অধীন কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানবিকিরণ এবং পদার্থের রূপের গতিশীল আচরণের ভৌত তত্ত্ব বুঝতে পার। এটি সেই ভিত্তি যার ভিত্তিতে ভৌত দেহ, অণু এবং প্রাথমিক কণার আধুনিক তত্ত্ব নির্মিত হয়েছে। মোটেও, কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানবিজ্ঞানীরা তৈরি করেছিলেন যারা পরমাণুর গঠন বুঝতে চেয়েছিলেন। বহু বছর ধরে, কিংবদন্তি পদার্থবিদরা রসায়নের বৈশিষ্ট্য এবং নির্দেশাবলী অধ্যয়ন করেছেন এবং ঘটনাগুলির ঐতিহাসিক সময় অনুসরণ করেছেন।

যেমন একটি ধারণা কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান,অনেক বছর ধরে তৈরি করা হয়েছে। 1911 সালে, বিজ্ঞানী এন. বোহর পরমাণুর একটি পারমাণবিক মডেলের প্রস্তাব করেছিলেন, যা তার সৌরজগতের সাথে কোপার্নিকাসের মডেলের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। সর্বোপরি সৌর জগৎএর কেন্দ্রে একটি কোর ছিল যার চারপাশে উপাদানগুলি ঘোরে। এই তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে, ভৌত এবং গণনা রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যকিছু পদার্থ যা সাধারণ পরমাণু থেকে তৈরি করা হয়েছিল।

এমন একটি তত্ত্বের মধ্যে একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান- এই শক্তির প্রকৃতি যা পরমাণুকে আবদ্ধ করে। কুলম্বের আইনের জন্য ধন্যবাদ, ই. রাদারফোর্ড দেখিয়েছেন যে এই আইনটি বিশাল আকারে বৈধ। তারপরে ইলেকট্রনগুলি তাদের কক্ষপথে কীভাবে চলে তা নির্ধারণ করা দরকার ছিল। এই সময়ে সাহায্য করেছেন

আসলে, কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানপ্রায়ই যেমন ধারণা বিরোধিতা সাধারণ বোধ. সেই সাথে যে আমাদের সাধারণ জ্ঞান কাজ করে এবং শুধুমাত্র এমন জিনিস দেখায় যা দৈনন্দিন অভিজ্ঞতা থেকে নেওয়া যেতে পারে। এবং, পরিবর্তে, দৈনন্দিন অভিজ্ঞতা শুধুমাত্র ম্যাক্রোওয়ার্ল্ড এবং বৃহৎ বস্তুর ঘটনা নিয়ে কাজ করে, যখন উপ-পরমাণু এবং পারমাণবিক স্তরে বস্তুগত কণা সম্পূর্ণ ভিন্নভাবে আচরণ করে। উদাহরণস্বরূপ, ম্যাক্রোকোজমে আমরা সহজেই পরিমাপের যন্ত্র এবং পদ্ধতি ব্যবহার করে যেকোনো বস্তুর অবস্থান নির্ণয় করতে পারি। এবং যদি আমরা একটি ইলেক্ট্রন মাইক্রো পার্টিকেলের স্থানাঙ্ক পরিমাপ করি, তবে পরিমাপ বস্তু এবং পরিমাপ যন্ত্রের মিথস্ক্রিয়াকে অবহেলা করা কেবল অগ্রহণযোগ্য।

অন্য কথায়, আমরা এটি বলতে পারি কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানএকটি ভৌত ​​তত্ত্ব যা বিভিন্ন মাইক্রো পার্টিকেলের গতির নিয়ম প্রতিষ্ঠা করে। ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স থেকে, যা মাইক্রো পার্টিকেলসের গতিবিধি বর্ণনা করে, কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানদুটি দিক থেকে ভিন্ন:

কিছু সম্ভাব্য প্রকৃতি শারীরিক পরিমাণ, উদাহরণস্বরূপ, একটি মাইক্রো পার্টিকেলের গতি এবং অবস্থান সঠিকভাবে নির্ধারণ করা যায় না; শুধুমাত্র তাদের মানগুলির সম্ভাব্যতা গণনা করা যেতে পারে;

একটি বিচ্ছিন্ন পরিবর্তন, উদাহরণস্বরূপ, একটি মাইক্রো পার্টিকেলের শক্তির শুধুমাত্র কিছু নির্দিষ্ট মান রয়েছে।

কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানযেমন একটি ধারণা সঙ্গে যুক্ত করা হয় কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি, যা বিশ্বকে পরিবর্তন করার সম্ভাবনা সহ একটি দ্রুত বর্ধনশীল প্রযুক্তি। কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির লক্ষ্য যোগাযোগ এবং তথ্য গোপনীয়তা রক্ষা করা। এই ক্রিপ্টোগ্রাফি নির্দিষ্ট কিছু ঘটনার উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয় এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি বস্তু ব্যবহার করে তথ্য স্থানান্তর করা যেতে পারে এমন ক্ষেত্রে বিবেচনা করে। এখানে ইলেকট্রন, ফোটন এবং অন্যান্য ভৌত উপায়ের সাহায্যে তথ্য গ্রহণ ও প্রেরণের প্রক্রিয়া নির্ধারণ করা হয়। ধন্যবাদ কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফিএটি এমন একটি যোগাযোগ ব্যবস্থা তৈরি এবং ডিজাইন করা সম্ভব যা ছিনতাই সনাক্ত করতে পারে।

এই মুহুর্তে, এমন অনেকগুলি উপকরণ রয়েছে যা এই জাতীয় ধারণার অধ্যয়নের প্রস্তাব দেয় কোয়ান্টাম মেকানিক্স বেসিকএবং নির্দেশাবলী, সেইসাথে কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির কার্যক্রম। এই জটিল তত্ত্বে জ্ঞান অর্জনের জন্য, এই ক্ষেত্রে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে অধ্যয়ন এবং অনুসন্ধান করা প্রয়োজন। সর্বোপরি, কোয়ান্টাম মেকানিক্স একটি সহজ ধারণা থেকে অনেক দূরে, যা বহু বছর ধরে সর্বশ্রেষ্ঠ বিজ্ঞানীদের দ্বারা অধ্যয়ন এবং প্রমাণিত হয়েছে।

পাঠান

কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান

কোয়ান্টাম মেকানিক্স কি?

কোয়ান্টাম মেকানিক্স (QM; কোয়ান্টাম ফিল্ড থিওরি সহ কোয়ান্টাম ফিজিক্স বা কোয়ান্টাম থিওরি নামেও পরিচিত), হল পদার্থবিদ্যার একটি শাখা যা প্রকৃতির নিয়মগুলি অধ্যয়ন করে যা ছোট দূরত্বে এবং পরমাণু এবং সাবটমিক কণার কম শক্তিতে ঘটে। ধ্রুপদী পদার্থবিদ্যা - কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আগে বিদ্যমান পদার্থবিদ্যা, কোয়ান্টাম মেকানিক্স থেকে এর সীমাবদ্ধ রূপান্তর হিসাবে অনুসরণ করে, শুধুমাত্র বড় (ম্যাক্রোস্কোপিক) স্কেলে বৈধ। কোয়ান্টাম মেকানিক্স ধ্রুপদী পদার্থবিদ্যা থেকে আলাদা যে শক্তি, ভরবেগ এবং অন্যান্য পরিমাণগুলি প্রায়শই বিযুক্ত মান (পরিমাণকরণ) এর মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে, বস্তুর কণা এবং তরঙ্গ উভয়ের বৈশিষ্ট্য থাকে (তরঙ্গ-কণা দ্বৈত) এবং এর সাথে নির্ভুলতার সীমা রয়েছে। কোন পরিমাণ পরিমাপ করা যায়। নির্ধারিত (অনিশ্চয়তার নীতি)।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স পর্যায়ক্রমে ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের ব্ল্যাক-বডি রেডিয়েশন সমস্যার 1900 সমাধান (প্রকাশিত 1859) এবং আলবার্ট আইনস্টাইনের 1905 সালে ফটোইলেকট্রিক প্রভাব ব্যাখ্যা করার জন্য কোয়ান্টাম তত্ত্বের প্রস্তাবনা (প্রকাশিত 1887) থেকে অনুসরণ করে। প্রারম্ভিক কোয়ান্টাম তত্ত্বটি 1920-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে গভীরভাবে পুনর্বিবেচনা করা হয়েছিল।

পুনর্বিবেচনা তত্ত্বটি বিশেষভাবে উন্নত গাণিতিক ফর্মালিজমের ভাষায় প্রণয়ন করা হয়। একটিতে, একটি গাণিতিক ফাংশন (তরঙ্গ ফাংশন) কণার অবস্থান, ভরবেগ এবং অন্যান্য শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলির সম্ভাব্যতা প্রশস্ততা সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে।

কোয়ান্টাম তত্ত্বের প্রয়োগের গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্রগুলি হল: কোয়ান্টাম রসায়ন, সুপারকন্ডাক্টিং ম্যাগনেট, আলোক-নিঃসরণকারী ডায়োড, সেইসাথে লেজার, ট্রানজিস্টর এবং সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যেমন মাইক্রোপ্রসেসর, মেডিকেল এবং গবেষণা ইমেজিং যেমন ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স ইমেজিং এবং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি, এবং এর ব্যাখ্যা অনেক জৈবিক এবং শারীরিক ঘটনা।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ইতিহাস

17 শতকে আলোর তরঙ্গ প্রকৃতির বৈজ্ঞানিক গবেষণা শুরু হয়। XVIII শতাব্দী, যখন বিজ্ঞানী রবার্ট হুক, ক্রিশ্চিয়ান হাইজেনস এবং লিওনহার্ড অয়লার পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণের উপর ভিত্তি করে আলোর তরঙ্গ তত্ত্ব প্রস্তাব করেছিলেন। 1803 সালে, থমাস ইয়ং, একজন ইংরেজ সাধারণ বিজ্ঞানী, বিখ্যাত ডাবল-স্লিট পরীক্ষা পরিচালনা করেন, যা তিনি পরে দ্য নেচার অফ লাইট অ্যান্ড কালার নামে একটি গবেষণাপত্রে বর্ণনা করেন। এই পরীক্ষাটি আলোর তরঙ্গ তত্ত্বের সাধারণ গ্রহণযোগ্যতার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছিল।

1838 সালে, মাইকেল ফ্যারাডে ক্যাথোড রশ্মি আবিষ্কার করেন। এই অধ্যয়নগুলি 1859 সালে গুস্তাভ কিরচফের ব্ল্যাকবডি বিকিরণ সমস্যা প্রণয়ন, 1877 সালে লুডভিগ বোল্টজম্যানের প্রস্তাব যে একটি ভৌত ​​সিস্টেমের শক্তির অবস্থা বিচ্ছিন্ন হতে পারে এবং 1900 সালে ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম হাইপোথিসিস অনুসরণ করে। প্ল্যাঙ্কের অনুমান যে শক্তি একটি পৃথক "কোয়ান্টাম" (বা শক্তির প্যাকেটগুলিতে) নির্গত এবং শোষিত হয় তা ব্ল্যাকবডি বিকিরণের পর্যবেক্ষণের নিদর্শনগুলির সাথে ঠিক মেলে।

1896 সালে, উইলহেলম ভিয়েন ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশনের বন্টনের আইনটি পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারণ করেছিলেন, তার নামে নামকরণ করা হয়েছিল, ভিয়েনের আইন। লুডভিগ বোল্টজম্যান স্বাধীনভাবে ম্যাক্সওয়েলের সমীকরণ বিশ্লেষণ করে এই ফলাফলে এসেছেন। যাইহোক, আইনটি শুধুমাত্র উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে প্রযোজ্য এবং কম ফ্রিকোয়েন্সিতে অবমূল্যায়িত বিকিরণ। প্ল্যাঙ্ক পরবর্তীতে বোল্টজম্যানের তাপগতিবিদ্যার পরিসংখ্যানগত ব্যাখ্যা দিয়ে এই মডেলটিকে সংশোধন করেন এবং এখন যাকে প্লাঙ্কের সূত্র বলা হয় তা প্রস্তাব করেন, যা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বিকাশের দিকে পরিচালিত করে।

1900 সালে ব্ল্যাক বডি রেডিয়েশনের সমস্যার সমাধান ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের অনুসরণ করে (প্রকাশিত 1859), আলবার্ট আইনস্টাইন ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাব ব্যাখ্যা করার জন্য কোয়ান্টাম তত্ত্বের প্রস্তাব করেন (1905, 1887 সালে প্রকাশিত)। 1900-1910 সালে, পরমাণু তত্ত্ব এবং আলোর কর্ণপাসকুলার তত্ত্ব প্রথমবারের মতো বৈজ্ঞানিক সত্য হিসাবে ব্যাপকভাবে গৃহীত হতে শুরু করে। তদনুসারে, এই পরবর্তী তত্ত্বগুলি পদার্থ এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের কোয়ান্টাম তত্ত্ব হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে।

প্রকৃতিতে কোয়ান্টাম ঘটনা অধ্যয়ন করা প্রথম ব্যক্তিদের মধ্যে ছিলেন আর্থার কম্পটন, সি. ডব্লিউ. রামন এবং পিটার জিম্যান, যাদের প্রত্যেকের নামানুসারে বেশ কিছু কোয়ান্টাম প্রভাব রয়েছে। রবার্ট অ্যান্ড্রুস মিলিকান পরীক্ষামূলকভাবে আলোক বৈদ্যুতিক প্রভাব অধ্যয়ন করেন এবং আলবার্ট আইনস্টাইন এর জন্য একটি তত্ত্ব তৈরি করেন। একই সময়ে, আর্নেস্ট রাদারফোর্ড পরীক্ষামূলকভাবে পরমাণুর পারমাণবিক মডেল আবিষ্কার করেছিলেন, যে অনুসারে নিলস বোর তার পারমাণবিক কাঠামোর তত্ত্ব তৈরি করেছিলেন, যা পরে হেনরি মোসেলির পরীক্ষা দ্বারা নিশ্চিত হয়েছিল। 1913 সালে, পিটার ডেবি উপবৃত্তাকার কক্ষপথ প্রবর্তনের মাধ্যমে নিলস বোহরের পারমাণবিক কাঠামোর তত্ত্বকে প্রসারিত করেন, এটি আর্নল্ড সোমারফেল্ড দ্বারাও প্রস্তাবিত একটি ধারণা। পদার্থবিজ্ঞানের বিকাশের এই পর্যায়টি পুরানো কোয়ান্টাম তত্ত্ব হিসাবে পরিচিত।

প্ল্যাঙ্কের মতে, একটি বিকিরণ কোয়ান্টামের শক্তি (E) বিকিরণ কম্পাঙ্কের (v) সমানুপাতিক:

যেখানে h প্লাঙ্কের ধ্রুবক।

প্ল্যাঙ্ক সতর্কভাবে জোর দিয়েছিলেন যে এটি কেবলমাত্র বিকিরণের শোষণ এবং নির্গমনের প্রক্রিয়াগুলির একটি গাণিতিক অভিব্যক্তি এবং বিকিরণের শারীরিক বাস্তবতার সাথে এর কিছুই করার নেই। প্রকৃতপক্ষে, তিনি তার কোয়ান্টাম হাইপোথিসিসটিকে একটি প্রধান মৌলিক আবিষ্কারের পরিবর্তে সঠিক উত্তর পাওয়ার জন্য সম্পাদিত একটি গাণিতিক কৌশল বলে মনে করেছিলেন। যাইহোক, 1905 সালে, আলবার্ট আইনস্টাইন প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম হাইপোথিসিসকে একটি ভৌত ​​ব্যাখ্যা দেন এবং ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাব ব্যাখ্যা করতে এটি ব্যবহার করেন, যেখানে নির্দিষ্ট পদার্থের উপর উজ্জ্বল আলো পদার্থ থেকে ইলেকট্রন নির্গত হতে পারে। এই কাজের জন্য, আইনস্টাইন 1921 সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পান।

আইনস্টাইন তখন এই ধারণাটিকে প্রসারিত করে দেখান যে একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ, যা আলোকে বোঝায়, একটি কণা হিসাবেও বর্ণনা করা যেতে পারে (পরে একটি ফোটন বলা হয়), বিচ্ছিন্ন কোয়ান্টাম শক্তি যা তরঙ্গের ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে।

বিংশ শতাব্দীর প্রথমার্ধে, ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক, নিলস বোর, ওয়ার্নার হাইজেনবার্গ, লুই ডি ব্রগলি, আর্থার কম্পটন, আলবার্ট আইনস্টাইন, এরউইন শ্রোডিঙ্গার, ম্যাক্স বর্ন, জন ভন নিউম্যান, পল ডিরাক, এনরিকো ফার্মি, উলফগ্যাং পাওলি, ম্যাক্স ফন লাউ , ফ্রিম্যান ডাইসন, ডেভিড হিলবার্ট, উইলহেম ভিন, সত্যেন্দ্রনাথ বোস, আর্নল্ড সোমারফেল্ড এবং অন্যান্যরা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভিত্তি স্থাপন করেছিলেন। নিলস বোহরের কোপেনহেগেন ব্যাখ্যা সর্বজনীন স্বীকৃতি পেয়েছে।

1920-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উন্নয়নের ফলে এটি একটি আদর্শ ফর্মুলেশন হয়ে ওঠে। পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা. 1925 সালের গ্রীষ্মে, বোহর এবং হাইজেনবার্গ এমন ফলাফল প্রকাশ করেছিলেন যা পুরানো কোয়ান্টাম তত্ত্বকে বন্ধ করে দিয়েছিল। নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া এবং পরিমাপের ক্ষেত্রে তাদের কণার মতো আচরণের জন্য সম্মানের জন্য, হালকা কোয়ান্টাকে ফোটন (1926) বলা হয়। আইনস্টাইনের সরল অনুশাসন থেকে আলোচনা, তাত্ত্বিক নির্মাণ এবং পরীক্ষা-নিরীক্ষার ঝড় ওঠে। এইভাবে, কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের সমগ্র ক্ষেত্রগুলি আবির্ভূত হয়, যা 1927 সালে পঞ্চম সলভে কংগ্রেসে এর ব্যাপক স্বীকৃতির দিকে পরিচালিত করে।

এটি পাওয়া গেছে যে উপপারমাণবিক কণা এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গগুলি কেবল কণা বা তরঙ্গ নয়, তবে প্রতিটির নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এভাবেই তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার ধারণার উদ্ভব হয়।

1930 সাল নাগাদ, ডেভিড হিলবার্ট, পল ডিরাক এবং জন ভন নিউম্যানের কাজে কোয়ান্টাম মেকানিক্স আরও একীভূত এবং প্রণয়ন করা হয়েছিল, যা পরিমাপ, বাস্তবতা সম্পর্কে আমাদের জ্ঞানের পরিসংখ্যানগত প্রকৃতি এবং "পর্যবেক্ষকের" উপর দার্শনিক প্রতিফলনের উপর খুব জোর দেয়। এটি পরবর্তীকালে কোয়ান্টাম রসায়ন, কোয়ান্টাম ইলেকট্রনিক্স, কোয়ান্টাম অপটিক্স এবং কোয়ান্টাম তথ্য বিজ্ঞান সহ অনেক শাখায় প্রবেশ করেছে। তার তাত্ত্বিক আধুনিক বিকাশের মধ্যে রয়েছে স্ট্রিং তত্ত্ব এবং কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্ব। এটি উপাদানগুলির আধুনিক পর্যায় সারণীর অনেক বৈশিষ্ট্যের একটি সন্তোষজনক ব্যাখ্যা প্রদান করে এবং পরমাণুর আচরণ বর্ণনা করে যখন রাসায়নিক বিক্রিয়ারএবং কম্পিউটার সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে ইলেকট্রনের গতিবিধি, এবং তাই অনেক আধুনিক প্রযুক্তিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

যদিও কোয়ান্টাম মেকানিক্স আণুবীক্ষণিক জগতকে বর্ণনা করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল, তবে এটি কিছু ম্যাক্রোস্কোপিক ঘটনা যেমন সুপারকন্ডাক্টিভিটি এবং সুপারফ্লুইডিটি ব্যাখ্যা করার জন্যও প্রয়োজন।

কোয়ান্টাম শব্দের অর্থ কী?

