logo3.gif (702 bytes)

arrow7.gif (1098 bytes)


ක්‌වොන්ටාවේ කතාව 16
අයින්ස්‌ටයින් නො රිස්‌සූ ක්‌වොන්ටම් පිම්ම

එය හරියට ඔබ ඉහළක සිට ගල් කැටයක්‌ බිමට අත් හළ විට එය වැටෙන්නට පටන්ගන්නා වේලාව නිශ්චිත ව කිව නොහැකිවාක්‌ මෙනි. අත්හැරිය ගමන් ම වැටීම සිදු විය හැකි අතර පැය, දින, මාස ගණනකට පසුව වැටීමට ද ඉඩ ඇත. වැටීමට ඇත්තේ සම්භාවිතාවකි. ගල් කැට එසේ හැසිරෙනවා අප දැක නැත. එසේ නම් ඉලෙක්‌ට්‍රොaන එසේ හැසිරෙන්නේ ඇයි?

බෝර් පරමාණුවට ක්‌වොන්ටාව ඈඳමින් සිටි කාලය තුළ අයින්ස්‌ටයින් මුළුමනින් ම වාගේ ගිලී සිටියේ සිය සාධාරණ සාපේක්‌ෂතාවාදයේ ය. ඔහු 1915 අවසානය වන විට එය ගොඩනගා අවසන් කොට තිබිණි. එය ඔහු ගේ විශිෂ්ටතම නිර්මාණයයි. නිව්ටන් කී ලෙස ගුරුත්වාකර්ෂණය යනු වස්‌තු අතර ඇති බලයක්‌ නො ව, අවකාශ-කාල ජ්‍යාමිතියේ ඵලයක්‌ බව ඔහු සාධනය කොට ඇත. ගුරුත්වාකර්ෂණය බලයක්‌ තවදුරටත් නැත. බලයක්‌ යටතේ වනවා යෑයි අප අත් විඳින දේ අවකාශ කාලයේ ජ්‍යාමිතිය නිසා සිදු වන්නකි. 1915 නොවැම්බරයේ අයින්ස්‌ටයින් සිය සිද්ධාන්තය බුධ ග්‍රහයා ගේ හිරු වටා චලිතයට යෙදුවේ ය. මේ බුධ ගේ සංකීර්ණ චලිතය නිව්ටන් ගේ ගුරුත්ව නියමයෙන් පැහැදිලි කිරීමට නොහැකි වූවකි. සිද්ධාන්තය නිරීක්‌ෂණ සමඟ නියමෙට ම ගැළපුණේ ය. ප්‍රීතියෙන් පිනා ගිය අයින්ස්‌ටයින් "මේ සිද්ධාන්තය අසමසමයි" කීවේ ය.

ඉක්‌මනින් ම ඔහු නැවත ක්‌වොන්ටාව දෙසට හැරුණේය. මේ වන විටත් අයින්ස්‌ටයින් බෝර් ගේ පරමාණුවට වසඟ ව සිටි අතර, ඔහු එතැනින් පටන්ගත්තේ ය. ඔහු මුලින් ම පෙන්වා දුන්නේ එක්‌ ශක්‌ති මට්‌ටමක සිට ශක්‌ති ක්‌වොන්ටාවක්‌ ලබා හෝ පිට කර හෝ තව ශක්‌ති මට්‌ටමකට ඉලෙක්‌ට්‍රොaන පැනීමට ඇත්තේ සම්භාවිතාවක්‌ බවයි. ඉන් ඔහු ඉහත අප දුටු රදර්ෆර්ඩ් බෝර් ගෙන් ඇසූ ක්‌වොන්ටම් පිනුම (Quantum Jump) පිළිබඳ ප්‍රශ්නයට යම් පිළිතුරක්‌ දුන්නේ ය. එනම් ඉලෙක්‌ට්‍රොaනය හිතා මතා ක්‌වොන්ටම් පිට කරනවා නො ව, කිනම් ශක්‌ති මට්‌ටමකට පනින්නේ ද යන්නට ඇත්තේ සම්භාවිතාවකි. එසේ වන්නේ ඇයි ද යන්නට ඉන් එහා පැහැදිලි කිරීමක්‌ නැත. එමෙන් ම ඔහු අලුත් ම යමක්‌ ද එක්‌ කළේ ය.

