விழும் குவாண்டம் அணுவில் ஐன்ஸ்டீன் ஈர்ப்பு விளைவு: முதல் நேரடி சான்று

நோபல் பரிசு பெற்ற இயற்பியலாளர் சர் ரோஜர் பென்ரோஸ் என்பவர் உள்ளிட்ட ஒரு சர்வதேச ஆய்வுக் குழு, விழும் ஒரு குவாண்டம் பொருளில் நீண்ட காலமாக முன்னறிவிக்கப்பட்ட ஈர்ப்பு விளைவை முதன்முறையாக நேரடியாகக் கண்டறிந்துள்ளது. இஸ்ரேலின் பென்-குரியன் பல்கலைக்கழகம், ஜெர்மனியின் உல்ம் பல்கலைக்கழகம், இங்கிலாந்தின் ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக்கழகம் ஆகியவை இணைந்து இந்த ஆய்வை மேற்கொண்டன. இதன் முடிவு நடுநிலை மதிப்பாய்வு பெற்ற அறிவியல் இதழான சயின்ஸ் அட்வான்சஸ் இதழில் செப்டம்பர் 2ஆம் தேதி வெளியானது.

நவீன இயற்பியல் இரு அடிப்படைக் கோட்பாடுகளின் மீது நிற்கிறது; இவை இதுவரை முழுமையாக ஒன்றிணைக்கப்படவில்லை. அணுக்கள் மற்றும் பிற மிகச்சிறிய பொருட்களின் அசாதாரண நடத்தையை குவாண்டம் இயக்கவியல் விளக்குகிறது. விழும் பொருட்களையும் பிரபஞ்சத்தின் பேரளவு அமைப்பையும் ஐன்ஸ்டீனின் ஈர்ப்பியல் கோட்பாடு விளக்குகிறது. இந்த சோதனை ஐன்ஸ்டீனின் சமான்மைக் கோட்பாட்டை சோதித்துப் பார்த்தது. இலவச வீழ்ச்சியில் இருக்கும் ஒருவருக்கு ஈர்ப்பு விசை நடைமுறையில் மறைந்துவிடும் என்பதே இக்கோட்பாடு. எடுத்துக்காட்டாக, கீழிறங்கும் மின்தூக்கியில் இருப்பவர் எடையற்றவராக உணர்வார். இக்கோட்பாட்டை ஆய்வாளர்கள் ஒரு குவாண்டம் பொருளுக்கும் விரிவுபடுத்திச் சோதித்தனர். குவாண்டம் பொருட்கள் அலைகளைப் போல செயல்பட்டு ஒரே நேரத்தில் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பாதைகளில் செல்லக்கூடியவை என்பதால், சாதாரண பொருட்களைவிட அவற்றைச் சோதிப்பது மிகவும் கடினமானது.

இதற்காக ஆய்வுக் குழு குவாண்டம் கலிலியோ இண்டர்ஃபெரோமீட்டர் எனப்படும் ஒரு கருவியை உருவாக்கியது. இது ஒரு அணுவின் குவாண்டம் அலையை இரு பாதைகளாகப் பிரிக்கிறது. பென்-குரியன் பல்கலைக்கழகத்தில், முனைவர் பட்ட ஆய்வு மாணவர் ஓர் டோப்கோவ்ஸ்கி என்பவர் உள்ளிட்ட ஆய்வாளர்கள், முழு பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் குளிர்விக்கப்பட்ட ரூபிடியம் அணு மேகங்களை ஒரு அணுச் சில்லின் மீது கையாண்டனர். காந்தப் புல்ஸ்களைப் பயன்படுத்தி அலையின் ஒரு பகுதியை அவர்கள் அசையாமல் வைத்திருந்தனர், மறுபகுதியை சுதந்திரமாக விழவிட்டனர். பின்னர் இரு பகுதிகளையும் இணைத்து குவாண்டம் கட்ட வேறுபாட்டை அளந்தனர்.

அளக்கப்பட்ட இந்த கட்டம், ஐன்ஸ்டீனின் சமான்மைக் கோட்பாட்டை ஒரு குவாண்டம் அலைக்குப் பயன்படுத்தும்போது கணிக்கப்படும் மதிப்புடன் பொருந்தியது. சுதந்திரமாக விழும் ஒரு பொருளிலிருந்து இத்தகைய கணிக்கப்பட்ட குவாண்டம் கட்டத்தை நேரடியாக அளந்த முதல் சோதனை இதுவாகும். பென்-குரியன் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த முதன்மை ஆசிரியர் பேராசிரியர் ரோன் ஃபோல்மன், இந்த சோதனை ஈர்ப்பு மற்றும் குவாண்டம் கோட்பாட்டை ஒன்றிணைப்பதற்கான குறிப்புகளை அளிப்பதாகக் கூறினார். ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த இணை ஆசிரியர் பேராசிரியர் விலாட்கோ வேத்ரால், இது குவாண்டம் இயக்கவியலின் கணிப்புகள் நிலைத்திருப்பதைக் காட்டுவதாகக் கூறினார்.

இந்த முடிவு ஈர்ப்பையும் குவாண்டம் இயக்கவியலையும் ஒன்றிணைக்கவில்லை; ஈர்ப்பு விசை தானே குவாண்டம் தன்மை கொண்டது என்பதையும் இது நிரூபிக்கவில்லை. போதுமான அளவு நிறை கொண்ட பொருட்கள் நீண்ட காலம் குவாண்டம் சூப்பர்பொசிஷன் நிலையில் இருந்தால் குவாண்டம் இயக்கவியல் செயலிழக்கக்கூடும் என இணை ஆசிரியர் சர் ரோஜர் பென்ரோஸ் என்பவர் முன்வைத்த கருத்தையும் இது மறுக்கவில்லை. ஏனெனில் இச்சோதனையில் பயன்படுத்தப்பட்ட பொருட்கள் அதைவிடச் சிறியவை. நானோடயமண்டுகள் உள்ளிட்ட கனமான பொருட்களுக்கு இந்த நுட்பத்தை விரிவுபடுத்த ஆய்வாளர்கள் விரும்புகின்றனர்; பென்-குரியன் பல்கலைக்கழகத்தில் அத்தகைய சோதனைகள் ஏற்கெனவே நடைபெற்று வருகின்றன.