quantum

ക്വാണ്ടംമെക്കാനിക്‌സിന് നിത്യജീവിതത്തില്‍ പ്രാധാന്യമില്ലെന്ന വാദം ശരിയോ?

സാബു ജോസ്
sabuസൂക്ഷ്മ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ പ്രകൃതത്തെ കുറിച്ച്പഠിക്കുന്ന ശാസ്ത്രശാഖയാണ് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്‌സ്. അതിബുദ്ധിമാന്‍മാരായ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഈ മേഖലയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ വെറും അക്കാദമിക താല്‍പ്പര്യത്തിനപ്പുറം ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തിന് നിത്യജീവതത്തില്‍ പ്രധാന്യമില്ലെന്ന് വാദിക്കുന്നവരുമുണ്ട്. പക്ഷെ ഈ വാദം ശരിയല്ല. ക്വാണ്ടം ഭൗതികം വളര്‍ന്നുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ക്വാണ്ടംമെക്കാനിക്‌സ് നിത്യജീവതത്തില്‍ ഇടപെടുന്ന ചില മേഖലകള്‍ പരിശോധിക്കാം.

1) ക്വാണ്ടം ക്ലോക്കുകള്‍:-
നിങ്ങളുടെ കൈയ്യില്‍ കെട്ടിയിരിക്കുന്ന വാച്ചില്‍ ഏതാനും സെക്കന്റുകളുടെ വ്യത്യാസമുണ്ടെങ്കില്‍, ചിലപ്പോള്‍ മിനിട്ടുകളുടെ വ്യത്യാസമുണ്ടെങ്കില്‍ തന്നെ ആരും കാര്യമാക്കാറില്ല. സെക്കന്റുകളുടെ കൃത്യതയില്‍ ചെയ്തുതീര്‍ക്കേണ്ട കാര്യങ്ങള്‍ ദൈനംദിന ജീവിതത്തില്‍ഇല്ലാത്തതുതന്നെ കാര്യം. എന്നാല്‍ വാര്‍ത്താവിനിമയ രംഗത്തും പ്രതിരോധ സംവിധാനങ്ങളിലും രാഷ്ട്രങ്ങളുടെ സമയമേഖല ക്രമീകരിക്കുന്നതിനും മറ്റും കുറെകൂടി കൃത്യതയുള്ള ക്ലോക്കുകളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അണുഘടികാരങ്ങള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്ന അത്തരം ക്ലോക്കുകള്‍ക്ക് രണ്ട് കോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ക്കിടയില്‍ ഒരു സെക്കന്റിന്റെ വ്യത്യാസംമാത്രമെ ഉണ്ടാകാറുള്ളു. സീഷിയം ആറ്റത്തിന്റെ സ്പന്ദനത്തെ ആധാരമാക്കിയാണ് ആറ്റമിക് ക്ലോക്കുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. എന്നാല്‍ ആറ്റമിക് ക്ലോക്കുകളുടെ കൃത്യത പോരാതെ വരുന്ന ചില മേഖലകളുണ്ട് എന്ന് പറയുമ്പോള്‍ അതിലൊട്ടും അതിശയോക്തിയില്ല. കൃത്രിമ ഉപഗ്രഹങ്ങളുടെ ഗതിനിര്‍ണയത്തിലും ഛിന്ന ഗ്രഹങ്ങളുടെ വേഗതയും നക്ഷത്ര സമൂഹങ്ങളുടെ പലായനവുമെല്ലാം അളക്കുന്നത് അണുഘടികാരങ്ങളെക്കാള്‍ സൂക്ഷ്മതയുള്ള ക്ലോക്കുകള്‍ ആവശ്യമാണ്. സീഷിയം ആറ്റത്തിന്റെ കമ്പനങ്ങള്‍ അളക്കുന്നതിലെ അനിശ്ചിതത്വം പരമാവധി കുറക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞാല്‍ അണുഘടികാരങ്ങള്‍ അണുവിട തെറ്റാതെ കൃത്യസമയം പാലിക്കും. എത്രകോടി വര്‍ഷങ്ങള്‍ കഴിഞ്ഞാലും. ജര്‍മനിയിലെ രണ്ട് സര്‍വകലാശാലകളിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ക്വാണ്ടം ക്ലോക്കുകളുടെ ഗവേഷണത്തിലാണ്. അധികം താമസിയാതെ ക്വാണ്ടംക്ലോക്കുകള്‍ യാഥാര്‍ഥ്യമാകും.

