பூனையில்லாத சிரிப்பு (‘Quantum Cheshire Cat’)

‘ஆலிஸ் இன் வெண்டர்லாண்ட்’ (Alice in Wonderland) என்னும் கதையை உங்களுக்கு நிச்சயம் தெரிந்திருக்கும். திரைப்படமாகவும், கார்ட்டூன் படமாகவும் அதைப் பார்க்காதவர்களே இல்லையென்று சொல்லலாம். சிறுவர் முதல் பெரியோர் வரை ஆலிஸையும், அவளது அதிசய உலகத்தையும் மறந்திருக்கவே முடியாது. 1865ம் ஆண்டில் லூயிஸ் கரோல் (Lewis Carroll) என்பவரால் எழுதப்பட்ட Alice's Adventures in Wonderland என்னும் நூலை அடிப்படையாகக் கொண்டு உருவாக்கப்பட்ட சிறுவர் காவியம் இது. பல தடவைகள் திரைபடங்களாகவும், தொலைக்காட்சித் தொடர்களாகவும், கார்ட்டூன் திரைப்படங்களாகவும் இந்தக் கதை வெளிவந்திருக்கிறது.

இந்த ‘ஆலிஸ் இன் வொண்டர்லாண்ட்' கதையின் நாயகியான ஆலிஸ், அதிசய உலகத்திற்குள் நுழையும் போது, ஒரு அதிசயப் பூனையைக் காண்கிறாள். கதையில் 'Cheshire Cat’ என்று அழைக்கபட்ட அந்தப் பூனை, சிரித்துக் கொண்டே ஆலிஸுடன் உரையாடியபடி மறைய ஆரம்பிக்கும். முதலில் வால், அப்புறம் உடல் பின்னர் தலையென, ஒவ்வொரு பாகமாக மறையும். கடைசியில் பூனையின் சிரிப்பு மட்டும் எஞ்சியிருக்கும். பூனையில்லாமல் வெறும் சிரிப்பு மட்டும்.

அப்போதுதான் ஆலிஸ் சொல்வதாக ஒரு வசனம் வரும். "சிரிப்பில்லாத பூனையைப் பார்த்திருக்கிறேன். பூனையில்லாத சிரிப்பைக் கண்டதில்லை”. இது ஒரு மிகப்பிரபலமான வசனமாக, நூற்றாண்டுகளாகச் சிலாகிக்கப்பட்டு வருகிறது. சொல்லப் போனால், ஒரு வித தத்துவமாகவும் பார்க்கப்படுகிறது. நீங்கள் எப்போதாவது இதைச் சிந்தித்திருக்கின்றீர்களா? சிரிப்பில்லாமல் ஒரு பூனையை நீங்களும் கண்டிருக்கலாம். ஆனால் பூனையில்லாமல் சிரிப்பை உங்களால் காண முடியுமா? ஆனால், ஆச்சரியம் என்னவென்றால், முடியும் என்று சொல்கிறது நவீன அறிவியல். சொல்வது மட்டுமில்லாமல், அதை நிரூபித்துமிருக்கிறார்கள் விஞ்ஞானிகள்.

ஆம்! இந்தப் 'பூனையில்லாத சிரிப்பு', இன்று அறிவியலின் முக்கிய கண்டுபிடிப்பொன்றுக்கு எடுகோளாக்கப்பட்டுள்ளது. கடந்த வாரம் 'வியன்னா பல்கலைக் கழகத்தில்' (Vienna University of Technology) கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஒரு ஆச்சரியமான கண்டுபிடிப்புக்கு ‘Quantum Cheshire Cat’ என்ற பெயரையே இட்டிருக்கிறார்கள். அதாவது, ஒரு சாதாரண நிலையில், ஒரு செயலையும், செயலைச் செய்பவரையும் பிரித்து எடுக்கவே முடியாது. உதாரணமாக, நீங்கள் சிரிக்கும் போது, உங்களை ஓரிடத்திலும், உங்கள் சிரிப்பை இன்னுமொரு இடத்திலுமாகப் பிரித்தெடுக்கவே முடியாது. சிரிப்பு மட்டும் இல்லை. அழுகை, ஆச்சரியம், கோபம், துக்கம் என எந்தச் செயலையுமே!

