குவாண்டம் பிறந்த கதை...

 நாம் ஒளியில் இருந்து தொடங்கலாம். கிபி 1021ல் இப்ன் பின் ஹைதம் (அல் ஹசன்) என்பவர் முதன்முதலாக பரிசோதனை முறையை இயற்பியலில் புகுத்தியதை 'கிதாப் அல் மனாசிர்' (Book of Optics)ல் பதிவு செய்தார். ஒரு துளை வழியே ஒளியை செலுத்தி கேமரா கண்டுபிடித்ததை பதிவு செய்து விளக்கி உள்ளார். இதுதான் முதன்முதலாக ஒளி (அ. இயற்பியல்) பற்றிய ஆராய்ச்சியை பதிவு செய்யப்பட்ட முதல் தரவு.

 

(இவர் ஒரு கணிதமேதை & விண்வெளி ஆய்வாளர். ஒரு முறை தன் அரசருடன் ஏற்பட்ட கருத்து மோதலால் தண்டனையிலிருந்து தப்பிக்க பைத்தியக்காரனைப் போல வேடமிட்ட கதை மிகவும் சுவையானது).

16 ஆம் நூற்றாண்டில் ஜென்சன் கண்டுபிடித்த நுண்ணோக்கி ஒரு புரட்சி எனலாம். பின் 17ம் நூற்றாண்டில் கலிலியோ & பிரான்சிஸ் பேகன் ஆகியோர் பரிசோதனை இயற்பியலை அடுத்த கட்டத்திற்கு நகர்த்தினர். கலிலியோ முதன் முதலாக தொலைநோக்கி உருவாக்கியது விண்வெளி ஆராய்ச்சிக்கு அடித்தளமிட்ட கண்டுபிடிப்பு.

  

அதே நூற்றாண்டில் நியூட்டன் கணிதச் சமன்பாட்டை இயற்பியலில் புகுத்தி சில பல விளைவுகளை முன்கூட்டியே கணிக்கும் அளவிற்கு இயற்பியலை மேம்படுத்தினார். இவர் ஒளியை துகள்களால் ஆனது என்ற கருத்தை முன்வைத்தார். அந்தத் துகள் அடர்த்தியான பொருட்களில் வேகமாகச் செல்லும் என்றும் கூறினார். உண்மையில் அடர்த்தியான பொருட்கள் ஊடே ஒளி மெதுவாகச் செல்லும். அதோடு ஒளி குறுக்கீடு (interference), ஒளி மாறுபாடு (diffraction), ஒளி முனைவாக்கம் (polarisation) ஆகியவற்றிற்கு இவரால் விளக்கம் அளிக்க இயலவில்லை. 

ஒளி மாறுபாடு என்றால்? ஓர் இருட்டு அறையில் கதவை லேசாகத் திறந்தால் வெளிச்சத்தின் ஊடே கருப்புக் கோடுகள் விழுவதைப் பார்த்திருப்பீர்கள். இது தான் diffraction. ஒளி, துகள்களால் ஆனது என்றால் இடையிடையே ஏன் கோடுகள்?

  

அதுமட்டுமல்ல போலராய்டு ஃபில்ட்டர் எனப்படும் ஒரு கண்ணாடி வழியாகப் பார்த்தால் நீரை ஊடுருவி பார்க்கலாம். ஒளி, துகள்களால் ஆனது எனில் இந்த விளைவு ஏன் நிகழ்கிறது?

 

இந்த நேரத்தில் ஹைஜன், யங் & ஃப்ரஸ்னல் ஆகிய அறிவியலாளர்கள் ஒளியை அலைகள் எனக் கூறினர். அந்த அலை இயந்திர ஆற்றல் (mechanical energy) கொண்டதாக கருதினர். அப்டின்னா? ஒரு அமைதியான குட்டை. அதில் ஒரு கல்லை எறிந்தால் அலைகள் உருவாகின்றன. இதுபோல் ஒளி, ஈதர் என்ற ஊடகத்தின் வழியே செல்கிறது என்றும் கூறினர். இப்போது இன்னொரு கல்லை எறிந்தால் இரண்டாவது அலை தோன்றி படத்தில் காட்டியது போல முதல் அலையோடு மோதி சில அலைகளை அழித்தும் சில அலைகளை பெரிதாக்கியும் விடுகின்றன. இது ஏனென்று நியூட்டனால் துகளைக் கொண்டு விளக்கமுடியவில்லை. ஆனால் அலைகளைக் கொண்டு எளிதாக விளக்க முடிந்தது.

  

இங்கு அலைகளை அழிப்பதும் ஆக்குவதைப் போலத்தான் கதவு இடுக்குகளில் நிழலும் ஒளியும் மாறிமாறி தோன்றுகின்றன. அதேபோல பல கோணங்களிலிருந்து வரும் ஒளி அலைகளில் சிலவற்றை வடி கட்டுவதால் நீரின் ஊடே நம்மால் பார்க்க இயலுகிறது. ஆகவே ஒளி அலை வடிவம் உடையது என ஐயமறக் கூறினர். 

