இந்த பதிவில் இடப்படும் இடுகைகள் காப்புரிமை பெற்றவை.

Tuesday, December 29, 2009

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-30

போன இடுகையில் நீயூட்டனின் விதிகளும் வேலை செய்யும் என பாத்தோம். எப்படின்னா பெரிய பொருட்களுக்கு குவாண்டம் சம்ன்பாடுகளை உபயோகப்படுத்தினா அது நீயூட்டனின் சம்ன்பாடுகளில் தான் வந்து நிக்கும். (இது பத்தி மேலும் வேண்டும்னா சொல்லுங்க தெளிவா விளக்கலாம்)

இதுவரைக்கும் பாத்தது ஒரு சில வரிகளில்

1. துகள்கள் அலையாகவும் துகளாகவும் இயங்கும்.
2. துகள்கள் இருக்கும் இடம் மற்றும் வேகத்தை மிகச்சரியாக ஒரே நேரத்தில் சொல்லமுடியாது.
3. இவைகள் எல்லாம் துகள்களுக்கு தான்.
4. அடிப்படை விசைகள்
     அ. மின்காந்த விசை
     ஆ. புவியீர்ப்பு விசை
     இ.  வலு விசை
      ஈ. குறை விசை


இதுவரைக்கும் பார்த்த துகள்கள் மூணுதான், எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நீயூட்ரான். இந்த மூணுமே அணுக்குள்ள இருக்கு என பார்த்தோம். இது மட்டும் இல்லாம சில,பல துகள்களும் இருக்குது. இன்னொரு சங்கதியும், இந்த மூணு துகள்களையும் உடைச்சா இன்னும் நிறைய துகள்கள் கிடைக்கும். :-)

ஆமா அப்படி உடைச்சு வரும் துகள்களை குவார்க் என சொல்றாங்க. கூடவே அண்டவெளியில் இருந்து வரும் துகள்கள், எதிர் துகள் என நிறைய இருக்கு. வரும் பதிவுகளில் இவைகளில் விளக்கத்தை பார்க்கலாம்.

ராஜசங்கர்

Thursday, December 24, 2009

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-29

போன இடுகையில் பார்த்த மாதிரி எலக்ட்ரான் என்ன இரண்டு இடத்துல இருக்குதா அப்படீன்றத பற்றி இப்போ பார்க்கலாம்.

இத புரிஞ்சுக்கறதுக்கு திரும்பவும் அலை-துகள் இருமை பற்றி பார்த்தாகனும். இத அலைத்துகள் எனவும் சொல்வதுண்டு. இந்த அலைத்துகள், துகளாகவும் அலையாகவும் ஒரே நேரத்தில் இயங்கும் எனவும் துகளாகக்கூட இயங்கும் எனவும் முன்னாடி பார்த்தோம்.

இந்த நிலையில்லாத கொள்கைக்கு விளக்கம் இந்த அலைத்துகள்ளதான் இருக்கு. துகள் அலையாக இயங்கும் போது அதனுடைய வேகம் கண்டுபிடிச்சா இடம் கண்டு பிடிக்க முடியாது. இடம் கண்டுபிடிச்சா வேகம் கண்டுபிடிக்க முடியாது. அப்படீன்னா என்னதான் கண்டுபிடிக்க முடியும்.

குவாண்டம் கொள்கையில் துகள் எந்த இடத்துல இருக்குங்கறத ஒரு குத்து மதிப்பா தான் சொல்ல முடியும். இந்த இடத்தில் இவ்வளவு தகவோட இருக்கலாம் என்றே சொல்ல முடியும். சரியா இந்த இடத்தில் இருக்கும் என சொல்ல முடியாது.
தகவு = Probability.