2) ടെലിപോര്‍ട്ടേഷന്‍:
സയന്‍സ് ഫിക്ഷന്‍ സിനിമകളിലും ടെലിവിഷന്‍ ഷോകളിലുംമാത്രം കണ്ടുപരിചയമുള്ള ടെലിപോര്‍ട്ടേഷന്‍ യാഥാര്‍ഥ്യമാവുകയാണ്. കാലിഫോര്‍ണിയ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകര്‍ ക്വാണ്ടം എന്‍ടാങ്കിള്‍മെന്റ് എന്ന സങ്കേതമുപയോഗിച്ച് ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ സവിശേഷതകള്‍ ഒരു മീറ്റര്‍ അകലത്തില്‍ ടെലിപോര്‍ട്ട് ചെയ്യുന്നതില്‍ വിജയിച്ചു.ഇത് വലിയൊരു കുതിച്ചുചാട്ടം തന്നെയാണ്. വസ്തുക്കള്‍ക്ക് പകരം വിവരങ്ങള്‍ ടെലിപോര്‍ട്ട് ചെയ്യുന്നതിനാണ് ഇപ്പോള്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ പ്രഥമ പരിഗണന നല്‍കുന്നത്. വാര്‍ത്താവിനിമയ രംഗത്താണ് ഇതിന്റെ നേട്ടം ഏറ്റുവുമധികം ഉണ്ടാകാന്‍ പോകുന്നത്.
3) ലേസറുകള്‍:
ഒരു കൗതുകത്തിനപ്പുറം ലേസറുകള്‍ക്ക് പ്രായോഗിക ഉപയോഗങ്ങള്‍ ഒന്നും തന്നെയില്ലെന്നായിരുന്നു അടുത്തകാലം വരെ കരുതിയിരുന്നത്. എന്നാല്‍ ഇന്ന് ലേസറുകള്‍ ഉപയോഗിക്കാത്ത മേഖലയില്ലെന്നുതന്നെ പറയാം. സിഡിപ്ലെയറുകള്‍ മുതല്‍ മിസൈലുകള്‍ വരെ, കളിപ്പാട്ടങ്ങള്‍ മുതല്‍ യുദ്ധോപകരണങ്ങള്‍വരെ ലേസറുകള്‍ ഉപയോഗിക്കാത്ത മേഖലകളില്ല. ക്വാണ്ടം ഭൗതികമറിയാതെ ലേസറുകള്‍ നിര്‍മിക്കാന്‍ കഴിയില്ല. ഇലക്‌ട്രോണുകളുടെ ഊര്‍ജ്ജനില വര്‍ധിപ്പിക്കുമ്പോള്‍ അവ ഉത്സര്‍ജ്ജിക്കുന്ന തീവ്രത കൂടിയ ഫോട്ടോണുകളാണ് ലേസറുകള്‍. ക്ലാസിക്കല്‍ ഭൗതികത്തിന്റെ ഭാഷക്കപ്പുറം ഊര്‍ജ്ജത്തിന്റെ ചെറിയ പാക്കറ്റുകളായാണ് വികിരണങ്ങള്‍ സഞ്ചരിക്കുന്നത്. ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം വിശദീകരിക്കുന്നതിനും ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്ക്‌സ് തന്നെ വേണം.

