logo3.gif (702 bytes)

HOME


ක්‌වොන්ටම් කාසි

මේ ලිපිවල ඇතැම් විට අංශුවෙහි ප්‍රවේගය, පිහිටීම ආදී වශයෙන් ව්‍යවහාර වනු දැකිය හැකි ය. එහෙත් ඒ සැම අවස්‌ථාවක ම ඉන් කියෑවෙන්නේ වෙනත් අංශුවකට හෝ වස්‌තුවකට හෝ සාපේක්‍ෂව යම්කිසි රාමුවක්‌ විෂයයෙහි අංශුවෙහි ප්‍රවේගය හෝ පිහිටීම හෝ බව වටහාගත යුතු ය. අංශුවකට හෝ වස්‌තුවකට හෝ නිරපේක්‍ෂ පිහිටීමක්‌ හෝ ප්‍රවේගයක්‌ හෝ නැත. එබැවිත් යම්කිසි අතපසු වීමක්‌ නිසා සාපේක්‍ෂතාව සඳහන් වී නොමැති නම් කියෑවීමෙහි දී එහි සාපේක්‍ෂතාව සහිතව කියවීමට පුරුදු වීම වැදගත් වෙයි.

උඩ දමන ලද කාසියක්‌ ආපසු පොළොවට වැටීමෙන් පසු කාසිය උඩ දැමූ අයට හෝ වෙනත් නිරීක්‍ෂකයකුට හෝ සාපේක්‍ෂව පිහිටුම් දෙකකින් එකක්‌ පමණක්‌ ගන්නා බව අපි සඳහන් කළෙමු. එහි දී කාසියේ රූපය ඇති පැත්ත එක්‌කෝ උඩු අත් සිරස අතට හැරී තිබිය යුතු ය. නැත හොත් ඒ පැත්ත යටි අත් සිරස අතට හැරී තිබිය යුතු ය. වෙනත් අයුරකින් කියන්නේ නම් රූපය ඇති පැත්තට ලම්බව කාසියෙන් ඉවතට ඇඳි රේඛාව උඩු අත් සිරස සමග සාදන කෝණය එක්‌කෝ ශූන්‍ය වෙයි. නැත්නම් ච වෙයි.

එහෙත් කාසිය පොළොවෙන් උඩට චලනය වන අවස්‌ථාවක දී හෝ ආපසු පොළොවට ඇදී එන අවස්‌ථාවක දී හෝ කාසියේ රූපය ඇති පැත්තට ලම්බව කාසියෙන් ඉවතට අඳින රේඛාව උඩු අත් සිරස සමග 0 හෝ ච අතර පිහිටි ඕනෑ ම කෝණයක්‌ (එම කෝණ දෙකත් ඇතුළුව) සෑදිය හැකි ය. එසේ වුවත් ඕනෑ ම අවස්‌ථාවක එම කෝණය නිශ්චිත අගයක්‌ ගනියි. ආරෝහණයේ දී හෝ අවරෝහණයේ දී හෝ කෝණය වෙනස්‌ වෙයි. කාසිය භ්‍රමණය වන බැවින් එසේ කෝණයේ වෙනස්‌ වීමක්‌ සිදු වෙයි.

කාසිය උඩට හෝ පහතට හෝ චලනය වන ඕනෑ ම අවස්‌ථාවක දී කාසියට ඇත්තේ එක්‌ පිහිටීමක්‌ පමණ ය. ඒ ඕනෑ ම අවස්‌ථාවක කාසියේ ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයට නිශ්චිත පිහිටීමක්‌ ඇති අතර කාසියේ රූපය ඇති පැත්තට ලම්බව කාසියෙන් ඉවතට අඳින රේඛාව උඩු අතට සිරස සමග නිශ්චිත කෝණයක්‌ සාදයි. එමෙන් ම එම රේඛාව කාසියෙහි ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රය ඔස්‌සේ යන තිරස්‌ තලය මත ඇති කරන ප්‍රක්‍ෂෙපණය එම තලයෙහි අචල රේඛාවක්‌ සමග නිශ්චිත කෝණයක්‌ සාදයි. එනම් කාසියට යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව අවකාශයෙහි නිශ්චිත පිහිටීමක්‌ වෙයි.