පරමාණුව තුළ යම් ඉලෙක්‌ට්‍රොaනයක්‌ උත්තේජිත ඉහළ ශක්‌ති මට්‌ටමකට පැන ඇතැයි සිතමු. දැන් මෙය ආලෝක ක්‌වොටාවක්‌ පිට කර යම් පහළ ශක්‌ති මට්‌ටමකට වැටීමට ඇත්තේ සම්භාවිතාවකි. එය පිට කරන්නේ කිනම් ආලෝක ක්‌වොන්ටාවක්‌ ද යන්න හෝ එම ක්‌වොන්ටාව පිට කරන්නේ කොයි මොහොතක ද හෝ යන්න නිශ්චිත ව කිව නොහැකි ය. ක්‌වොන්ටම් පිට කිරීම සම්පූර්ණයෙන් ම අහඹු ලෙස සිදු වන අතර, එය හේතු ඵල සබඳතාවක්‌ නො පෙන්වන ලෙස විස්‌තර විය. එහෙත් දැන් වෙනත් බාහිර ක්‌වොන්ටාවක්‌ මේ උත්තේජිත ඉලෙක්‌ට්‍රොaනයේ ගැටීමට සැලසුවොත් එම ක්‌වොන්ටාව අවශෝෂණය කරගන්නවා වෙනුවට ඉලෙක්‌ට්‍රොaනය ක්‌ෂණයෙන් පහළ ශක්‌ති මට්‌ටමකට පනී. එනම් බාහිර ආලෝක ක්‌වොන්ටම් ප්‍රහාරයක්‌ මගින් දැනට උත්තේජිත අවස්‌ථාවල ඇති ඉලෙක්‌ට්‍රොaනවලින් ආලෝක ක්‌වොන්ටම් පිට කරවා පහත ශක්‌ති මට්‌ටම්වලට ඇදදැමිය හැකි ය (Stimulated Emission). මෙය නූතන ලේසර් තාක්‌ෂණයට පදනම් විය.

අයින්ස්‌ටයින් ඉන් නො නැවතී බෝර් ගේ පරමාණුව යොදාගෙන කෘෂ්ණ වස්‌තු විකිරණයේ ව්‍යාප්තිය ද ලබාගත්තේ ය. ප්ලාන්ක්‌ ගේ පරමාණුක දෝලක වෙනුවට ඉලෙක්‌ට්‍රොaන ශක්‌ති මට්‌ටම් අතර පනිමින් අහඹු ලෙස පිට කරන ආලෝක ක්‌වොන්ටම්වලින් කෘෂ්ණ වස්‌තු විකිරණයේ ව්‍යාප්තිය ලැබෙන අයුරු හෙතෙම පැහැදිලි කළේ ය.

ඉහත සංඛ්‍යානමය ගණනය කිරීම්වල දී අයින්ස්‌ටයින්ට පෙනී ගියේ ආලෝක ක්‌වොන්ටම්වලට ස්‌කන්ධයක්‌ රහිත වූවත් ගම්‍යතාවක්‌ හෙවත් බලයක්‌ ඇති කිරීමේ හැකියාවක්‌ ඇති ලෙස හැසිරෙන බව ය. පුදුමයකි. ඒ ප්‍රතිඵලය ම (ඒ සමීකරණය ම) වෙනස්‌ ම සිද්ධාන්තයක්‌ වූ ඔහු ගේ ම විශේෂ සාපේක්‌ෂතාවාදයෙන් ද අයින්ස්‌ටයින් ලබාගත්තේ ය. දැන් නම් අයින්ස්‌ටයින්ට මේ ආලෝක ශක්‌ති අංශු ගැන කිසිදු සැකයක්‌ නැත. "ආලෝකය ස්‌කන්ධයක්‌ නැති එහෙත් ගම්‍යතාවක්‌ ඇති අංශු ප්‍රවාහයක්‌" අයින්ස්‌ටයින්ට තිර විය.

