ක්වන්ටම් යුගල බන්ධනය හෙවත් සහසම්බන්ධතාවය
**************************************
අපට ක්වීන්ස් මේරි විශ්ව විද්‍යාලයේ අභ්‍යවකාශ විද්‍යාව (cosmology) උගන්වපු රුසියන් සර් ආචාර්ය අලක්සන්ඩර් පල්නාර්යේව් මෙහෙම ලස්සන කතාවක් කිව්වා. . එකම වගේ නිවුන් සහෝදරියෝ දෙන්නෙක් රුසියාවේ ඉඳන් එක්කෙනෙක් ඔස්ට්‍රේලියාවට හා අනිත් කෙනා එංගලන්තයට එනවා ඈත කාලයක. නැව් ගමනාගමනය තිබ්බ කාලේ. ලියුමක් යන්නත් මාස ගාණක් යනවා. මේ දෙන්න කතා වෙනවා හැම ඉරිදාම දවල් එකට දෙන්නම මේසෙක උතුරට මුහුණ දීලා ඉඳගෙන රතු වයින් වීදුරුවක් බොනවා කියල. ඔහොම කාලයක් යනවා. මේ අතරේ පුවත්පත් කලාවේදියෙක් එංගලන්තයේ සිට ඔස්ට්‍රේලියාවට යනවා. එහිදී අර නිවුන් සහෝදරියගේ නිවසට යැවෙනවා ඉරිදාවක දහවල් භෝජනයට. එහිදී අනිත් කවුරුත් ගණන් ගත්තේ නැතත් නිවුන් සහෝදරිය උතුරට මුහුණලා රතු වයින් වීදුරුවක් පානය කරනවා ඔහු දකිනවා. ඔහු කල්පනා කරනවා තමන් මේ විධිහෙම කෙනෙක් එංගලන්තයෙ ඉරිදාවක දහවල් එකට මෙයම කරනවා දැක්ක නේද කියල.
ක්වන්ටම් සහසම්බන්ධයේදී වෙන්නත් එවැනිම දෙයක්. මේ ෆොටෝන් අංශු දෙක හැසිරෙන්නේ එකම විධිහට. හැබැයි පොඩි වෙනසක් එක්ක. ක්වන්ටම් අංශු වල භ්‍රමණය (ස්පින්) කියල දෙයක් තිබෙනවා. මේක පැහැදිලි කරන්න Pauli exclusion principle හෙවත් පෞලි ගේ නිෂේධන නියමයෙන් (පෞලිගේ බහිෂ්කාර නියමය) (ඉවත්කිරීම හෝ බැහැරවීම) පුළුවන්. වොල්ෆ්ගන් පෞලි කියන ජර්මන් ජාතිකයා කිව්වේ ඕනෑම එක වාගේ ෆර්මියන් (fermion) අංශු දෙකක් හෝ කිහිපයක් එක ක්වන්ටම් පද්ධතියක එකම ක්වන්ටම් තත්වයක (state) පවතින්නේ නැහැ එකම මොහොතකදී (simultaneously). එලෙක්ට්‍රෝනයක් ගත්තොත් එකක භ්‍රමණය 1/2 (ස්පින්) යි නම් අනික -1/2. (ක්වන්ටම් නොම්මර හතරක් තිබෙනවා. n, l, mℓ ,ms )
ක්වන්ටම් සහබන්ධනයේදී මෙම ක්වන්ටම් අංශුන් දෙකක් (හෝ ඊට වැඩි ගණනක් ) එකිනෙකට ස්වාධීනව කොතරම් දුරක හිටියත් එකම විධිහට හැසිරීම. ඒ කියන්නේ දුරේ ප්‍රශ්නයක් නැතිව දෙන්න එකම පද්ධතියක් ලෙස සිටීම. සියයට පනහක (50%) පමණ අවස්ථාවකදී මේ අංශුන් දෙකේ භ්‍රමණය හෙවත් ස්පින් එක ප්‍රතිවිරුද්ධ අතට තියෙන්න පුළුවන්. හැබැයි දෙකම සම්පුර්ණ ස්පින් එක බින්දුවයි. (1/2-1/2=0)
එසේම එක අංශුවකට මොකක් හරි පරීක්ෂණයක් කලොත් අනික් අංශුව ඒ බව දන්නා විධිහට හැසිරෙනවා. උදාහරණයකට කිවොත් එකකට ගැහුවොත් අනිකා උඩ පනිනවා. ආලෝකයේ වේගයටත් වැඩියෙන් මෙම තොරතුරු අංශු දෙක අතරේ හුවමාරු වෙන්නේ කොහොමද කියල තවම දන්නේ නැහැ.