"செய்பவன் இல்லாமல், செயல் என்பதே கிடையாது". ஆனால் குவாண்டம் நிலையில், இதைச் சாத்தியம் என்று நிரூபித்திருக்கிறார்கள் வியன்னா விஞ்ஞானிகள். கொஞ்சம் சிக்கலானதும், பெரியதொரு விசயமாகவும் இது இருந்தாலும், முடிந்தவரை சுருக்கி விளக்குகிறேன்.

அணுத்துகள்களான, ஒரு ஃபோட்டானை (Photon), அல்லது நியூட்ரானை (Neutron) எடுத்துக் கொண்டு, அந்த நுண்ணிய துகளைக் காந்தப் புலத்தில் ஈடுபட வைக்கும் போது, அதற்கு ஒரு சுழற்சி (polarization) கிடைக்கும். அந்தச் சுழற்சி நிலையால், காந்தப் புலனில் மாற்றங்கள் ஏற்படும். வியன்னா விஞ்ஞானிகளின் ஆராய்ச்சியின்படி, சுழற்சியில் இருக்கும் நியூட்ரானையோ, போட்டானையோ அந்த இடத்திலிருந்து அகற்றி வேறு இடத்துக்கு மாற்றினாலும், அந்தச் சுழற்சி அதே இடத்தில் தொடர்ந்து கொண்டே இருக்கின்றது. அதாவது செயலைச் செய்பவர் வேறு இடத்திலும், செயல் வேறு இடத்திலுமாகக் காட்சியளிக்கிறது.

சரி, இதை இப்படிப் பாருங்கள். நீங்கள் சென்னையில் உள்ள உங்கள் வீட்டில், ஒரு பாடலைக் கேட்டுக் கொண்டு நடனமாடிக் கொண்டிருக்கிறீர்கள் என்று வைத்துக் கொள்ளுங்கள். அந்த நேரத்தில் உங்களைத் தூக்கிக் கொண்டு ஜேர்மனிக்கு வந்துவிடுகிறோம். ஆனால், உங்கள் நடனம் மட்டும் சென்னையில் உள்ள உங்கள் வீட்டில் தொடர்ந்து கொண்டிருக்கிறது. "என்ன பைத்தியமே பிடிக்கும் போல உள்ளதா?" இதைத்தான் ஆலிஸுடன் பேசும், 'Cheshire Cat’ இனது சிரிப்புப் போன்றது என்கிறார்கள். பூனை அந்த இடத்தை விட்டு மறைந்த பின்னரும் சிரிப்பு அங்கே இருந்து கொண்டே இருகிறது.

நவீன இயற்பியலின் கண்டுபிடிப்புகளில் இன்னும் என்ன என்ன அதிசயங்கள் வெளிப்பட இருக்கின்றனவோ தெரியவில்லை.

நியூட்ரீனோஸ்.. (Neutrinos)

நான் சொல்வதைக் கொஞ்சம் செய்து பாருங்கள். அல்லது கற்பனை செய்து பாருங்கள்.

உங்கள் வலது உள்ளங்கையை நீட்டியபடி விரித்துப் பிடியுங்கள். இப்போது, உள்ளங்கையின் மத்தியில் சிறிது தண்ணீரை ஊற்றுங்கள். என்ன நடக்கும்? கையில் தண்ணீர் அப்படியே தங்கிய நிலையில் இருக்கும், அப்படித்தானே?

சரி, கையை நன்றாகத் துடைத்துவிட்டு, கைகளில் சிறிது மணலை எடுத்துச் சிறிது சிறிதாக கொட்டுங்கள். இப்போது மணலும் கைகளிலேயே இருக்கின்றன அல்லவா? இது போலவே முகத்துக்குப் பூசும் பௌடரைக் கொட்டுங்கள் அதுவும் கைகளிலேயே இருக்கும் இல்லையா?