මේ සියලු නිර්මාණවලින් අයින්ස්‌ටයින් ගේ අනුපමේය ප්‍රතිභාව මොනවට පැහැදිලි වේ. කෙසේ වුවත් මේ "ක්‌වොන්ටම් පිම්මේ" ඇති, පදනමක්‌ නැති සම්භාවිතාමය හැසිරීම නම් ඔහුට රිස්‌සුවේ නැත. එය හරියට ඔබ ඉහළක සිට ගල් කැටයක්‌ බිමට අතහැරිය විට එය වැටෙන්න පටන්ගන්නා වේලාව නිශ්චිත ව කිව නොහැකිවාක්‌ මෙනි. අතහැරිය ගමන් ම වැටීම සිදු විය හැකි අතර, පැය දින මාස ගණනකට පසු ව වැටීමට ද ඉඩ ඇත වැටීමට ඇත්තේ සම්භාවිතාවකි. ගල් කැට එසේ හැසිරෙනවා අප දැක නැත. එසේ නම් ඉලෙක්‌ට්‍රොaන එසේ හැසිරෙන්නේ ඇයි? අයින්ස්‌ටයින් මෙය ඔහු ගේ සිද්ධාන්තයේ අඩුපාඩුවක්‌ ලෙස දුටු අතර, අනාගතයේ මෙය විසඳේ යෑයි බලාපොරොත්තු විය. "ක්‌වොන්ටම් පිට කිරීමේ දී හෝ අවශෝෂණ දී ඇති මේ හුදු අහඹු ගතිය ඉන් ඉවත් කළ හැකි වේ ද? මට මේ මූලික හේතුවක්‌ නැතිකම නම් කොහෙත් ම රුස්‌සන්නේ නෑ" අයින්ස්‌ටයින් ලීවේ ය.

උදාහරණයක්‌ ලෙස 4 වැනි ශක්‌ති මට්‌ටමේ ඇති උත්තේජිත ඉලෙට්‍රොaනයක්‌ අදාළ ක්‌වොන්ටාව පිට කර 3 වැනි, 2 වැනි හෝ 1 වැනි ශක්‌ති මට්‌ටම්වලින් කුමකට කොයි මොහොතේ පනී දැයි කිව නොහැකි අතර එය වීමට ඇත්තේ හුදු සම්භාවිතාවකි.