இப்போ ஒரு கேள்வி வருது, என்னால ஒரு கார் போறப்போ காரில் உக்காந்திருகும் ஆளை பார்க்க முடியும். அதோட வேகமும் இடமும் துல்லியமா சொல்ல முடியமே. முடியும் ஏன்னா காருக்கு நீயூட்டனின் விதிகள் தான் வேலை செய்யும். குவாண்டம் விதிகள் செய்யாது. ஏன்னா குவாண்டம் விதிகள் துகள்களுக்கு மட்டும் தான்.

இந்த வரையறைய தெளிவா புரிஞ்சுக்கனும். இத பத்தி மேலும் பார்க்கலாம்.

Friday, December 18, 2009

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-28

சரி, எலக்ட்ரானை அளக்க வேறு ஒரு வழி கண்டுபிடிச்சுட்டா இது சரியா போயிடுமா? அதான் கிடையாது.

இந்த சிக்கல் தான் அடிப்படையே. சுருக்கமா சொல்லனும்னா என்ன பண்ணினாலும் ஒரு எலக்ட்ரான் எங்க இருக்குதுனு தெளிவா சொல்ல முடியாது. இத புரிஞ்சுக்க ஒரு சின்ன சோதனை பார்க்கலாம். நீங்களுமே இதோட ஒரு பகுதியை உங்க வீட்டில் செய்து பார்க்க முடியும்.

ஒரு மெழுகுவர்த்தி. ஒரு துளை உள்ள அட்டை. இரண்டு துளை உள்ள அட்டை. இவ்வளவு இதுக்கு தேவையான பொருட்கள். இதில் முதல்ல மெழுவர்த்தியை ஏற்றி அத ஒரு துளை அட்டைக்கு முன்னாடி வச்சிடுங்க. இப்போ ஒளி விழும் அமைப்ப பாருங்க. அப்புறம் அதுக்க முன்னாடி இரண்டு துளை உள்ள அட்டை வச்சிடுங்க. இப்போ ஒளி விழும் அமைப்ப பாருங்க.

இது இப்படி இருக்கும்.



இப்படி அலைகளா தெரியும் ஒளி அந்த திரையில் விழும் போது போட்டானா விழும். இந்த இடத்தில் ஒரே ஒரு போட்டான் மட்டும் அனுப்பினா மேலே இருக்கும் மாதிரி இரண்டு அலைகளும் அதற்கிடையில் மோதல்களும் நிகழுமா?

ஆம் நிகழும். அதுதான் அடிப்படை இயல்பே. இதே சோதனையை ஒரே ஒரு எலக்ட்ரான் வைத்து செய்தாலும் இப்படியே நிகழும். முன் பதிவில் சொல்லப்பட்ட கீகர் எண்ணும்கருவி வைத்து அளந்தால் இரண்டு துளைகளில் எலக்ட்ரான் வருவதை காணலாம்.

அப்படீன்னா இதென்ன எலக்ட்ரான் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு இடங்களிலும் இருக்கிறதா? இதற்கு விளக்கம் அதுவல்ல.

மேற்கொண்டு விளக்கங்களை அடுத்த பதிவில் காணலாம்.

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-27

இன்றைக்கு இருந்து குவாண்டம் கொள்கையில் அடிப்படையாக அமைந்த கொள்கைகள் பற்றி விளக்கமா பார்க்கலாம்.

முதலில் ஹீசன்பர்க்கோட நிலையில்லா கொள்கை பற்றி பார்க்கலாம். இது 1927 லில் சொல்லப்பட்டது.  அது கீழே.

துகளின் சில இணை இயல்புகளான வேகமும் இடமும் மிகச்சரியாக தெரிந்து கொள்ள முடியாதவை.

மிகச்சிறிய கொள்கைதான் ஆனா நிறைய விளக்கம் தேவைப்படற கொள்கை. முதல்ல ஒரு உதாரணம் பார்ப்போம். நீங்க நடந்து போறப்ப எவ்வளவு வேகத்தில் நடக்கறீங்க, எந்த இடத்தில் நடக்கறீங்க அப்படீறது எளிதாக சொல்லக்கூடிய விசயம். இது கார், பஸ் போன்ற வண்டிகளாக இருந்தாலும் சரி மற்ற வேகமாக போகக்கூடிய பொருட்களாக இருந்தாலும் சரி. ஆனால் இந்த மாதிரி ஒரு எலக்ட்ரானை சொல்ல முடியாது என்பது தான் இந்த நிலையில்லாத கொள்கை. ஏன் அப்படி?