কোয়ান্টাম শব্দটি ল্যাটিন "কোয়ান্টাম" থেকে এসেছে, যার অর্থ "কত" বা "কত"। কোয়ান্টাম মেকানিক্সে, একটি কোয়ান্টাম মানে নির্দিষ্ট ভৌত পরিমাণের সাথে যুক্ত একটি পৃথক একক, যেমন বিশ্রামে একটি পরমাণুর শক্তি। কণাগুলি হল তরঙ্গ-সদৃশ বৈশিষ্ট্য সহ শক্তির বিচ্ছিন্ন প্যাকেট যে আবিষ্কারের ফলে পদার্থবিজ্ঞানের একটি শাখা তৈরি হয়েছিল যা পারমাণবিক এবং সাবঅ্যাটমিক সিস্টেমগুলির সাথে কাজ করে, যাকে এখন কোয়ান্টাম মেকানিক্স বলা হয়। এটি পদার্থবিদ্যা এবং রসায়নের অনেক ক্ষেত্রের গাণিতিক ভিত্তি স্থাপন করে, যার মধ্যে রয়েছে ঘনীভূত পদার্থ পদার্থবিদ্যা, কঠিন অবস্থার পদার্থবিদ্যা, পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা, আণবিক পদার্থবিদ্যা, গণনীয় পদার্থবিদ্যা, গণনামূলক রসায়ন, কোয়ান্টাম রসায়ন, কণা পদার্থবিদ্যা, পারমাণবিক রসায়ন, পারমাণবিক পদার্থবিদ্যা. তত্ত্বের কিছু মৌলিক দিক এখনও সক্রিয়ভাবে অধ্যয়ন করা হচ্ছে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অর্থ

পারমাণবিক এবং ছোট দূরত্বের স্কেলে সিস্টেমের আচরণ বোঝার জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্স অপরিহার্য। যদি পরমাণুর শারীরিক প্রকৃতি একচেটিয়াভাবে বর্ণনা করা হয় ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স, তাহলে ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াসের চারপাশে ঘোরানো উচিত নয়, যেহেতু অরবিটাল ইলেকট্রনগুলি বিকিরণ নির্গত করা উচিত (কারণ বৃত্তাকার গতি) এবং অবশেষে বিকিরণের মাধ্যমে শক্তি হ্রাসের কারণে নিউক্লিয়াসের সাথে সংঘর্ষ হয়। এই ধরনের ব্যবস্থা পরমাণুর স্থায়িত্ব ব্যাখ্যা করতে পারে না। পরিবর্তে, ইলেকট্রনগুলি ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজমের ঐতিহ্যগত ধারণার বিপরীতে নিউক্লিয়াসের চারপাশে অনিশ্চিত, অ-নিয়ন্ত্রক, স্মিয়ারড, সম্ভাব্য তরঙ্গ-কণা কক্ষপথে থাকে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স মূলত পরমাণুকে আরও ভালভাবে ব্যাখ্যা করতে এবং বর্ণনা করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল, বিশেষ করে একই বিভিন্ন আইসোটোপ দ্বারা নির্গত আলোর বর্ণালীতে পার্থক্য রাসায়নিক উপাদান, সেইসাথে সাবএটমিক কণার বর্ণনা। সংক্ষেপে, পরমাণুর কোয়ান্টাম যান্ত্রিক মডেল এমন একটি এলাকায় আশ্চর্যজনকভাবে সফল হয়েছে যেখানে ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম ব্যর্থ হয়েছে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স চারটি শ্রেণীর ঘটনাকে অন্তর্ভুক্ত করে যা শাস্ত্রীয় পদার্থবিদ্যা ব্যাখ্যা করতে পারে না:

• স্বতন্ত্র শারীরিক বৈশিষ্ট্যের পরিমাপ
• কোয়ান্টাম জড়াইয়া পড়া
• অনিশ্চয়তা নীতি
• তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের গাণিতিক ভিত্তি

পল ডিরাক, ডেভিড হিলবার্ট, জন ভন নিউম্যান এবং হারম্যান ওয়েইল দ্বারা উন্নত কোয়ান্টাম মেকানিক্সের গাণিতিকভাবে কঠোর প্রণয়নে, একটি কোয়ান্টাম যান্ত্রিক সিস্টেমের সম্ভাব্য অবস্থাগুলি ইউনিট ভেক্টর (যাকে স্টেট ভেক্টর বলা হয়) দ্বারা প্রতীকী করা হয়। আনুষ্ঠানিকভাবে, তারা জটিল বিভাজ্য হিলবার্ট স্থানের অন্তর্গত - অন্যথায়, রাষ্ট্রীয় স্থান বা সিস্টেমের সংশ্লিষ্ট হিলবার্ট স্থান, এবং একটি পণ্য পর্যন্ত সংজ্ঞায়িত করা হয় জটিল সংখ্যাএকটি একক মডিউল (ফেজ গুণক) সহ। অন্য কথায়, সম্ভাব্য অবস্থা হল হিলবার্ট স্পেসের প্রজেক্টিভ স্পেসের বিন্দু, সাধারণত জটিল প্রজেক্টিভ স্পেস বলা হয়। এই হিলবার্ট স্পেসের সঠিক প্রকৃতি সিস্টেমের উপর নির্ভর করে - উদাহরণস্বরূপ, অবস্থান এবং ভরবেগের স্টেট স্পেস হল বর্গক্ষেত্র-অখণ্ডিত ফাংশনের স্থান, যেখানে একটি একক প্রোটনের ঘূর্ণনের জন্য স্টেট স্পেস হল দুটি কমপ্লেক্সের প্রত্যক্ষ পণ্য। প্লেন প্রতিটি ভৌত ​​পরিমাণকে একটি হাইপারম্যাক্সিমালি হারমিটিয়ান (আরো সঠিকভাবে: স্ব-সংলগ্ন) রৈখিক অপারেটর দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয় যা স্টেট স্পেসে কাজ করে। একটি ভৌত ​​পরিমাণের প্রতিটি eigenstate অপারেটরের একটি eigenvector-এর সাথে মিলে যায়, এবং এর সংশ্লিষ্ট eigenvalue সেই eigenstate-এর ভৌত পরিমাণের মানের সাথে মিলে যায়। অপারেটরের বর্ণালী বিচ্ছিন্ন হলে, ভৌত পরিমাণ শুধুমাত্র বিচ্ছিন্ন ইজেন মান নিতে পারে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আনুষ্ঠানিকতায়, একটি নির্দিষ্ট মুহূর্তে একটি সিস্টেমের অবস্থা একটি জটিল তরঙ্গ ফাংশন দ্বারা বর্ণনা করা হয়, যাকে একটি জটিল ভেক্টর স্পেসে একটি রাষ্ট্র ভেক্টরও বলা হয়। এই বিমূর্ত গাণিতিক বস্তুটি আপনাকে নির্দিষ্ট পরীক্ষার ফলাফলের সম্ভাব্যতা গণনা করতে দেয়। উদাহরণস্বরূপ, এটি আপনাকে একটি নির্দিষ্ট সময়ে নিউক্লিয়াসের চারপাশে একটি নির্দিষ্ট এলাকায় একটি ইলেকট্রন থাকার সম্ভাবনা গণনা করতে দেয়। ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের বিপরীতে, অবস্থান এবং ভরবেগের মতো সংযোজিত ভেরিয়েবলের জন্য নির্বিচারে নির্ভুলতার সাথে যুগপত ভবিষ্যদ্বাণী করা যায় না। উদাহরণস্বরূপ, ইলেকট্রনগুলিকে স্থানের একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলের মধ্যে কোথাও অবস্থিত (কিছু সম্ভাবনা সহ) ধরে নেওয়া যেতে পারে, তবে তাদের সঠিক অবস্থান অজানা। আপনি একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারপাশে ধ্রুবক সম্ভাবনার অঞ্চলগুলি আঁকতে পারেন, যাকে প্রায়ই "মেঘ" বলা হয়, যেখানে ইলেক্ট্রন অবস্থিত হতে পারে। সম্ভবত. হাইজেনবার্গ অনিশ্চয়তা নীতি একটি নির্দিষ্ট ভরবেগ সহ একটি কণাকে সঠিকভাবে স্থানীয়করণ করতে অক্ষমতাকে পরিমাপ করে, যা অবস্থানের সংযোজন।

একটি ব্যাখ্যা অনুসারে, পরিমাপের ফলস্বরূপ, সিস্টেমের অবস্থার সম্ভাব্যতা সম্পর্কে তথ্য সম্বলিত তরঙ্গ ফাংশন একটি নির্দিষ্ট প্রাথমিক অবস্থা থেকে একটি নির্দিষ্ট আইজেনস্টেটে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। পরিমাপের সম্ভাব্য ফলাফলগুলি হল অপারেটরের ইজেনভ্যালুগুলি যা ভৌত পরিমাণের প্রতিনিধিত্ব করে - যা হার্মিটিয়ান অপারেটরের পছন্দ ব্যাখ্যা করে, যেখানে সমস্ত আইজেন মান বাস্তব সংখ্যা। একটি প্রদত্ত অবস্থায় একটি ভৌত ​​পরিমাণের সম্ভাব্যতা বন্টন সংশ্লিষ্ট অপারেটরের বর্ণালী পচন গণনা করে পাওয়া যেতে পারে। হাইজেনবার্গ অনিশ্চয়তা নীতি একটি সূত্র দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয় যেখানে নির্দিষ্ট পরিমাণের সাথে সংশ্লিষ্ট অপারেটররা যাতায়াত করে না।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সে পরিমাপ

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সম্ভাব্য প্রকৃতি এইভাবে পরিমাপের কাজ থেকে অনুসরণ করে। এটি বোঝার জন্য কোয়ান্টাম সিস্টেমের সবচেয়ে কঠিন দিকগুলির মধ্যে একটি, এবং আইনস্টাইনের সাথে বোহরের বিখ্যাত বিতর্কের একটি কেন্দ্রীয় বিষয় ছিল, যেখানে উভয় বিজ্ঞানী চিন্তা পরীক্ষার মাধ্যমে এই মৌলিক নীতিগুলিকে স্পষ্ট করার চেষ্টা করেছিলেন। কোয়ান্টাম মেকানিক্স গঠনের পরের দশকগুলিতে, "পরিমাপ" কী গঠন করে সেই প্রশ্নটি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছিল। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নতুন ব্যাখ্যা প্রণয়ন করা হয়েছে তরঙ্গ ফাংশন পতনের ধারণাটি দূর করার জন্য। মূল ধারণাটি হল যে যখন একটি কোয়ান্টাম সিস্টেম একটি পরিমাপক যন্ত্রের সাথে যোগাযোগ করে, তখন তাদের নিজ নিজ তরঙ্গ ফাংশনগুলি আটকে যায়, যার ফলে মূল কোয়ান্টাম সিস্টেম একটি স্বাধীন সত্তা হিসাবে অস্তিত্ব বন্ধ করে দেয়।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভবিষ্যদ্বাণীগুলির সম্ভাব্য প্রকৃতি

একটি নিয়ম হিসাবে, কোয়ান্টাম মেকানিক্স নির্দিষ্ট মান নির্ধারণ করে না। পরিবর্তে, এটি একটি সম্ভাব্যতা বন্টন ব্যবহার করে একটি ভবিষ্যদ্বাণী করে; অর্থাৎ, এটি একটি ভৌত ​​পরিমাণের পরিমাপ থেকে সম্ভাব্য ফলাফল পাওয়ার সম্ভাবনা বর্ণনা করে। প্রায়শই এই ফলাফলগুলি অনেক প্রক্রিয়ার দ্বারা সম্ভাব্য ঘনত্বের মেঘের মতো বিকৃত হয়। সম্ভাবনার ঘনত্বের মেঘ হল একটি আনুমানিক (কিন্তু বোহর মডেলের চেয়ে ভাল) যেখানে ইলেকট্রনের অবস্থান একটি সম্ভাব্যতা ফাংশন দ্বারা দেওয়া হয়, ওয়েভ ফাংশনগুলি ইজেন ভ্যালুর সাথে সম্পর্কিত, যেমন সম্ভাব্যতা হল জটিল প্রশস্ততার মডুলাসের বর্গক্ষেত্র, বা পারমাণবিক আকর্ষণের কোয়ান্টাম অবস্থা। স্বাভাবিকভাবেই, এই সম্ভাবনাগুলি পরিমাপের "মুহূর্তে" কোয়ান্টাম অবস্থার উপর নির্ভর করবে। ফলস্বরূপ, পরিমাপ করা মানের মধ্যে অনিশ্চয়তা প্রবর্তিত হয়। যাইহোক, কিছু রাষ্ট্র আছে যেগুলি একটি নির্দিষ্ট ভৌত পরিমাণের নির্দিষ্ট মানগুলির সাথে যুক্ত। এগুলিকে ভৌত পরিমাণের eigenstates (eigenstates) বলা হয় ("eigen" কে জার্মান থেকে "সহজাত" বা "সহজাত" হিসাবে অনুবাদ করা যেতে পারে)।

এটা স্বাভাবিক এবং স্বজ্ঞাত যে সবকিছু মধ্যে প্রাত্যহিক জীবন(সমস্ত ভৌত পরিমাণ) তাদের নিজস্ব মান আছে। সবকিছুর একটি নির্দিষ্ট অবস্থান, একটি নির্দিষ্ট মুহূর্ত, একটি নির্দিষ্ট শক্তি এবং ঘটনার একটি নির্দিষ্ট সময় আছে বলে মনে হয়। যাইহোক, কোয়ান্টাম মেকানিক্স নির্দেশ করে না সঠিক মানকণার অবস্থান এবং ভরবেগ (যেহেতু এগুলি সংযোজিত জোড়া) বা এর শক্তি এবং সময় (যেহেতু তারাও সংযুক্ত জোড়া); আরো সুনির্দিষ্টভাবে, এটি শুধুমাত্র সম্ভাব্যতার পরিসর প্রদান করে যার সাহায্যে সেই কণার একটি নির্দিষ্ট ভরবেগ এবং ভরবেগের সম্ভাবনা থাকতে পারে। অতএব, অনিশ্চিত মান রয়েছে এমন রাজ্য এবং নির্দিষ্ট মান রয়েছে এমন রাজ্যগুলির মধ্যে পার্থক্য করার পরামর্শ দেওয়া হচ্ছে (eigenstates)। একটি নিয়ম হিসাবে, আমরা এমন একটি সিস্টেমে আগ্রহী নই যেখানে কণাটির একটি ভৌত ​​পরিমাণের নিজস্ব মান নেই। যাইহোক, একটি ভৌত ​​পরিমাণ পরিমাপ করার সময়, তরঙ্গ ফাংশন তাত্ক্ষণিকভাবে সেই পরিমাণের eigenvalue (বা "সাধারণকৃত" eigenvalue) গ্রহণ করে। এই প্রক্রিয়াটিকে তরঙ্গ ফাংশন পতন বলা হয়, এটি একটি বিতর্কিত এবং অনেক আলোচিত প্রক্রিয়া যেখানে অধ্যয়নের অধীনে সিস্টেমটি এটিতে একটি পরিমাপক যন্ত্র যুক্ত করে প্রসারিত হয়। আপনি যদি পরিমাপের ঠিক আগে সংশ্লিষ্ট তরঙ্গ ফাংশনটি জানেন তবে আপনি সম্ভাব্যতা গণনা করতে পারেন যে তরঙ্গ ফাংশন সম্ভাব্য প্রতিটি আইজেনস্টেটে যাবে। উদাহরণস্বরূপ, পূর্ববর্তী উদাহরণের মুক্ত কণার সাধারণত একটি তরঙ্গ ফাংশন থাকে, যা একটি তরঙ্গ প্যাকেট যা কিছু গড় অবস্থান x0 এর চারপাশে কেন্দ্রীভূত হয় (কোন অবস্থান এবং ভরবেগ ইজেনস্টেট নেই)। যখন একটি কণার অবস্থান পরিমাপ করা হয়, তখন নিশ্চিতভাবে ফলাফলের ভবিষ্যদ্বাণী করা অসম্ভব। এটি সম্ভবত, তবে নিশ্চিত নয় যে এটি x0 এর কাছাকাছি হবে, যেখানে তরঙ্গ ফাংশনের প্রশস্ততা বড়। একটি পরিমাপ করার পরে, কিছু ফলাফল x প্রাপ্ত করার পরে, তরঙ্গ ফাংশনটি x কেন্দ্রিক অবস্থান অপারেটরের নিজস্ব ফাংশনে ভেঙে পড়ে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সে শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ

একটি কোয়ান্টাম অবস্থার সময় বিবর্তন শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা হয়, যেখানে হ্যামিলটোনিয়ান (সিস্টেমের মোট শক্তির সাথে সংশ্লিষ্ট অপারেটর) সময় বিবর্তন তৈরি করে। তরঙ্গ ফাংশনগুলির সময় বিবর্তন এই অর্থে নির্ধারক যে - প্রাথমিক সময়ে তরঙ্গ ফাংশনটি কী ছিল - ভবিষ্যতে যে কোনও সময় তরঙ্গ ফাংশন কী হবে তার একটি স্পষ্ট ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারে।

অন্যদিকে, পরিমাপের সময়, মূল তরঙ্গ ফাংশন থেকে অন্য পরিবর্তন, পরবর্তী তরঙ্গ ফাংশন নির্ধারণমূলক হবে না, তবে অপ্রত্যাশিত হবে (অর্থাৎ এলোমেলো)। সময়ের বিবর্তনের একটি অনুকরণ এখানে দেখা যায়।

সময়ের সাথে সাথে ওয়েভ ফাংশন পরিবর্তিত হয়। শ্রোডিঙ্গার সমীকরণটি সময়ের সাথে সাথে তরঙ্গ ফাংশনের পরিবর্তনকে বর্ণনা করে এবং ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সে নিউটনের দ্বিতীয় সূত্রের ভূমিকার মতো একটি ভূমিকা পালন করে। শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ, একটি মুক্ত কণার উপরোক্ত উদাহরণে প্রয়োগ করা হয়েছে, ভবিষ্যদ্বাণী করে যে তরঙ্গ প্যাকেটের কেন্দ্র একটি ধ্রুবক গতিতে স্থানের মধ্য দিয়ে চলে যাবে (যেমন এটিতে কাজ করে এমন শক্তির অনুপস্থিতিতে একটি শাস্ত্রীয় কণা)। যাইহোক, ওয়েভ প্যাকেটটি সময়ের সাথে সাথে ছড়িয়ে পড়বে, যার অর্থ সময়ের সাথে সাথে অবস্থান আরও অনিশ্চিত হয়ে যায়। এটি পজিশন ইজেনফাংশনকে (যাকে ওয়েভ প্যাকেটের অসীম তীক্ষ্ণ শিখর হিসাবে ভাবা যেতে পারে) একটি বর্ধিত তরঙ্গ প্যাকেটে পরিণত করার প্রভাব রয়েছে যা আর (সংজ্ঞায়িত) অবস্থান ইজেনভ্যালুকে প্রতিনিধিত্ব করে না।

কিছু তরঙ্গ ফাংশন সম্ভাব্যতা বন্টন তৈরি করে যা ধ্রুবক বা সময়ের থেকে স্বাধীন-উদাহরণস্বরূপ, যখন ধ্রুব শক্তি সহ একটি স্থির অবস্থায়, সময় তরঙ্গ ফাংশনের বর্গক্ষেত্রের মডুলাস থেকে অদৃশ্য হয়ে যায়। ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সে গতিশীল বলে বিবেচিত অনেক সিস্টেমকে কোয়ান্টাম মেকানিক্সে এই ধরনের "স্ট্যাটিক" তরঙ্গ ফাংশন দ্বারা বর্ণনা করা হয়। উদাহরণ স্বরূপ, একটি উদ্বেগহীন পরমাণুর একটি একক ইলেক্ট্রনকে পরমাণুর নিউক্লিয়াসের চারপাশে একটি বৃত্তাকার পথে চলমান একটি কণা হিসাবে ক্লাসিকভাবে উপস্থাপন করা হয়, যখন কোয়ান্টাম মেকানিক্সে এটি নিউক্লিয়াসের চারপাশে একটি স্থির, গোলাকারভাবে প্রতিসম তরঙ্গ ফাংশন দ্বারা বর্ণনা করা হয় (চিত্র 1) উল্লেখ্য, তবে, অরবিটাল কৌণিক ভরবেগের শুধুমাত্র সর্বনিম্ন অবস্থা, s দ্বারা চিহ্নিত, গোলাকারভাবে প্রতিসম)।

শ্রোডিঙ্গার সমীকরণটি সম্পূর্ণ সম্ভাব্যতা প্রশস্ততার উপর কাজ করে, এবং শুধুমাত্র তার পরম মানের উপর নয়। যদিও সম্ভাব্যতা প্রশস্ততার পরম মান সম্ভাব্যতা সম্পর্কে তথ্য ধারণ করে, এর ধাপে কোয়ান্টাম অবস্থার মধ্যে পারস্পরিক প্রভাব সম্পর্কে তথ্য রয়েছে। এটি কোয়ান্টাম অবস্থার "তরঙ্গের মতো" আচরণের জন্ম দেয়। দেখা যাচ্ছে, শ্রোডিঙ্গার সমীকরণের বিশ্লেষণাত্মক সমাধান শুধুমাত্র খুব অল্প সংখ্যক হ্যামিল্টোনিয়ানদের জন্যই সম্ভব সহজ মডেল, যেমন কোয়ান্টাম হারমোনিক অসিলেটর, বাক্সে থাকা কণা, হাইড্রোজেন অণু আয়ন এবং হাইড্রোজেন পরমাণু সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রতিনিধিযেমন মডেল। এমনকি হিলিয়াম পরমাণু, যেটিতে হাইড্রোজেন পরমাণুর চেয়ে মাত্র একটি বেশি ইলেকট্রন রয়েছে, বিশুদ্ধভাবে বিশ্লেষণাত্মক সমাধানের কোনো প্রচেষ্টাকে অস্বীকার করেছে।

