அறுதியின்மைக் கொள்கை

அறுதியுறாமைக் கொள்கை அல்லது அறுதியின்மைக் கொள்கை (Uncertainty principle) என்பது குவாண்டம் இயக்கவியலில், குறிப்பிட்ட இயற்பியப் பண்பு இணைகளைத் துல்லியமாக அறிதலில் உள்ள அடிப்படை வரையறையைக் குறிக்கும் ஒரு சமனிலி ஆகும். குவாண்டம் இயற்பியலில், ஹெய்சன்பர்க் ஐயப்பாட்டுக் கொள்கை பின்வருமாறு கூறுகிறது: "ஒரு சிறிய இடப்பகுதியில் ஒரு துகளின் அமைவிடத்தைச் சரியாகக் கண்டுகொள்வது அதன் உந்தத்தை ஐயப்பாடுக்கு உரியதாக்குகின்றது. மறுதலையாக, ஒரு துகளின் உந்தத்தைச் சரியாக அளக்கமுடியுமானால் அதன் இடம் ஐயத்துக்கு உரியதாகின்றது".

குவாண்டம் பொறிமுறையில், துகள்களின் உந்தத்துக்கும், அமைவிடத்துக்கும் துல்லியமான பெறுமானங்கள் கிடையா, ஆனால் நிகழ்தகவுப் பரம்பல் மட்டுமே உண்டு. ஒரு துகளின் நிச்சயமான இடமும், நிச்சயமான உந்தமும் கொண்ட நிலைகள் எதுவும் கிடையா. அமைவிடம் தொடர்பாகக் குறுகிய நிகழ்தகவுப் பரம்பல் இருக்கும்போது, உந்தம் தொடர்பான நிகழ்தவுப் பரம்பல் அகன்றதாக இருக்கும்.

ஒரு அணுவின் இடத்தை ஃபோட்டான் துகள் கொண்டு அளக்க முற்படும்போது, தெறிக்கும் ஃபோட்டான் அணுவின் உந்தத்தை குறித்துச் சொல்லமுடியாத அளவினால் மாற்றுகிறது. இந்த அளவு இட அளவையின் துல்லியத் தன்மைக்கு எதிர் விகிதசமமாகும். சோதனை ஒழுங்குகள் எப்படி இருப்பினும், இந்த ஐயப்பாட்டுத் தன்மையின் அளவை, இக் கொள்கையினால் தீர்மானிக்கப்படுகின்ற ஒரு அளவுக்குக் கீழ் குறைக்க முடியாது.

எடுத்துக்காட்டாய், ஒரு துகளின் இருப்பிடம் x மற்றும் திணிவுவேகம் p ஆகிய இணையுள் ஏதேனும் ஒன்று எந்தளவிற்குத் துல்லியமாய் கணக்கிடப்படுகிறதோ அந்தளவிற்கு மற்றொன்றை அறிவதில் துல்லியமற்றத் தன்மை ஏற்படும். இதுபோன்றதோர் வரையறை இருக்கிறது என்று வெர்னர் ஐசன்பர்க்கால் பட்டறிவுசார் கோட்பாடாய் 1927-இல் முன்மொழியப்பட்டது. எனவே அவரது பெயரால் இது சிலசமயங்களில் ஹைசன்பர்க் கொள்கை என்றும் அறியப்படும். பின்னர் அதே ஆண்டில் இன்னும் முறையான ஒரு சமனிலி, இருப்பிடத்தின் திட்டவிலக்கம் σ_x மற்றும் திணிவுவேகத்தின் திட்டவிலக்கம் σ_p ஆகியவற்றை தொடர்புபடுத்தி, ஏர்ல் ஹெஸ்ஸி கென்னார்டு என்பரால் வருவிக்கப்பட்டது (1928-இல் ஹெர்மன் வே என்பவராலும் தனியாய் இதே சமனிலி வருவிக்கப்பட்டது)

${\sigma }_x{\sigma }_p\ge \frac{\hslash }{2},$

இங்கு ħ என்பது குறைக்கப்பட்ட பிளாங்க் மாறிலி.

தொடக்கத்தில், அறுதியின்மைக் கொள்கை, இயற்பியலில் கிட்டத்தட்ட இதேபோன்று இருக்கும் மற்றொரு விளைவு ஒன்றுடன் குழப்பிக்கொள்ளப்பட்டது, அது நோக்காளர் விளைவு, குறிப்பிட்ட சில அமைப்புகளைப் பற்றி அளந்தறிகையில் அளக்கும் செயலால் அவ்வமைப்புகளில் சிறிதேனும் தாக்கம் ஏற்படாமல் தவிர்க்க இயலாது என்பதே அவ்விளைவு. குவாண்டம் அளவில் ஹைசன்பர்க் அப்படி ஒரு விளைவையே குவாண்டம் அறுதியின்மைக்கான இயற்பிய “விளக்கமாக” அளித்தார். ஆனால் தற்பொழுது அறுதியின்மை வேறு என்பதும், அது அலை-போன்ற அனைத்து அமைப்புகளின் பண்புகளில் இயல்பாய் பொதிந்திருக்கின்றது என்பதும், அது குவாண்டம் இயற்பியலில் அனைத்து பொருட்களின் பருப்பொருள் அலை இயல்பால் உண்டாகிறது என்பதும் நன்கு அறிந்துகொள்ளப்பட்டுள்ளது. எனவே, அறுதியின்மைக் கொள்கை என்பது குவாண்டம் அமைப்புகளின் ஒரு அடிப்படை பண்பைச் சொல்வதாகும், தற்போதைய தொழில்நுட்பத்தின் அளந்தறிதல் திறத்தினைப் பற்றிக் கூறுவதன்று. அளந்தறிதல் என்று குறிக்கப்படுவது ஒர் இயற்பியன் நோக்காளன் பங்கேற்கும் செயலை மட்டுமே குறிப்பதன்று, அது பொதுவில் பருப்பொருள்கள் மற்றும் குவாண்டம் பொருட்கள் இடையிலான எந்தவொரு இடைவினையையும் குறிப்பிடுவது என்பதை இங்கே வலியுறுத்த வேண்டும்.

குவாண்டம் இயக்கவியலில் அறுதியின்மைக் கொள்கை இத்துணை அடிப்படைப் பண்பாய் இருப்பதனால், குவாண்டம் இயக்கவியலின் இயல்பான சோதனைகள் அனைத்தும் அதன் கூறுகளை எப்பொழுதும் உணர்த்தும். எனினும், சில சோதனைகள் அறுதியின்மையின் ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவினைச் சோதிப்பதற்காகவே வடிவமைக்கப்படுவதும் உண்டு, எடுத்துக்காட்டாய், மீக்கடத்தி அல்லது குவாண்டம் ஒளியிய அமைப்புகளில் எண்-கட்டம் அறுதியின்மை சமனிலிகளைச் சோதித்தல் போன்றவை. இதன் பயனாக்கம் ஈர்ப்பலை குறுக்கீட்டுமானி போன்றவற்றிற்குத் தேவைபடுவதைப் போன்ற மிகமிகக் குறைந்த இரைச்சல் தொழில்நுட்பம் போன்றவற்றை உருவாக்குவது ஆகும்.

வெளி இணைப்புகள்

• The certainty principle வார்ப்புரு:ஆ