එපමණක්‌ නො වේ. කාසියෙහි ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රය යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත ප්‍රවේගයකින් චලනය වෙයි. එමෙන් ම කාසියට නිශ්චිත කෝණික ප්‍රවේගයක්‌ ද වෙයි. වෙනත් අයුරකින් කියන්නේ නම් කාසියෙහි ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයට නිශ්චිත පිහිටීමක්‌, කාසියෙහි රූපය ඇති පැත්තට ලම්බව කාසියෙන් ඉවතට ඇඳි රේඛාවට නිශ්චිත පිහිටීමක්‌, ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයට නිශ්චිත ප්‍රවේගයක්‌, එබැවින් කාසියට නිශ්චිත රේය ගම්‍යතාවක්‌, හා කාසියට නිශ්චිත කෝණික ප්‍රවේගයක්‌, එබැවින් කාසියට නිශ්චිත කෝණික ගම්‍යතාවක්‌ වෙයි.

සම්භාව්‍ය කාසියක්‌ සඳහා අපට නම් මේ සියලු රාශි එක්‌ විට නිරීක්‍ෂණය කළ හැකි අතර ඒ සඳහා විවිධ උපක්‍රම භාවිත කළ හැකි ය. උදාහරණයක්‌ වශයෙන් අපට කාසියේ ඡායාරූපයක්‌ ගත හැකි ය. එවිට අපට ලැබෙනු ඇත්තේ කාසියේ පිහිටීම පිළිබඳ නිශ්චිත වැටහීමකි. අප කාසියේ යම් ගුණයක්‌ නිරීක්‍ෂණය කළ පමණින් කාසියේ අවස්‌ථාව වෙනස්‌ නො වේ. යම් ක්‍ෂණයක දී අප මැන්නත් නැතත් කාසියට අදාළ පිහිටීම (ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයේ පිහිටීම මෙන් ම කාසියෙහි ඇල වීම) අදාළ රේය ගම්‍යතාව හා කෝණික ගම්‍යතාව වෙයි.

මැනීමෙන් ඒ කිසිදු අගයක්‌ වෙනස්‌ නො වන අතර අපට ලැබෙන්නේ මැනීමට පෙර කාසියෙහි ඒ ඒ ගුණවලට තිබූ අගයන් ය. මෙහි දී වැදගත් වන්නේ මැනීම හේතුවෙන් කාසියේ අවස්‌ථාව වෙනස්‌ නො වීම ය. එමෙන් ම පිහිටීම් (ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයෙහි පිහිටීම හා කාසියේ ඇල වීම) හා ගම්‍යතා (රේය හා කෝණික) එක්‌ විට මැනගත හැකි වීම ය. මෙය අපේ සාමාන්‍ය අත්දැකීම වන අතර සම්භාව්‍ය හෙවත් නිව්ටෝනීය අංශුවල හා වස්‌තුවල ගුණයක්‌ ද වෙයි.

එහෙත් ක්‌වොන්ටම් අංශු හා වස්‌තු සම්බන්ධයෙන් එවැන්නක්‌ කිව හැකි නො වේ. කාසිය ක්‌වොන්ටම් වස්‌තුවක්‌ යෑයි අපි උපකල්පනය කරමු. එහෙත් උපකල්පනයත් සමග අපි අමාරුවේ වැටෙන්නෙමු. ක්‌වොන්ටම් අංශුවක හෝ වස්‌තුවක හෝ පිහිටීම දන්නේ නම් අපි එහි ගම්‍යතා නො දනිමු. ක්‌වොන්ටම් කාසිය හා එහි ඇල වීම අප දන්නේ, එනම් අපට නිරීක්‍ෂණය කළ හැක්‌කේ, ඒ වෙනුවෙන් යම් පරිත්‍යාගයක්‌ කිරීමෙනි. ඒ පරිත්‍යාගය හේතුවෙන් අපට කාසියේ ගම්‍යතා ගැන කිසිවක්‌ කිව නො හැකි ය. එයට හේතුව කාසියට රේය ගම්‍යතා මෙන් ම කෝණික ගම්‍යතා ද රාශියක්‌ තිබීම ය.

