

==ಉಲ್ಲೇಖನ==

<References/>