যাইহোক, আনুমানিক সমাধান প্রাপ্ত করার জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি আছে। বিক্ষিপ্ততা তত্ত্ব হিসাবে পরিচিত একটি গুরুত্বপূর্ণ কৌশল একটি সাধারণ কোয়ান্টাম যান্ত্রিক মডেলের জন্য প্রাপ্ত একটি বিশ্লেষণাত্মক ফলাফল ব্যবহার করে এবং এটি থেকে একটি আরও জটিল মডেলের জন্য একটি ফলাফল তৈরি করে যা দুর্বল সম্ভাব্য ক্ষেত্রের শক্তি যোগ করে সহজ মডেল (উদাহরণস্বরূপ) থেকে আলাদা। আরেকটি পদ্ধতি হল "ক্যাসি-ক্লাসিক্যাল অ্যাপ্রোক্সিমেশন" পদ্ধতি, যা এমন সিস্টেমে প্রয়োগ করা হয় যার জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্স শুধুমাত্র ক্লাসিক্যাল আচরণ থেকে দুর্বল (ছোট) বিচ্যুতির ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। এই বিচ্যুতিগুলি তখন ক্লাসিক্যাল গতি থেকে গণনা করা যেতে পারে। কোয়ান্টাম বিশৃঙ্খলা অধ্যয়ন করার সময় এই পদ্ধতিটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের গাণিতিকভাবে সমতুল্য সূত্র

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অসংখ্য গাণিতিকভাবে সমতুল্য সূত্র রয়েছে। প্রাচীনতম এবং সর্বাধিক ব্যবহৃত ফর্মুলেশনগুলির মধ্যে একটি হল পল ডিরাক দ্বারা প্রস্তাবিত "রূপান্তর তত্ত্ব", যা কোয়ান্টাম মেকানিক্স- ম্যাট্রিক্স মেকানিক্স (ওয়ার্নার হাইজেনবার্গ দ্বারা তৈরি) এবং তরঙ্গ মেকানিক্স (এরউইন শ্রোডিঙ্গার দ্বারা নির্মিত) দুটি প্রথম দিকের সূত্রগুলিকে একত্রিত করে এবং সাধারণীকরণ করে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উন্নয়নের জন্য ভার্নার হাইজেনবার্গকে 1932 সালে পদার্থবিদ্যায় নোবেল পুরস্কার দেওয়া হয়েছিল, 1954 সালে নোবেল পুরষ্কার না পাওয়া পর্যন্ত কিউএম-এর বিকাশে ম্যাক্স বোর্নের ভূমিকা উপেক্ষা করা হয়েছিল। এই ভূমিকাটি 2005 সালের বর্নের একটি জীবনীতে উল্লেখ করা হয়েছে, যা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ম্যাট্রিক্স গঠনের পাশাপাশি সম্ভাব্যতা প্রশস্ততার ব্যবহার সম্পর্কে তার ভূমিকা সম্পর্কে কথা বলে। 1940 সালে, হাইজেনবার্গ নিজেই ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের সম্মানে একটি স্মারক ভলিউমে স্বীকার করেছিলেন যে তিনি জন্ম থেকে ম্যাট্রিস সম্পর্কে শিখেছিলেন। ম্যাট্রিক্স গঠনে, তাৎক্ষণিক অবস্থা কোয়ান্টাম সিস্টেমএর পরিমাপযোগ্য বৈশিষ্ট্য বা ভৌত পরিমাণের সম্ভাব্যতা নির্ধারণ করে। পরিমাণের উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে শক্তি, অবস্থান, ভরবেগ এবং অরবিটাল ভরবেগ। ভৌত পরিমাণ হয় অবিচ্ছিন্ন (যেমন একটি কণার অবস্থান) বা বিচ্ছিন্ন (যেমন একটি হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে আবদ্ধ একটি ইলেকট্রনের শক্তি) হতে পারে। ফাইনম্যান পাথ ইন্টিগ্রেল হল কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি বিকল্প প্রণয়ন যেখানে কোয়ান্টাম যান্ত্রিক প্রশস্ততা প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থার মধ্যে সমস্ত সম্ভাব্য শাস্ত্রীয় এবং অ-শাস্ত্রীয় ট্র্যাজেক্টোরির সমষ্টি হিসাবে বিবেচিত হয়। এটি ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সে ন্যূনতম কর্মের নীতির কোয়ান্টাম যান্ত্রিক অ্যানালগ।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আইন

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়মগুলি মৌলিক। এটি বলা হয়েছে যে একটি সিস্টেমের স্টেট স্পেস হল হিলবার্টিয়ান, এবং সেই সিস্টেমের ভৌত পরিমাণ হল হার্মিটিয়ান অপারেটররা সেই স্পেসে কাজ করে, যদিও এটি বলা হয়নি যে এই হিলবার্ট স্পেসগুলি ঠিক কোনটি বা এই অপারেটরগুলি ঠিক কোনটি। তারা প্রাপ্ত অনুযায়ী নির্বাচন করা যেতে পারে পরিমাণগত বৈশিষ্ট্যকোয়ান্টাম সিস্টেম। এই সিদ্ধান্তগুলি নেওয়ার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ নির্দেশিকা হল চিঠিপত্রের নীতি, যা বলে যে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভবিষ্যদ্বাণীগুলি ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সে হ্রাস পায় যখন সিস্টেমটি উচ্চ শক্তির অঞ্চলে বা সমানভাবে, বড় কোয়ান্টাম সংখ্যার অঞ্চলে চলে যায়, অর্থাৎ যখন একটি পৃথক কণার একটি নির্দিষ্ট মাত্রার এলোমেলোতা রয়েছে; লক্ষ লক্ষ কণা সম্বলিত সিস্টেমে, গড় মান প্রাধান্য পায় এবং যখন উচ্চ-শক্তি সীমার কাছে পৌঁছায়, তখন এলোমেলো আচরণের পরিসংখ্যানগত সম্ভাবনা শূন্যের দিকে চলে যায়। অন্য কথায়, ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স হল বড় সিস্টেমের কোয়ান্টাম মেকানিক্স। এই "উচ্চ শক্তি" সীমাটি ক্লাসিক্যাল বা চিঠিপত্রের সীমা হিসাবে পরিচিত। এইভাবে, সমাধানটি এমনকি একটি নির্দিষ্ট সিস্টেমের একটি প্রতিষ্ঠিত শাস্ত্রীয় মডেল দিয়ে শুরু হতে পারে এবং তারপরে অন্তর্নিহিত কোয়ান্টাম মডেলটি অনুমান করার চেষ্টা করুন যা মিলিত সীমাতে যাওয়ার সময় এমন একটি ক্লাসিক্যাল মডেল তৈরি করবে।

যখন কোয়ান্টাম মেকানিক্স মূলত প্রণয়ন করা হয়েছিল, তখন এটি এমন মডেলগুলিতে প্রয়োগ করা হয়েছিল যাদের চিঠিপত্রের সীমা ছিল অ-আপেক্ষিক ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স। উদাহরণস্বরূপ, সুপরিচিত কোয়ান্টাম হারমোনিক অসিলেটর মডেলটি অসিলেটরের গতিশক্তির জন্য একটি স্পষ্টভাবে অ-আপেক্ষিক অভিব্যক্তি ব্যবহার করে এবং এইভাবে এটি ক্লাসিক্যাল হারমোনিক অসিলেটরের একটি কোয়ান্টাম সংস্করণ।

অন্যান্য বৈজ্ঞানিক তত্ত্বের সাথে মিথস্ক্রিয়া

কোয়ান্টাম মেকানিক্সকে বিশেষ আপেক্ষিকতার সাথে একত্রিত করার প্রাথমিক প্রচেষ্টায় শ্রোডিঙ্গার সমীকরণকে ক্লেইন-গর্ডন সমীকরণ বা ডিরাক সমীকরণের মতো সমীকরণের সাথে প্রতিস্থাপন করা জড়িত ছিল। যদিও এই তত্ত্বগুলি অনেক পরীক্ষামূলক ফলাফল ব্যাখ্যা করতে সফল হয়েছিল, তবে তাদের কিছু অসন্তোষজনক গুণাবলী ছিল যা থেকে উদ্ভূত হয়েছিল যে তারা কণার আপেক্ষিক সৃষ্টি এবং ধ্বংসকে বিবেচনায় নেয়নি। একটি সম্পূর্ণ আপেক্ষিক কোয়ান্টাম তত্ত্বের জন্য একটি কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বের বিকাশ প্রয়োজন যাতে একটি ক্ষেত্র পরিমাপ করা জড়িত থাকে (কণার একটি নির্দিষ্ট সেটের পরিবর্তে)। প্রথম পূর্ণাঙ্গ কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্ব, কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডাইনামিকস, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়াটির একটি সম্পূর্ণ কোয়ান্টাম বিবরণ প্রদান করে। ইলেক্ট্রোডাইনামিক সিস্টেম বর্ণনা করার জন্য প্রায়ই কোয়ান্টাম ফিল্ড তত্ত্বের সম্পূর্ণ যন্ত্রপাতির প্রয়োজন হয় না। কোয়ান্টাম মেকানিক্স তৈরির পর থেকে ব্যবহৃত একটি সহজ পদ্ধতি হল চার্জযুক্ত কণাকে কোয়ান্টাম যান্ত্রিক বস্তু হিসেবে বিবেচনা করা যা একটি ধ্রুপদী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের অধীন। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রাথমিক কোয়ান্টাম মডেলটি কুলম্ব সম্ভাব্যতার জন্য শাস্ত্রীয় অভিব্যক্তি ব্যবহার করে হাইড্রোজেন পরমাণুর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বর্ণনা করে:

E2/(4πε0r)

কোয়ান্টাম ওঠানামা হলে এই "অর্ধ-শাস্ত্রীয়" পদ্ধতি কাজ করে না ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডএকটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, উদাহরণস্বরূপ, চার্জযুক্ত কণা দ্বারা ফোটন নির্গমনে।

শক্তিশালী এবং দুর্বল পারমাণবিক শক্তির জন্য কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বও তৈরি করা হয়েছিল। শক্তিশালী পারমাণবিক মিথস্ক্রিয়াগুলির জন্য কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বকে কোয়ান্টাম ক্রোমোডাইনামিক্স বলা হয় এবং এটি কোয়ার্ক এবং গ্লুয়নের মতো সাবনিউক্লিয়ার কণার মিথস্ক্রিয়া বর্ণনা করে। পদার্থবিদ আবদুস সালাম, শেলডন গ্ল্যাশো এবং স্টিভেন ওয়েইনবার্গের দ্বারা দুর্বল পারমাণবিক এবং তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তিগুলিকে তাদের পরিমাপকৃত আকারে একীভূত কোয়ান্টাম ফিল্ড তত্ত্বে (ইলেক্ট্রোওয়েক বল নামে পরিচিত) তৈরি করা হয়েছিল। এই কাজের জন্য তিনজনই 1979 সালে পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পান।

চতুর্থ অবশিষ্ট মৌলিক শক্তি, মহাকর্ষের জন্য কোয়ান্টাম মডেল তৈরি করা কঠিন প্রমাণিত হয়েছে। সেমিক্ল্যাসিকাল অনুমান সম্পাদিত হয়েছে, যার ফলে হকিং বিকিরণের মতো ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছে। যাইহোক, কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ একটি সম্পূর্ণ তত্ত্ব গঠন সাধারণ আপেক্ষিকতা (যা বর্তমানে সবচেয়ে সঠিক মাধ্যাকর্ষণ তত্ত্ব পরিচিত) এবং কোয়ান্টাম তত্ত্বের কিছু মৌলিক নীতির মধ্যে আপাত অসঙ্গতি দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয়। এই অসঙ্গতিগুলি সমাধান করা হল সক্রিয় গবেষণা এবং তত্ত্বের একটি ক্ষেত্র, যেমন স্ট্রিং তত্ত্ব, কোয়ান্টাম মহাকর্ষের ভবিষ্যতের তত্ত্বের সম্ভাব্য প্রার্থীদের মধ্যে একটি।

ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সকে জটিল ক্ষেত্রেও প্রসারিত করা হয়েছিল, জটিল ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মতোই আচরণ করতে শুরু করে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের মধ্যে সংযোগ

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভবিষ্যদ্বাণী পরীক্ষামূলকভাবে অত্যন্ত উচ্চ মাত্রার নির্ভুলতার সাথে নিশ্চিত করা হয়েছে। ক্লাসিকাল এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মধ্যে চিঠিপত্রের নীতি অনুসারে, সমস্ত বস্তুই কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়ম মেনে চলে, এবং ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স হল বস্তুর বৃহৎ সিস্টেমের (বা কণার একটি বৃহৎ সেটের জন্য পরিসংখ্যানগত কোয়ান্টাম মেকানিক্স) শুধুমাত্র একটি অনুমান। এইভাবে, ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের আইনগুলি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়মগুলিকে পরিসংখ্যানগত গড় হিসাবে অনুসরণ করে যখন সিস্টেমের উপাদানগুলির সংখ্যা বা কোয়ান্টাম সংখ্যার মানগুলির একটি খুব বড় সীমিত মানকে প্রবণ করে। যাইহোক, বিশৃঙ্খল সিস্টেমে ভাল কোয়ান্টাম সংখ্যার অভাব রয়েছে এবং কোয়ান্টাম বিশৃঙ্খলা এই সিস্টেমগুলির ক্লাসিক্যাল এবং কোয়ান্টাম বর্ণনার মধ্যে সংযোগ অধ্যয়ন করে।

কোয়ান্টাম কোহেরেন্স হল ক্লাসিক্যাল এবং কোয়ান্টাম তত্ত্বের মধ্যে একটি অপরিহার্য পার্থক্য, যা আইনস্টাইন-পোডলস্কি-রোজেন (ইপিআর) প্যারাডক্স দ্বারা উদাহরণযুক্ত, এবং স্থানীয় বাস্তববাদের প্রতি আবেদন করে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রতিষ্ঠিত দার্শনিক ব্যাখ্যার উপর আক্রমণ হয়ে উঠেছে। কোয়ান্টাম হস্তক্ষেপ সম্ভাব্যতা প্রশস্ততা যোগ করে, যখন ধ্রুপদী "তরঙ্গ" তীব্রতা যোগ করে। আণুবীক্ষণিক সংস্থাগুলির জন্য, সিস্টেমের ব্যাপ্তি সুসংগত দৈর্ঘ্যের তুলনায় অনেক কম, যা দীর্ঘ দূরত্ব এবং কোয়ান্টাম সিস্টেমের বৈশিষ্ট্যযুক্ত অন্যান্য অ-স্থানীয় ঘটনাগুলিকে আটকে দেয়। কোয়ান্টাম কোহেরেন্স সাধারণত ম্যাক্রোস্কোপিক স্কেলে ঘটে না, যদিও এই নিয়মের ব্যতিক্রম অত্যন্ত ঘটতে পারে নিম্ন তাপমাত্রা(অর্থাৎ, পরম শূন্যের কাছাকাছি), যেখানে কোয়ান্টাম আচরণ একটি ম্যাক্রোস্কোপিক স্কেলে নিজেকে প্রকাশ করতে পারে। এটি নিম্নলিখিত পর্যবেক্ষণ অনুসারে:

অনেক ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্য শাস্ত্রীয় সিস্টেমএর অংশগুলির কোয়ান্টাম আচরণের সরাসরি পরিণতি। উদাহরণস্বরূপ, পদার্থের প্রধান অংশের স্থায়িত্ব (পরমাণু এবং অণু সমন্বিত, যার প্রভাবে বৈদ্যুতিক বাহিনীদ্রুত ধসে পড়বে), অনমনীয়তা কঠিন পদার্থ, সেইসাথে পদার্থের যান্ত্রিক, তাপীয়, রাসায়নিক, অপটিক্যাল এবং চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি মিথস্ক্রিয়ার ফলাফল। বৈদ্যুতিক চার্জকোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়ম অনুসারে।

যদিও কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং আপেক্ষিকতা দ্বারা নির্ধারিত বস্তুর আপাতদৃষ্টিতে "বহিরাগত" আচরণটি যখন খুব ছোট কণার সাথে কাজ করার সময় বা আলোর গতির কাছাকাছি গতিতে ভ্রমণ করে তখন আরও স্পষ্ট হয়ে ওঠে, ধ্রুপদী নিয়ম, যাকে প্রায়ই "নিউটনিয়ান" পদার্থবিদ্যা বলা হয়, ভবিষ্যদ্বাণী করার সময় সঠিক থাকে। অপ্রতিরোধ্য সংখ্যক "বড়" বস্তুর আচরণ (বড় অণুর আকারের ক্রম অনুসারে বা তার চেয়েও বড়) এবং আলোর গতির চেয়ে অনেক কম গতিতে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের মধ্যে পার্থক্য কি?

ক্লাসিক্যাল এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্স খুব আলাদা যে তারা খুব ভিন্ন গতির বর্ণনা ব্যবহার করে।

নিলস বোহরের সুপ্রতিষ্ঠিত মতামত অনুসারে, কোয়ান্টাম যান্ত্রিক ঘটনা অধ্যয়নের জন্য পরীক্ষা-নিরীক্ষার প্রয়োজন পূর্ণ বিবরণসমস্ত সিস্টেম ডিভাইস, প্রস্তুতিমূলক, মধ্যবর্তী এবং চূড়ান্ত পরিমাপ। বর্ণনাগুলিকে সাধারণ ভাষায় প্রকাশ করা ম্যাক্রোস্কোপিক পরিভাষায় উপস্থাপন করা হয়, যা ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের ধারণা দ্বারা পরিপূরক। সিস্টেমের প্রাথমিক অবস্থা এবং চূড়ান্ত অবস্থা যথাক্রমে কনফিগারেশন স্পেসের একটি অবস্থান দ্বারা বর্ণনা করা হয়, যেমন স্থানাঙ্ক স্থান, বা কিছু সমতুল্য স্থান যেমন ভরবেগ স্থান। কোয়ান্টাম মেকানিক্স প্রাথমিক অবস্থা বা "স্টেট" (শব্দের শাস্ত্রীয় অর্থে) থেকে চূড়ান্ত অবস্থার সঠিক নির্ধারক এবং কার্যকারণ পূর্বাভাসের অবস্থান এবং ভরবেগ উভয় ক্ষেত্রেই সম্পূর্ণ নির্ভুল বর্ণনার অনুমতি দেয় না। এই অর্থে, বোহর তার পরিপক্ক রচনাগুলিতে উন্নীত করেছেন, একটি কোয়ান্টাম ঘটনা হল একটি প্রাথমিক থেকে চূড়ান্ত অবস্থায় রূপান্তরের একটি প্রক্রিয়া, এবং শব্দের শাস্ত্রীয় অর্থে একটি তাত্ক্ষণিক "স্থিতি" নয়। সুতরাং, কোয়ান্টাম মেকানিক্সে দুটি ধরণের প্রক্রিয়া রয়েছে: স্থির এবং ক্ষণস্থায়ী। স্থির প্রক্রিয়ার জন্য, প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থান একই। ক্রান্তিকালের জন্য, তারা আলাদা। এটি সংজ্ঞা দ্বারা স্পষ্ট যে যদি শুধুমাত্র প্রাথমিক শর্ত দেওয়া হয়, তবে প্রক্রিয়াটি সংজ্ঞায়িত করা হয় না। প্রাথমিক অবস্থার পরিপ্রেক্ষিতে, চূড়ান্ত অবস্থার ভবিষ্যদ্বাণী করা সম্ভব, তবে শুধুমাত্র একটি সম্ভাব্য স্তরে, যেহেতু শ্রোডিঙ্গার সমীকরণটি তরঙ্গ ফাংশনের বিবর্তনের জন্য নির্ধারক, এবং তরঙ্গ ফাংশন শুধুমাত্র একটি সম্ভাব্য অর্থে সিস্টেমটিকে বর্ণনা করে।

অনেক পরীক্ষায় সিস্টেমের প্রাথমিক ও চূড়ান্ত অবস্থাকে কণা হিসেবে নেওয়া সম্ভব। কিছু ক্ষেত্রে, এটি দেখা যাচ্ছে যে সম্ভাব্য একাধিক স্থানিকভাবে স্বতন্ত্র পথ বা ট্র্যাজেক্টরি রয়েছে যার সাথে একটি কণা একটি প্রাথমিক থেকে চূড়ান্ত অবস্থায় স্থানান্তর করতে পারে। কোয়ান্টাম কাইনেম্যাটিক বর্ণনার একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল যে এটি আমাদের দ্ব্যর্থহীনভাবে নির্ধারণ করতে দেয় না যে এই পথগুলির মধ্যে কোনটি রাজ্যগুলির মধ্যে পরিবর্তন ঘটায়। শুধুমাত্র প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত শর্তগুলি সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে, এবং, পূর্ববর্তী অনুচ্ছেদে যেমন বলা হয়েছে, সেগুলি স্থানিক কনফিগারেশন বা এর সমতুল্য অনুমতি দিয়ে বর্ণনার মতোই সঠিকভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে। প্রতিটি ক্ষেত্রে যার জন্য একটি কোয়ান্টাম কাইনেমেটিক বর্ণনার প্রয়োজন হয়, সর্বদা এই গতির নির্ভুলতার সীমাবদ্ধতার একটি ভাল কারণ রয়েছে। কারণ হল যে একটি কণা পরীক্ষামূলকভাবে একটি নির্দিষ্ট অবস্থানে খুঁজে পেতে, এটি অবশ্যই স্থির হতে হবে; পরীক্ষামূলকভাবে একটি নির্দিষ্ট ভরবেগ সহ একটি কণা সনাক্ত করতে, এটি অবশ্যই মুক্ত গতিতে হতে হবে; এই দুটি প্রয়োজনীয়তা যৌক্তিকভাবে বেমানান।

