QBox கோட்பாடு, குவாண்டம் இயற்பியலைத் தாண்டிய ஒரு விசித்திரமான நிஜத்தின் அடுக்கை வரைகிறது

குவாண்டம் கோட்பாட்டைத் தாண்டி சிந்திக்க ஒரு புதிய முயற்சி

குவாண்டம் இயற்பியல் அறிவியலில் மிக வெற்றிகரமான கோட்பாடுகளில் ஒன்றாக இருந்தாலும், அது முழுமையல்ல என்பதை இயற்பியலாளர்கள் நீண்ட காலமாக அறிந்துள்ளனர். அது மிகச் சிறிய அளவிலான உலகை அபூர்வமான துல்லியத்துடன் விவரிக்கிறது, ஆனால் ஈர்ப்புவிசையும் பிரபஞ்சத்தின் மிகப்பெரிய அமைப்புகளும் எதிரில் வந்தால் அது சிக்கலடைகிறது. அந்த பதற்றமே post-quantum theories எனப்படும் புதிய பணிகளை கவனிக்கத்தக்கதாக மாற்றுகிறது.

New Scientist-ன் அறிக்கையின்படி, National Institute for Research in Digital Science and Technology-இன் James Hefford மற்றும் Paris-Saclay University-யின் Matt Wilson ஒரு சாத்தியமான post-quantum உலகின் கணித வரைவை உருவாக்கியுள்ளனர். அவர்களின் கட்டமைப்பு, QBox theory, குவாண்டம் இயற்பியலுக்கு பதிலாக முடிந்த தீர்வாக அல்ல, ஆனால் நிஜத்தின் இன்னும் ஆழமான ஒரு அடுக்கு எப்படி இருக்கலாம் என்பதை சிந்திக்க உதவும் மாதிரியாக முன்வைக்கப்படுகிறது.

இந்த யோசனை பெரியது, ஏனெனில் இது இயற்பியலின் கடினமான கருத்தியல் பிரச்சினைகளில் ஒன்றைத் தொடுகிறது: குவாண்டம் கோட்பாடு இறுதியான அடுக்கு அல்ல என்றால், இன்னும் அடிப்படையான கோட்பாடு அதிலிருந்து எப்படி உருவாகும்?

சாதாரண இயற்பியலுடன் ஒப்புமை

ஆராய்ச்சியாளர்கள் சாதாரண உலகமும் குவாண்டம் உலகமும் கொண்ட தொடர்பிலிருந்து ஊக்கம் பெற்றனர். அன்றாட வாழ்வில் superposition போன்ற வெளிப்படையான குவாண்டம் விசித்திரத்தை நாம் சாதாரண பொருட்களில் காண்பதில்லை. அதற்குக் காரணம் decoherence; அதாவது சூழலுடன் ஏற்படும் தொடர்பு காணக்கூடிய குவாண்டம் நடத்தை குறைத்து, சாதாரண உலகம் வெளிப்படச் செய்யும் செயல்முறை.

Hefford மற்றும் Wilson இந்த தர்க்கத்தை ஒரு அடுக்கு மேலும் கீழே நீட்டிக்கிறார்கள். hyperdecoherence எனப்படும் ஒத்த செயல்முறை, சாதாரண குவாண்டம் கோட்பாடு இன்னும் அடிப்படையான post-quantum theory-யிலிருந்து வெளிப்பட அனுமதிக்கலாம் என அவர்கள் முன்வைக்கிறார்கள். அதாவது, சாதாரண இயற்பியல் குவாண்டம் நடத்தையின் பெரிய அளவிலான, decohered எல்லை எனப் பார்க்கப்படுவதுபோல, குவாண்டம் இயற்பியல் தானும் ஆழமான ஒரு அடித்தளத்தின் வரம்புக்குட்பட்ட, வெளிப்படும் மேற்பரப்பாக இருக்கலாம்.

இது ஈர்க்கும் கருத்தியல் நகர்வு; ஏனெனில் இது இயற்பியலாளர்கள் ஏற்கனவே அறிந்த ஒரு முறைமையைத் தக்கவைக்கிறது: ஒரு நிலையில் தென்படும் விதிகள், கீழே உள்ள இன்னும் விசித்திரமான விதிகளிலிருந்து உருவாகலாம்.