இது அப்படித்தான்னு ஒரே வார்தையில் சொல்லிட முடியாது. இந்த ஏன் அப்படீன்றதுக்கு நிறைய விளக்கங்கள் இருக்கு. அதையெல்லாம் பார்க்கலாம்.

எலக்ட்ரான்னு நாம சொல்லும் துகள் எப்போது ஒரு இடத்தில் இருப்பதில்ல. அது அணுக்கருவை சுத்திக்கிட்டே இருக்கும். இல்லாட்டி வெப்பம்,மின்சாரம்,காந்தம் போன்ற ஆற்றல்களை ஏற்றுக்கொண்டோ அல்லது விட்டுக்கொண்டோ ஒரு இடத்தில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு போய்க்கிட்டே இருக்கும். இது மட்டுமில்லாது இந்த இடம் மற்றும் வேகத்தை அளக்கும் முறை.  

இப்போ நாம் ஒரு நுண்ணோக்கி மூலமா ஒரு எலக்ட்ரானை பார்க்க முயற்சிக்கறோம் னு வச்சுக்குவோம். அந்த எலக்ட்ரான் மேல ஒரு போட்டான் விழுந்தாத்தான் நமக்கு அந்த எலக்ட்ரான் இருக்கும் இடம் தெரியும். இங்க ஒளித்துகள் தான் போட்டான் னு ஞாபகம் வச்சுக்கோங்க. ஆனா இந்த போட்டான் விழுந்தவுடனே எலக்ட்ரானோட இயல்பு மாறிடும் இல்லையா? அப்போ விழுவதற்கு முன்னாடி இருந்த இடம் தெரியாது ஆனா விழுந்தவுடன் இருக்கும் இடம் கண்டுபிடிச்சுடலாம்.ஆனா இது மிச்சரியா இருக்காது. ஏன்னா நாம அளக்கும் முறையே அதன் இயல்புகளை மாற்றிடுது.

சரி, நாம போட்டான் உபயோகப்படுத்தாம வேறு ஏதாவது வழி மூலமா இதை கண்டுபிடிக்க முடியுமா?

அது அடுத்த பதிவில்.

Wednesday, December 16, 2009

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-26

இந்த பதிவுல கீகர் எண்ணும்கருவி யை பற்றி பார்க்கலாம். இந்த அணுவைப்பற்றி ஆராய்ச்சி செய்பவர்களுக்கு ஒரு இடத்தில் இருந்து எப்படி கதிரியக்கம் அல்லது கதிர்வீச்சு வருது என அளப்பது ஒரு பெரிய பிரச்சினையா இருந்தது. ஏன்னா பெரும்பாலும் அந்த கதிர்வீச்ச பார்க்க முடியாது. ரூதர்போர்டு உடன் வேலை செய்த ஹேன்ஸ் கீகர் என்பவர் இதுக்கு ஒரு வழி கண்டுபிடிச்சார்.

அவர் கண்டுபிடிச்ச கருவி மிகவும் எளிமையாது. ஒரு குழாயில் நடுவில் ஒரு மின் கடத்தும் கம்பியும், மின்சாரத்தை அதிக மின்னழுத்தில் கடத்தும் வாயுக்களையும் அடைச்சுட்டு அந்த கம்பியை ஒரு மின் அள்வீடு கருவியோட இணைத்து விடவேண்டும். இந்த குழாயின் மேல் கதிர்வீச்சு பட்டால் அந்த கதிர்வீச்சின் விளைவால் மின்சாரம் கடத்தப்படும். அதைக்கொண்டு அதன் மேல் விழும் கதிரியக்கம் பற்றி அறியலாம்.