প্রাথমিকভাবে, শাস্ত্রীয় গতিবিদ্যার জন্য এর ঘটনাগুলির পরীক্ষামূলক বর্ণনার প্রয়োজন হয় না। এটি ফেজ স্পেসে অবস্থান (বিন্দু) দ্বারা সিস্টেমের তাত্ক্ষণিক অবস্থাকে সম্পূর্ণরূপে সঠিকভাবে বর্ণনা করা সম্ভব করে - কনফিগারেশন এবং ভরবেগ স্থানগুলির কার্টেসিয়ান পণ্য। এই বর্ণনাটি তার পরীক্ষামূলক পরিমাপযোগ্যতা সম্পর্কে উদ্বেগ ছাড়াই কেবল রাষ্ট্রকে একটি ভৌত ​​সত্তা হিসাবে ধরে নেয় বা কল্পনা করে। প্রাথমিক অবস্থার এই বর্ণনা, নিউটনের গতির নিয়মের সাথে, সিস্টেমের বিবর্তনের একটি সংজ্ঞায়িত ট্র্যাজেক্টোরি সহ, চূড়ান্ত অবস্থার একটি সঠিক নির্ণয়বাদী এবং কারণ-ও-প্রভাব ভবিষ্যদ্বাণী করার অনুমতি দেয়। এই উদ্দেশ্যে, হ্যামিলটোনিয়ান গতিবিদ্যা ব্যবহার করা যেতে পারে। ধ্রুপদী গতিবিদ্যাও প্রক্রিয়াটির বর্ণনার অনুমতি দেয়, যা কোয়ান্টাম মেকানিক্স দ্বারা ব্যবহৃত প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থার বর্ণনার অনুরূপ। ল্যাগ্রাঞ্জিয়ান মেকানিক্স আমাদের এটি করতে দেয়। বিভিন্ন প্ল্যাঙ্ক ধ্রুবকের ক্রিয়ার মাত্রা বিবেচনায় নেওয়া প্রয়োজন এমন প্রক্রিয়াগুলির জন্য, ক্লাসিক্যাল গতিবিদ্যা উপযুক্ত নয়; এর জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্স ব্যবহার করা প্রয়োজন।

আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব

যদিও সাধারণ আপেক্ষিকতা এবং আইনস্টাইনের কোয়ান্টাম তত্ত্বের সংজ্ঞায়িত নীতিগুলি দ্ব্যর্থহীনভাবে কঠোর এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্য অভিজ্ঞতামূলক প্রমাণ দ্বারা সমর্থিত, এবং যদিও তারা তাত্ত্বিকভাবে একে অপরের বিরোধিতা করে না (অন্তত তাদের প্রাথমিক বিবৃতিগুলির সাথে), তাদের মধ্যে একীভূত করা অত্যন্ত কঠিন প্রমাণিত হয়েছে। একটি সুসংগত, একটি একক মডেল।

কণা পদার্থবিদ্যার অনেক ক্ষেত্রে মাধ্যাকর্ষণকে উপেক্ষা করা যেতে পারে, তাই সাধারণ আপেক্ষিকতা এবং কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মধ্যে একীকরণ এই নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা নয়। যাইহোক, কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ একটি সঠিক তত্ত্বের অভাব ভৌত কসমোলজি এবং পদার্থবিদদের একটি মার্জিত "থিওরি অফ এভরিথিং" (টিভি) অনুসন্ধানের একটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা। অতএব, উভয় তত্ত্বের মধ্যে সমস্ত অসঙ্গতি সমাধান করা 20 এবং 21 শতকের পদার্থবিজ্ঞানের অন্যতম প্রধান লক্ষ্য। স্টিফেন হকিং সহ অনেক বিশিষ্ট পদার্থবিজ্ঞানী বছরের পর বছর ধরে শ্রম দিয়েছেন এর পেছনের তত্ত্বটি আবিষ্কার করার জন্য। এই টিভিটি কেবলমাত্র সাবঅ্যাটমিক ফিজিক্সের বিভিন্ন মডেলকে একত্রিত করবে না, বরং প্রকৃতির চারটি মৌলিক শক্তি- শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম, দুর্বল মিথস্ক্রিয়াএবং মাধ্যাকর্ষণ - একটি বল বা ঘটনা থেকে। যদিও স্টিফেন হকিং প্রাথমিকভাবে টিভিতে বিশ্বাস করতেন, গোডেলের অসম্পূর্ণতা উপপাদ্য বিবেচনা করার পরে, তিনি এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন যে এই ধরনের একটি তত্ত্ব সম্ভব নয় এবং তার বক্তৃতা "Gödel and the End of Physics" (2002) এ এটি প্রকাশ্যে বলেছেন।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মৌলিক তত্ত্ব

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মাধ্যমে মৌলিক শক্তিকে একত্রিত করার চেষ্টা এখনও চলছে। কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডাইনামিকস (বা "কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজম"), যা বর্তমানে (অন্তত বিভ্রান্তিকর শাসনে) সাধারণ আপেক্ষিকতার সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতায় সবচেয়ে নির্ভুল পরীক্ষিত ভৌত তত্ত্ব, সফলভাবে দুর্বল পারমাণবিক শক্তিকে তড়িৎ দুর্বল বলের সাথে একীভূত করে এবং বর্তমানে কাজ করা হচ্ছে ইলেক্ট্রোস্ট্রং মিথস্ক্রিয়াতে ইলেক্ট্রোওয়েক এবং শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়াকে একত্রিত করুন। বর্তমান ভবিষ্যদ্বাণীগুলি বলে যে প্রায় 1014 GeV উপরে উল্লিখিত তিনটি শক্তি একক একীভূত ক্ষেত্রে একত্রিত হয়। এই "গ্র্যান্ড ইউনিফিকেশন" ছাড়াও, এটি প্রস্তাব করা হয়েছে যে মাধ্যাকর্ষণ অন্য তিনটি গেজ প্রতিসাম্যের সাথে একীভূত হতে পারে, যা প্রায় 1019 GeV-এ ঘটবে বলে আশা করা হচ্ছে। যাইহোক - এবং যখন বিশেষ আপেক্ষিকতাকে কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সে সাবধানে অন্তর্ভুক্ত করা হয় - বর্ধিত সাধারণ আপেক্ষিকতা, বর্তমানে সেরা তত্ত্ব যা মহাকর্ষীয় শক্তিকে বর্ণনা করে, কোয়ান্টাম তত্ত্বে সম্পূর্ণরূপে একত্রিত হয় না। সবকিছুর একটি সুসংগত তত্ত্ব বিকাশকারী ব্যক্তিদের মধ্যে একজন, এডওয়ার্ড উইটেন, একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী, এম-তত্ত্ব প্রণয়ন করেছিলেন, যা সুপারস্ট্রিং তত্ত্বের ভিত্তিতে সুপারসিমেট্রিকে ব্যাখ্যা করার একটি প্রচেষ্টা। এম-তত্ত্ব পরামর্শ দেয় যে আমাদের আপাত 4-মাত্রিক স্থানটি আসলে একটি 11-মাত্রিক স্থান-কাল ধারাবাহিকতা, যেখানে দশটি স্থানের মাত্রা এবং এক সময় মাত্রা রয়েছে, যদিও কম শক্তিতে 7টি স্থানের মাত্রা সম্পূর্ণরূপে "ঘনত্বপূর্ণ" (বা অসীমভাবে বাঁকা) এবং সহজে পরিমাপ বা গবেষণা করা হয় না।

আরেকটি জনপ্রিয় তত্ত্ব হল লুপ কোয়ান্টাম মাধ্যাকর্ষণ (LQG), কার্লো রোভেলি দ্বারা প্রস্তাবিত একটি তত্ত্ব যা মহাকর্ষের কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করে। সাধারণ আপেক্ষিকতা থেকে এটি কোয়ান্টাম স্পেস এবং কোয়ান্টাম সময়ের একটি তত্ত্বও জ্যামিতিক বৈশিষ্ট্যস্থান-কাল মহাকর্ষের একটি প্রকাশ। LQG হল স্ট্যান্ডার্ড কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং স্ট্যান্ডার্ড সাধারণ আপেক্ষিকতাকে একীভূত এবং অভিযোজিত করার একটি প্রচেষ্টা। তত্ত্বের প্রধান ফলাফল হল একটি ভৌত ​​ছবি যেখানে স্থানটি দানাদার। দানাদারতা হল কোয়ান্টাইজেশনের সরাসরি পরিণতি। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজমের কোয়ান্টাম তত্ত্ব বা পরমাণুর বিচ্ছিন্ন শক্তি স্তরে ফোটনের একই দানাদারতা রয়েছে। কিন্তু এখানে স্থান নিজেই বিচ্ছিন্ন। আরও স্পষ্টভাবে, স্থানটিকে একটি অত্যন্ত পাতলা ফ্যাব্রিক বা নেটওয়ার্ক হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, সসীম লুপগুলি থেকে "বোনা"। এই লুপ নেটওয়ার্কগুলিকে স্পিন নেটওয়ার্ক বলা হয়। সময়ের সাথে সাথে একটি স্পিন নেটওয়ার্কের বিবর্তনকে স্পিন ফোম বলা হয়। এই কাঠামোর পূর্বাভাসিত আকার হল প্ল্যাঙ্ক দৈর্ঘ্য, যা প্রায় 1.616 × 10-35 মিটার। তত্ত্ব অনুসারে, এর চেয়ে ছোট দৈর্ঘ্যের কোন বিন্দু নেই। অতএব, LQG ভবিষ্যদ্বাণী করে যে শুধুমাত্র বস্তুই নয়, মহাকাশেরও একটি পারমাণবিক গঠন রয়েছে।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের দার্শনিক দিক

এর সূচনা থেকে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অনেক বিরোধপূর্ণ দিক এবং ফলাফলগুলি তীব্র দার্শনিক বিতর্ক এবং বিভিন্ন ধরনের ব্যাখ্যার জন্ম দিয়েছে। এমনকি মৌলিক প্রশ্ন, যেমন সম্ভাব্যতা প্রশস্ততা এবং সম্ভাব্যতা বন্টন সংক্রান্ত ম্যাক্স বর্নের মৌলিক নিয়ম, সমাজ এবং অনেক নেতৃস্থানীয় বিজ্ঞানীদের দ্বারা প্রশংসিত হতে কয়েক দশক সময় লেগেছিল। রিচার্ড ফাইনম্যান একবার বলেছিলেন, "আমি মনে করি আমি নিরাপদে বলতে পারি যে কেউ কোয়ান্টাম মেকানিক্স বোঝে না।" স্টিভেন ওয়েইনবার্গের ভাষায়, "আমার মতে, এখন কোয়ান্টাম মেকানিক্সের কোন সম্পূর্ণ সন্তোষজনক ব্যাখ্যা নেই।

কোপেনহেগেন ব্যাখ্যা - মূলত নিলস বোর এবং ওয়ার্নার হাইজেনবার্গকে ধন্যবাদ - এটি ঘোষণার পর 75 বছর ধরে পদার্থবিদদের মধ্যে সবচেয়ে গ্রহণযোগ্য রয়ে গেছে। এই ব্যাখ্যা অনুসারে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সম্ভাব্য প্রকৃতি একটি অস্থায়ী বৈশিষ্ট্য নয় যা শেষ পর্যন্ত একটি নির্ধারক তত্ত্ব দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে, তবে এটিকে "কারণ" এর শাস্ত্রীয় ধারণার চূড়ান্ত প্রত্যাখ্যান হিসাবে দেখা উচিত। উপরন্তু, এটা বিশ্বাস করা হয় যে কোয়ান্টাম মেকানিকাল ফর্মালিজমের যেকোন সু-সংজ্ঞায়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে অবশ্যই বিভিন্ন পরীক্ষামূলক পরিস্থিতিতে প্রাপ্ত প্রমাণগুলির আন্তঃসংযুক্ত প্রকৃতির কারণে পরীক্ষামূলক নকশার উল্লেখ করতে হবে।

আলবার্ট আইনস্টাইন, কোয়ান্টাম তত্ত্বের প্রতিষ্ঠাতাদের মধ্যে একজন, নিজে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আরও কিছু দার্শনিক বা অধিবিদ্যাগত ব্যাখ্যা গ্রহণ করেননি, যেমন নির্ধারণবাদ এবং কার্যকারণ প্রত্যাখ্যান। এই পদ্ধতির তার সবচেয়ে উদ্ধৃত বিখ্যাত প্রতিক্রিয়া হল: "ঈশ্বর পাশা খেলেন না।" তিনি এই ধারণাকে প্রত্যাখ্যান করেছিলেন যে একটি শারীরিক সিস্টেমের অবস্থা পরীক্ষামূলক উপর নির্ভর করে পরিমাপ সেটআপ. তিনি বিশ্বাস করতেন যে প্রাকৃতিক ঘটনাগুলি তাদের নিজস্ব আইন অনুসারে ঘটে, তা নির্বিশেষে যেভাবে এবং কীভাবে তারা পালন করা হয়। এই বিষয়ে, এটি একটি কোয়ান্টাম অবস্থার বর্তমানে গৃহীত সংজ্ঞা দ্বারা সমর্থিত, যা তার উপস্থাপনার জন্য কনফিগারেশন স্থানের নির্বিচারে পছন্দের অধীনে অপরিবর্তনীয় থাকে, অর্থাৎ পর্যবেক্ষণের পদ্ধতি। তিনি আরও বিশ্বাস করতেন যে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভিত্তি এমন একটি তত্ত্ব হওয়া উচিত যা সাবধানে এবং সরাসরি এমন একটি নিয়ম প্রকাশ করে যা দূরত্বে কর্মের নীতিকে প্রত্যাখ্যান করে; অন্য কথায়, তিনি স্থানীয়তার নীতির উপর জোর দিয়েছিলেন। তিনি বিবেচনা করেছিলেন, কিন্তু তাত্ত্বিকভাবে যুক্তিযুক্তভাবে প্রত্যাখ্যান করেছিলেন, কোয়ান্টাম যান্ত্রিক পরিমাপে অনিশ্চয়তা বা কারণ-ও-প্রভাব সম্পর্কের অভাব এড়াতে লুকানো ভেরিয়েবলের বিশেষ ধারণা। তিনি বিশ্বাস করতেন যে সেই সময়ে কোয়ান্টাম মেকানিক্স বৈধ ছিল, কিন্তু কোয়ান্টাম ঘটনার চূড়ান্ত এবং অটল তত্ত্ব নয়। তিনি বিশ্বাস করতেন যে এর ভবিষ্যত প্রতিস্থাপনের জন্য গভীর ধারণাগত অগ্রগতি প্রয়োজন এবং এটি দ্রুত বা সহজে ঘটবে না। বোর-আইনস্টাইন আলোচনা জ্ঞানতাত্ত্বিক দৃষ্টিকোণ থেকে কোপেনহেগেন ব্যাখ্যার একটি স্পষ্ট সমালোচনা প্রদান করে।

জন বেল দেখিয়েছেন যে এই "ইপিআর" প্যারাডক্স কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং তত্ত্বগুলির মধ্যে পরীক্ষামূলকভাবে পরীক্ষাযোগ্য পার্থক্যের দিকে পরিচালিত করে যা লুকানো ভেরিয়েবলের সংযোজনের উপর নির্ভর করে। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নির্ভুলতা প্রমাণ করার জন্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা করা হয়েছে, যার ফলে প্রমাণ করা হয়েছে যে লুকানো ভেরিয়েবল যোগ করে কোয়ান্টাম মেকানিক্স উন্নত করা যায় না। 1982 সালে অ্যালাইন অ্যাস্পেক্টের প্রাথমিক পরীক্ষা এবং তারপর থেকে পরবর্তী অনেক পরীক্ষাগুলি কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট নিশ্চিতভাবে নিশ্চিত করেছে।

বেল-এর পরীক্ষা-নিরীক্ষায় দেখা গেছে, এনট্যাঙ্গলমেন্ট কারণ ও প্রভাবের সম্পর্ককে লঙ্ঘন করে না, যেহেতু কোনো তথ্য স্থানান্তর ঘটে না। কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্ট কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফির ভিত্তি তৈরি করে, যা ব্যাঙ্কিং এবং সরকারে অত্যন্ত নিরাপদ বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহারের জন্য প্রস্তাবিত।

এভারেটের বহু-জগতের ব্যাখ্যা, যা 1956 সালে প্রণয়ন করা হয়েছিল, ধারণ করে যে কোয়ান্টাম তত্ত্ব দ্বারা বর্ণিত সমস্ত সম্ভাবনা একই সাথে একটি মাল্টিভার্সে উদ্ভূত হয় যা মূলত স্বাধীন সমান্তরাল মহাবিশ্বের সমন্বয়ে গঠিত। কোয়ান্টাম মেকানিক্সে কিছু "নতুন স্বতঃসিদ্ধ" প্রবর্তন করে এটি অর্জন করা হয় না, বরং বিপরীতে, তরঙ্গ প্যাকেট ক্ষয় স্বতঃসিদ্ধ অপসারণের মাধ্যমে এটি অর্জন করা হয়। পরিমাপ করা সিস্টেমের সমস্ত সম্ভাব্য ক্রমিক অবস্থা এবং পরিমাপকারী যন্ত্র (পর্যবেক্ষক সহ) একটি বাস্তব শারীরিক - এবং শুধুমাত্র একটি আনুষ্ঠানিক গাণিতিক নয়, অন্যান্য ব্যাখ্যাগুলির মতো - কোয়ান্টাম সুপারপজিশনে উপস্থিত রয়েছে। রাজ্যগুলির ধারাবাহিক সংমিশ্রণের এমন একটি সুপারপজিশন বিভিন্ন সিস্টেমএকটি entangled রাষ্ট্র বলা হয়. যদিও মাল্টিভার্স নির্ধারক, আমরা অ-নিয়ন্ত্রিক আচরণ বুঝতে পারি, প্রকৃতিতে এলোমেলো, যেহেতু আমরা শুধুমাত্র মহাবিশ্বকে পর্যবেক্ষণ করতে পারি (অর্থাৎ, উপরের সুপারপজিশনে একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ অবস্থার অবদান) যেখানে আমরা পর্যবেক্ষক হিসাবে বাস করি। এভারেটের ব্যাখ্যা জন বেলের পরীক্ষা-নিরীক্ষার সাথে পুরোপুরি খাপ খায় এবং তাদের স্বজ্ঞাত করে তোলে। যাইহোক, কোয়ান্টাম ডিকোহেরেন্স তত্ত্ব অনুসারে, এই "সমান্তরাল মহাবিশ্ব" আমাদের কাছে কখনই অ্যাক্সেসযোগ্য হবে না। অপ্রাপ্যতা এইভাবে বোঝা যায়: একবার একটি পরিমাপ করা হলে, পরিমাপ করা সিস্টেমটি উভয় পদার্থবিদ যিনি এটি পরিমাপ করেছিলেন এবং অন্যান্য বিপুল সংখ্যক কণার সাথে জড়িয়ে পড়ে, যার মধ্যে কয়েকটি ফোটন, আলোর গতিতে উড়ে যায় মহাবিশ্বের অন্য প্রান্ত। তরঙ্গ ফাংশনটি ক্ষয়প্রাপ্ত হয়নি তা প্রমাণ করার জন্য, এই সমস্ত কণাগুলিকে ফিরিয়ে আনা এবং সেই সিস্টেমের সাথে আবার পরিমাপ করা প্রয়োজন যা মূলত পরিমাপ করা হয়েছিল। এটি শুধুমাত্র সম্পূর্ণরূপে অব্যবহারিকই নয়, তবে তাত্ত্বিকভাবে করা গেলেও এটিকে যে কোনও প্রমাণ ধ্বংস করতে হবে যে মূল পরিমাপটি ঘটেছে (পদার্থবিজ্ঞানীর স্মৃতি সহ)। এই বেল পরীক্ষার আলোকে, ক্রেমার 1986 সালে তার লেনদেন সংক্রান্ত ব্যাখ্যা প্রণয়ন করেন। 1990 এর দশকের শেষের দিকে, রিলেশনাল কোয়ান্টাম মেকানিক্স কোপেনহেগেন ব্যাখ্যার একটি আধুনিক ডেরিভেটিভ হিসেবে আবির্ভূত হয়।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স আমাদের মহাবিশ্বের অনেক বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করার ক্ষেত্রে বিশাল সাফল্য পেয়েছে। কোয়ান্টাম মেকানিক্স প্রায়শই উপলব্ধ একমাত্র টুল যা উপপারমাণবিক কণাগুলির স্বতন্ত্র আচরণ প্রকাশ করতে পারে যা সমস্ত ধরণের পদার্থ (ইলেকট্রন, প্রোটন, নিউট্রন, ফোটন ইত্যাদি) তৈরি করে। কোয়ান্টাম মেকানিক্স স্ট্রিং তত্ত্বকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করেছে, যা থিওরি অফ এভরিথিং এর প্রতিযোগী।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স কীভাবে পৃথক পরমাণু অণু গঠনের জন্য সমযোজী বন্ধন গঠন করে তা বোঝার জন্যও গুরুত্বপূর্ণ। রসায়নে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রয়োগকে কোয়ান্টাম রসায়ন বলা হয়। আপেক্ষিক কোয়ান্টাম মেকানিক্স, নীতিগতভাবে, বেশিরভাগ রসায়নকে গাণিতিকভাবে বর্ণনা করতে পারে। কোয়ান্টাম মেকানিক্স আয়নিক এবং সমযোজী বন্ধনের প্রক্রিয়াগুলির একটি পরিমাণগত বোঝাপড়াও দিতে পারে স্পষ্টভাবে দেখিয়ে যে কোন অণুগুলি অন্যান্য অণুর সাথে শক্তির সাথে মেলে এবং কোন শক্তির মানগুলিতে। উপরন্তু, আধুনিক কম্পিউটেশনাল কেমিস্ট্রির বেশিরভাগ গণনা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উপর নির্ভর করে।