"ஆமாம்! என்ன பெரிய உலக மகா அதிகசயத்தைச் சொல்வது போல இவர் சொல்கிறார்? உள்ளங்கையில் கொட்டப்படும் எல்லாமே உள்ளங்கையில்தான் இருக்கும். இதெல்லாமா பெரிய பிரச்சனை?” இது இப்போ நீங்கள் உங்கள் மனதில் நினைப்பது. நீங்க எப்படியும் நினைச்சுக்குங்க. நான் சொல்வதைத் தப்பாவே புரிஞ்சுக்கிறதுதானே உங்கள் வேலையே! பரவாயில்லை, நான் சொல்ல வந்ததைச் சொல்லிவிடுகிறேன்.

நியூட்ரீனோஸ்.. நியூட்ரீனோஸ்… (Neutrinos) என்று கேள்விப்பட்டிருக்கிறீர்களல்லவா? அந்த நியூட்ரீனோஸைக் கொஞ்சமாக எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். அதை உங்கள் உள்ளங்கைகயில் கொட்டுங்கள். இப்போது பார்த்தீர்களானால், அந்த நியூட்ரீனோஸ், உங்கள் உள்ளங்கைகளினூடாக வழிந்தபடி கீழே விழும். அப்படியொரு காட்சியை உங்களால் நம்பவே முடியாது. அதாவது கைகளைத் துளைத்தபடி, கைகளுக்கு எந்த பாதிப்பும் இல்லாமல் அது உங்கள் கைகளூடாகக் கீழே விழும். அதுமட்டுமல்ல………

விண்வெளியிலிருந்து நியூட்ரீனோஸ்கள் ஒவ்வொரு கணமும் கோடி கோடியாகப் பூமியை நோக்கி வந்து பூமியின் மேற்பரப்பை அடைந்து கொண்டிருக்கின்றன. ஆனால் அவை பூமியை முழுமையாக ஊடுருவிக் கொண்டு கீழே சென்று பூமிக்கு வெளியே அப்படியே கொட்டப்படுகின்றன. பூமியில் எங்கும் அவை தங்கிவிடாது. ஒளிகூட, பூமியை ஊடுருவவோ, உள்ளங்கைகளை ஊடுருவவோ முடியாமல் இருக்க, நியூட்ரீனோஸ் இவையெல்லாவற்றையும் ஊடுருவிக் கொண்டு செல்கிறன. இதன் காரணம் என்ன தெரியுமா? சொல்கிறேன்……!

நியூட்ரீனோஸ் என்பவை ரொம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்ம்பச் சிறியவை. ஒரு அரிக்கும் தட்டில் மாவைக் கொட்டி அரிக்கும் போது, அரிதட்டில் உள்ள துளையின் பருமனைப் பொறுத்து அதனுடாக மா கீழே விழ, மற்றவை அரிதட்டில் எஞ்சியிருக்கும் அல்லவா? அது போலத்தான், எங்கள் கைகளில் உள்ள தோலின் கலங்களை, ஊடுருவிக் கொண்டு செல்லக் கூடிய அளவுக்கு அநேகப் பொருட்களால் முடியாது. கலங்கள் அந்த அளவுக்குச் சிறியவை. ஆனால், தோலில் உள்ள கலங்கள் அணுக்களால் ஆனவை. அந்த அணுக்கள், அணுக்கருவாலும் அதைச் சுற்றும் எலெக்ட்ரானாலும் ஆனவை. அணுக்கருவுக்கும், எலெக்ரானுக்குமிடையில் இருப்பது ஒரு வெறுமையான இடைவெளி. நியூட்ரீனோஸ் என்பவை அணுக்கருக்களுக்கும் எலெக்ட்ரான்களுக்குமிடையிலுள்ள மிக மிக சிறிய இடைவெளியினூடாகச் செல்லக் கூடிய அளவுக்குச் சிறியவை.

ஒரு நியூட்ரீனோஸ், 0.0000000000000000000001 மிமீ அளவுள்ளது. அதாவது பத்தின் மைனஸ் 22 அடுக்குகள் மில்லிமீட்டர் (10^ -22mm). அணுவிலுள்ள அணுக்கருவுக்கும் எலெக்ட்ரானுக்கும் இடையில் உள்ள இடைவெளியின் அளவு, நியூட்ரீனோஸின் அளவை விட 10000000000 மடங்கு பெரியது. நியூட்ரீனோஸ் எவ்வ்வ்வ்வ்வளவு சிறியது என்று இப்போது புரிகிறதா?

