फाइनमैन के 80 साल पुराने क्वांटम विचार को परखा चीन के भौतिकविदों ने

लगभग 80 वर्षों से, भौतिकविद क्वांटम कणों के व्यवहार का अनुमान लगाने के लिए रिचर्ड फाइनमैन के बनाए एक विचार-प्रयोग पर भरोसा करते आए हैं। अब चीन के शोधकर्ताओं ने पहली बार इसे प्रयोगशाला में सीधे परखा है। इसके लिए प्रकाश के एकल कणों यानी फोटॉन का इस्तेमाल किया गया। यह शोध गुआंगज़ौ स्थित साउथ चाइना नॉर्मल यूनिवर्सिटी के शी-लियांग झू के नेतृत्व में हुआ। इसके नतीजे साइंस एडवांसेज़ पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं।

क्वांटम भौतिकी को आकार देने में विचार-प्रयोगों की लंबे समय से भूमिका रही है। श्रोडिंगर की बिल्ली और डबल-स्लिट प्रयोग जैसे मशहूर उदाहरणों ने दिखाया कि कण एक साथ कई अवस्थाओं में रह सकते हैं, और सीधे मापे जाने पर उनका व्यवहार बदल जाता है। 1948 में, फाइनमैन ने अपना 'पाथ इंटीग्रल' विचार पेश किया: कोई क्वांटम कण दो बिंदुओं के बीच चलते समय एक ही रास्ता नहीं अपनाता। इसके बजाय, हर संभावित रास्ता योगदान देता है, और वे सभी मिलकर वह नतीजा बनाते हैं जो हम देखते हैं। फाइनमैन ने यह भी बताया कि इनमें से हर रास्ते की संभावना बराबर होती है, और वे केवल अपनी क्वांटम तरंग की फेज़ यानी कला में अलग होते हैं। ये मान्यताएं प्रयोगात्मक रूप से कभी सिद्ध नहीं हुई थीं।

झू की टीम ने एकल फोटॉन का इस्तेमाल कर इस विचार को परखा। किसी फोटॉन के रास्ते को उसे बिना छेड़े सीधे ट्रैक करना असंभव है। इसलिए, शोधकर्ताओं ने उसका 'प्रोबेबिलिटी एम्प्लिट्यूड' यानी संभाव्यता आयाम मापा। यह एक ऐसा मान है जो किसी कण के किसी खास रास्ते को अपनाने की संभावना और उस रास्ते के समय, दोनों को जोड़ता है। दर्पणों, लेंसों और क्रिस्टलों से बने एक सेटअप से फोटॉन भेजकर, और उनके गुणों में हुए बदलाव को ध्यान से मापकर, टीम ने लगभग 1,419,857 संभावित रास्तों के लिए आयाम फिर से तैयार किए। इतने सारे रास्ते होने से छोटी-छोटी त्रुटियां बढ़कर नतीजों को अर्थहीन बना सकती थीं। इसलिए शोधकर्ताओं ने अपनी मापन प्रक्रिया के लगभग हर हिस्से को बेहतर बनाया।

नतीजे फाइनमैन के अनुमानों से काफी हद तक मेल खाए: सभी रास्तों को जोड़ने से संभावनाएं बनीं, रास्तों की ताकत बराबर थी, और फेज़ कण के शास्त्रीय प्रक्षेपथ से तय हुए। झू की टीम को उम्मीद है कि अन्य शोधकर्ता इस तकनीक को अलग-अलग भौतिक प्रणालियों पर आज़मा सकते हैं, जैसे यह जांचना कि खाली जगह के बजाय पदार्थों से गुज़रते समय फोटॉन के रास्ते कैसे मिलते हैं।