অনেক শিল্পে আধুনিক প্রযুক্তিস্কেলে কাজ করে যেখানে কোয়ান্টাম প্রভাব উল্লেখযোগ্য।

ইলেকট্রনিক্সে কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যা

অনেক আধুনিক বৈদ্যুতিক যন্ত্রকোয়ান্টাম মেকানিক্স ব্যবহার করে বিকশিত। উদাহরণস্বরূপ, লেজার, ট্রানজিস্টর (এবং এইভাবে মাইক্রোচিপ), ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ এবং চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং (এমআরআই)। সেমিকন্ডাক্টরগুলির অধ্যয়নের ফলে ডায়োড এবং ট্রানজিস্টর আবিষ্কার হয়, যা আধুনিক ইলেকট্রনিক সিস্টেম, কম্পিউটার এবং টেলিকমিউনিকেশন ডিভাইসের অপরিহার্য উপাদান। আরেকটি অ্যাপ্লিকেশন হল আলো-নির্গত ডায়োড, যা একটি অত্যন্ত দক্ষ আলোর উৎস।

অনেক ইলেকট্রনিক ডিভাইস কোয়ান্টাম টানেলিং এর প্রভাবে কাজ করে। এমনকি এটি একটি সাধারণ সুইচেও উপস্থিত। সুইচটি কাজ করবে না যদি ইলেকট্রনগুলি ধাতব যোগাযোগের পৃষ্ঠের অক্সাইড স্তরের মাধ্যমে কোয়ান্টাম টানেল করতে না পারে। ফ্ল্যাশ মেমরি চিপ, USB স্টোরেজ ডিভাইসের প্রধান উপাদান, তাদের কোষে তথ্য মুছে ফেলার জন্য কোয়ান্টাম টানেলিং ব্যবহার করে। কিছু নেতিবাচক ডিফারেনশিয়াল রেজিস্ট্যান্স ডিভাইস, যেমন রেজোন্যান্ট টানেল ডায়োড, এছাড়াও কোয়ান্টাম টানেলিং প্রভাব ব্যবহার করে। ধ্রুপদী ডায়োডের বিপরীতে, এতে কারেন্ট দুটি সম্ভাব্য বাধার মধ্য দিয়ে অনুরণিত টানেলিংয়ের প্রভাবে প্রবাহিত হয়। নেতিবাচক প্রতিরোধের সাথে এর অপারেশনের মোড শুধুমাত্র কোয়ান্টাম মেকানিক্স দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে: আবদ্ধ বাহকের অবস্থার শক্তি যখন ফার্মি স্তরের কাছে আসে, টানেলিং কারেন্ট বৃদ্ধি পায়। ফার্মি লেভেল থেকে দূরে সরে গেলে কারেন্ট কমে যায়। এই ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইস বোঝার এবং ডিজাইন করার জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্স গুরুত্বপূর্ণ।

কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি

গবেষকরা বর্তমানে কোয়ান্টাম স্টেটগুলিকে সরাসরি ম্যানিপুলেট করার জন্য নির্ভরযোগ্য পদ্ধতির সন্ধান করছেন। কোয়ান্টাম ক্রিপ্টোগ্রাফি সম্পূর্ণরূপে বিকাশের জন্য প্রচেষ্টা করা হচ্ছে, যা তাত্ত্বিকভাবে তথ্যের নিরাপদ সংক্রমণের নিশ্চয়তা দেবে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং

একটি আরও দূরবর্তী লক্ষ্য হল কোয়ান্টাম কম্পিউটারের বিকাশ, যা ক্লাসিক্যাল কম্পিউটারের তুলনায় দ্রুতগতিতে কিছু গণনামূলক কাজ সম্পাদন করবে বলে আশা করা হয়। ক্লাসিক্যাল বিটের পরিবর্তে, কোয়ান্টাম কম্পিউটারগুলি কিউবিট ব্যবহার করে, যা রাষ্ট্রগুলির একটি সুপারপজিশনে থাকতে পারে। আরেকটি সক্রিয় গবেষণা বিষয় হল কোয়ান্টাম টেলিপোর্টেশন, যা নির্বিচারে দূরত্বে কোয়ান্টাম তথ্য প্রেরণের পদ্ধতি নিয়ে কাজ করে।

কোয়ান্টাম প্রভাব

যদিও কোয়ান্টাম মেকানিক্স প্রাথমিকভাবে অল্প পরিমাণে পদার্থ এবং শক্তি সহ পারমাণবিক সিস্টেমে প্রযোজ্য, কিছু সিস্টেম বড় স্কেলে কোয়ান্টাম যান্ত্রিক প্রভাব প্রদর্শন করে। অতিতরলতা - পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রায় ঘর্ষণ ছাড়াই সরানোর জন্য তরল প্রবাহের ক্ষমতা একটি বিখ্যাত উদাহরণযেমন প্রভাব। এই ঘটনার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত হল সুপারকন্ডাক্টিভিটির ঘটনা - ইলেক্ট্রন গ্যাসের প্রবাহ ( বিদ্যুৎ), পর্যাপ্ত কম তাপমাত্রায় পরিবাহী উপাদানে প্রতিরোধ ছাড়াই চলমান। ভগ্নাংশ কোয়ান্টাম হল ইফেক্ট হল একটি টপোলজিকাল অর্ডার করা অবস্থা যা দীর্ঘ দূরত্বে কাজ করা কোয়ান্টাম এনট্যাঙ্গলমেন্টের মডেলের সাথে মিলে যায়। বিভিন্ন টপোলজিকাল অর্ডার সহ রাজ্যগুলি (অথবা বিভিন্ন দীর্ঘ-পরিসরের এনট্যাঙ্গলমেন্ট কনফিগারেশন) ফেজ রূপান্তর ছাড়াই একে অপরের মধ্যে রাষ্ট্রীয় পরিবর্তনগুলি প্রবর্তন করতে পারে না।

কোয়ান্টাম তত্ত্ব

কোয়ান্টাম তত্ত্বে পূর্বের অনেকের সঠিক বর্ণনাও রয়েছে ব্যাখ্যাতীত ঘটনা, যেমন ব্ল্যাক বডি বিকিরণ এবং পরমাণুতে অরবিটাল ইলেকট্রনের স্থায়িত্ব। এটি ঘ্রাণজ রিসেপ্টর এবং প্রোটিন কাঠামো সহ বিভিন্ন জৈবিক সিস্টেমের কাজের অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে। সালোকসংশ্লেষণের সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে উদ্ভিদ এবং অন্যান্য অনেক জীবের মধ্যে ঘটে যাওয়া এই মৌলিক প্রক্রিয়ায় কোয়ান্টাম পারস্পরিক সম্পর্ক গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যাইহোক, ধ্রুপদী পদার্থবিদ্যা প্রায়শই কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার দ্বারা প্রাপ্ত ফলাফলের ভাল অনুমান প্রদান করতে পারে, সাধারণত বড় সংখ্যক কণা বা বড় কোয়ান্টাম সংখ্যার অবস্থায়। যেহেতু ক্লাসিক্যাল সূত্রগুলি কোয়ান্টাম সূত্রগুলির তুলনায় অনেক সহজ এবং গণনা করা সহজ, তাই যখন সিস্টেমটি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রভাবগুলিকে নগণ্য করার জন্য যথেষ্ট বড় হয় তখন ক্লাসিক্যাল আনুমানিকতার ব্যবহার পছন্দ করা হয়।

একটি মুক্ত কণার চলাচল

উদাহরণস্বরূপ, একটি মুক্ত কণা বিবেচনা করুন। কোয়ান্টাম মেকানিক্সে, তরঙ্গ-কণার দ্বৈততা পরিলক্ষিত হয়, যাতে একটি কণার বৈশিষ্ট্যগুলিকে একটি তরঙ্গের বৈশিষ্ট্য হিসাবে বর্ণনা করা যায়। সুতরাং, একটি কোয়ান্টাম অবস্থাকে নির্বিচারে আকারের একটি তরঙ্গ হিসাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে এবং একটি তরঙ্গ ফাংশন হিসাবে স্থানের মধ্য দিয়ে প্রসারিত করা যেতে পারে। একটি কণার অবস্থান এবং ভরবেগ হল ভৌত পরিমাণ। অনিশ্চয়তার নীতি বলে যে অবস্থান এবং গতিবেগ একই সময়ে সঠিকভাবে পরিমাপ করা যায় না। যাইহোক, একটি তরঙ্গ ফাংশন (ডিরাক ডেল্টা ফাংশন) সহ একটি অবস্থান ইজেনস্টেট তৈরি করে একটি চলমান মুক্ত কণার অবস্থান (বেগ পরিমাপ না করে) পরিমাপ করা সম্ভব যা একটি নির্দিষ্ট অবস্থানে x, এবং অন্যান্য অবস্থানে শূন্য। আপনি যদি এই জাতীয় তরঙ্গ ফাংশন সহ একটি অবস্থান পরিমাপ করেন, তবে ফলাফলটি 100% (অর্থাৎ সম্পূর্ণ আত্মবিশ্বাসের সাথে বা সম্পূর্ণ নির্ভুলতার সাথে) সম্ভাব্যতার সাথে x হবে। একে বলা হয় অবস্থানের eigenvalue (স্থিতি) বা, গাণিতিক পরিভাষায় নির্দিষ্ট করা, সাধারণীকৃত স্থানাঙ্কের eigenvalue (eigendistribution)। যদি একটি কণা তার নিজস্ব অবস্থানের অবস্থায় থাকে, তাহলে তার গতিবেগ একেবারেই অনির্ধারিত। অন্যদিকে, যদি কণাটি তার নিজস্ব গতির অবস্থায় থাকে, তবে তার অবস্থান সম্পূর্ণ অজানা। একটি নাড়ির একটি ইজেনস্টেটে যার eigenfunction একটি সমতল তরঙ্গের আকারে, এটি দেখানো যেতে পারে যে তরঙ্গদৈর্ঘ্য h/p এর সমান, যেখানে h হল প্লাঙ্কের ধ্রুবক এবং p হল আইজেনস্টেটের ভরবেগ।

আয়তক্ষেত্রাকার সম্ভাব্য বাধা

এটি কোয়ান্টাম টানেলিং প্রভাবের একটি মডেল, যা আধুনিক উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে প্রযুক্তি গত যন্ত্র পাতি, যেমন ফ্ল্যাশ মেমরি এবং স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ। কোয়ান্টাম টানেলিং হল একটি কেন্দ্রীয় শারীরিক প্রক্রিয়া যা সুপারল্যাটিসে ঘটে।

একটি এক-মাত্রিক সম্ভাব্য বাক্সে কণা

এক-মাত্রিক সম্ভাব্য বাক্সের একটি কণা হল সবচেয়ে সহজ গাণিতিক উদাহরণ যেখানে স্থানিক সীমাবদ্ধতা শক্তির মাত্রার পরিমাপ করে। একটি বাক্সকে একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলের ভিতরে সর্বত্র শূন্য সম্ভাব্য শক্তি এবং সেই অঞ্চলের বাইরে সর্বত্র অসীম সম্ভাব্য শক্তি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।

চূড়ান্ত সম্ভাবনা ভাল

একটি সীমিত সম্ভাব্য কূপ হল অসীম সম্ভাব্য কূপ সমস্যার একটি সাধারণীকরণ, যার একটি সীমাবদ্ধ গভীরতা রয়েছে।

একটি সীমিত সম্ভাব্য কূপের সমস্যাটি একটি অসীম সম্ভাব্য বাক্সের একটি কণার সমস্যার চেয়ে গাণিতিকভাবে আরও জটিল, যেহেতু তরঙ্গ ফাংশনটি কূপের দেয়ালে অদৃশ্য হয় না। পরিবর্তে, তরঙ্গ ফাংশনকে অবশ্যই আরও জটিল গাণিতিক সীমানা শর্ত পূরণ করতে হবে কারণ এটি সম্ভাব্য কূপের বাইরের অঞ্চলে অশূন্য।

আপনি যদি হঠাৎ বুঝতে পারেন যে আপনি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মূল বিষয়গুলি এবং অনুমানগুলি ভুলে গেছেন বা এমনকি এটি কী ধরণের মেকানিক্স তা জানেন না, তবে এই তথ্যের আপনার স্মৃতিকে রিফ্রেশ করার সময় এসেছে। সর্বোপরি, কোয়ান্টাম মেকানিক্স কখন জীবনে কার্যকর হতে পারে তা কেউ জানে না।

এটা নিরর্থক যে আপনি হাসছেন এবং উপহাস করছেন, এই ভেবে যে আপনাকে আপনার জীবনে এই বিষয়ের সাথে মোকাবিলা করতে হবে না। সর্বোপরি, কোয়ান্টাম মেকানিক্স প্রায় প্রতিটি ব্যক্তির জন্য উপযোগী হতে পারে, এমনকি যারা এটি থেকে অসীম দূরে। উদাহরণস্বরূপ, আপনার অনিদ্রা আছে। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের জন্য এটি একটি সমস্যা নয়! বিছানায় যাওয়ার আগে পাঠ্যপুস্তকটি পড়ুন - এবং আপনি তৃতীয় পৃষ্ঠায় গভীর ঘুমে পড়বেন। অথবা আপনি আপনার শান্ত রক ব্যান্ড যে কল করতে পারেন. কেন না?

জোকস একপাশে, আসুন একটি গুরুতর কোয়ান্টাম কথোপকথন শুরু করি।

কোথা থেকে শুরু করতে হবে? অবশ্যই, কোয়ান্টাম কি দিয়ে শুরু।

কোয়ান্টাম

কোয়ান্টাম (ল্যাটিন কোয়ান্টাম থেকে - "কত") কিছু ভৌত পরিমাণের একটি অবিভাজ্য অংশ। উদাহরণস্বরূপ, তারা বলে - আলোর একটি পরিমাণ, শক্তির একটি পরিমাণ বা ক্ষেত্রের একটি পরিমাণ।

এর মানে কী? এর মানে হল যে এটি সহজভাবে কম হতে পারে না। যখন তারা বলে যে কিছু পরিমাণ পরিমাপ করা হয়েছে, তখন তারা বুঝতে পারে যে এই পরিমাণটি বেশ কয়েকটি নির্দিষ্ট, বিচ্ছিন্ন মান গ্রহণ করে। এইভাবে, একটি পরমাণুতে একটি ইলেকট্রনের শক্তি পরিমাপ করা হয়, আলোকে "অংশে" বিতরণ করা হয়, অর্থাৎ কোয়ান্টায়।

শব্দ "কোয়ান্টাম" নিজেই অনেক ব্যবহার আছে. আলোর পরিমাণ (ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড) একটি ফোটন। সাদৃশ্য দ্বারা, কোয়ান্টা হল অন্যান্য মিথস্ক্রিয়া ক্ষেত্রের সাথে সংশ্লিষ্ট কণা বা কোয়াসিকণা। এখানে আমরা বিখ্যাত হিগস বোসনকে স্মরণ করতে পারি, যা হিগস ক্ষেত্রের একটি কোয়ান্টাম। কিন্তু আমরা এখনও এই জঙ্গলে যাচ্ছি না।

ডামিদের জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্স

মেকানিক্স কিভাবে কোয়ান্টাম হতে পারে?

আপনি ইতিমধ্যে লক্ষ্য করেছেন, আমাদের কথোপকথনে আমরা বহুবার কণার কথা উল্লেখ করেছি। আপনি এই সত্যে অভ্যস্ত হতে পারেন যে আলো একটি তরঙ্গ যা কেবল গতিতে প্রচার করে সঙ্গে . কিন্তু আপনি যদি কোয়ান্টাম জগতের দৃষ্টিকোণ থেকে সবকিছুকে দেখেন, অর্থাৎ কণার জগত, সবকিছুই স্বীকৃতির বাইরে পরিবর্তিত হয়।

কোয়ান্টাম মেকানিক্স তাত্ত্বিক পদার্থবিদ্যার একটি শাখা, কোয়ান্টাম তত্ত্বের একটি উপাদান যা সবচেয়ে প্রাথমিক স্তরে শারীরিক ঘটনা বর্ণনা করে - কণার স্তর।

এই ধরনের ঘটনার প্রভাব প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবকের সাথে তুলনীয় এবং নিউটনের ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স এবং ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স তাদের বর্ণনা করার জন্য সম্পূর্ণ অনুপযুক্ত বলে প্রমাণিত হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, শাস্ত্রীয় তত্ত্ব অনুসারে, একটি ইলেকট্রন, একটি নিউক্লিয়াসের চারপাশে উচ্চ গতিতে ঘূর্ণায়মান, শক্তি বিকিরণ করে এবং অবশেষে নিউক্লিয়াসের উপর পড়ে। এই, আমরা জানি, ঘটবে না. এই কারণেই কোয়ান্টাম মেকানিক্স আবিষ্কৃত হয়েছিল - আবিষ্কৃত ঘটনাটি কোনওভাবে ব্যাখ্যা করতে হয়েছিল, এবং এটি সঠিকভাবে সেই তত্ত্ব হিসাবে পরিণত হয়েছিল যার মধ্যে ব্যাখ্যাটি সবচেয়ে গ্রহণযোগ্য ছিল এবং সমস্ত পরীক্ষামূলক ডেটা "একত্রিত" হয়েছিল।

যাইহোক! আমাদের পাঠকদের জন্য এখন রয়েছে 10% ডিসকাউন্ট

একটু ইতিহাস

কোয়ান্টাম তত্ত্বের জন্ম 1900 সালে হয়েছিল, যখন ম্যাক্স প্লাঙ্ক জার্মান ফিজিক্যাল সোসাইটির একটি সভায় বক্তৃতা করেছিলেন। প্ল্যাঙ্ক তখন কী বলেছিলেন? এবং সত্য যে পরমাণুর বিকিরণ বিচ্ছিন্ন, এবং এই বিকিরণের শক্তির ক্ষুদ্রতম অংশ সমান

যেখানে h প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক, nu হল কম্পাঙ্ক।

তারপরে আলবার্ট আইনস্টাইন, "আলোর পরিমাণ" ধারণাটি প্রবর্তন করে, ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাব ব্যাখ্যা করতে প্লাঙ্কের অনুমান ব্যবহার করেছিলেন। নিলস বোর পরমাণুতে স্থির শক্তির স্তরের অস্তিত্বকে অনুমান করেছিলেন এবং লুই ডি ব্রগলি তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার ধারণাটি তৈরি করেছিলেন, অর্থাৎ, একটি কণার (কর্পাসকল)ও তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য রয়েছে। শ্রোডিঙ্গার এবং হাইজেনবার্গ এই কারণের সাথে যোগ দেন এবং 1925 সালে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রথম সূত্র প্রকাশ করা হয়। প্রকৃতপক্ষে, কোয়ান্টাম মেকানিক্স একটি সম্পূর্ণ তত্ত্ব থেকে অনেক দূরে; এটি বর্তমান সময়ে সক্রিয়ভাবে বিকাশ করছে। এটিও স্বীকৃত হওয়া উচিত যে কোয়ান্টাম মেকানিক্স, এর অনুমান সহ, এর মুখোমুখি হওয়া সমস্ত প্রশ্নের ব্যাখ্যা করার ক্ষমতা নেই। এটা খুব সম্ভব যে এটি একটি আরো উন্নত তত্ত্ব দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে।

কোয়ান্টাম জগত থেকে আমাদের পরিচিত জিনিসের জগতে রূপান্তরের সময়, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিয়মগুলি স্বাভাবিকভাবেই ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের নিয়মে রূপান্তরিত হয়। আমরা বলতে পারি যে ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি বিশেষ ক্ষেত্রে, যখন ক্রিয়াটি আমাদের পরিচিত এবং পরিচিত ম্যাক্রোওয়ার্ল্ডে ঘটে। এখানে দেহগুলি আলোর গতির চেয়ে অনেক কম গতিতে রেফারেন্সের অ-জড়তা ফ্রেমে শান্তভাবে চলে এবং সাধারণভাবে চারপাশের সবকিছু শান্ত এবং পরিষ্কার। আপনি যদি একটি স্থানাঙ্ক ব্যবস্থায় একটি শরীরের অবস্থান জানতে চান, কোন সমস্যা নেই; আপনি যদি আবেগ পরিমাপ করতে চান তবে আপনাকে স্বাগত জানাই।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সমস্যাটির সম্পূর্ণ ভিন্ন পদ্ধতি রয়েছে। এতে, শারীরিক পরিমাণের পরিমাপের ফলাফলগুলি সম্ভাব্য প্রকৃতির। এর মানে হল যে যখন একটি নির্দিষ্ট মান পরিবর্তিত হয়, তখন বেশ কয়েকটি ফলাফল সম্ভব হয়, যার প্রতিটির একটি নির্দিষ্ট সম্ভাবনা থাকে। একটি উদাহরণ দেওয়া যাক: একটি মুদ্রা টেবিলের উপর ঘুরছে। এটি ঘোরার সময়, এটি কোনো নির্দিষ্ট অবস্থায় থাকে না (হেডস-টেলস), তবে শুধুমাত্র এই অবস্থার একটিতে শেষ হওয়ার সম্ভাবনা থাকে।

এখানে আমরা ধীরে ধীরে এগিয়ে যাচ্ছি শ্রোডিঙ্গার সমীকরণএবং হাইজেনবার্গ অনিশ্চয়তার নীতি.