උදාහරණයක්‌ වශයෙන් ගත හොත් කාසියෙහි ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයට රේය ගම්‍යතා රාශියක්‌ වෙයි. එබැවින් ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයට රේය ප්‍රවේග රාශියක්‌ වෙයි. ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයට ප්‍රවේග රාශියක්‌ ඇත්නම් ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයෙහි ප්‍රවේගයක්‌ අපට නිරීක්‍ෂණය කළ නො හැකි ය. අප ප්‍රවේග රාශියක්‌ ඇති ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයක්‌ නිරීක්‍ෂණය කරන්නේ කෙසේ ද? එසේත් නැත්නම් කෝණික ප්‍රවේග රාශියක්‌ සහිත කාසියක්‌ නිරීක්‍ෂණය කරන්නේ කෙසේ ද? අප කැමරාවකින් ක්‌වොන්ටම් කාසියක ඡායාරූපයක්‌ ලබාගත හොත් අපට කිනම් සේයාරුවක්‌ ලැබේ ද?

එහෙත් එයටත් වඩා බැරෑරුම් ප්‍රශ්නයක්‌ වෙයි. අපට ක්‌වොන්ටම් කාසියක්‌ උඩ දැමිය හැකි ද? ක්‌වොන්ටම් කාසිය උඩ දැමීමට එය අතට ගත යුතු ය. එනම් ක්‌වොන්ටම් කාසියට නිශ්චිත පිහිටීමක්‌ තිබිය යුතු ය. එය අපේ අතේ රඳවාගෙන සිටීම හේතුවෙන් එයට නිශ්චිත පිහිටීමක්‌ ලැබෙයි. ක්‌වොන්ටම් කාසියට අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත පිහිටීමක්‌ ඇති බැවින් එයට අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත රේය ප්‍රවේගයක්‌ තිබිය නො හැකි ය. එමෙන් ම ක්‌වොන්ටම් කාසියට අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත ඇල වීමක්‌ තිබෙන බැවින් එයට අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත කෝණික ගම්‍යතාවක්‌ ද තිබිය නො හැකි ය.

සම්භාව්‍ය හෙවත් නිව්ටෝනීය කාසියක්‌ උඩ දැමීමට පෙර අපි එය නිශ්චලව අතේ රඳවා ගනිමු. එනම් අපට සාපේක්‍ෂව නිව්ටෝනීය කාසියට, එනම් අප දන්නා සාමාන්‍ය කාසියකට, අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත පිහිටීමක්‌ ද ගම්‍යතාවක්‌ (ප්‍රවේගයක්‌) ද වෙයි. අපට සාපේක්‍ෂව නිව්ටෝනීය කාසියේ ගම්‍යතාව ශූන්‍ය වෙයි. ඒ අපට සාපේක්‍ෂව නිව්ටෝනීය කාසිය නිශ්චලතාවේ පිහිටි බැවිනි. නිව්ටෝනීය කාසියක්‌ සම්බන්ධයෙන් එහි ප්‍රශ්නයක්‌ නැත්තේ ඒ කාසිවලට යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව එක්‌ විට පිහිටීමක්‌ මෙන් ම ගම්‍යතාවක්‌ ද තිබිය හැකි බැවිනි.