அண்டத்திலுள்ள கருந்துகள்கள் (Dark matter), நியூட்ரீனோஸை விட ரொம்ம்ம்ம்ம்பச் சிறியது என்று சொல்கிறார்கள். அதனால்தான் நம்மால் அதைப் பற்றி இதுவரை அறிய முடியவில்லை.

அப்பாடா! முடிந்தவரை சொல்லியிருக்கிறேன். கொஞ்சம் கடுமையான விசயம்தான். புரிந்து, சிந்திப்பீர்களென்றால் மிகப்பெரிய அறிவியல் தகவல் இது என்பது தெரியவரும்.

பூமியினூடாக ஒரு பயணம்

புவியின் ஈர்ப்பிவிசை பற்றிய விளக்கம் உங்களுக்கு உள்ளதல்லவா? பூமி தன் மையத்தை நோக்கி, தன் மேற்பரப்பின் மேலிருக்கும் அனைத்துப் பொருட்களையும் ஈர்ப்புவிசையால் இழுத்துக் கொண்டிருக்கிறது என்பது உங்களுக்குத் தெரியும். இப்போது இதைப் பாருங்கள்.

பூமியின் வட துருவ மேற்பரப்பிலிருந்து குழாய் போன்ற அமைப்பிலான மிக நீண்டதொரு குழியை, பூமியின் தென் துருவ மேற்பரப்பு வரை தோண்டுகிறோம் என்று வைத்துக் கொள்ளுங்கள். வைத்துக் கொள்ளத்தான் முடியும். காரணம் பூமியின் மையப்பகுதி மிகவும் கடுமையான இரும்பால் உருவான கோளமாகும். அதனால் உண்மையாகக் குழி தோண்ட முடியாது.

சரி, ஒரு பேச்சுக்கு ஒரு குழாய் போல குழியைத் தோண்டிவிட்டோம். இப்போது. வட துருவத்திலிருந்து ஒருவர் குழிக்குள் விழுந்தால், அவருக்கு என்ன நடக்கும் என்பதை யோசித்துப் பாருங்கள்? அவர் குழியில் நேராக விழுந்து, தென் துருவத்தினூடாக வெளியே வருவாரா? அல்லது பூமியின் மையத்தில் நின்று விடுவாரா?

நீங்கள் இதுபோல, எப்போதாவது சிந்தித்து இருக்கிறீர்களா? சரி, குழிக்குள் விழுந்தவருக்கு என்ன நடந்தது என்று பார்க்கலாம் வாருங்கள்.

குழிக்குள் விழுந்தவர், பூமியின் மையம் நோக்கி ஈர்ப்புவிசையால் மிகை வேகத்தில் இழுக்கப்படுவார். மையம் வரை ஈர்ப்பு விசை இருப்பதால் அதிக வேகத்துடன் வந்து, அந்த வேகத்தின் தாக்கத்தால் வேகம் பூச்சியமாகும் வரை தொடர்ந்து குழிக்குள் விழுந்து கொண்டேயிருப்பார். சரியாகத் தென் துருவ மேற்பரப்பை அடையும் வரை அவர் விழுந்து கொண்டிருப்பார். தென் துருவ மேற்பரப்பு விளிம்பை அவர் அடைந்ததும், மீண்டும் புவியின் மையம் நோக்கிய எதிர்த் திசையில், வட துருவம் நோக்கி விழ ஆரம்பிப்பார். இப்படி மாறிமாறி வட தென் துருவங்களுக்கிடையில் கடிகாரத்தின் பெண்டுலம் போல ஆடிக்கொண்டிருப்பார். பூமிக்கு வெளியே அவர் வரவே மாட்டார். எனவே யார் குழி கிண்டிவிட்டுக் குதிக்கச் சொன்னாலும் குதித்து விடாதீர்கள்.