কিংবদন্তি অনুসারে, এরউইন শ্রোডিঙ্গার, 1926 সালে, তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার বিষয়ে একটি বৈজ্ঞানিক সেমিনারে বক্তৃতা দিতে গিয়ে একজন নির্দিষ্ট সিনিয়র বিজ্ঞানীর সমালোচনা করেছিলেন। তার প্রবীণদের কথা শুনতে অস্বীকার করে, এই ঘটনার পর শ্রোডিঙ্গার সক্রিয়ভাবে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের কাঠামোর মধ্যে কণা বর্ণনা করার জন্য তরঙ্গ সমীকরণের বিকাশ শুরু করেন। এবং তিনি এটি দুর্দান্তভাবে করেছিলেন! শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ (কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মৌলিক সমীকরণ) হল:

এই ধরনেরসমীকরণ - এক-মাত্রিক স্থির শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ - সবচেয়ে সহজ।

এখানে x হল কণার দূরত্ব বা স্থানাঙ্ক, m হল কণার ভর, E এবং U হল এর মোট এবং সম্ভাব্য শক্তি যথাক্রমে। এই সমীকরণের সমাধান হল তরঙ্গ ফাংশন (psi)

তরঙ্গ ফাংশন কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আরেকটি মৌলিক ধারণা। সুতরাং, যেকোন কোয়ান্টাম সিস্টেম যা কিছু অবস্থায় থাকে তার একটি তরঙ্গ ফাংশন থাকে যা এই অবস্থাকে বর্ণনা করে।

উদাহরণ স্বরূপ, এক-মাত্রিক স্থির শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ সমাধান করার সময়, তরঙ্গ ফাংশন মহাকাশে কণার অবস্থান বর্ণনা করে। আরও স্পষ্ট করে বললে, মহাকাশের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে একটি কণা খুঁজে পাওয়ার সম্ভাবনা।অন্য কথায়, শ্রোডিঙ্গার দেখিয়েছিলেন যে সম্ভাব্যতা একটি তরঙ্গ সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে! একমত, আমরা আগে এই চিন্তা করা উচিত ছিল!

কিন্তু কেন? কেন আমাদের এই অবোধগম্য সম্ভাব্যতা এবং তরঙ্গ ফাংশনগুলির সাথে মোকাবিলা করতে হবে, যখন, মনে হবে, একটি কণা বা তার গতির দূরত্ব নেওয়া এবং পরিমাপ করা ছাড়া সহজ আর কিছুই নেই।

সবকিছু খুব সহজ! প্রকৃতপক্ষে, ম্যাক্রোকোজমের ক্ষেত্রে এটি সত্যই - আমরা একটি টেপ পরিমাপের সাথে একটি নির্দিষ্ট নির্ভুলতার সাথে দূরত্ব পরিমাপ করি এবং পরিমাপের ত্রুটিটি ডিভাইসের বৈশিষ্ট্য দ্বারা নির্ধারিত হয়। অন্যদিকে, আমরা প্রায় সঠিকভাবে চোখের দ্বারা একটি বস্তুর দূরত্ব নির্ণয় করতে পারি, উদাহরণস্বরূপ, একটি টেবিল থেকে। যাই হোক না কেন, আমরা আমাদের এবং অন্যান্য বস্তুর সাপেক্ষে ঘরে এর অবস্থান সঠিকভাবে আলাদা করি। কণার জগতে, পরিস্থিতি মৌলিকভাবে ভিন্ন - প্রয়োজনীয় পরিমাণ সঠিকভাবে পরিমাপ করার জন্য আমাদের শারীরিকভাবে পরিমাপের সরঞ্জাম নেই। সর্বোপরি, পরিমাপ যন্ত্রটি পরিমাপ করা বস্তুর সাথে সরাসরি যোগাযোগে আসে এবং আমাদের ক্ষেত্রে, বস্তু এবং যন্ত্র উভয়ই কণা। এটি এই অপূর্ণতা, কণার উপর কাজ করে এমন সমস্ত কারণগুলিকে বিবেচনায় নেওয়ার মৌলিক অসম্ভবতা, সেইসাথে পরিমাপের প্রভাবে সিস্টেমের অবস্থার পরিবর্তনের সত্যটি, যা হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তার নীতির অন্তর্নিহিত।

এর সহজতম সূত্র দেওয়া যাক। আসুন কল্পনা করি যে একটি নির্দিষ্ট কণা আছে, এবং আমরা তার গতি এবং সমন্বয় জানতে চাই।

এই প্রসঙ্গে, হাইজেনবার্গ অনিশ্চয়তা নীতি বলে যে একই সময়ে একটি কণার অবস্থান এবং বেগ সঠিকভাবে পরিমাপ করা অসম্ভব। . গাণিতিকভাবে এটি এভাবে লেখা হয়:

এখানে ডেল্টা x হল স্থানাঙ্ক নির্ণয়ের ত্রুটি, ডেল্টা v হল গতি নির্ণয়ের ত্রুটি। আসুন জোর দেওয়া যাক- এই নীতিপরামর্শ দেয় যে আমরা যত সঠিকভাবে স্থানাঙ্ক নির্ধারণ করব, তত কম সঠিকভাবে আমরা গতি জানব। এবং যদি আমরা গতি নির্ধারণ করি তবে কণাটি কোথায় রয়েছে সে সম্পর্কে আমাদের বিন্দুমাত্র ধারণা থাকবে না।

অনিশ্চয়তা নীতির বিষয়ে অনেক কৌতুক এবং উপাখ্যান রয়েছে। এখানে তাদের মধ্যে একটি:

একজন পুলিশ একজন কোয়ান্টাম পদার্থবিদকে থামাচ্ছেন।
- স্যার, আপনি কি জানেন আপনি কত দ্রুত এগোচ্ছিলেন?
- না, কিন্তু আমি ঠিক জানি আমি কোথায় আছি।

এবং, অবশ্যই, আমরা আপনাকে মনে করিয়ে দিই! যদি, কোনো কারণে, একটি সম্ভাব্য কূপের একটি কণার জন্য শ্রোডিঙ্গার সমীকরণটি সমাধান করা আপনাকে জাগ্রত রাখে, তাহলে পেশাদারদের কাছে ফিরে যান যারা কোয়ান্টাম মেকানিক্স নিয়ে তাদের ঠোঁটে বড় হয়েছেন!

কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান

Δ x ⋅ Δ p x ⩾ ℏ 2 (\displaystyle \Delta x\cdot \Delta p_(x)\geqslant (\frac (\hbar )(2)))

ভূমিকা গাণিতিক বুনিয়াদি

আরো দেখুন: পোর্টাল: পদার্থবিদ্যা

কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান- তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানের একটি শাখা যা ভৌত ঘটনা বর্ণনা করে যেখানে ক্রিয়াটি প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবকের সাথে তুলনীয়। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ভবিষ্যদ্বাণীগুলি ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা হতে পারে। যেহেতু প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবকটি ম্যাক্রোস্কোপিক গতিতে বস্তুর ক্রিয়াকলাপের তুলনায় একটি অত্যন্ত ছোট পরিমাণ, তাই কোয়ান্টাম প্রভাবগুলি প্রধানত মাইক্রোস্কোপিক স্কেলে প্রদর্শিত হয়। যদি সিস্টেমের শারীরিক ক্রিয়া প্লাঙ্কের ধ্রুবকের চেয়ে অনেক বেশি হয়, তবে কোয়ান্টাম মেকানিক্স জৈবভাবে ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সে রূপান্তরিত হয়। পরিবর্তে, কোয়ান্টাম মেকানিক্স হল কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বের একটি অ-আপেক্ষিক অনুমান (অর্থাৎ সিস্টেমের বিশাল কণার অবশিষ্ট শক্তির তুলনায় একটি কম-শক্তির আনুমানিক)।

ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স, যা ম্যাক্রোস্কোপিক স্কেলে সিস্টেমগুলিকে ভালভাবে বর্ণনা করে, অণু, পরমাণু, ইলেকট্রন এবং ফোটনের স্তরে সমস্ত ঘটনা বর্ণনা করতে সক্ষম নয়। কোয়ান্টাম মেকানিক্স পরমাণু, আয়ন, অণু, ঘনীভূত পদার্থ এবং ইলেকট্রন-পারমাণবিক কাঠামো সহ অন্যান্য সিস্টেমের মৌলিক বৈশিষ্ট্য এবং আচরণকে পর্যাপ্তভাবে বর্ণনা করে। কোয়ান্টাম মেকানিক্স বর্ণনা করতেও সক্ষম: ইলেকট্রন, ফোটন এবং অন্যান্য প্রাথমিক কণার আচরণ, যাইহোক, প্রাথমিক কণার রূপান্তরের আরও সঠিক আপেক্ষিকভাবে অপরিবর্তনীয় বর্ণনা কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্বের কাঠামোর মধ্যে নির্মিত হয়েছে। পরীক্ষাগুলি কোয়ান্টাম মেকানিক্স ব্যবহার করে প্রাপ্ত ফলাফল নিশ্চিত করে।

কোয়ান্টাম গতিবিদ্যার প্রধান ধারণাগুলি হল পর্যবেক্ষণযোগ্য এবং রাষ্ট্রের ধারণা।

কোয়ান্টাম গতিবিদ্যার মৌলিক সমীকরণগুলি হল শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ, ভন নিউম্যান সমীকরণ, লিন্ডব্লাড সমীকরণ, হাইজেনবার্গ সমীকরণ এবং পাওলি সমীকরণ।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সমীকরণগুলি গণিতের অনেক শাখার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, যার মধ্যে রয়েছে: অপারেটর তত্ত্ব, সম্ভাব্যতা তত্ত্ব, কার্যকরী বিশ্লেষণ, অপারেটর বীজগণিত, গ্রুপ তত্ত্ব।

গল্প

জার্মান ফিজিক্যাল সোসাইটির এক সভায় ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক তার ঐতিহাসিক প্রবন্ধ পাঠ করেন "স্বাভাবিক বর্ণালীতে বিকিরণ শক্তি বন্টনের তত্ত্বের দিকে", যেখানে তিনি সার্বজনীন ধ্রুবক প্রবর্তন করেছিলেন h (\ প্রদর্শনশৈলী h). এটি এই ঘটনার তারিখ, ডিসেম্বর 14, 1900, যা প্রায়শই কোয়ান্টাম তত্ত্বের জন্মদিন হিসাবে বিবেচিত হয়।

পরমাণুর গঠন ব্যাখ্যা করার জন্য, নিলস বোর 1913 সালে ইলেক্ট্রনের স্থির অবস্থার অস্তিত্বের প্রস্তাব করেছিলেন, যেখানে শক্তি শুধুমাত্র বিচ্ছিন্ন মান গ্রহণ করতে পারে। আর্নল্ড সোমারফেল্ড এবং অন্যান্য পদার্থবিদদের দ্বারা বিকশিত এই পদ্ধতিটিকে প্রায়ই পুরানো কোয়ান্টাম তত্ত্ব (1900-1924) বলা হয়। পুরানো কোয়ান্টাম তত্ত্বের একটি স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য হল ধ্রুপদী তত্ত্বের সাথে অতিরিক্ত অনুমানের সমন্বয় যা এর বিপরীত।

• সিস্টেমের বিশুদ্ধ অবস্থাগুলি একটি জটিল বিভাজ্য হিলবার্ট স্থানের অশূন্য ভেক্টর দ্বারা বর্ণনা করা হয় H (\displaystyle H), এবং ভেক্টর | ψ 1 ⟩ (\displaystyle |\psi _(1)\rangle )এবং | ψ 2 ⟩ (\displaystyle |\psi _(2)\rangle )একই অবস্থা বর্ণনা করুন যদি এবং শুধুমাত্র যদি | ψ 2 ⟩ = গ | ψ 1 ⟩ (\displaystyle |\psi _(2)\rangle =c|\psi _(1)\rangle ), কোথায় c (\ ডিসপ্লেস্টাইল গ)- একটি নির্বিচারে জটিল সংখ্যা।
• প্রতিটি পর্যবেক্ষণযোগ্য একটি রৈখিক স্ব-সংলগ্ন অপারেটরের সাথে অনন্যভাবে যুক্ত হতে পারে। পর্যবেক্ষণযোগ্য পরিমাপ করার সময় A ^ (\ ডিসপ্লেস্টাইল (\ হ্যাট (A))), একটি পরিষ্কার সিস্টেম অবস্থায় | ψ ⟩ (\displaystyle |\psi \rangle)গড় ফলাফল সমান

⟨A⟩ = ⟨ψ | A^ψ ⟩ ⟨ψ | ψ ⟩ = ⟨ψ A^ | ψ ⟩ ⟨ ψ | ψ ⟩ (\displaystyle \langle A\rangle =(\frac (\langle \psi |(\hat (A))\psi \rangle )(\langle \psi |\psi \rangle ))=(\frac (\ ল্যাঙ্গেল \psi (\hat (A))|\psi \rangle )(\langle \psi |\psi \rangle )))

যেখানে মাধ্যমে ⟨ψ | ϕ ⟩ (\displaystyle \langle \psi |\phi \rangle )ভেক্টরের স্কেলার গুণ বোঝায় | ψ ⟩ (\displaystyle |\psi \rangle)এবং | ϕ ⟩ (\displaystyle |\phi \rangle).

• হ্যামিলটোনিয়ান সিস্টেমের বিশুদ্ধ অবস্থার বিবর্তন শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়

i ℏ ∂ ∂ t | ψ⟩ = H^ | ψ ⟩ (\displaystyle i\hbar (\frac (\partial )(\partial t))|\psi \rangle =(\hat (H))|\psi \rangle )

কোথায় H^(\displaystyle (\hat (H)))- হ্যামিলটোনিয়ান।

এই বিধানগুলির প্রধান পরিণতি:

• পর্যবেক্ষণযোগ্য যেকোন কোয়ান্টাম পরিমাপ করার সময়, এটির অপারেটরের ইজেন ভ্যালুর সমান, তার নির্দিষ্ট মানগুলির একটি মাত্র সংখ্যা পাওয়া সম্ভব - পর্যবেক্ষণযোগ্য।
• পর্যবেক্ষণযোগ্যগুলি একই সাথে পরিমাপযোগ্য (একে অপরের পরিমাপের ফলাফলগুলিকে প্রভাবিত করে না) যদি এবং শুধুমাত্র যদি তাদের সংশ্লিষ্ট স্ব-সংলগ্ন অপারেটরগুলি পরিবর্তনযোগ্য হয়।

এই বিধানগুলি বর্ণনা করার জন্য উপযুক্ত একটি গাণিতিক যন্ত্রপাতি তৈরি করা সম্ভব করে প্রশস্ত পরিসরবিশুদ্ধ অবস্থায় হ্যামিলটোনিয়ান সিস্টেমের কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সমস্যা। কোয়ান্টাম মেকানিক্যাল সিস্টেমের সব অবস্থাই বিশুদ্ধ নয়। সাধারণ ক্ষেত্রে, সিস্টেমের অবস্থা মিশ্রিত হয় এবং ঘনত্ব ম্যাট্রিক্স দ্বারা বর্ণনা করা হয়, যার জন্য শ্রোডিঙ্গার সমীকরণের একটি সাধারণীকরণ বৈধ - ভন নিউম্যান সমীকরণ (হ্যামিলটোনিয়ান সিস্টেমের জন্য)। উন্মুক্ত, নন-হ্যামিল্টনিয়ান এবং ডিসিপেটিভ কোয়ান্টাম সিস্টেমের গতিবিদ্যায় কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আরও সাধারণীকরণ লিন্ডব্লাড সমীকরণের দিকে নিয়ে যায়।

স্থির শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ

একটি বিন্দুতে একটি কণা খুঁজে পাওয়ার সম্ভাবনার প্রশস্ততা যাক এম. স্থির শ্রোডিঙ্গার সমীকরণ আমাদের এটি নির্ধারণ করতে দেয়।
ফাংশন ψ (r →) (\displaystyle \psi ((\vec (r))))সমীকরণ সন্তুষ্ট করে:

− ℏ 2 2 m ∇ 2 ψ + U (r →) ψ = E ψ (\displaystyle -((\hbar )^(2) \over 2m)(\nabla )^(\,2)\psi +U( (\vec (r)))\psi =E\psi )

কোথায় ∇ 2 (\displaystyle (\nabla )^(\,2)) Laplace অপারেটর, এবং U = U (r →) (\displaystyle U=U((\vec (r))))একটি ফাংশন হিসাবে কণা সম্ভাব্য শক্তি.

এই সমীকরণটি সমাধান করাই কোয়ান্টাম মেকানিক্সের প্রধান কাজ। এটি লক্ষণীয় যে স্থির শ্রোডিঙ্গার সমীকরণের সঠিক সমাধান শুধুমাত্র কয়েকটি, অপেক্ষাকৃত সহজ, সিস্টেমের জন্য পাওয়া যেতে পারে। এই ধরনের সিস্টেমের মধ্যে রয়েছে কোয়ান্টাম হারমোনিক অসিলেটর এবং হাইড্রোজেন পরমাণু। বেশিরভাগ বাস্তব ব্যবস্থার জন্য, বিভিন্ন আনুমানিক পদ্ধতি, যেমন বিভ্রান্তি তত্ত্ব, সমাধান পেতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

স্থির সমীকরণের সমাধান

ধরা যাক E এবং U দুটি ধ্রুবক, স্বাধীন r → (\displaystyle (\vec (r))).
স্থির সমীকরণটি লিখে:

∇ 2 ψ (r →) + 2 m ℏ 2 (E − U) ψ (r →) = 0 (\displaystyle (\nabla )^(\,2)\psi ((\vec (r)))+( 2m \over (\hbar )^(2))(E-U)\psi ((\vec (r)))=0)

• যদি E - U > 0, যে:

ψ (r →) = A e − i k → ⋅ r → + B e i k → ⋅ r → (\displaystyle \psi ((\vec (r)))=Ae^(-i(\vec (k))\cdot (\vec (r))+Be^(i(\vec (k))\cdot (\vec (r))))কোথায়: k = 2 m (E − U) ℏ (\displaystyle k=(\frac (\sqrt (2m(E-U)))(\hbar )))- তরঙ্গ ভেক্টর মডিউল; A এবং B হল দুটি ধ্রুবক যা সীমানা শর্ত দ্বারা নির্ধারিত হয়।

• যদি ই ইউ< 0 , যে:

ψ (r →) = C e − k → ⋅ r → + D e k → ⋅ r → (\displaystyle \psi ((\vec (r)))=Ce^(-(\vec (k))\cdot ( \vec (r))+De^((\vec (k))\cdot (\vec (r))))কোথায়: k = 2 m (U − E) ℏ (\displaystyle k=(\frac (\sqrt (2m(U-E)))(\hbar )))- তরঙ্গ ভেক্টর মডিউল; C এবং D দুটি ধ্রুবক, এছাড়াও সীমানা শর্ত দ্বারা নির্ধারিত হয়।

হাইজেনবার্গ অনিশ্চয়তার নীতি

নন-কমিউটিং অপারেটরদের দ্বারা সংজ্ঞায়িত যেকোনো কোয়ান্টাম অবজারভেবলের মধ্যে একটি অনিশ্চয়তার সম্পর্ক দেখা দেয়।

অবস্থান এবং ভরবেগের মধ্যে অনিশ্চয়তা

কণা স্থানাঙ্কের আদর্শ বিচ্যুতি হতে দিন M (\displaystyle M), অক্ষ বরাবর চলন্ত x (\displaystyle x), এবং এটির প্রবৃত্তির আদর্শ বিচ্যুতি। পরিমাণ Δ x (\displaystyle \Delta x)এবং Δ p (\displaystyle \Delta p)নিম্নলিখিত অসমতার সাথে সম্পর্কিত:

Δ x Δ p ⩾ ℏ 2 (\displaystyle \Delta x\Delta p\geqslant (\frac (\hbar )(2)))

কোথায় h (\ প্রদর্শনশৈলী h)প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক, এবং ℏ = h 2 π। (\displaystyle \hbar =(\frac (h)(2\pi)))