කාසිය උඩ දැමීමේ දී අප කරන්නේ එසේ අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චලතාවෙන් අපේ අතේ රඳවා ගත් කාසියට උඩු අතට ආවේගයක්‌ ලබා දීම ය. ඒ ආවේගය හේතුවෙන් නිව්ටෝනීය කාසියට උඩු අතට (සිරස්‌ වීම අනිවාර්ය නො වේ) ප්‍රවේගයක්‌ ද භ්‍රමණයක්‌ ද (කෝණික ප්‍රවේගයක්‌) ලැබෙයි. වෙනත් වචනවලින් කිව හොත් ආවේගයත් සමග අපට සාපේක්‍ෂව නිව්ටෝනීය කාසියට නිශ්චිත ඇල වීමක්‌ සහිත පිහිටීමක්‌ ද නිශ්චිත රේය හා කෝණික ගම්‍යතා ද වෙයි. සම්භාව්‍ය හෙවත් නිව්ටෝනීය භෞතික විද්‍යාවට අනුව එසේ වීමට ඉඩකඩ ඇතිවා පමණක්‌ නො ව එය එසේ ම සිදු විය යුතු ය.

එහෙත් ක්‌වොන්ටම් භෞතිකයෙහි දී එය එසේ සිදු නො වෙයි. එයට හේතුව ක්‌වොන්ටම් භෞතිකයෙහි දී යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව අංශුවකට හෝ වස්‌තුවකට හෝ එක්‌ විට පිහිටීමක්‌ හා අදාළ නිශ්චිත ගම්‍යතාවක්‌ තිබිය නොහැකි වීම ය. ස්‌කන්ධ කේන්ද්‍රයෙහි පිහිටීම දත් විට ක්‌වොන්ටම් කාසියට නිශ්චිත රේය ගම්‍යතාවක්‌ (ප්‍රවේගයක්‌) තිබිය නො හැකි ය. එමෙන් ම ක්‌වොන්ටම් කාසියේ ඇල වීම දත් විට නිරීක්‍ෂකයාට සාපේක්‍ෂව නිශ්චිත කෝණික ගම්‍යතාවක්‌ (ප්‍රවේගයක්‌) තිබිය නො හැකි ය.

පළමුවෙන් ම ක්‌වොන්ටම් කාසියක්‌ නිශ්චලව අතේ රඳවාගත හැකි ය. එයට හේතුව එසේ අපට සාපේක්‍ෂව නිශ්චලව අතේ රඳවා ගැනීම යනු අපට සාපේක්‍ෂව ක්‌වොන්ටම් කාසියට එක්‌ විට ඇල වීමක්‌ ඇතුළු පිහිටීමක්‌ හා ශූන්‍ය වූ නිශ්චිත රේය හා කෝණික ගම්‍යතා තිබීම ය. එනම් අපට ඒ ගුණවලට නිශ්චිත අගයන් මැනීමෙන් ලබාගැනීමට හැකි වීම ය. එහෙත් ක්‌වොන්ටම් භෞතිකයෙන් කියෑවෙන්නේ අපට ක්‌වොන්ටම් අංශුවට පිහිටීම් හා ගම්‍යතා එක්‌ විට මැනගැනීමට නො හැකි වීම ය. ක්‌වොන්ටම් කාසියට ආවේගයක්‌ ලබා දීමේ දී අපට එවැනි ප්‍රශ්නවලට මුහුණ දීමට සිදු වෙයි.

එසේ නම් අප ක්‌වොන්ටම් කාසියක්‌ උඩ විසි කරන්නේ (ප්‍රක්‍ෂෙපණය කරන්නේ) කෙසේ ද? එය කළ නොහැක්‌කක්‌ ද නො වේ. ඉලෙක්‌ට්‍රොන ෆෝටෝන ආදිය ක්‌වොන්ටම් අංශු වශයෙන් සැලකෙයි. ෆෝටෝන ධාරා ප්‍රක්‍ෂෙපණය කිරීම සුලබ අත්දැකීමකි. සුප්‍රසිද්ධ ද්විත්ව සිදුරු පරීක්‍ෂණයෙහි දී ද ෆෝටෝන හෝ ඉලෙක්‌ට්‍රොන වැනි අංශු ප්‍රක්‍ෂෙපණය කෙරෙයි. මෙහි දී සිදු වන්නේ කුමක්‌ දැයි අප විශ්ලේෂණය කළ යුතු ය.