quantum-computer

4) ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകള്‍:
കംപ്യൂട്ടറുകളുടെ തുടക്കവും ഇപ്പോഴത്തെ അവസ്ഥയുംതമ്മില്‍ ഒന്നു് താരതമ്യം ചെയ്തുനോക്കു. ടണ്‍ കണക്കിന് ഭാരമുള്ള ഉപകരണങ്ങള്‍ ഒരു വലിയ ഹാളില്‍ നിറച്ചുവെച്ചിരുന്നതാണ് ആദ്യത്തെ കംപ്യൂട്ടറെങ്കില്‍ ഇപ്പോഴോ? സിലിക്കണ്‍ചിപ്പുകള്‍ഇന്ന് വലിപ്പക്കുറവിന്റെ പാതയിലാണുള്ളത്. 2020 ആകുമ്പോഴേക്കും ചിപ്പുകള്‍ അവയുടെ വലിപ്പക്കുറവിന്റെ ഭൗതിക നിര്‍വചനത്തിന്റെ അങ്ങേയറ്റത്തെത്തിയിരിക്കും. അതിനപ്പുറം അവക്ക് ബാധകമാകുന്നത് ക്വാണ്ടം ഭൗതികത്തിലെ നിയമങ്ങളായിരിക്കും. ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകള്‍ വികസനത്തിന്റെ പാതയിലാണ്. ‘പാരലല്‍ പ്രൊസസിംഗ്’ എന്ന സങ്കേതമുപയോഗിച്ചാണ് ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകള്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്. നിരവധി പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ ഒരേസമയം ചെയ്യാന്‍ ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകള്‍ക്ക് കഴിയും. സാധാരണ കംപ്യൂട്ടര്‍ ബിറ്റുകള്‍ക്ക് പകരം ക്യൂബിറ്റുകളാണ് ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടറുകളിലുള്ളത്. എന്നാല്‍ ക്യൂബിറ്റുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് അത്ര എളുപ്പമല്ല. ഇന്ന് ഒരു പക്ഷെ ഏറ്റവുമധികം ഗവേഷണ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ നടക്കുന്നത് ക്വാണ്ടം കംപ്യൂട്ടിംഗ് മേഖലയിലായിരിക്കും.

5) നക്ഷത്രാന്തര വാര്‍ത്താവിനിമയം
സെല്‍ഫോണും ഇന്റര്‍നെറ്റുമെല്ലാം വാര്‍ത്താവിനിമയ രംഗത്തുണ്ടാക്കിയ കുതിച്ചുചാട്ടം നിസാരമല്ല. ഭൂമിയിലെവിടെ നിന്നും ക്ഷണനേരത്തില്‍ വിവരങ്ങള്‍ കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതിന് ഈ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്ക് കഴിയും. എന്നാല്‍ ഭാവിയില്‍ ഗ്രഹാന്തര യാത്രകള്‍ നടത്തുന്ന മനുഷ്യന് ഈ വേഗത മതിയാവാതെ വരും. ഗ്യാലക്‌സികള്‍ക്കപ്പുറത്ത് നിന്നുള്ള സന്ദേശങ്ങള്‍ സ്വീകരിക്കുന്നതിനും തിരിച്ചയക്കുന്നതിനും വിദ്യുത് കാന്തിക തരംഗങ്ങളുടെ ക്ലിപ്ത പ്രവേഗം മതിയാവില്ല. ഇവിടെയും ക്വാണ്ടം ഭൗതിക സഹായത്തിനെത്തും. പ്രപഞ്ചത്തിലെവിടെയുമുള്ള രണ്ട് വസ്തുക്കളെ എന്‍ടാങ്കില്‍ ചെയ്തുകഴിഞ്ഞാല്‍ ഒരു വസ്തുവിലുണ്ടാകുന്ന മാറ്റം അതേ സമയം തന്നെ മറ്റേ വസ്തുവിലുമുണ്ടാകും. ചെറിയ ദൂരങ്ങളില്‍ പരീക്ഷിച്ചു വിജയിച്ചുകഴിഞ്ഞ എന്‍ടാങ്കില്‍മെന്റ് വലിയ ദൂരങ്ങളിലും വിജയിപ്പിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞാല്‍ പ്രപഞ്ചത്തിലെവിടെയുമുള്ള നാഗരികതയുമായി ആപേക്ഷികതയുടെ അതിരുകളില്ലാതെ സംവദിക്കാന്‍ കഴിയും.