অনিশ্চয়তা সম্পর্ক অনুসারে, একটি কণার স্থানাঙ্ক এবং ভরবেগ একই সাথে নির্ভুলভাবে নির্ণয় করা অসম্ভব। সমন্বয় পরিমাপের ক্রমবর্ধমান নির্ভুলতার সাথে, সর্বোচ্চ নির্ভুলতাআবেগ পরিমাপ হ্রাস এবং তদ্বিপরীত. যে প্যারামিটারগুলির জন্য এই জাতীয় বিবৃতিটি সত্য তাদের ক্যানোনিকালি কনজুগেট বলা হয়।

এন. বোহর থেকে আসা এই মাত্রিক কেন্দ্রীকরণটি খুবই জনপ্রিয়। যাইহোক, অনিশ্চয়তা সম্পর্কটি তাত্ত্বিকভাবে শ্রোডিঙ্গার এবং বর্নের পোস্টুলেট থেকে উদ্ভূত হয়েছে এবং এটি পরিমাপ নয়, বস্তুর অবস্থার সাথে সম্পর্কিত: এটি বলে যে কোনও সম্ভাব্য অবস্থার জন্য সংশ্লিষ্ট অনিশ্চয়তা সম্পর্কগুলি সন্তুষ্ট। স্বাভাবিকভাবেই, এটি পরিমাপের জন্যও করা হবে। সেগুলো. "সমন্বয় পরিমাপের ক্রমবর্ধমান নির্ভুলতার সাথে, আবেগ পরিমাপের সর্বাধিক নির্ভুলতা হ্রাস পায়" এর পরিবর্তে, একজনকে বলা উচিত: "যেসব রাজ্যে স্থানাঙ্কের অনিশ্চয়তা কম, প্রবৃত্তির অনিশ্চয়তা বেশি।"

শক্তি এবং সময়ের মধ্যে অনিশ্চয়তা

দিন Δ E (\displaystyle \Delta E)- কোয়ান্টাম সিস্টেমের একটি নির্দিষ্ট অবস্থার শক্তি পরিমাপ করার সময় আদর্শ বিচ্যুতি, এবং Δ t (\displaystyle \Delta t)- এই রাজ্যের জীবনকাল। তারপর নিম্নলিখিত অসমতা ধারণ করে,

Δ E Δ t ⩾ ℏ 2। (\displaystyle \Delta E\Delta t\geqslant (\frac (\hbar )(2)))

অন্য কথায়, রাষ্ট্রের বসবাস একটি ছোট সময়, একটি সু-সংজ্ঞায়িত শক্তি থাকতে পারে না।

তদুপরি, যদিও এই দুটি অনিশ্চয়তা সম্পর্কের রূপ একই, তাদের প্রকৃতি (পদার্থবিদ্যা) সম্পূর্ণ ভিন্ন।

উঃ শিশলোভা। "অ্যাডভান্স ইন ফিজিক্যাল সায়েন্সেস" এবং "সায়েন্টিফিক আমেরিকান" জার্নালের উপকরণের উপর ভিত্তি করে।

মাইক্রোওয়ার্ল্ডের ভৌত ঘটনার কোয়ান্টাম যান্ত্রিক বর্ণনাকে একমাত্র সঠিক এবং বাস্তবতার সাথে সম্পূর্ণরূপে সামঞ্জস্যপূর্ণ বলে মনে করা হয়। ম্যাক্রোকোজমের বস্তুগুলি অন্য, ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের আইন মেনে চলে। ম্যাক্রো এবং মাইক্রো ওয়ার্ল্ডের মধ্যে সীমানা অস্পষ্ট, এবং এটি অনেকগুলি প্যারাডক্স এবং দ্বন্দ্ব সৃষ্টি করে। এগুলিকে নির্মূল করার প্রচেষ্টা কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং মাইক্রোওয়ার্ল্ডের পদার্থবিদ্যা সম্পর্কে অন্যান্য দৃষ্টিভঙ্গির উত্থানের দিকে পরিচালিত করে। স্পষ্টতই, আমেরিকান তাত্ত্বিক ডেভিড জোসেফ বোহম (1917-1992) তাদের সেরাভাবে প্রকাশ করতে সক্ষম হয়েছিলেন।

1. একটি নির্দিষ্ট ডিভাইস ব্যবহার করে একটি ইলেক্ট্রনের স্পিন (গতির গতি) উপাদানগুলি পরিমাপ করার একটি চিন্তা পরীক্ষা - একটি "ব্ল্যাক বক্স"।

2. দুটি স্পিন উপাদানের ধারাবাহিক পরিমাপ। ইলেক্ট্রনের "অনুভূমিক" স্পিন পরিমাপ করা হয় (বাম দিকে), তারপর "উল্লম্ব" স্পিন (ডান দিকে), তারপর আবার "অনুভূমিক" স্পিন (নীচে)।

3A. একটি "উল্লম্ব" বাক্সের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে একটি "ডান" ঘূর্ণন সহ ইলেকট্রন দুটি দিকে চলে: উপরে এবং নীচে।

3B. একই পরীক্ষায়, আমরা দুটি বিমের একটির পথে একটি নির্দিষ্ট শোষণকারী পৃষ্ঠ স্থাপন করব। অধিকন্তু, মাত্র অর্ধেক ইলেকট্রন পরিমাপে অংশগ্রহণ করে এবং আউটপুটে, তাদের অর্ধেকের একটি "বাম" স্পিন থাকে এবং অর্ধেকের একটি "ডান" স্পিন থাকে।

4. মাইক্রোওয়ার্ল্ডের যেকোনো বস্তুর অবস্থা তথাকথিত তরঙ্গ ফাংশন দ্বারা বর্ণিত হয়।

5. এরউইন শ্রোডিঙ্গার দ্বারা চিন্তা পরীক্ষা।

6. 1959 সালে D. Bohm এবং Ya. Aharonov দ্বারা প্রস্তাবিত পরীক্ষাটি দেখাতে অনুমিত হয়েছিল যে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র একটি কণার অ্যাক্সেসযোগ্য নয় তার অবস্থাকে প্রভাবিত করে।

আধুনিক কোয়ান্টাম মেকানিক্স যে সমস্যার সম্মুখীন হয় তা বোঝার জন্য, আমাদের মনে রাখতে হবে কিভাবে এটি ক্লাসিক্যাল মেকানিক্স থেকে আলাদা, নিউটনিয়ান মেকানিক্স. সৃষ্টি করেছেন নিউটন বড় ছবিএমন একটি বিশ্ব যেখানে যান্ত্রিকতা বস্তুগত বিন্দু বা কণার গতির সর্বজনীন আইন হিসাবে কাজ করে - পদার্থের ছোট গলদ। এই কণাগুলি থেকে যে কোনও বস্তু তৈরি করা যেতে পারে। দেখে মনে হয়েছিল যে নিউটনিয়ান মেকানিক্স তাত্ত্বিকভাবে সবকিছু ব্যাখ্যা করতে পারে প্রাকৃতিক ঘটনা. যাইহোক, গত শতাব্দীর শেষের দিকে এটি স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে ধ্রুপদী মেকানিক্স উত্তপ্ত দেহের তাপীয় বিকিরণ আইন ব্যাখ্যা করতে অক্ষম। এই আপাতদৃষ্টিতে ব্যক্তিগত সমস্যাটি পুনর্বিবেচনার প্রয়োজনের দিকে পরিচালিত করেছিল শারীরিক তত্ত্বএবং নতুন ধারণা দাবি.

1900 সালে, জার্মান পদার্থবিদ ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের কাজ উপস্থিত হয়েছিল, যেখানে এই নতুন ধারণাগুলি উপস্থিত হয়েছিল। প্ল্যাঙ্ক পরামর্শ দিয়েছেন যে বিকিরণ অংশে, কোয়ান্টায় ঘটে। এই ধারণাটি শাস্ত্রীয় দৃষ্টিভঙ্গির বিরোধিতা করেছিল, তবে পরীক্ষাগুলির ফলাফলগুলি পুরোপুরি ব্যাখ্যা করেছিল (1918 সালে এই কাজটি পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কারে ভূষিত হয়েছিল)। পাঁচ বছর পরে, আলবার্ট আইনস্টাইন দেখিয়েছিলেন যে শুধুমাত্র বিকিরণ নয়, শক্তির শোষণও বিচ্ছিন্নভাবে, অংশে হওয়া উচিত এবং ফটোইলেক্ট্রিক প্রভাবের বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাখ্যা করতে সক্ষম হয়েছিলেন (নোবেল পুরস্কার 1921)। আইনস্টাইনের মতে, একটি হালকা কোয়ান্টাম - ফোটন, যার তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, একই সময়ে অনেক উপায়ে একটি কণার (কর্পাস্কেল) অনুরূপ। একটি তরঙ্গের বিপরীতে, উদাহরণস্বরূপ, এটি হয় সম্পূর্ণরূপে শোষিত হয় বা একেবারেই শোষিত হয় না। এভাবেই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশনের তরঙ্গ-কণা দ্বৈততার নীতির উদ্ভব হয়েছিল।

1924 সালে, ফরাসি পদার্থবিজ্ঞানী লুই ডি ব্রোগলি একটি বরং "পাগল" ধারণা রেখেছিলেন, পরামর্শ দিয়েছিলেন যে ব্যতিক্রম ছাড়া সমস্ত কণা - ইলেকট্রন, প্রোটন এবং সম্পূর্ণ পরমাণু - তরঙ্গ বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এক বছর পরে, আইনস্টাইন এই কাজটি সম্পর্কে বলেছিলেন: "যদিও এটি একটি পাগলের দ্বারা লেখা বলে মনে হয়, এটি কঠিনভাবে লেখা হয়েছিল," এবং 1929 সালে ডি ব্রোগলি এর জন্য নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন...

প্রথম নজরে, দৈনন্দিন অভিজ্ঞতা ডি ব্রগলির অনুমানকে প্রত্যাখ্যান করে: আমাদের চারপাশের বস্তুগুলিতে "তরঙ্গ" কিছুই নেই বলে মনে হয়। গণনা, যাইহোক, দেখায় যে 100 ইলেকট্রন-ভোল্টের শক্তিতে ত্বরিত একটি ইলেক্ট্রনের ডি ব্রোগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্য 10 -8 সেন্টিমিটার। এই তরঙ্গটি পরীক্ষামূলকভাবে একটি স্ফটিকের মধ্য দিয়ে ইলেকট্রনের একটি প্রবাহ অতিক্রম করে সহজেই সনাক্ত করা যায়। তাদের তরঙ্গের বিবর্তন স্ফটিক জালিতে ঘটবে এবং একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত ডোরাকাটা প্যাটার্ন প্রদর্শিত হবে। কিন্তু একই গতিতে 0.001 গ্রাম ওজনের ধূলিকণার জন্য, ডি ব্রোগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্য 10 24 গুণ ছোট হবে এবং এটি কোনও উপায়ে সনাক্ত করা যাবে না।

ডি ব্রোগলি তরঙ্গগুলি যান্ত্রিক তরঙ্গের বিপরীত - মহাকাশে প্রচারিত পদার্থের কম্পন। তারা মহাকাশের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে একটি কণা সনাক্ত করার সম্ভাবনাকে চিহ্নিত করে। যেকোন কণাকে মহাকাশে "গন্ধযুক্ত" বলে মনে হয় এবং এটি কোথাও খুঁজে পাওয়ার সম্ভাবনা নেই। মাইক্রোওয়ার্ল্ডে বস্তুর সম্ভাব্য বর্ণনার একটি সর্বোত্তম উদাহরণ হল দুটি স্লিট দ্বারা ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণের উপর পরীক্ষা। স্লিটের মধ্য দিয়ে যাওয়া একটি ইলেক্ট্রন একটি ফোটোগ্রাফিক প্লেটে বা স্পেকের আকারে একটি স্ক্রিনে রেকর্ড করা হয়। প্রতিটি ইলেক্ট্রন সম্পূর্ণ এলোমেলোভাবে ডান চেরা বা বাম স্লিটের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। যখন প্রচুর দাগ থাকে, তখন পর্দায় একটি বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন প্রদর্শিত হয়। স্ক্রিনের কালো হওয়া একটি নির্দিষ্ট স্থানে ইলেকট্রনের উপস্থিতির সম্ভাবনার সমানুপাতিক বলে প্রমাণিত হয়।

ডি ব্রগলির ধারণা অস্ট্রিয়ান পদার্থবিদ এরউইন শ্রোডিঙ্গার দ্বারা গভীর ও বিকশিত হয়েছিল। 1926 সালে, তিনি সমীকরণের একটি সিস্টেম তৈরি করেছিলেন - তরঙ্গ ফাংশন যা তাদের শক্তির উপর নির্ভর করে সময়ের সাথে কোয়ান্টাম বস্তুর আচরণ বর্ণনা করে (নোবেল পুরস্কার 1933)। সমীকরণ থেকে এটি অনুসরণ করে যে কণার উপর যে কোনও প্রভাব তার অবস্থা পরিবর্তন করে। এবং যেহেতু কণার পরামিতি পরিমাপের প্রক্রিয়া অনিবার্যভাবে প্রভাবের সাথে যুক্ত, তাই প্রশ্ন উঠেছে: কী নিবন্ধন করে পরিমাপ যন্ত্র, পরিমাপ করা বস্তুর অবস্থার মধ্যে অপ্রত্যাশিত ব্যাঘাত প্রবর্তন?

এইভাবে, প্রাথমিক কণাগুলির অধ্যয়ন বিশ্বের সাধারণ ভৌত চিত্র সম্পর্কিত অন্তত তিনটি অত্যন্ত আশ্চর্যজনক তথ্য প্রতিষ্ঠা করা সম্ভব করেছে।

প্রথমত, এটি প্রমাণিত হয়েছে যে প্রকৃতিতে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়াগুলি খাঁটি সুযোগ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। দ্বিতীয়ত, মহাকাশে কোনো বস্তুগত বস্তুর সঠিক অবস্থান নির্দেশ করা নীতিগতভাবে সবসময় সম্ভব নয়। এবং তৃতীয়ত, যা সম্ভবত সবচেয়ে আশ্চর্যজনক, "পরিমাপক যন্ত্র" বা "পর্যবেক্ষক" হিসাবে এই ধরনের ভৌত বস্তুর আচরণ অন্যান্য ভৌত সিস্টেমের জন্য বৈধ মৌলিক আইন দ্বারা বর্ণনা করা হয় না।

প্রথমবারের মতো, কোয়ান্টাম তত্ত্বের প্রতিষ্ঠাতারা নিজেরাই - নিলস বোর, ওয়ার্নার হাইজেনবার্গ, উলফগ্যাং পাওলি - এই ধরনের সিদ্ধান্তে এসেছিলেন। পরে, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের কোপেনহেগেন ব্যাখ্যা নামে এই দৃষ্টিভঙ্গিটি তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানে অফিসিয়াল হিসাবে গৃহীত হয়েছিল, যা সমস্ত আদর্শ পাঠ্যপুস্তকে প্রতিফলিত হয়েছিল।

এটা খুব সম্ভব, তবে, এই ধরনের সিদ্ধান্তগুলি খুব তাড়াতাড়ি করা হয়েছিল। 1952 সালে, আমেরিকান তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী ডেভিড ডি. বোহম একটি গভীরভাবে বিকশিত কোয়ান্টাম তত্ত্ব তৈরি করেছিলেন, যা সাধারণভাবে গৃহীত একটি থেকে ভিন্ন, যা সাবঅ্যাটমিক কণার আচরণের বর্তমান পরিচিত বৈশিষ্ট্যগুলিকেও ভালভাবে ব্যাখ্যা করে। এটি ভৌত ​​আইনের একটি সমন্বিত সেটকে প্রতিনিধিত্ব করে যা আমাদেরকে ভৌত বস্তুর আচরণ বর্ণনা করার পাশাপাশি মহাকাশে তাদের অবস্থানের অনিশ্চয়তা এড়াতে দেয়। এতদসত্ত্বেও, বোহমের তত্ত্ব অতি সম্প্রতি পর্যন্ত প্রায় সম্পূর্ণ উপেক্ষিত ছিল।

কোয়ান্টাম ঘটনা বর্ণনা করার জটিলতাকে আরও ভালভাবে কল্পনা করার জন্য, আসুন একটি ইলেক্ট্রনের স্পিন (অভ্যন্তরীণ কৌণিক ভরবেগ) পরিমাপ করার জন্য বেশ কয়েকটি চিন্তা পরীক্ষা করি। মানসিক কারণ এখনও কেউ একটি পরিমাপক যন্ত্র তৈরি করতে সফল হয়নি যা স্পিন উভয় উপাদানকে সঠিকভাবে পরিমাপ করতে দেয়। বর্ণনা করা পরীক্ষার সময় কোন ইলেক্ট্রন তাদের স্পিন পরিবর্তন করবে এবং কোনটি হবে না তা অনুমান করার প্রচেষ্টা সমানভাবে ব্যর্থ।

এই পরীক্ষাগুলির মধ্যে দুটি স্পিন উপাদানের পরিমাপ অন্তর্ভুক্ত, যাকে আমরা প্রচলিতভাবে "উল্লম্ব" এবং "অনুভূমিক" স্পিন বলব। প্রতিটি উপাদান, পরিবর্তে, একটি মান নিতে পারে, যাকে আমরা প্রচলিতভাবে যথাক্রমে "উপরের" এবং "নিম্ন", "ডান" এবং "বাম" স্পিন বলব। পরিমাপটি বিভিন্ন স্পিন সহ কণার স্থানিক বিচ্ছেদের উপর ভিত্তি করে। যে ডিভাইসগুলি পৃথকীকরণ চালায় সেগুলিকে দুই ধরণের "ব্ল্যাক বক্স" হিসাবে কল্পনা করা যেতে পারে - "অনুভূমিক" এবং "উল্লম্ব" (চিত্র 1)। এটা জানা যায় যে একটি মুক্ত কণার ঘূর্ণনের বিভিন্ন উপাদান সম্পূর্ণ স্বাধীন (পদার্থবিদরা বলে যে তারা একে অপরের সাথে সম্পর্ক রাখে না)। যাইহোক, একটি উপাদান পরিমাপের সময়, অন্যটির মান পরিবর্তিত হতে পারে এবং সম্পূর্ণ অনিয়ন্ত্রিত পদ্ধতিতে (2)।

প্রাপ্ত ফলাফলগুলি ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করে, প্রথাগত কোয়ান্টাম তত্ত্ব এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয়েছিল যে এটি সম্পূর্ণরূপে নির্ধারক, অর্থাৎ সম্পূর্ণরূপে নির্ধারক অবস্থা পরিত্যাগ করা প্রয়োজন।

বস্তু, মাইক্রোওয়ার্ল্ড ঘটনার বর্ণনা। ইলেকট্রনের আচরণ অনিশ্চয়তার নীতির সাপেক্ষে, যা অনুসারে স্পিন উপাদানগুলি একই সাথে সঠিকভাবে পরিমাপ করা যায় না।

আমাদের চিন্তা পরীক্ষা চালিয়ে যাক. এখন আমরা শুধুমাত্র ইলেক্ট্রন বিমগুলিকে বিভক্ত করব না, বরং সেগুলিকে নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত করব, একটি বিশেষ "ব্ল্যাক বক্স" (3) এ একটি রশ্মির সাথে ছেদ এবং পুনরায় সংযোগ করব।

এই পরীক্ষার ফলাফলগুলি প্রচলিত যুক্তির সাথে সাংঘর্ষিক। প্রকৃতপক্ষে, আমাদের কোন ইলেকট্রনের আচরণ বিবেচনা করা যাক যখন কোন শোষণকারী প্রাচীর (3 A) নেই। কোথায় যাবে সে? ধরা যাক এটা কমে গেছে। তারপর, যদি ইলেক্ট্রনের প্রাথমিকভাবে একটি "ডান-হাতে" স্পিন থাকে, তবে পরীক্ষা শেষ না হওয়া পর্যন্ত এটি ডান-হাতে থাকবে। যাইহোক, এই ইলেক্ট্রনে অন্য একটি পরীক্ষার ফলাফল (3 B) প্রয়োগ করে, আমরা দেখতে পাব যে আউটপুটে এর "অনুভূমিক" স্পিন অর্ধেক ক্ষেত্রে "ডান" এবং অর্ধেক ক্ষেত্রে "বাম" হওয়া উচিত। একটি সুস্পষ্ট দ্বন্দ্ব। ইলেক্ট্রন কি উপরে যেতে পারে? না, একই কারণে। সম্ভবত তিনি নিচে না, উপরে না, কিন্তু অন্য কোন উপায়ে সরানো ছিল? কিন্তু শোষণকারী দেয়াল দিয়ে উপরের এবং নীচের রুটগুলিকে অবরুদ্ধ করে, আমরা প্রস্থান করার সময় কিছুই পাব না। এটা অনুমান করা যায় যে ইলেক্ট্রন একবারে দুটি দিকে যেতে পারে। তারপরে, বিভিন্ন সময়ে এর অবস্থান ঠিক করার সুযোগ পেয়ে, অর্ধেক ক্ষেত্রে আমরা এটিকে উপরে যাওয়ার পথে এবং অর্ধেক - নীচের পথে খুঁজে পাই। পরিস্থিতিটি বেশ বৈপরীত্যপূর্ণ: একটি বস্তুর কণা একটি ট্র্যাজেক্টোরি থেকে অন্য ট্রাজেক্টোরিতে বিভক্ত বা "ঝাঁপ" করতে পারে না।