அப்புறம் கொஞ்சம் கொஞ்சமா இந்த கருவியை மேம்படுத்தினாங்க. அதுக்கப்புறம் இதே மாதிரி துகள்களை அளக்கும் கருவிகளும் நிறைய வந்தது. அவைகளை பற்றி வேறு ஒரு நாள் பார்க்கலாம்.

இந்த மாதிரி அணுவை பற்றி ஆராய்ச்சி பண்றவங்கள்ள இரண்டு வகை இருப்பாங்க. ஒன்னு சோதனை பண்றவங்க. இன்னோன்னு கொள்கை கண்டுபிடிக்கறவங்க. இவிங்க இரண்டு பேருக்கும் தெளிவான வரையறை ஏதும் கிடையாதுன்னாலும் என்னனு தெரிஞ்சுக்கலாம்.

சோதனை பண்றவங்க சோதனை பண்ணுவாங்க :-). அதாவது இவங்க தான் இந்த அணுவை உடைச்சி அதுக்குள்ள என்ன இருக்கு என பார்க்கிறவங்க. இரண்டாவது ஆளூங்க, இந்த முத ஆளுங்க கண்டுபிடிக்கறது எல்லாத்துக்கும் கணித வரையறை செய்யறது, மேலும் எதையாவது கண்டுபிடிக்க முடியாமான்னு கணக்கு போடறது என வேலைகள் செய்வாங்க.

மேலும் அடுத்த பதிவுல.

Monday, December 7, 2009

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-25

இந்த குறை விசை, வலு விசை என்பதெல்லாம் எங்கு இருக்கு? அதெல்லாம் அணுவுக்குள் இருக்கு. அணுவுக்குள் இருப்பது எப்படி தெரிய வந்தது என பார்ப்போம்.

அணுவுக்கு கரு இருக்கு, அதில் புரோட்டானும் நீயூட்ரானும் இருக்கு என பார்த்தோம். அவ்ளோ சிறிய இடத்தில் புரோட்டான்கள் ஒடுங்கி இருக்கு. மேலும் புரோட்டான்கள் எல்லாமே ஒரே மின்னூட்டம் கொண்டவை. அப்போ அவை ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகித்தானே போகனும். அப்படி போனா அணுவே சிதைந்து விடனும் இல்லையா? ஆனா அப்படி நடக்கறது இல்லை. ஏன் நடக்க மாட்டேன் அப்படீறதுக்கு விளக்கம் தான் இந்த வலு விசை.

சுருக்கமா சொல்லனும் னா இந்த வலு விசையாலதான் புரோட்டானும் நீயூட்ரானும் அணுக்கருவுக்குள்ள ஒன்னா ஒரே இடத்தில் இருக்கு. ஏன் இருக்கு, எதுக்காக இருக்கணும் அப்படீன்னு எல்லாம் இப்பவே கேள்வி கேக்க கூடாது :-)

சரி குறை விசை எங்க இருக்கு? இந்த குறை விசை அப்படீன்றத விளக்கறது கொஞ்சம் இல்ல நெம்பக் கஷ்டம். இதற்கான சரியா விளக்கமே 1970 களில்தான் கண்டுபிக்கப்பட்டது. அதனால இத மட்டும் பிற்பாடு பார்க்கலாம்.

அடுத்த மடல்களில் இந்த ஆராய்ச்சி ஆராய்ச்சி அப்படீன்கிறாங்களே அத எப்படி செய்வாங்க. எப்படி இதெல்லாம் கண்டுபிடிக்கறாங்க நு பார்த்துட்டு அப்புறமா இந்த கொளுகை(கொள்கை) எல்லாம் பார்க்கலாம் :-)

ராஜசங்கர்

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-24

போன பதிவுல சொன்னமாதிரி குவாண்டம் கொள்கை எளிதாக புரிந்துகொள்ளும் நிலைய தாண்டினாலும் எளிதாக புரிந்துகொள்ள முயற்சி செய்ய இந்த மடலையும் வேணுமின்னா அடுத்துவரும் மடல்களையும் எடுத்துக்கொள்ளலாம். இது சிங்கம் தான் வந்த பாதையை திரும்பி பார்த்துட்டு போறமாதிரினு கூட வச்சிக்கலாம்.