කොටින්ම මෙහෙම සහසම්බන්ධතා ඇති අංශුන් එකම පද්ධතියක් ලෙස හැසිරීම භාවිතා කරලා තමයි ක්වන්ටම් කොම්පියුටින් හෙවත් ක්වන්ටම් පරිගණක ක්‍රියාකාරීත්වය නිර්මාණය කරගෙන යන්නේ. කෙටියෙන් ඒක තමා අදහස.
මගේ බෞද්ධ ඉතිහාසයක් තියෙන නිසා මට එකපාරටම මතක් වුනේ අර බුදුන් වහන්සේ යමා මහා පෙළහර පාන කතාව. (දැන් මේ ආගම ඔප්පු කරන්න යනවා නෙමේ. උදාහරණයක් විතරයි) එතැනදී අපි අහල තියෙනව බුදුන් දෙතැනක හෝ කිහිප තැනක එකම මොහොතේ පෙනී හිටිනවා කියල. මට හිතෙනවා ටිකක් අන්න ඒ වගේ කියල. (මෙය යමා මහා පෙළහර ඔප්පු කිරීමට ලියුවක් නොවන බව කරුණාවෙන් සලකන්න.)
ක්වන්ටම් සහසම්බන්ධය ඔප්පු කිරීම ට කල පරීක්ෂණ මොනවාද? ජෝන් බෙල් කියන විද්‍යාඥයා කිව්වේ අංශුන් දෙකක් වෙන් කරලා දෙකම ඉතාමත් දුරින් තබල මේක ඔප්පු කරමු කියල. හැබැයි මෙතැන පොඩි ප්‍රශ්නෙකට ආවේ කොහොමද හරියටම කියන්නේ මේවා සහසන්ධීය අංශුන් කියල. එසේම මේ අංශුන් හොරෙන් එකිනෙකා සමග කතා කර ගන්නවද කියල හොයන්නේ කොහොමද?
ඇමෙරිකා එක්සත් ජනපදයේ ඩෙල්ෆ්ට් විශ්ව විද්‍යාලයේ ක්‍රිස්ටර් ෂාම්, හැන්සන් සහ සෙලින්ගර් මේ ප්‍රශ්න මග හැරලා පරීක්ෂණයක් කලා. දියමන්ති දෙකක අංශුන් කිලෝමීටර් 1.3 ක දුර ප්‍රමාණයකින් වෙන් කරලා. ඔවුන් කිසිම නිර්මිත වෙලාවක් හෝ තත්වයක් නැතිව මෙම අංශුන් නිරීක්ෂණය කලා. දුර ප්‍රමාණය නිසා ආලෝකයේ වේගයෙන් හැර වෙන ක්‍රමයකින් මේ දියමන්ති අංශුන් වලට තොරතුරු හුවමාරු කරගන්න බැහැ. ඔවුන් සියලුම සහසම්බන්ධ අංශුන් පරීක්ෂා කලා. මේ පරීක්ෂණය මෙහි විස්තර කරනවා. මෙහිදී ඔප්පු කර ගත කි වුණා මෙය සත්‍යයක් බව.
දෙවන පරීක්ෂණය කරන ලද්දේ වියන්නා විශ්ව විද්‍යාලයේ. ඔවුන් අංශුන් තිබ්බේ කැනරි දූපත් (ස්පාඤඤ) වල ලා පල්මා වල සහ ටෙනරිෆ් වල එකිනෙකට කිලෝමීටර් 143 පමණ ඈතින් . එනිසා ළඟ තිබෙන වෙනත් දෙයක හෝ අංශුන් වල බලපෑමක් නැහැ. එසේම අහඹු ලෙස (random) නොම්මර තෝරන ක්‍රමයකින් අංශුව තෝරා ගත්තේ . ඒ කියන්නේ ස්වාධීන තෝරා ගැනීමකට ඉඩ හැරලා. මෙහිදී ෆෝටෝන් මූලාශ්‍රය එක කාමරයකත් මීටර 100 එහායින් කාමර දෙකක ඩිටෙක්ටර්ස් හෙවත් පරීක්ෂක උපකරණත් තබා තිබුණ. එම පරීක්ෂණයේදී බාධාවක් විරහිතව මෙය ඔප්පු වුණා.
