വിഖ്യാത ശാസ്ത്രജ്ഞനും ശാസ്ത്രമെഴുത്തുകാരനുമായ ജോർജ് ഗാമോവിന്റെ പ്രശസ്തമായ ഒരു പുസ്തകമാണ് ‘ഫിസിക്സിനെ പിടിച്ചു കുലുക്കിയ 30 വർഷങ്ങൾ’ (Thirty years that shook Physics: The story of quantum theory). 1900 മുതൽ 1930 വരെയുള്ള 30 വർഷമാണ് പുസ്തകത്തിലെ പ്രതിപാദ്യം.
30 വർഷത്തെ കഥ ആരംഭിക്കുന്നത് 1900 ഡിസംബർ 14-ന് മാക്സ് പ്ലാങ്ക് ജർമ്മൻ ഫിസിക്കൽ സൊസൈറ്റിയുടെ ഒരു മീറ്റിംഗിൽ ഊർജത്തിൻ്റെ ക്വാണ്ടം എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിക്കുന്നതോടെയാണ്. ചൂടുള്ള ഏതൊരു വസ്തുവും താപവികിരണങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കും. ഇതിനെ സംബന്ധിച്ച് നിലവിലിരുന്ന സിദ്ധാന്തങ്ങൾ പുതിയ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി ഒത്തുപോകാത്തതിനാൽ അവയെ തിരുത്താനുള്ള ശ്രമത്തിൻ്റെ ഭാഗമായി ദ്രവ്യം ഊർജത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതും പുറത്തേക്കു വിടുന്നതും നിശ്ചിത അളവുകളിൽ മാത്രമായിരിക്കും എന്ന ആശയം പ്ലാങ്ക് മുന്നോട്ടു വെച്ചു. ഇതിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തിയ സമവാക്യം പരീക്ഷണങ്ങളുമായി ഒത്തുപോകുന്നുവെന്നത് ദിവസങ്ങൾക്കകം ബോദ്ധ്യമായി.
5 വർഷത്തിനകം 1905-ൽ അന്ന് ഒരു പേറ്റൻ്റ് ഓഫീസിൽ ജോലി ചെയ്തിരുന്ന യുവഗവേഷൻ ആൽബെർട്ട് ഐൻസ്റ്റൈൻ പ്ലാങ്കിൻ്റെ ആശയത്തെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തി ഫോട്ടോ ഇലക്ടിക് പ്രഭാവം എന്ന സംഗതിയെ കൃത്യമായി വിശദീകരിച്ചു. പ്രകാശം ക്വാണ്ടങ്ങളുടെ (ഫോട്ടോണുകളുടെ) രൂപത്തിലാണ് സഞ്ചരിക്കുന്നതെന്നതായിരുന്നു അതിൻ്റെ കാതൽ. ഈ സിദ്ധാന്തത്തിൽ തീരെ വിശ്വാസം തോന്നാതിരുന്ന റോബെർട്ട് മില്ലിക്കൻ എന്ന വിഖ്യാത ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഇതു കർശനമായ പരീക്ഷണങ്ങൾക്കു വിധേയമാക്കി; ഒടുവിൽ ഐൻസ്റ്റൈൻ പറഞ്ഞത് പൂർണ്ണമായും ശരിയെന്ന് തിരിച്ചറിഞ്ഞു. കുറച്ചു വർഷങ്ങൾക്കു ശേഷം ആർതർ കോംപ്ടൺ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ (Compton scattering) ഫോട്ടോണുകളുടെ അസ്തിത്വം സംശയരഹിതമായി തെളിയിക്കപ്പെട്ടു.
ഇതിനിടയിൽ 1911-18 കാലഘട്ടത്തിൽ നീൽസ് ബോർ ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഒരു പുതിയ ആറ്റം മാതൃക അവതരിപ്പിച്ചു. തുടർന്ന്, ഈ രംഗത്തെ ഗവേഷണം കൂടുതൽ ഊർജിതമായി. പിന്നീട് 1924-ൽ ലൂയി ദെ ബ്രോയ് (Louis de Broglie) ഇലക്ട്രോണിനെപ്പോലുള്ള ദ്രവ്യകണങ്ങൾക്കു തരംഗസ്വഭാവം ഉണ്ടെന്ന സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ടുവച്ചു.
1925-ൽ വെർണെർ ഹൈസെൻബെർഗ് എന്ന യുവശാസ്ത്രജ്ഞൻ സുപ്രധാനമായ ഒരു ഗവേഷണ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. തുടർന്ന് ഇദ്ദേഹം മാക്സ് ബോൺ, പാസ്കൽ ജോർഡൻ എന്നിവരോടൊപ്പം മാട്രിക്സ് മെക്കാനിക്സ് എന്നറിയപ്പെട്ട ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിൻ്റെ സമഗ്രമായ ഒരു രൂപം ഉണ്ടാക്കിയെടുത്തു. ഏതാണ്ട് ഇതേ കാലത്തുതന്നെ ഇർവ്വിൻ ഷ്രോഡിങ്ഗർ എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞൻ വേവ് മെക്കാനിക്സ് എന്ന പേരിൽ മറ്റൊരു സിദ്ധാന്തവും കണ്ടെത്തി. ആദ്യം തികച്ചും വ്യത്യസ്തങ്ങളെന്നു കരുതിയെങ്കിലും, പിന്നീട് ഈ രണ്ടു സിദ്ധാന്തങ്ങളും അടിസ്ഥാപരമായി ഒന്നുതന്നെയെന്നു മനസ്സിലാവുകയും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് എന്നറിയപ്പെടുകയും ചെയ്തു. ഇതു പിന്നീട് ശാസ്ത്രരംഗത്തും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ലോകത്തും വലിയ നേട്ടങ്ങൾക്ക് കാരണമായി.
ഇതിന്റെ 100-ാം വാർഷികം എന്ന നിലയിലാണ് 2025-നെ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിന്റെയും ക്വാണ്ടം സാങ്കേതികവിദ്യയുടേയും അന്താരാഷ്ട്ര വർഷമായി ലോകമെമ്പാടും ആചരിക്കുന്നത്.
Leave a Reply