இதெல்லாம் எதுக்காக வேலை மெனக்கெட்டு படிக்கனும்? ஆராய்ச்சி செய்யனும்? இந்தக்கேள்விகள் தான் அதை புரிஞ்சுக்க உதவும்.

இதுவரைக்கும் புவியீர்ப்பு விசை, மின்காந்த விசை என இரண்டு விசைகள் பற்றி பார்த்தோம். இரண்டுக்கும் என்ன சம்பந்தம் என்பது இதுவரைக்கும் தெரியாது. உங்களுக்கு தெரிஞ்சா சொல்லுங்க அடுத்த நோபல் பரிசு உங்களுக்குதான். :-)

இன்னும் இரண்டும் விசைகள் இருக்கு, ஒன்னு வலு விசை, இனொன்னு குறை விசை (weak force, strong force). இந்த நான்கும் சேர்ந்துதான் உலகின் அடிப்படை அல்லது அடிப்படை விசைகள் என சொல்லப்படுகிறது. இன்னும் ஏதாவது இருந்தாலோ, இனி கண்டுபிடித்தாலோ சேர்த்துப்பாங்க. :-)

நாம இதுவரைக்கும் பார்த்தது விதிகள், சமன்பாடுகள் எல்லாமே இந்த நான்கையும் விளக்குவதற்குகே ஏற்படுத்தப்பட்டன. இந்த நான்கையும் இணைத்து ஒரு பொது விதியை ஏற்படுத்ததான் எல்லாருமே முயற்ச்சிக்கிறாங்க. ஐன்ஸ்டைனே கடைசிகாலம் வரைக்கும் இத முயற்சி செய்தார். இத படிக்கற யாராவது ஒருத்தர் கூட நாளைக்கி அதை கண்டுபிடிக்கலாம். யார் கண்டது :-)

இந்த பிக் பேங் கொள்கை, ஸ்டிரிங் கொள்கை என எல்லாமே அதற்காகத்தான் வந்தன. ஆனா என்ன இந்த நாலயையும் இணைப்பது என்பது எட்டாக்கனியாத்தான் இருக்கு.

மேற்கொண்டு தொடரும்.

ராஜசங்கர்

Saturday, December 5, 2009

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-23

இன்னும் என்னென்ன கண்டுபிடிச்சாங்க என பார்ப்போம்.

1924 சத்யேந்திர நாத் போஸ்சும் ஐன்ஸ்டைனும் சேர்ந்து போஸ்-ஐன்ஸ்டைன் புள்ளிவிவரம் வெளியிடுறாங்க. போசான் எனும் புதிய துகள் ஊகிக்கப்படுகிறது. (கொசுறு - இந்த போசான் துகளதான் இன்னும் தேடறாங்க)

1925 ல் பவுலி என்பவர் பவுலி கூடச்சேர்க்காத கொள்கை வெளியிடறார். (exclusion அப்படீன்றத கூடச்சேர்க்காத என மொழிபெயர்த்துள்ளேன். வேறு ஏதாவது சரியா வருமானால் சொல்லவும் )

1926 ல் எர்வின் ஷொரொடிங்கர் (Erwin Schrödinger) என்பவர் ஷொரொடிங்கர் சமன்பாடுகளை வெளியிடறார். இது நீயூட்டன் விதிகள் எப்படி செவ்வியல் இயற்பியலுக்கு அடிப்படையோ அப்படி குவாண்டம் கொள்கைக்கு அடிப்படை. இவரோட பூனை சோதனை மிகவும் பிரபலம்.