வழியைக் குறுக்கில் நின்ற தீர்மானம்

பிரச்சினை என்னவென்றால், இந்த சிந்தனை ஒரு பெரிய கணிதத் தடையைச் சந்தித்தது. New Scientist குறிப்பிடுவதப்படி, 2018-இல் வந்த ஒரு theorem, குவாண்டம் கோட்பாட்டைச் சரியாக மீளுருவாக்கும் வகையில் பொருத்தமானதும் உள்தொடர்புடன் ஒத்ததுமான hyperdecoherence process ஒன்றை அமைப்பது சாத்தியமற்றது போல காட்டியது.

அந்த முந்தைய முடிவு முக்கியமானது; ஏனெனில் அது post-quantum யோசனைகளின் ஒரு முழு வகையை கட்டுப்படுத்தியது. அதாவது, சாதாரண emergence-உடனான ஒப்புமை ஒரு அடுக்கு கீழே இயங்காமல் போகலாம் என்ற செய்தியை அது தந்தது. அப்படியானால், கோட்பாட்டாளர்கள் எந்த ஆழமான theory-க்கும் முற்றிலும் வேறு பாதையைத் தேட வேண்டும்.

QBox குறிப்பிடத்தக்கதாக இருப்பதற்குக் காரணம், Hefford மற்றும் Wilson அந்த தடையையும் மீறி பிரச்சினைக்குள் புதிய வழியை கண்டுபிடித்ததாக விவரிக்கப்படுகிறார்கள். வழங்கப்பட்ட உரை முழு தொழில்நுட்ப வழிமுறையை தரவில்லை; ஆனால் இந்த மாதிரி பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் முறையாக வடிவமைக்க கடினமாக நினைத்த ஒரு வெளிக்கட்டத்தை மீண்டும் திறக்கிறது என்பது தெளிவாகிறது.

இயற்பியலாளர்கள் குவாண்டம் கோட்பாட்டிற்கு அப்பால் ஏதோ ஒன்றைத் தேடிக் கொண்டிருப்பதேன்

உந்துதல் எளிது. குவாண்டம் இயற்பியலும் ஈர்ப்புவிசையும் இரண்டும் அத்தியாவசியமானவை, ஆனால் அவை இன்னும் quantum gravity-யின் முழுமையான கோட்பாட்டில் தெளிவாக இணைக்கப்படவில்லை. ஒவ்வொரு கட்டமைப்பையும் தத்தம் துறையில் இயற்பியலாளர்கள் பலவற்றிற்குப் பயன்படுத்த முடிகிறது, ஆனால் ஆழமான ஒருங்கிணைப்பு இன்னும் தீரப்படவில்லை.

இந்த தீரப்படாத நிலை, குவாண்டம் இயற்பியல் அடிப்படையானதா அல்லது வெளிப்பட்டதா என்ற கேள்விக்கான இடத்தைத் திறக்கிறது. அது வெளிப்பட்டது என்றால், இன்று முற்றிலும் குவாண்டமென தோன்றும் நிகழ்வுகள், ஒருநாள் இன்னும் ஆழமான விதிகளின் காணக்கூடிய சாயல்கள் எனப் புரியக்கூடும்.

வழங்கப்பட்ட கட்டுரையில் Hefford கூறுவதுபோல், குவாண்டம் கோட்பாடு பிரபஞ்சம் முழுவதையும் விவரிக்காது, மேலும் quantum gravity கோட்பாடு குவாண்டம் கோட்பாட்டையேத் தாண்டிச் செல்ல வேண்டும். அதுவே QBox இருக்கும் அறிவியல் சூழல்.

ஒரு கோட்பாட்டின் வரைவு, முடிந்த உலகக் காட்சி அல்ல

இங்கே கவனமாக இருக்க வேண்டும். கட்டுரை QBox-ஐ ஒரு சாத்தியமான post-quantum உலகின் கணித வரைவு என விவரிக்கிறது. அதனால் நிஜத்தின் இன்னும் ஆழமான ஒரு அடுக்கு கண்டுபிடிக்கப்பட்டது என்பதல்ல. மேலும், வழங்கப்பட்ட உரை எந்த பரிசோதனை உறுதிப்படுத்தலையும் கூறவில்லை.