ඔප්පු කිරීමේ පරීක්ෂණ ගැන කියවන්න.
https://www.nature.com/articles/nature15759
http://www.pnas.org/content/112/46/14202.abstract
අපට ක්වීන්ස් මේරි විශ්ව විද්‍යාලයේ අභ්‍යවකාශ විද්‍යාව (cosmology) උගන්වපු රුසියන් සර් ආචාර්ය අලක්සන්ඩර් පල්නාර්යේව් මෙහෙම ලස්සන කතාවක් කිව්වා. . එකම වගේ නිවුන් සහෝදරියෝ දෙන්නෙක් රුසියාවේ ඉඳන් එක්කෙනෙක් ඔස්ට්‍රේලියාවට හා අනිත් කෙනා එංගලන්තයට එනවා ඈත කාලයක. නැව් ගමනාගමනය තිබ්බ කාලේ. ලියුමක් යන්නත් මාස ගාණක් යනවා. මේ දෙන්න කතා වෙනවා හැම ඉරිදාම දවල් එකට දෙන්නම මේසෙක උතුරට මුහුණ දීලා ඉඳගෙන රතු වයින් වීදුරුවක් බොනවා කියල. ඔහොම කාලයක් යනවා. මේ අතරේ පුවත්පත් කලාවේදියෙක් එංගලන්තයේ සිට ඔස්ට්‍රේලියාවට යනවා. එහිදී අර නිවුන් සහෝදරියගේ නිවසට යැවෙනවා ඉරිදාවක දහවල් භෝජනයට. එහිදී අනිත් කවුරුත් ගණන් ගත්තේ නැතත් නිවුන් සහෝදරිය උතුරට මුහුණලා රතු වයින් වීදුරුවක් පානය කරනවා ඔහු දකිනවා. ඔහු කල්පනා කරනවා තමන් මේ විධිහෙම කෙනෙක් එංගලන්තයෙ ඉරිදාවක දහවල් එකට මෙයම කරනවා දැක්ක නේද කියල.
ක්වන්ටම් සහසම්බන්ධයේදී වෙන්නත් එවැනිම දෙයක්. මේ ෆොටෝන් අංශු දෙක හැසිරෙන්නේ එකම විධිහට. හැබැයි පොඩි වෙනසක් එක්ක. ක්වන්ටම් අංශු වල භ්‍රමණය (ස්පින්) කියල දෙයක් තිබෙනවා. මේක පැහැදිලි කරන්න Pauli exclusion principle හෙවත් පෞලි ගේ නිෂේධන නියමයෙන් (පෞලිගේ බහිෂ්කාර නියමය) (ඉවත්කිරීම හෝ බැහැරවීම) පුළුවන්. වොල්ෆ්ගන් පෞලි කියන ජර්මන් ජාතිකයා කිව්වේ ඕනෑම එක වාගේ ෆර්මියන් (fermion) අංශු දෙකක් හෝ කිහිපයක් එක ක්වන්ටම් පද්ධතියක එකම ක්වන්ටම් තත්වයක (state) පවතින්නේ නැහැ එකම මොහොතකදී (simultaneously). එලෙක්ට්‍රෝනයක් ගත්තොත් එකක භ්‍රමණය 1/2 (ස්පින්) යි නම් අනික -1/2. (ක්වන්ටම් නොම්මර හතරක් තිබෙනවා. n, l, mℓ ,ms )
ක්වන්ටම් සහබන්ධනයේදී මෙම ක්වන්ටම් අංශුන් දෙකක් (හෝ ඊට වැඩි ගණනක් ) එකිනෙකට ස්වාධීනව කොතරම් දුරක හිටියත් එකම විධිහට හැසිරීම. ඒ කියන්නේ දුරේ ප්‍රශ්නයක් නැතිව දෙන්න එකම පද්ධතියක් ලෙස සිටීම. සියයට පනහක (50%) පමණ අවස්ථාවකදී මේ අංශුන් දෙකේ භ්‍රමණය හෙවත් ස්පින් එක ප්‍රතිවිරුද්ධ අතට තියෙන්න පුළුවන්. හැබැයි දෙකම සම්පුර්ණ ස්පින් එක බින්දුවයි. (1/2-1/2=0)
එසේම එක අංශුවකට මොකක් හරි පරීක්ෂණයක් කලොත් අනික් අංශුව ඒ බව දන්නා විධිහට හැසිරෙනවා. උදාහරණයකට කිවොත් එකකට ගැහුවොත් අනිකා උඩ පනිනවා. ආලෝකයේ වේගයටත් වැඩියෙන් මෙම තොරතුරු අංශු දෙක අතරේ හුවමාරු වෙන්නේ කොහොමද කියල තවම දන්නේ නැහැ.