quantum-transistr

6) ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകള്‍
1945ല്‍ യുഎസ് ആര്‍മി നിര്‍മിച്ച ഈനിയക് വാക്വം ട്യുബ് കംപ്യൂട്ടറിന്റെ ഭാരം 27 ടണ്‍ ആണെന്ന് പറഞ്ഞാല്‍ വിശ്വസിക്കാന്‍ കഴിയുമോ?. ഒരു ചെറിയ വീടിന്റെ വലിപ്പമുള്ള കംപ്യൂട്ടറിന്റെ നിര്‍മാണ ചെലവ് അക്കാലത്ത് അഞ്ച് ലക്ഷംഡോളറായിരുന്നു. പിന്നീട് ട്രാന്‍സിസ്റ്റുകള്‍ വന്നതോടുകൂടിയാണ് ഇലക്‌ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഭാരവും വലിപ്പവും കുറഞ്ഞത്. ട്രാന്‍സിസ്റ്റുറകള്‍ ഒരേസമയം ആംപ്ലിഫയറും ഇലക്ട്രാണിക് സിഗ്‌നലുകളുടെ സ്വിച്ചുമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കും. അര്‍ധചാലകങ്ങളാണ് ട്രാന്‍സിസ്റ്റുകളുടെ ആധാരം. ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്‌സ് ഇല്ലെങ്കില്‍ അര്‍ധചാലകങ്ങളും ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളും യാഥാര്‍ഥ്യമാകില്ലായിരുന്നു. 1954ല്‍ യുഎസ് മിലിട്ടറിയാണ് ആദ്യമായി ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍ ആധാരമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന കംപ്യൂട്ടര്‍ നിര്‍മിച്ചത്. മൂന്ന് ഘന അടി മാത്രമായിരുന്നു ആദ്യ ട്രാന്‍സിസ്റ്റര്‍-ബേസ്ഡ് കംപ്യൂട്ടറിന്റെ വലിപ്പം. ട്രാന്‍സിസ്റ്ററുകളില്‍ നിന്ന് മൈക്രോ പ്രൊസസറുകളിലേക്കുള്ള ത്വരിത പ്രയാണത്തിന് ചുക്കാന്‍ പിടിച്ചതും ക്വാണ്ടം ഭൗതികമാണ്.

7) ക്വാണ്ടം തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍:
നഴ്‌സിന്റെ കയ്യിലുള്ള തെര്‍മോമീറ്റര്‍ കണ്ടിട്ടില്ലേ? പനിയളക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണം. കെമിസ്ട്രി ലാബിലെ തെര്‍മോമീറ്ററും കണ്ടിരിക്കും. എന്നാല്‍ ഈ തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഊഷ്മാവ് അത്ര കൃത്യമായി കണ്ടുപിടിക്കാനൊന്നും കഴിയില്ല. യേല്‍ യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകര്‍ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത പുതിയ തെര്‍മോ മീറ്ററുപയോഗിച്ചാല്‍ ഒരു വസ്തുവിന്റെ താപ നിലയിലുള്ള വളരെ സൂക്ഷ്മമായ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകള്‍ പോലും കണ്ടെത്താന്‍ കഴിയും. ക്വാണ്ടം ടണലിങ് എന്ന സവിശേഷത സമര്‍ഥമായി ഉപയോഗിച്ച് വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഈതെര്‍മോമീറ്റര്‍ ആസ്‌ട്രോഫിസിക്‌സ് വിദ്യാര്‍ഥികള്‍ക്കും തെര്‍മോഡൈനമിക്‌സ് പഠിതാക്കള്‍ക്കുംവളരെ ഉപകാരപ്രദമാണ്. നാളെ ഒരു പക്ഷെ നിങ്ങളുടെ പട്ടണത്തിലെ മെഡിക്കല്‍ ഷോപ്പില്‍നിന്നും ക്വാണ്ടം തെര്‍മോമീറ്ററുകള്‍ വാങ്ങാന്‍ കഴിയും.

8) ക്വാണ്ടംബാറ്ററികള്‍:
ബാറ്ററികള്‍ എന്ന് കേള്‍ക്കുമ്പോള്‍ തന്നെ ഓര്‍മയില്‍ ആദ്യമെത്തുന്നത് റീ ചാര്‍ജിങ് എന്ന വാക്കായിരിക്കും. താപഗതികത്തിലെ നിയമങ്ങള്‍ക്കനുസരിച്ചാണ് സാധാരണ ബാറ്ററികളുടെ പ്രവര്‍ത്തനം. അതുകൊണ്ടുതന്നെ അവ ഉല്‍പ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഊര്‍ജ്ജം നിയന്ത്രിതവും പെട്ടെന്ന് അവസാനിക്കുന്നതുമായിരിക്കും. എന്നാല്‍ ക്വാണ്ടം എന്‍ടാങ്കില്‍മെന്റ് പ്രയോജനപ്പെടുത്തി നിര്‍മിക്കുന്ന ബാറ്ററികള്‍ പിന്നീടൊരിക്കലും റീ ചാര്‍ജ് ചെയ്യേണ്ടിവരില്ല. ഈ മേഖലയിലുള്ള ഗവേഷണങ്ങള്‍ പുരോഗതിയുടെ പാതയിലാണ്.

ലേഖകന്റെ ഇമെയില്‍-sabu9656@gmail.com

Facebook Comments

About admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*