क्वांटम सिद्धांत का जन्म
1900 में, मैक्स प्लैंक ने पराबैंगनी आपदा (ultraviolet catastrophe) को हल किया — जो थर्मल विकिरण को समझाने में शास्त्रीय भौतिकी की विफलता थी — यह प्रस्ताव देकर कि ऊर्जा को अलग-अलग पैकेटों में उत्सर्जित किया जाता है जिन्हें उन्होंने क्वांटा कहा। आइंस्टीन ने 1905 में इसे आगे बढ़ाया, और यह प्रस्तावित किया कि प्रकाश स्वयं अलग-अलग कणों (फोटोन) से बना है। पूरा सिद्धांत 1920 के दशक में बोर, हाइजेनबर्ग, श्रोडिंगर, डिराक और अन्य लोगों के माध्यम से सामने आया।
सुपरपोजिशन
क्वांटम कण मापे जाने तक एक साथ कई अवस्थाओं में मौजूद रहते हैं। जब तक आप मापते नहीं हैं, तब तक एक इलेक्ट्रॉन का स्पिन "ऊपर" या "नीचे" नहीं होता है — यह दोनों की सुपरपोजिशन स्थिति में होता है। यह इस बारे में अनिश्चितता नहीं है कि यह किस स्थिति में है; यह वास्तव में एक ही समय में दोनों अवस्थाओं में है। मापन सुपरपोजिशन को एक निश्चित अवस्था में ढहा देता है (collapses)।
हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता सिद्धांत
आप एक ही समय में किसी कण की सटीक स्थिति और सटीक संवेग (momentum) दोनों को नहीं जान सकते। आप एक को जितनी सटीकता से मापते हैं, दूसरे के बारे में उतनी ही कम सटीकता से जान पाते हैं। यह मापन की सीमा नहीं है — यह प्रकृति की एक मूलभूत विशेषता है।
बीस प्रश्न, घड़ी पर आठ मिनट, और अब तक टेस्ट देने वालों के सामने मापा गया पर्सेंटाइल। साइन-अप नहीं।
IQ टेस्ट दें →क्वांटम उलझाव (Entanglement)
दो कण उलझे हुए हो सकते हैं — उनकी क्वांटम अवस्थाएँ सहसंबद्ध (correlated) होती हैं — ताकि एक को मापने से दूसरे की स्थिति तुरंत प्रभावित हो जाए, चाहे दूरी कितनी भी हो। आइंस्टीन ने इसे "दूरी पर डरावनी क्रिया" (spooky action at a distance) कहा और इसे स्वीकार करने से इनकार कर दिया। एस्पेक्ट (1982) और अन्य द्वारा किए गए प्रयोगों ने पुष्टि की कि उलझाव वास्तविक है।
यह क्यों मायने रखता है
क्वांटम यांत्रिकी ट्रांजिस्टर (हर कंप्यूटर), लेजर (हर ऑप्टिकल फाइबर और बारकोड स्कैनर), एमआरआई मशीनों, सौर सेल और एलईडी लाइट के मूल में है। यदि क्वांटम कंप्यूटिंग को बड़े पैमाने पर साकार किया गया, तो यह क्रिप्टोग्राफी, दवा की खोज और कृत्रिम बुद्धिमत्ता में क्रांति ला देगा।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
सरल शब्दों में क्वांटम यांत्रिकी क्या है?
क्वांटम यांत्रिकी यह वर्णन करती है कि परमाणु और उप-परमाणु स्तर पर पदार्थ और ऊर्जा कैसे व्यवहार करते हैं। इस स्तर पर, कण तरंगों की तरह व्यवहार करते हैं, एक ही समय में कई अवस्थाओं में मौजूद रहते हैं, और एक ही समय में उनकी स्थिति और संवेग सटीक रूप से परिभाषित नहीं हो सकते।
क्वांटम उलझाव क्या है?
क्वांटम उलझाव एक ऐसी घटना है जहाँ दो कण एक सहसंबद्ध क्वांटम स्थिति साझा करते हैं — एक को मापने से दूसरे की स्थिति तुरंत निर्धारित हो जाती है, चाहे वे कितनी भी दूर क्यों न हों। इसे प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की गई है।
क्वांटम यांत्रिकी इतनी अजीब क्यों है?
क्योंकि यह इस बारे में गहरी मान्यताओं का उल्लंघन करती है कि भौतिक वास्तविकता कैसे काम करती है — कि वस्तुओं के मापे जाने से पहले उनके निश्चित गुण होते हैं, कि कारण प्रभाव से पहले आता है, और दूर की वस्तुएं तुरंत एक-दूसरे को प्रभावित नहीं कर सकती हैं। फिर भी, हर प्रयोगात्मक परीक्षण ने क्वांटम यांत्रिक भविष्यवाणियों की पुष्टि की है।