කොටින්ම මෙහෙම සහසම්බන්ධතා ඇති අංශුන් එකම පද්ධතියක් ලෙස හැසිරීම භාවිතා කරලා තමයි ක්වන්ටම් කොම්පියුටින් හෙවත් ක්වන්ටම් පරිගණක ක්‍රියාකාරීත්වය නිර්මාණය කරගෙන යන්නේ. කෙටියෙන් ඒක තමා අදහස.
මගේ බෞද්ධ ඉතිහාසයක් තියෙන නිසා මට එකපාරටම මතක් වුනේ අර බුදුන් වහන්සේ යමා මහා පෙළහර පාන කතාව. (දැන් මේ ආගම ඔප්පු කරන්න යනවා නෙමේ. උදාහරණයක් විතරයි) එතැනදී අපි අහල තියෙනව බුදුන් දෙතැනක හෝ කිහිප තැනක එකම මොහොතේ පෙනී හිටිනවා කියල. මට හිතෙනවා ටිකක් අන්න ඒ වගේ කියල. (මෙය යමා මහා පෙළහර ඔප්පු කිරීමට ලියුවක් නොවන බව කරුණාවෙන් සලකන්න.)
ක්වන්ටම් සහසම්බන්ධය ඔප්පු කිරීම ට කල පරීක්ෂණ මොනවාද? ජෝන් බෙල් කියන විද්‍යාඥයා කිව්වේ අංශුන් දෙකක් වෙන් කරලා දෙකම ඉතාමත් දුරින් තබල මේක ඔප්පු කරමු කියල. හැබැයි මෙතැන පොඩි ප්‍රශ්නෙකට ආවේ කොහොමද හරියටම කියන්නේ මේවා සහසන්ධීය අංශුන් කියල. එසේම මේ අංශුන් හොරෙන් එකිනෙකා සමග කතා කර ගන්නවද කියල හොයන්නේ කොහොමද?
ඇමෙරිකා එක්සත් ජනපදයේ ඩෙල්ෆ්ට් විශ්ව විද්‍යාලයේ ක්‍රිස්ටර් ෂාම්, හැන්සන් සහ සෙලින්ගර් මේ ප්‍රශ්න මග හැරලා පරීක්ෂණයක් කලා. දියමන්ති දෙකක අංශුන් කිලෝමීටර් 1.3 ක දුර ප්‍රමාණයකින් වෙන් කරලා. ඔවුන් කිසිම නිර්මිත වෙලාවක් හෝ තත්වයක් නැතිව මෙම අංශුන් නිරීක්ෂණය කලා. දුර ප්‍රමාණය නිසා ආලෝකයේ වේගයෙන් හැර වෙන ක්‍රමයකින් මේ දියමන්ති අංශුන් වලට තොරතුරු හුවමාරු කරගන්න බැහැ. ඔවුන් සියලුම සහසම්බන්ධ අංශුන් පරීක්ෂා කලා. මේ පරීක්ෂණය මෙහි විස්තර කරනවා. මෙහිදී ඔප්පු කර ගත කි වුණා මෙය සත්‍යයක් බව.
දෙවන පරීක්ෂණය කරන ලද්දේ වියන්නා විශ්ව විද්‍යාලයේ. ඔවුන් අංශුන් තිබ්බේ කැනරි දූපත් (ස්පාඤඤ) වල ලා පල්මා වල සහ ටෙනරිෆ් වල එකිනෙකට කිලෝමීටර් 143 පමණ ඈතින් . එනිසා ළඟ තිබෙන වෙනත් දෙයක හෝ අංශුන් වල බලපෑමක් නැහැ. එසේම අහඹු ලෙස (random) නොම්මර තෝරන ක්‍රමයකින් අංශුව තෝරා ගත්තේ . ඒ කියන්නේ ස්වාධීන තෝරා ගැනීමකට ඉඩ හැරලා. මෙහිදී ෆෝටෝන් මූලාශ්‍රය එක කාමරයකත් මීටර 100 එහායින් කාමර දෙකක ඩිටෙක්ටර්ස් හෙවත් පරීක්ෂක උපකරණත් තබා තිබුණ. එම පරීක්ෂණයේදී බාධාවක් විරහිතව මෙය ඔප්පු වුණා.
ඔප්පු කිරීමේ පරීක්ෂණ ගැන කියවන්න.
https://www.nature.com/articles/nature15759
http://www.pnas.org/content/112/46/14202.abstract
