मोहन कुमार दाहाल | ज्ञानविज्ञान | माघ १५, २०७५
विश्व ब्रम्हाण्डका हरेक पदार्थ परमाणु(एटम) बाट बनेका छन । अणुभन्दा (मालिक्यूल) पनि सुक्ष्म रुपमा खोजी गर्दा एटम पत्ता लाग्यो । एटम अथवा परमाणुको अनुसन्धान अद्यापि जारी छ ।
अर्नेस्ट रदरफोर्डले सन १९११ तिर क्याम्ब्रिज युनिभर्सिटिमा परमाणु वा एटमको व्याख्या गरेका थिए । उनले युनिभर्सिटिको ठूलो मैदानका बीच एउटा फूटबल राखे । उक्त स्टेडियममा एक–दुई जना व्यक्तिलाई दर्शकका रुपमा राखियो । त्यत्रो ठूलो मैदानमा एउटा फूटबल र दर्शक दीर्घाका एक–दुई जना व्यक्ति, लगभग रित्तो जस्तो देखियो । एटम पनि करीब रित्तो स्थिति(एम्प्टी स्पेश) जस्तै हो । सामान्य व्यक्तिहरुलाई बुझाउन वा व्याख्या गर्न यो प्रयोग गरिएको थियो । एक–दुई जना व्यक्ति, जो स्टेडियममा थिए, तीनलाई परमाणुको इलेक्ट्रोन जस्तो मानियो । मैदान माझ रहेको फूटबललाई एटमको न्यूक्लियस भनियो ।
एटमको संरचनामा इलेक्ट्रोन न्यूक्लियसको वरिपरि आफ्नो कक्ष (अर्बिट)मा घुम्छन् । यसरी घुम्दा इलेक्ट्रोनले आफ्नो ऊर्जा खर्च गर्छन् । उर्जा खर्च नगरी घुम्न सम्भव हुँदैन । इलेक्ट्रोनको यस्तो व्यवहारका कारण कुनै विन्दुमा पुग्दा यो न्ूक्लियसमा ठोक्किन्छ । इलेक्ट्रोनको नेगेटिभ चार्ज र न्यूक्लियसमा भएको पोजिटिभ चार्ज ठोक्किएर अन्ततः परमाणु ध्वस्त हुन्छ । परमाणुको संरचना नै रहँदैन । यसरी ध्वस्त हुने भएकाले अधिकांश वैज्ञानिकले यो सिद्धान्त मानेनन् ।
अधिकांश वैज्ञानिकहरुले यो सिद्धान्त मान्न अस्वीकार गरे पनि निल्स बोरले यसलाई पुष्टि वा समर्थन गर्ने सिद्धान्त प्रतिपादन गरे । इलेक्ट्रोनले उर्जा(इनर्जि) खर्च गर्दा त्यो निम्न उर्जा स्तर (लोअर इनर्जि लेभल)मा पुग्छन, तर बाहिरको ताप (हिट), प्रकाश(लाइट), जस्ता उर्जाले गर्दा इलेक्ट्रोन पुनः उर्जा प्राप्त गरी उच्च उर्जा स्तर (हाइअर इनर्जि लेभल) मा पुग्छ । त्यसैले परमाणुभित्र इलेक्ट्रोन कुन अवस्था(पोजिसन)मा छ भन्ने थाहा पाउन सकिंदैन । यस सिद्धान्तमा पनि अनिश्चितता भएकाले विवादास्पद बन्न पुग्यो । विवादग्रस्त बनेको यो सिद्धान्तलाई पछि वार्नर हाइजनवर्गले बल पु¥याए अर्थात् पुष्टि र समर्थन गरे ।
सन १९२६ मा हाइजनवर्गले अनिश्चितताको सिद्धान्त(अनसर्टेनिटी प्रिन्सिपल) प्रतिपादन गरेर बोर थ्योरीलाई पुष्ट पारे । हाइजनवर्गको सिद्धान्तले के बताउँछ भने परमाणुको ‘सब एटोमिक पार्टिकल’ इलेक्ट्रोन कहाँ छ भन्ने पत्ता लगाउन सकियो भने यो कुन गतिमा छ भन्ने थाहा पाउन सकिदैन र कुन गतिमा छ भन्ने थाहा पाउँदा कुन स्थिति(पोजिसन)मा छ भन्ने पत्ता लगाउन सकिंदैन ।