   

இந்த நேரத்தில் மேக்ஸ்வெல், ஒளி, இயந்திர ஆற்றல் உடையது இல்லை. அவை மின்காந்த அலை என கூறினார். இப்படி ஒருவழியாக இயற்பியலில் எல்லாவற்றிற்கும் விடை கண்டுவிட்டோம் என அறிவியலாளர்கள் நினைக்கத் தொடங்கிவிட்டனர். காப்புரிமை அலுவலகத்தில் ஒருவர், எல்லாம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு விட்டதால் தனக்கு வேலை இழப்பு ஏற்படுமோ என அஞ்சிய கதையும் உண்டு. 

    

அந்த நேரத்தில் தேன்கூட்டை கலைத்த கதையாக, கட்டுச்சோறை கூட்டத்தில் திறந்த கதையாக ஒரு நிகழ்வு நடந்தது. அதாவது கதிர்வீச்சை கண்டுபிடித்தனர். 1895ல் X ray, 1896ல் அணுக்கதிர்வீச்சு & 1897ல் எலக்ட்ரான் என வரிசையாக கண்டுபிடிப்புகள் நிகழ அவற்றிற்கு விடை தெரியாமல் விழித்தது அறிவியல் உலகம். இந்த நேரத்தில் கரும்பொருள் கதிர்வீச்சு (black body radiation) பற்றி ஒரு ஆராய்ச்சி அறிவியலாளர்களை திகைக்க வைத்தது . ஒரு (கருப்பு) பொருளின் வெப்ப நிலையை உயர்த்தினால் அதன் கதிர்வீச்சு உயர்ந்து கொண்டே செல்லும் என இயற்பியல் கூறுகிறது.

  

இதில் என்ன திகைப்பு என்கிறீர்களா? எளிதாக சொல்லப்போனால் ஸ்விட்ச் போட்ட பின் பல்பு எரியும் போது நாம் பொசுங்கிவிடுவோம் என்கிறது இயற்பியல். ஸ்விட்ச் போடும்போது மின்விளக்கு இழை முதலில் சிவப்பாகி பிறகு மஞ்சளாக மாறும். அதாவது குறைந்த அதிர்வெண்ணில் இருந்து அதிக அதிர்வெண் உடைய மஞ்சள்/ வெள்ளை நிறத்தில் மாறும்போது இயற்பியலின் படி அந்த அதிக அதிர்வெண் அதிபயங்கரமான ஆற்றலை வெளியிடும். 

 

அந்த வெப்ப ஆற்றல் நம்மை எரிக்க வேண்டும். அதற்கு பெயர் Ultraviolet Catastrophe. ஆனால் அப்படி எல்லாம் நிகழ இல்லை. ஏன் என்று அவர்களுக்குப் புரியவில்லை. இதோடு இன்னொரு புதிரும் இணைந்தது.

எடிசன் உட்பட சிலர் ஒரு ஆய்வு செய்தனர். சில பொருட்களின் மீது ஒளியை பாய்ச்சினால் மின்சாரம் உருவாகியது. இதற்கும் என்ன காரணம் என்று இயற்பியல் விதிகளால் கூற இயலவில்லை. 'சூரி'யாக மாறிய அறிவியலாளர்கள், "கோட்டை எல்லாம் அழி. மொதல்ல இருந்து ஆரம்பிக்கலாம்" என்ற மனநிலைக்குச் சென்றனர்.

    

அப்போதுதான் மாக்ஸ் பிளான்க் என்பவர் ஒளியானது அலைகள் கிடையாது. அவை குவாண்டா என்று கற்றைகளாக இருக்கும் என்றார். "என்னங்கடா இது? மறுபடியும் மொதல்ல இருந்தா?" என்று ஆடிப் போனது. ஐன்ஸ்டீனும் ப்ளாங்கிற்கு ஆதரவாக நிற்க அறிவியல் உலகம் புதிய பாதையில் பயணிக்க ஆயத்தமானது.

   

அப்போது டி-ப்ராலி ஒளியானது துகள்களின் பண்பையும் அலைகளின் பண்பையும் கொண்டது என்று 20 ஆண்டு கால சர்ச்சையை முடித்து வைத்தார்.

  

இவ்வாறு கிபி 1021ல் இப்ன் அல் ஹைதம் ஆரம்பித்த ஒளித்துளை கேமரா ஆராய்ச்சியானது நியூட்டன், ஐன்ஸ்டீன் ஆகியோர் வழியே பாதைகள் பல கடந்து 1000 ஆண்டுகள் பயணித்து 2021-ல் குவாண்டம் கணினியில் வந்து நிற்கிறது. இதுதான் குவாண்டம் பிறந்த கதை.