ક્વાન્ટમ વર્લ્ડ

 

----------ક્વાન્ટમ વર્લ્ડ(ભાગ-4)----------

 ક્વાન્ટમ મિકેનિક્સનું અન્ય એક આશ્ચર્ય Quantum Tunneling છે. ધારોકે, તમે એક ઇલેક્ટ્રોનને એક બોક્ષમાં બંધ કરી દો છો. એક એકલા ઇલેક્ટ્રોનમાં એટલી ઉર્જા નથી હોતી કે તે ઉર્જા અવરોધ(બોક્ષની દિવાલ)ને પાર કરી બાહરી દુનિયામાં પહોંચી શકે. માટે કોમનસેન્સ એવું કહે છે કે ઇલેક્ટ્રોન બોક્ષમાં અનંતકાળ સુધી બંધ રહેશે પરંતુ ક્વાન્ટમ વિજ્ઞાન એવું કહે છે કે ઇલેક્ટ્રોન કણ અને તરંગ(particle & wave) બંન્ને છે, તેથી તેનું વેવ ફંક્શન વિસ્તારિત થઇને બોક્ષની દિવાલને પાર કરી શકે છે અને બેહદ મામૂલી પરંતુ નિશ્ચિત સંભાવના(જેમકે 10^28 માંથી 1) છે કે થોડા સમય બાદ તમે ઇલેક્ટ્રોનને બોક્ષની બહાર નીહાળશો. આ સંભાવનાની ગણના તમે એડવિન શ્રોડિંગરના વેવ સમીકરણ દ્વારા કરી શકો છો.

-

સરળ શબ્દોમાં એક મૂળભૂત કણ એક સ્થાનથી ગાયબ થઇને અન્ય સ્થાને પ્રગટ થઇ શકે છે. તો પછી આપણે જીવિત શા માટે છીએ? આપણા શરીરના સઘળા ઇલેક્ટ્રોન આપણી સાથે કેમ છે? આગળ જણાવ્યું તેમ ક્વાન્ટમ વિજ્ઞાન સંભાવનાઓનો ખેલમાત્ર છે. આપણે ગણના કરી શકીએ છીએ કે ક્યારે આપણા શરીરના સઘળા ઇલેક્ટ્રોન ટનલ થઇને(ભૂગર્ભી/ભેદી માર્ગે) બ્રહ્માંડના અન્ય ખૂણે દેખાય શકે છે(જુઓ નીચેની ઇમેજ) પરંતુ તેની સમય-સીમા બ્રહ્માંડની ઉંમર કરતા પણ કરોડો ગણી વધુ હશે. યાદરહે ક્વાન્ટમ ટનલિંગ વાસ્તવિક છે અને તેનું દૈનિક જીવનમાં નિરીક્ષણ પણ કરી શકાય છે. ટેલિવિઝન, સ્ટીરિયો, રેડિયો વગેરેમાં વપરાતા ટનલ ડાયોડ ક્વાન્ટમ ટનલિંગના સિદ્ધાંત ઉપર જ કાર્ય કરે છે. અગર ક્વાન્ટમ ટનલિંગ વાસ્તવિક ન હોત તો આપણાં સૂર્યનું અસ્તિત્વ જ સંભવ ન હોત. કઇરીતે વાંચો આગળ...

-

સૂર્યના કેન્દ્રમાં પ્રોટોન મુક્ત વિચરણ કરે છે. જેટલું અધિક તાપમાન હોય છે તેટલી જ પ્રોટોનની વિચરણની ગતિ તેજ થતી જાય છે. પ્રોટોન-પ્રોટોન સમાન ચાર્જ હોવાના કારણે એકબીજાને વિકર્ષિત કરે છે પરંતુ જો પ્રોટોનની ગતિ એક સીમાથી વધી જાય તો પ્રોટોન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિકના વિકર્ષણના અવરોધને પાર કરી એકબીજાની એટલા નજીક આવી જાય છે કે નાભિને બાંધી રાખનારું સ્ટ્રોંગ ફોર્સ એક્ટિવ થઇ જાય છે અને પ્રોટોનને આપસમાં બાંધી દે છે. આ પ્રકારે થયેલા પ્રોટોન ફ્યૂઝન વડે નાભિકીય પ્રક્રિયા સંપન્ન થાય છે.

-

સૂર્યના કેન્દ્રનું તાપમાન એટલું બધુ નથી કે પ્રોટોન એટલી ગતિ પ્રાપ્ત કરી લે જેથી ફ્યૂઝનની પ્રક્રિયા આરંભ થઇ શકે. પરંતુ!! સૂર્યમાં અભૂતપૂર્વ રૂપે 10^47 જેટલાં પ્રોટોન છે. માટે એ સંભાવના બને છે કે આટલી વિશાળ માત્રામાં પ્રોટોન એક સ્થાનથી અદ્રશ્ય થઇને, એનર્જી બેરિયરનું ઉલ્લંઘન કરી અન્ય પ્રોટોનની નજીક પહોંચી જાય છે. જેના કારણે ન્યૂક્લિઅર ફ્યૂઝન પ્રક્રિયા સંપન્ન થઇ શકે છે.

-

થીઅરી ઓફ રિલેટિવિટી અને ક્વાન્ટમ મિકેનિક્સ વિજ્ઞાનના બે આધારભૂત સ્તંભ છે. જ્યાં રિલેટિવિટી બૃહદ સ્તરે બ્રહ્માંડ જેમકે ગ્રહો, તારાઓ, આકાશગંગાઓની સફળતમ વ્યાખ્યા કરે છે તો ક્વાન્ટમ મિકેનિક્સ આણ્વિક સ્તરના સૂક્ષ્મ બ્રહ્માંડને સમજાવે છે. આ બંન્ને થીઅરીઓ આજસુધી સઘળા વૈજ્ઞાનિક પરીક્ષણોમાં શત-પ્રતિશત સાચી સાબિત થઇ છે પરંતુ એક સમસ્યા છે. રિલેટિવિટી અને ક્વાન્ટમ મિકેનિક્સ બંન્ને એકસાથે સાચી ન હોય શકે. બ્રહ્માંડના પરમ સત્યના સંદર્ભે બંન્નેમાંથી એકનું ખોટું હોવું અનિવાર્ય છે. જેનું કારણ છે ગ્રેવિટિ!!

-

બ્લેકહોલ જેવા પ્રચંડ દળ ધરાવતા પદાર્થોને વ્યાખ્યાયિત કરવા માટે જ્યારે ક્વાન્ટમ મિકેનિક્સ તથા રિલેટિવિટીના સમીકરણોને સંયુક્ત કરવામા આવે, તો જવાબમાં અનંત સંખ્યાઓ પ્રાપ્ત થવા માંડે છે અને અંતે આપણા સઘળા સમીકરણો ધ્વસ્ત થઇ જાય છે. જે એ વાતનો સ્પષ્ટ સંકેત છે કે બંન્નેમાંથી એકમાં ગરબડ અવશ્ય છે. આજ કારણ છે કે આપણે બ્રહ્માંડ નિર્માણથી પૂર્વ બ્રહ્માંડ(બિગબેંગથી 10^-43 સેકન્ડ પહેલાં) ની વ્યાખ્યા નથી કરી શકતાં જ્યારે બ્રહ્માંડનો સઘળો પદાર્થ એક ખુબજ નાના બિંદુમાં સમાહિત હતો.

 

(ક્રમશ:)