ද්විත්ව සිදුරු පරීක්‍ෂණයෙහි දී අදාළ අංශුව සිදුරු එකකින් යන්නේ ද නැත්නම් දෙකෙන් ම යන්නේ ද යන ප්‍රශ්නය ඇති වෙයි. බටහිර භෞතික විද්‍යාඥයන්ට අනුව එය එක්‌ සිදුරකින් පමණක්‌ යන බව දැනගත් විට අදාළ අංශුව, අංශුවක්‌ ලෙස ද සිදුරු දෙක ම ඔස්‌සේ යන බව දන්නා විට අදාළ අංශුව තරංගයක්‌ ලෙස ද ක්‍රියා කරයි. අදාළ අංශුව කිසි විටෙකත් එක්‌ විට අංශුවක්‌ හා තරංගයක්‌ ලෙස ක්‍රියා නො කරයි.

මේ පරීක්‍ෂණයෙහි විවිධ ස්‌වරූප අපි පසුව සාකච්ඡා කරමු. පසුගිය වසරේ සිදු කරන ලද පරීක්‍ෂණ හේතුවෙන් ඒ පිළිබඳ බටහිර භෞතික විද්‍යාඥයන් ගේ අවධානය නැවතත් යොමු වී ඇත. ඒ පිළිබඳ සාකච්ඡාවකට පෙර ද්විත්ව සිදුරු පරීක්‍ෂණයෙහි දී අදාළ අංශු ප්‍රක්‍ෂෙප කෙරෙන්නේ කෙසේ ද යන්න දැන සිටිය යුතු ය. පැහැදිලිව ම මේ පරීක්‍ෂණයෙහි දී අදාළ අංශුව (එය ෆෝටෝනයක්‌ වුවත් ප්‍රොටෝනයක්‌ වුවත් අපි එයට අංශුවක්‌ යෑයි කියමු. ඇතැම් විට එය අංශුවක්‌ වත් තරංගයක්‌ වත් නො විය හැකි ය) එක්‌ සිදුරක්‌ තුළින් යන්නේ ද සිදුරු දෙක ම තුළින් යන්නේ ද ආදී ප්‍රශ්න සාකච්ඡා කෙරෙයි.

මෙහි දී කිව හැක්‌කේ අදාළ අංශුවට නිශ්චිත පිහිටීමක්‌ නැති බව ය. අදාළ අංශුව එක්‌ සිදුරක්‌ තුළින් නැත්නම් සිදුරු දෙක ම තුළින් ගමන් කරන්නේ ද යන ප්‍රශ්නය පැන න`ගින්නේ එබැවිනි. අදාළ අංශුවට නිශ්චිත පිහිටීමක්‌ නැති වුවත් නිශ්චිත ගම්‍යතාවක්‌ වෙයි. එය එසේ ම විය හැකි යෑයි වෙනත් කරුණක්‌ නිසා ද සිතිය හැකි ය. ගම්‍යතාව යන්න ශක්‌තිය සමග බැඳී ඇත. ඒ අතර පිහිටීම යන්න කාලය සමග බැඳී ඇත. ඒ එසේ වන්නේ අයින්ස්‌ටයිනීය සාපේක්‍ෂතාවාදය හේතුවෙනි.

අයින්ස්‌ටයිනීය සාපේක්‍ෂතාවාදය අනුව කාලය හා අවකාශය එකිනෙකින් වෙන් වී නැත. කාලය හා අවකාශය අවකාශ-කාලය නමින් එක ම සන්තානයක්‌ (Continuum) වෙයි. එබැවින් යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව අංශුවක පිහිටීම හා කාලයෙහි අගය එකට ගැටගැසී ඇත. ඉන් ව්‍යුත්පන්න කළ හැකි කරුණක්‌ වනුයේ යම් නිරීක්‍ෂකයකුට සාපේක්‍ෂව අංශුවක ගම්‍යතාව හා ශක්‌තිය එකට බැඳී ඇති බව ය. එය ශක්‌ති-ගම්‍යතාව (encrgy-momentum) ලෙස හැඳින්වෙයි.

නලින් ද සිල්වා