බැමුම සම්බන්ධයෙන් ද මේ අරුම සම්භාවිතාව ඇත (පසු ලිපිවල මෙය වඩා හොඳින් පැහැදිලි කෙරේ). ඉලෙක්‌ට්‍රොaන සමූහයක බැමුම උඩු අතට සර්වසම ව සකසමු (ප්‍රබල චුම්බක ක්‌ෂේත්‍රයක්‌ යොදා එය කළ හැකිය). දැන් සියලු ඉලෙක්‌ට්‍රොaනවල බැමුම එක ලෙස උඩු අතට වන අතර ඒවා සිරස්‌ අතට (උඩු-යටි) බැමුම මනින උපකරණයක්‌ හරහා යෑව්ව හොත් ඒ සියල්ලේ බැමුම උඩු අතට ලෙස උපකරණය මගින් පෙන්වයි. එහි අමුත්තක්‌ නැත. දැන් අපි මේ සර්වසම උඩු අතට බැමුම සැකසු ඉලෙක්‌ට්‍රොaන තිරස්‌ (වම-දකුණ) බැමුම මනින උපකරණයක්‌ හරහා යවමු. දැන් ප්‍රතිඵලය විස්‌මයජනක ය. ඇතම් ඉලෙක්‌ට්‍රොaනවල තිරස්‌ බැමුම දකුණු දිශාවට ලෙසත්, අනෙක්‌ ඒවාගේ වම් දිශාවට වන ලෙසත් මිනුම් ලැබේ. බොහෝ ඉලෙක්‌ට්‍රොaන ප්‍රමාණයක්‌ සඳහා මිනුම් කළ හොත් 50%ක දකුණු දිශාවටත්, 50%ක වම් දිශාවටත් බැමුම ලැබේ. එහෙත් උඩු (හෝ යටි) අතට බැමුම සැකසූ යම් නිශ්චිත ඉලෙක්‌ට්‍රොaනයක්‌ සඳහා තිරස්‌ බැමුම වමට වේ ද දකුණට වේ ද යන්න මැනීමට පෙර කිව නොහැකි ය. එ සඳහා ඇත්තේ 50%ක සම්භාවිතාවකි. සර්වසම ඉලෙක්‌ට්‍රොaන දෙකක්‌ සර්වසම මිනුම්වලින් වෙනස්‌ ප්‍රතිඵල දෙකක්‌ ලැබේ. ක්‌වොන්ටම් පුදුමය එයයි.

විකිරණශීලතාවේ ද මේ ගැටලුව හඳුනාගනු ලැබිණි. අස්‌ථායි මූලද්‍රව්‍ය (විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍ය) විකිරණ පිට කරමින් වෙනත් ස්‌ථායි මූලද්‍රව්‍ය බවට පත් වේ. එහෙත් විකිරණශීලී පරමාණුවක්‌ සැලකූ විට එය කොයි මොහොතේ විකිරණ (ඇල්ෆා අංශුවක්‌ හෝ බීටා අංශුවක්‌) පිට කරයි ද යන්න නිශ්චිත ව කිව නොහැකි ය. උදාහරණයක්‌ ලෙස යුරේනියම් 235 සමස්‌ථානිකය ඇල්ෆා අංශු පිට කරමින් තෝරියම් බවට පත් වේ. එහි අර්ධ ආයු කාලය වසර බිලියන 4.5කි. එනම් ඔබ යුරේනියම් පරමාණු 100ක්‌ ගත හොත් ඉන් අඩක්‌ හෙවත් පරමාණු 50ක්‌ තෝරියම් බවට පත් වීමට වසර බිලියන 4.5ක්‌ වැය වේ. එහෙත් මෙහි දී කුමන යුරේනියම් පරමාණු 50 වසර බිලියන 4.5ක දී තෝරියම් වේ දැයි කිව නොහැකි ය. යම් පරමාණුවක්‌ ගත් විට මේ මොහොතේ ම විකිරණ පිට කිරීම සිදු විය හැකි ය. වසර බිලියනයකින් වීමට ද හැකි ය. කිසි දාක විකිරණ පිට නො කිරීමට ද ඉඩ ඇත. ඉතින් අයින්ස්‌ටයින් මෙය කෙසේ රුස්‌සන්න ද?

"මෙය සත්‍ය නම් එය භෞතික විද්‍යාවේ අවසානය වනු ඇත" අයින්ස්‌ටයින් 1913 දී කිවේ ය. ආතර් ශස්‌ටර් කීවේ "මේ අදහස විද්‍යාවේ වර්ධනයට නම් මාරාන්තික පහරක්‌" යන්නයි. "මේ ක්‌වොන්ටාව පිළිබඳ සිද්ධාන්තය හරියට ලෙඩේ සුව වන නමුත් ලෙඩා මිය යන බෙහෙතක්‌ වගේ" ඒ හෙන්රික්‌ ක්‌රේමස්‌ ය.

ලබන සතියේ : 17 කොටස : X - කිරණ අයින්ස්‌ටයින්ට ජය ගෙන එයි.

සමිත ප්‍රසන්න හේවගේ