1928 ல் பால் டிரையாக் என்பவர் டிரையாக் சமன்பாடுகளை வெளியிடறார். இதுக்கப்புறம் முன்னாடி இருந்தது பழய குவாண்டம் கொள்கை எனவும் அதுக்கப்புறம் வந்தது புதிய குவாண்டம் கொள்கை எனவும் அழைக்கப்படுகிறது.

இதுல நடந்து எல்லாமே சேர்க்கல. வேணுமின்னா சொல்லுங்க சேர்த்துக்கலாம். :-) மேற்கண்ட கொள்கைகள் தான் குவாண்டம் கொள்கை என்பதற்கு அடித்தளம் அமைத்தன. இதுக்கு மேல தொடருவதற்கு முன் ஒரு டிஸ்கி போட்டே ஆகனும் :-)

இதுக்கபுறம் குவாண்டம் கொள்கையானது மிகவும் எளிதாக புரிந்து கொள்ளும் நிலைய தாண்டி விடுகிறது. என்னதான் புரியும்படியா எழுதினாலும் நான் எழுதுவதிலோ அல்லது எழுதும் முறையிலோ அல்லது விளக்கப்பட்ட கருத்துக்களில் தவறோ அல்லது புரியாமலோ இருந்தால் சுட்டி காட்டவும்.

ராஜசங்கர்

குவாண்டம் தியரியும் இருக்கும் துகள்களும்-22

அலை-துகள் இருமையை பற்றி பார்த்தோம். இத எப்படி ஐன்ஸ்டைன் ஒரு கருதுகோளா கொண்டார் நு பார்க்கலாம். ஜேம்ஸ் மேக்ஸ்வேல் மின்காந்த கொள்கையை கண்டுபிடிச்சிருந்தாலும் அவரால புதிய கண்டுபிடிப்புக்கள் வரும் போது அவரால் அதைத்தாண்டி சிந்தனை செய்யமுடியல. மேக்ஸ் பிளாங்க் இந்த கரும்பொருள் பற்றிய விதிகளை கண்டுபிடித்தப்போதும் அதில் ஒளியின் ஆற்றலானது பொட்டலங்களாகவும் வெளியிடப்படலாம் எனவும் அவரால் யோசிக்க முடியல.

அலை எனும் போது ஒரு தொடர்ச்சி இருக்கும். எந்த திசையில் போகும் ஆனால் துகள்கள் எனும் போது இந்த தொடர்ச்சி இருக்கனும் என விதி கிடையாது. இது ஒரு சிறு விளக்கத்துக்காக மட்டுமே.

இப்ப திரும்பவும் அணுவுக்கு வருவோம். 1911 ல்தான் அணுவுக்கு கரு இருக்கு என கண்டுபிடிக்கபடுது. அதுக்கு முன்னாடியே இந்த குவாண்டம் என்பது கண்டுபிடிக்க பட்டது. 1919 ல்தான் அணுக்களில் புரோட்டான் இருக்கலாம் நு மறைமுகமாக கண்டுபிடிக்கறாங்க. எப்படி என்றால் எல்லாம் அணுவிலும் ஹைட்ரஜன் அணுவின் கரு இருக்குநு கண்டுபிடிச்சாங்க. நீயூட்ரான் 1932 ல்தான் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. நம்ம பள்ளியில் படிச்சோமே அணுவில் எலக்ட்ரான்,புரோட்டான், நியூட்ரான் இருக்கும் என முழுசா ஒரு படம் கிடைத்தது 1932 க்கு மேல் தான்.

ஆனா அதுவரைக்கும் எல்லோரும் என்ன பண்ணிட்டு இருந்தாங்க? எல்லோரும் புதிசா எதோ ஒன்ன கண்டுபிடிச்சிக்கிட்டுதான் இருந்தாங்க. 1915 ஐன்ஸ்டைன் சிறப்பு சார்பியல் விதியை வெளியிடறார். அதுக்கப்புறம் நிறைய விதிகள், கொள்கைகள், சம்ன்பாடுகள் வந்தன.

இன்னும் வளரும்.

ராஜசங்கர்