প্রথাগত কোয়ান্টাম তত্ত্ব এই ক্ষেত্রে কি বলে? এটি কেবল অসম্ভব বলে বিবেচিত সমস্ত পরিস্থিতি ঘোষণা করে এবং ইলেক্ট্রনের গতির একটি নির্দিষ্ট দিক (এবং, সেই অনুযায়ী, এর ঘূর্ণনের দিক) সম্পর্কে প্রশ্নটির গঠনটিই ভুল। ইলেকট্রনের কোয়ান্টাম প্রকৃতির প্রকাশ এই সত্যের মধ্যে রয়েছে যে নীতিগতভাবে এই প্রশ্নের কোন উত্তর নেই। ইলেক্ট্রন অবস্থা একটি সুপারপজিশন, অর্থাৎ দুটি অবস্থার সমষ্টি, যার প্রত্যেকটির একটি নির্দিষ্ট মান "উল্লম্ব" স্পিন রয়েছে। সুপারপজিশনের ধারণাটি কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মৌলিক নীতিগুলির মধ্যে একটি, যার সাহায্যে সত্তর বছরেরও বেশি সময় ধরে সমস্ত পরিচিত কোয়ান্টাম সিস্টেমের আচরণ সফলভাবে ব্যাখ্যা করা এবং ভবিষ্যদ্বাণী করা সম্ভব হয়েছে।

কোয়ান্টাম বস্তুর অবস্থা গাণিতিকভাবে বর্ণনা করার জন্য, একটি তরঙ্গ ফাংশন ব্যবহার করা হয়, যা একটি একক কণার ক্ষেত্রে কেবল তার স্থানাঙ্ক নির্ধারণ করে। তরঙ্গ ফাংশনের বর্গ স্থানের একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে একটি কণা সনাক্ত করার সম্ভাবনার সমান। সুতরাং, যদি একটি কণা একটি নির্দিষ্ট অঞ্চল A-তে অবস্থিত থাকে তবে এই অঞ্চলটি ব্যতীত সর্বত্র তার তরঙ্গের কার্যকারিতা শূন্য। একইভাবে, B অঞ্চলে স্থানীয়করণ করা একটি কণার একটি তরঙ্গ ফাংশন রয়েছে যা শুধুমাত্র B তে অশূন্য। যদি কণার অবস্থা A এবং B তে তার উপস্থিতির একটি সুপারপজিশন হিসাবে পরিনত হয়, তাহলে এই জাতীয় অবস্থাকে বর্ণনাকারী তরঙ্গ ফাংশনটি অশূন্য হয় উভয় স্থানের অঞ্চল এবং তাদের বাইরে সর্বত্র শূন্যের সমান। যাইহোক, যদি আমরা এই ধরনের একটি কণার অবস্থান নির্ধারণের জন্য একটি পরীক্ষা সেট আপ করি, প্রতিটি পরিমাপ আমাদের শুধুমাত্র একটি মান দেবে: অর্ধেক ক্ষেত্রে আমরা কণাটি A অঞ্চলে এবং অর্ধেকে - B (4) অঞ্চলে খুঁজে পাব। এর মানে হল যে যখন একটি কণা তার পরিবেশের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, যখন কণার শুধুমাত্র একটি অবস্থা স্থির থাকে, তখন তার তরঙ্গ ফাংশনটি একটি বিন্দুতে "পতন" হয়ে পড়ে বলে মনে হয়।

কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মৌলিক দাবিগুলির মধ্যে একটি হল যে ভৌত বস্তুগুলি তাদের তরঙ্গ ফাংশন দ্বারা সম্পূর্ণরূপে বর্ণনা করা হয়। এইভাবে, পদার্থবিজ্ঞানের আইনের পুরো বিন্দুটি সময়ের সাথে তরঙ্গ ফাংশনের পরিবর্তনের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য নেমে আসে। এই আইন দুটি বিভাগে পড়ে যে সিস্টেমটি নিজের উপর ছেড়ে দেওয়া হয় কিনা বা এটি সরাসরি পর্যবেক্ষণ এবং পরিমাপ করা হয় কিনা তার উপর নির্ভর করে।

প্রথম ক্ষেত্রে, আমরা রৈখিক ডিফারেনশিয়াল "গতির সমীকরণ" নিয়ে কাজ করছি, নির্ধারক সমীকরণ যা সম্পূর্ণরূপে মাইক্রোকণার অবস্থা বর্ণনা করে। অতএব, কোনো কোনো সময়ে কোনো কণার তরঙ্গ কার্যকারিতা জেনে, পরবর্তী যেকোনো মুহূর্তে কণাটির আচরণ সঠিকভাবে অনুমান করা যায়। যাইহোক, একই কণার যেকোন বৈশিষ্ট্যের পরিমাপের ফলাফলের ভবিষ্যদ্বাণী করার চেষ্টা করার সময়, আমাদের সম্পূর্ণ ভিন্ন আইনের সাথে মোকাবিলা করতে হবে - সম্পূর্ণরূপে সম্ভাব্য।

একটি স্বাভাবিক প্রশ্ন জাগে: কীভাবে এক বা অন্য গোষ্ঠীর আইনের প্রযোজ্যতার শর্তগুলিকে আলাদা করা যায়? কোয়ান্টাম মেকানিক্সের স্রষ্টারা "পরিমাপ" এবং "ভৌত প্রক্রিয়াগুলি নিজেরাই", অর্থাৎ "পর্যবেক্ষক" এবং "পর্যবেক্ষন" বা দার্শনিক পরিভাষায়, বিষয় এবং বস্তুতে সমস্ত শারীরিক প্রক্রিয়াগুলির একটি স্পষ্ট বিভাজনের প্রয়োজনীয়তার দিকে নির্দেশ করে। . যাইহোক, এই বিভাগগুলির মধ্যে পার্থক্য মৌলিক নয়, তবে সম্পূর্ণরূপে আপেক্ষিক। এইভাবে, অনেক পদার্থবিজ্ঞানী এবং দার্শনিকদের মতে, এই ধরনের ব্যাখ্যায় কোয়ান্টাম তত্ত্ব অস্পষ্ট হয়ে যায় এবং তার বস্তুনিষ্ঠতা এবং মৌলিকতা হারায়। "পরিমাপ সমস্যা" কোয়ান্টাম মেকানিক্সের একটি প্রধান হোঁচট হয়ে দাঁড়িয়েছে। পরিস্থিতি কিছুটা জেনোর বিখ্যাত অ্যাপোরিয়া "হিপ" এর কথা মনে করিয়ে দেয়। একটি শস্য পরিষ্কারভাবে একটি স্তূপ নয়, তবে এক হাজার (বা, যদি আপনি পছন্দ করেন, এক মিলিয়ন) একটি গাদা। দুটি দানাও একটি গাদা নয়, তবে 999 (বা 999999) একটি গাদা। যুক্তির এই শৃঙ্খলটি একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক শস্যের দিকে পরিচালিত করে যেখানে "স্তূপ - গাদা নয়" ধারণাগুলি অস্পষ্ট হয়ে যায়। তারা নির্ভর করবে পর্যবেক্ষকের বিষয়গত মূল্যায়নের উপর, অর্থাৎ পরিমাপের পদ্ধতির উপর, এমনকি চোখের দ্বারাও।

আমাদের চারপাশে থাকা সমস্ত ম্যাক্রোস্কোপিক দেহগুলিকে নির্দিষ্ট স্থানাঙ্ক সহ বিন্দু (বা বর্ধিত) বস্তু বলে ধরে নেওয়া হয়, যা ক্লাসিক্যাল মেকানিক্সের আইন মেনে চলে। কিন্তু এর মানে হল ধ্রুপদী বর্ণনাটি ক্ষুদ্রতম কণা পর্যন্ত অব্যাহত রাখা যেতে পারে। অন্যদিকে, মাইক্রোকসম থেকে আসা, একটি সমগ্র মহাবিশ্ব পর্যন্ত ক্রমবর্ধমান বৃহত্তর আকারের তরঙ্গ বর্ণনার বস্তু অন্তর্ভুক্ত করা উচিত। ম্যাক্রো- এবং মাইক্রোওয়ার্ল্ডের মধ্যে সীমানা সংজ্ঞায়িত করা হয় না, এবং এটি সংজ্ঞায়িত করার প্রচেষ্টা একটি প্যারাডক্সের দিকে নিয়ে যায়। এর সবচেয়ে স্পষ্ট উদাহরণ হল তথাকথিত "শ্রোডিঙ্গারের বিড়াল সমস্যা", 1935 সালে এরউইন শ্রোডিঙ্গার দ্বারা প্রস্তাবিত একটি চিন্তা পরীক্ষা (5)।

একটি বিড়াল একটি বন্ধ বাক্সে বসে আছে। বিষের বোতল, একটি বিকিরণের উত্স এবং একটি চার্জযুক্ত কণার কাউন্টার একটি ডিভাইসের সাথে সংযুক্ত রয়েছে যা কণাটি সনাক্ত হওয়ার মুহুর্তে বোতলটি ভেঙে দেয়। বিষ ছড়িয়ে পড়লে বিড়াল মারা যাবে। কাউন্টারটি একটি কণা নিবন্ধিত করেছে কি না, আমরা নীতিগতভাবে জানতে পারি না: কোয়ান্টাম মেকানিক্সের আইনগুলি সম্ভাব্যতার আইনের অধীন। এবং এই দৃষ্টিকোণ থেকে, কাউন্টারটি পরিমাপ না করা পর্যন্ত, এটি দুটি রাজ্যের একটি সুপারপজিশনে রয়েছে - "রেজিস্ট্রেশন - নন-রেজিস্ট্রেশন"। কিন্তু তারপরে এই মুহুর্তে বিড়ালটি জীবন এবং মৃত্যুর অবস্থার একটি সুপারপজিশনে নিজেকে খুঁজে পায়।

বাস্তবে, অবশ্যই, এখানে কোন বাস্তব প্যারাডক্স থাকতে পারে না। একটি কণার নিবন্ধন একটি অপরিবর্তনীয় প্রক্রিয়া। এটি তরঙ্গ ফাংশন একটি পতন দ্বারা অনুষঙ্গী হয়, বোতল ভাঙ্গা একটি প্রক্রিয়া দ্বারা অনুসরণ করা হয়. যাইহোক, অর্থোডক্স কোয়ান্টাম মেকানিক্স অপরিবর্তনীয় ঘটনা বিবেচনা করে না। এর আইনের সাথে সম্পূর্ণ একমত হওয়া প্যারাডক্সটি স্পষ্টভাবে দেখায় যে কোয়ান্টাম মাইক্রোওয়ার্ল্ড এবং ক্লাসিক্যাল ম্যাক্রোওয়ার্ল্ডের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট মধ্যবর্তী অঞ্চল রয়েছে যেখানে কোয়ান্টাম মেকানিক্স কাজ করে না।

সুতরাং, পরীক্ষামূলক তথ্য ব্যাখ্যা করার ক্ষেত্রে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নিঃসন্দেহে সাফল্য থাকা সত্ত্বেও, এই মুহুর্তে এটিকে ভৌত ঘটনার একটি সম্পূর্ণ এবং সর্বজনীন বর্ণনা বলে দাবি করা যায় না। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সবচেয়ে সাহসী বিকল্পগুলির মধ্যে একটি ছিল ডেভিড বোহমের প্রস্তাবিত তত্ত্ব।

অনিশ্চয়তা নীতি থেকে মুক্ত একটি তত্ত্ব তৈরি করার জন্য, বোহম মহাকাশে একটি সঠিক অবস্থান দখল করতে সক্ষম একটি বস্তুগত বিন্দু হিসাবে একটি মাইক্রো পার্টিকেল বিবেচনা করার প্রস্তাব করেছিলেন। এর তরঙ্গ ফাংশন সম্ভাব্যতার বৈশিষ্ট্য নয়, বরং একটি খুব বাস্তব ভৌত বস্তুর মর্যাদা পায়, এক ধরণের কোয়ান্টাম যান্ত্রিক ক্ষেত্র যা তাত্ক্ষণিক বল প্রভাব প্রয়োগ করে। এই ব্যাখ্যার আলোকে, উদাহরণস্বরূপ, "আইনস্টাইন-পোডলস্কি-রোজেন প্যারাডক্স" (দেখুন "বিজ্ঞান এবং জীবন" নং 5, 1998) একটি প্যারাডক্স থেকে বিরত থাকে। ভৌত প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণকারী সমস্ত আইন কঠোরভাবে নির্ধারক হয়ে ওঠে এবং রৈখিক ডিফারেনশিয়াল সমীকরণের রূপ নেয়। সমীকরণের একটি গ্রুপ সময়ের সাথে তরঙ্গ ফাংশনের পরিবর্তন বর্ণনা করে, অন্যটি - সংশ্লিষ্ট কণাগুলির উপর তাদের প্রভাব। আইন ব্যতিক্রম ছাড়াই সমস্ত ভৌত বস্তুর ক্ষেত্রে প্রযোজ্য - উভয় "পর্যবেক্ষক" এবং "পর্যবেক্ষিত"।

এইভাবে, যদি কোনো মুহূর্তে মহাবিশ্বের সমস্ত কণার অবস্থান এবং প্রতিটির সম্পূর্ণ তরঙ্গ ফাংশন জানা যায়, তাহলে নীতিগতভাবে পরবর্তী যেকোনো মুহূর্তে কণার অবস্থান এবং তাদের তরঙ্গের কার্যকারিতা সঠিকভাবে গণনা করা সম্ভব। অতএব, কোন সুযোগ নেই শারীরিক প্রক্রিয়াপ্রশ্নের বাইরে আরেকটি বিষয় হল যে আমরা কখনই সঠিক গণনার জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত তথ্য পেতে সক্ষম হব না এবং গণনাগুলি নিজেরাই অনিশ্চিতভাবে জটিল হয়ে উঠবে। অনেক সিস্টেম প্যারামিটারের মৌলিক অজ্ঞতা এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে বাস্তবে আমরা সবসময় নির্দিষ্ট গড় মান নিয়ে কাজ করি। বোহমের মতে এই "অজ্ঞতা"ই মাইক্রোওয়ার্ল্ডের ঘটনা বর্ণনা করার সময় আমাদের সম্ভাব্য আইন অবলম্বন করতে বাধ্য করে ( অনুরূপ পরিস্থিতিশাস্ত্রীয় পরিসংখ্যানগত বলবিদ্যাতেও উদ্ভূত হয়, উদাহরণস্বরূপ তাপগতিবিদ্যায়, যা বিপুল সংখ্যক অণুর সাথে কাজ করে)। বোহমের তত্ত্ব অজানা পরামিতি গড় এবং সম্ভাব্যতা গণনার জন্য নির্দিষ্ট নিয়ম প্রদান করে।

আসুন চিত্রে দেখানো ইলেকট্রন নিয়ে পরীক্ষায় ফিরে আসি। 3 A এবং B. বোহমের তত্ত্ব তাদের নিম্নলিখিত ব্যাখ্যা দেয়। "উল্লম্ব বাক্স" থেকে প্রস্থান করার সময় ইলেক্ট্রনের গতির দিকটি প্রাথমিক অবস্থার দ্বারা সম্পূর্ণরূপে নির্ধারিত হয় - ইলেক্ট্রনের প্রাথমিক অবস্থান এবং এর তরঙ্গ ফাংশন। যখন ইলেক্ট্রন হয় উপরে বা নিচে চলে যায়, তার তরঙ্গ ফাংশন, গতির ডিফারেনশিয়াল সমীকরণ থেকে অনুসরণ করে, বিভক্ত হবে এবং একবারে দুটি দিকে প্রচার শুরু করবে। সুতরাং, তরঙ্গ ফাংশনের একটি অংশ "খালি" হবে, অর্থাৎ, এটি ইলেকট্রন থেকে পৃথকভাবে প্রচার করবে। দেয়াল থেকে প্রতিফলিত হওয়ার পরে, তরঙ্গ ফাংশনের উভয় অংশই "ব্ল্যাক বক্স" এ পুনরায় মিলিত হবে এবং একই সময়ে ইলেক্ট্রনটি সেই পথের সেই অংশ সম্পর্কে তথ্য পাবে যেখানে এটি ছিল না। এই তথ্যের বিষয়বস্তু, উদাহরণস্বরূপ "খালি" তরঙ্গ ফাংশনের পথে বাধা সম্পর্কে, ইলেক্ট্রনের বৈশিষ্ট্যগুলিতে উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে। এটি চিত্রে দেখানো পরীক্ষার ফলাফলের মধ্যে যৌক্তিক দ্বন্দ্ব দূর করে। "খালি" তরঙ্গ ফাংশনগুলির একটি কৌতূহলী বৈশিষ্ট্য নোট করা প্রয়োজন: বাস্তব হওয়া সত্ত্বেও, তারা কোনওভাবেই বিদেশী বস্তুকে প্রভাবিত করে না এবং পরিমাপ যন্ত্র দ্বারা রেকর্ড করা যায় না। এবং "খালি" তরঙ্গ ফাংশন দূরত্ব নির্বিশেষে "তার" ইলেক্ট্রনের উপর একটি বল প্রয়োগ করে এবং এই প্রভাবটি তাত্ক্ষণিকভাবে প্রেরণ করা হয়।

অনেক গবেষক কোয়ান্টাম মেকানিক্সকে "সঠিক" করার চেষ্টা করেছেন বা এতে উদ্ভূত দ্বন্দ্বগুলি ব্যাখ্যা করেছেন। উদাহরণস্বরূপ, ডি ব্রগলি মাইক্রোওয়ার্ল্ডের একটি নির্ধারক তত্ত্ব তৈরি করার চেষ্টা করেছিলেন, যিনি আইনস্টাইনের সাথে একমত ছিলেন যে "ঈশ্বর পাশা খেলেন না।" এবং বিশিষ্ট রাশিয়ান তাত্ত্বিক D.I. Blokhintsev বিশ্বাস করতেন যে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের বৈশিষ্ট্যগুলি পার্শ্ববর্তী বিশ্ব থেকে একটি কণাকে বিচ্ছিন্ন করার অসম্ভবতা থেকে উদ্ভূত হয়। পরম শূন্যের উপরে যে কোনও তাপমাত্রায়, দেহগুলি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ নির্গত করে এবং শোষণ করে। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের দৃষ্টিকোণ থেকে, এর মানে হল যে তাদের অবস্থান ক্রমাগত "মাপা" হয়, তরঙ্গ ফাংশনগুলির পতন ঘটায়। "এই দৃষ্টিকোণ থেকে, কোনও বিচ্ছিন্ন, নিজেদের জন্য "মুক্ত" কণা নেই," ব্লোখিনসেভ লিখেছেন। "এটি সম্ভব যে কণা এবং পরিবেশের মধ্যে এই সংযোগে একটি কণাকে বিচ্ছিন্ন করার অসম্ভবতার প্রকৃতি, যা নিজেকে প্রকাশ করে। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের যন্ত্রপাতিতে লুকিয়ে আছে।

এবং তবুও, কেন বোহমের প্রস্তাবিত কোয়ান্টাম মেকানিক্সের ব্যাখ্যাটি এখনও বৈজ্ঞানিক বিশ্বে যথাযথ স্বীকৃতি পায়নি? এবং কিভাবে ঐতিহ্যগত তত্ত্বের প্রায় সর্বজনীন আধিপত্য ব্যাখ্যা করা যায়, তার সমস্ত প্যারাডক্স এবং "অন্ধকার স্থান" সত্ত্বেও?

দীর্ঘ সময়ের জন্য, তারা নতুন তত্ত্বটিকে গুরুত্ব সহকারে বিবেচনা করতে চায়নি কারণ নির্দিষ্ট পরীক্ষা-নিরীক্ষার ফলাফলের ভবিষ্যদ্বাণী করার ক্ষেত্রে এটি সম্পূর্ণরূপে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সাথে মিলে যায়, উল্লেখযোগ্যভাবে নতুন ফলাফলের দিকে পরিচালিত না করে। উদাহরণস্বরূপ, ওয়ার্নার হাইজেনবার্গ বিশ্বাস করতেন যে "তার (বোহমের) কোনো পরীক্ষার ফলাফল কোপেনহেগেনের ব্যাখ্যার সাথে মিলে যায়। তাই প্রথম ফলাফল: বোহমের ব্যাখ্যা পরীক্ষা দ্বারা খণ্ডন করা যায় না..." কেউ কেউ তত্ত্বটিকে ভুল বলে মনে করেন, যেহেতু এটি মহাকাশে কণার অবস্থানে একটি প্রধান ভূমিকা দেয়। তাদের মতে, এটি ভৌত ​​বাস্তবতার বিরোধিতা করে, যেহেতু কোয়ান্টাম জগতের ঘটনাগুলি নীতিগতভাবে নির্ধারক আইন দ্বারা বর্ণনা করা যায় না। বোহমের তত্ত্বের বিরুদ্ধে আরও অনেকগুলি, কম বিতর্কিত যুক্তি নেই, যেগুলির জন্য গুরুতর প্রমাণের প্রয়োজন। যাই হোক না কেন, কেউই এখনও এটি পুরোপুরি খণ্ডন করতে সক্ষম হয়নি। অধিকন্তু, গার্হস্থ্য সহ অনেক গবেষক এর উন্নতিতে কাজ চালিয়ে যাচ্ছেন।