एउटा बाकस भित्र बिरालो र उसलाई मार्न सक्ने आधा सम्भावना रहेको हतियार राखियो भने के हुन्छ ? बाकस खोलेर नहेरेसम्म हामी बिरालो मरिसक्यो वा जीउँदै छ, दुबै भन्न सक्दैनौं । तर क्वान्टम मेकानिक्सले दुबै सम्भाव्यता छ, बिरालो मरेको पनि छ, जीउँदै पनि छ भन्ने निक्र्यौल दिन्छ ।
हाइजनवर्गका अनुसार सम्भाव्यता मात्र अनुमान गर्न सकिन्छ । इलेक्ट्रोनको बारेमा निश्चित भन्न सकिन्न । यसपछि एडविन स्रोडिंगरले सम्भाव्यता अध्ययन गर्ने सिद्धान्त दिए । उनले इलेक्ट्रोनलाई वेभ(तरंग) बताए । स्रोडिंगरका अनुसार इलेक्ट्रोन तरंग त हो, तर विशेष प्रकृतिको । त्यसैले इलेक्ट्रोनको वेभ पनि विशेष आकार लिएर रहने उनले उल्लेख गरे । यसबाट इलेक्ट्रोनको तरंगको आकार (शेप) भित्रै उसको ‘पार्टिकल’ पनि हुन्छ भन्ने सिद्धान्त प्रकट भयो ।
एटमको पनि विश्लेषण गर्ने सिद्धान्त यसरी क्रमशः अघि बढ्दै गयो । क्वान्टम सिद्धान्त हो यो । यसले हरेक पदार्थ (म्याटर) ‘वेभ’ पनि हो ‘पार्टिकल’ पनि हो भन्ने नौलो विचार दियो । धेरै द्रव्यमान (मास) भएको पदार्थले ‘वेभ’को चरित्र कम र ‘पार्टिकल’को चरित्र धेरै देखाएको मात्र हो ।
क्वान्टम मेकानिक्स यसरी क्रमशः स्थापित भएपछि स्रोडिंगरले थप एउटा वैचारिक प्रयोग (थट एक्सपेरिमेन्ट) प्रतिपादन गरे । यसलाई ‘स्रोडिंगर्स क्याट’ अर्थात स्रोडिंगरको बिरालो भनिन्छ । उनको प्रयोग यसरी अभिव्यक्त हुन्छ– एउटा बाकस भित्र बिरालो र उसलाई मार्न सक्ने आधा सम्भावना रहेको हतियार राखियो भने के हुन्छ ? बाकस खोलेर नहेरेसम्म हामी बिरालो मरिसक्यो वा जीउँदै छ, दुबै भन्न सक्दैनौं । तर क्वान्टम मेकानिक्सले दुबै सम्भाव्यता छ, बिरालो मरेको पनि छ, जीउँदै पनि छ भन्ने निक्र्यौल दिन्छ । हामीले बाकस खोलेर हेरेपछि मात्र एउटा निष्कर्श दिन सक्छौं, अन्यथा हामी विपरीत प्रतीत हुने दुबै सम्भावनालाई इन्कार गर्न सक्दैनौं अर्थात स्वीकार गर्न वाध्य हुन्छौं । यो ‘थट एक्सपेरिमेन्ट’ लाई भौतिकीका धेरै विज्ञ र वैज्ञानिकहरुले मूर्खतापूर्ण(एब्सर्ड) माने । स्वयं स्रोडिंगरले पनि यसलाई मूर्खतापूर्ण वा एब्सर्ड नै भन्न रुचाए । तर उनको यो सिद्धान्त र प्रयोग अहिले ‘क्वान्टम मेकानिक्स’मा प्रमाणित मानिन्छ ।
रोचक त के भयो भने यति महत्वपूर्ण प्रयोगपछि स्रोडिंगर आफैं विज्ञानको भौतिकीको क्षेत्रप्रति अरुचि प्रकट गर्दै जीवशास्त्र (वायोलोजी) तर्फ अनुसन्धानमा लागे ।