நீங்கள் முன்னரே இதை நிச்சயம் கேள்விப்பட்டிருப்பீர்கள். இதற்கான விளக்கமும் உங்களுக்குத் தெரிந்திருக்கும். எழுத்தாளர் சுஜாதா கூட, இதை ஒரு கேள்வி பதிலில் விளக்கியிருப்பார். அதை நீங்கள் படித்துமிருக்கலாம். ஆனாலும் இந்தத் தகவலிலும் நீங்கள் தவறவிட்ட செய்தியொன்றும் கூடவே இருக்கிறது. அதைச் சொல்லவே இந்தப் பதிவு.

அது என்ன தெரியுமா……?

“எரிசக்திக்குப் பதிலாக, பூமியின் ஈர்ப்பு விசையைப் பயன்படுத்தி, ஏன் சுலபமாகப் பிரயாணங்களை மேற்கொள்ளக் கூடாது?” என்று விஞ்ஞானிகள் சிந்தித்துக் கொண்டிருக்கின்றனர். நான் மேலே சொன்னது போல, பூமியின் மையத்தினூடாக சுரங்கம் அமைக்க முடியாவிட்டாலும், ஓரளவு சரிந்த நிலையில் சுரங்கங்களைக் கிண்டி, ஈர்ப்பு விசையின் உதவியால், ஓரு இடத்திலிருந்து இன்னுமொரு இடத்துக்குச் செல்லலாம் என்னும் முடிவுக்கு ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது வந்திருக்கின்றனர். இப்படிப் பயணம் செய்வதை கிராவிட்டி ட்ரெய்ன் (Gravity Train) என்கிறார்கள்.

நியூயார்க்கிலிருந்து பாரீஸுக்கோ, பாரிஸிலிருந்து ஜப்பானுக்கோ, ஜேர்மனியிலிருந்து சென்னைக்கோ இதன் மூலம் நாம் பயணங்களை மேற்கொள்ளலாம். அதற்கேற்ற வகையில் சாய்வான சுரங்கப் பாதைகளை மட்டுமே அமைக்க வேண்டும். ஜேர்மனியில் ஒரு மூடிய பெட்டி போன்ற அமைப்பினுள் நான் உட்கார்ந்தால், அது புவியீர்ப்பு விசைகளால் செலுத்தப்பட்டு, சென்னையை வந்து சேரும். அங்கு அந்தப் பெட்டியைத் திறந்து நான் வெளியே வந்தால், சென்னை. எல்லாமே புவி ஈர்ப்பு விசையினால்தான் நடைபெறும். இப்படி ஒரு பிரயாணம் சாத்தியமானால், அதில் ஒரு ஆச்சரியமும் காத்திருக்கும்.

நீங்கள் பூமியின் எந்த இடத்திலிருந்தும், வேறு எந்த இடத்துக்கும், ஈர்ப்பு விசையைப் பயன்படுத்திப் பயணம் செய்யும் போது, அந்தப் பயணத்துக்கு 42.2 நிமிடங்கள் மட்டுமே பிரயாண நேரமாக அமையும். அதாவது நியூயார்க்கிலிருந்து பாரிஸுக்கும் 42.2 நிமிடங்கள்தான். ஜேர்மனியிலிருந்து சென்னைக்கும் 42.2 நிமிடங்கள்தான். சென்னையிலிருந்து மலேசியாவுக்கும் 42.2 நிமிடங்கள்தான். நான் மேலே சொன்ன வட துருவத்திலிருந்து தென் துருவத்துக்கு குழியின் மூலமாக விழுவதற்குக் கூட அதே 42.2 நிமிடங்கள்தான் எடுக்கும். எவ்வளவு தொலைவு அல்லது அண்மை என்றாலும், அனைத்துப் பயணங்களுக்கும் எடுக்கும் நேரம் அதே 42.2 நிமிடங்கள் மட்ட்டும்தான்.

என்ன ஆச்சரியமாக இல்லையா?

பிற்குறிப்பு: இந்தப் பதிவை பகிர்ந்து கொள்ள விரும்புபவர்கள் தாராளமாகப் பகிர்ந்து கொள்ளலாம். ஆனால், இதைப் பகிரும் போது, இந்தப் பதிவு பற்றிய உங்களின் சிறு விளக்கத்தையும் கொடுத்து இந்தப் பதிவைப் பகிர்ந்து கொள்ளுங்கள்.