மாறாக, இதன் முக்கியத்துவம் கருத்தியல் மற்றும் கணித ரீதியானது. post-quantum அடுக்கின் அமைப்பு எப்படி இருக்கலாம், அதே நேரத்தில் பரிச்சயமான குவாண்டம் கோட்பாடும் எவ்வாறு வெளிப்படலாம் என்பதற்கான ஒரு முறையான படிமத்தை இந்தப் பணி வழங்குகிறது. அடிப்படை இயற்பியலில், அதுவே கூட ஒரு அர்த்தமுள்ள முடிவாகும், ஏனெனில் அது ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதிக்கக்கூடிய மாதிரிகளின் தொகுப்பை விரிவாக்குகிறது.

QBox என்ற பெயரே இது ஒரு கட்டமைப்பு என்பதைக் குறிக்கிறது; முழுமையான விளக்கக் கோட்பாடு அல்ல. இப்போது இதன் மதிப்பு, ஒத்த post-quantum அமைப்புக்கான தேடல் இன்னும் செயலில் உள்ளது என்றும், முந்தைய சில பணிகள் சுட்டியதைவிட அது கணித ரீதியாக குறைவாக முடக்கப்பட்டிருக்கலாம் என்றும் காட்டுவதில்தான்.

இந்த யோசனை ஏன் இவ்வளவு அச்சுறுத்துகிறது

குவாண்டம் கோட்பாடு ஏற்கனவே சாதாரண உள்ளுணர்வை உடைக்கும் விதத்தில் பிரசித்தி பெற்றது. அது superposition, tunneling, uncertainty, மற்றும் nonclassical correlations-ஐ அனுமதிக்கிறது, இவை ஒருகாலத்தில் சாத்தியமற்றவை போலத் தோன்றின. ஆகவே ஒரு வெற்றிகரமான post-quantum theory சாதாரண அறிவை மீட்டுத் தராது. மாறாக, அது நிஜத்தை இன்னும் விசித்திரமாகக் காட்டலாம்.

அதனால்தான் New Scientist-இன் அணுகுமுறை ஈர்க்கக்கூடியது. இங்கே விஷயம் குவாண்டம் இயற்பியலுக்கான சுத்தமான திருத்தம் அல்ல; அதற்கு மேலும் ஆழமான ஒரு கட்டமைப்பு, அதிலிருந்து குவாண்டம் விசித்திரம் தானாகவே ஒரு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட மேற்பரப்பு நிகழ்வாக வெளிப்படும்.

அத்தகைய சாத்தியம் தத்துவ ரீதியாகக் கலக்கமளிப்பது. மனிதர்கள் இப்போது இயற்கையின் ஆழமான அமைப்பாகக் கருதுவது கூட தற்காலிகமானதாக இருக்கலாம் என்பதைக் குறிக்கும்; ஒருகாலத்தில் classical mechanics இருந்ததுபோல, quantum revolution முன்னர் அது தற்காலிகமாக இருந்தது.

அடுத்து என்ன

வழங்கப்பட்ட அறிக்கை உடனடி பரிசோதனை சோதனைகளை விவரிக்கவில்லை; இது ஆச்சரியமல்ல. இந்த அளவிலான theoretical physics யோசனைகள் பெரும்பாலும் உள்தொடர்பு சோதனைகள், ஏற்கனவே உள்ள கட்டமைப்புகளுடன் ஒப்பீடு, மற்றும் மெதுவான மெருகூட்டல் வழியாக வளர்கின்றன, அவை அளவிடக்கூடிய முன்னறிவிப்புகளுடன் இணைவதற்கு முன்.

அப்படியானாலும் QBox theory முக்கியமானது, ஏனெனில் அடிப்படை இயற்பியல் புதிய தரவால் மட்டுமல்ல, சிறந்த கருத்தியல் கட்டமைப்புகளாலும் முன்னேறுகிறது. ஒரு ஆழமான theory-யிலிருந்து குவாண்டம் இயற்பியலுக்கு செல்லும் சாத்தியமான பாதையை காட்டும் மாதிரி, quantum gravity பிரச்சினையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் எவ்வாறு வடிவமைக்கிறார்கள், அடுத்து எந்தக் கணிதங்களை முயல்கிறார்கள் என்பதையும் பாதிக்கலாம்.

அந்த அர்த்தத்தில், QBox-ன் மதிப்பு அது புதிரைத் தீர்த்துவிட்டது என்பதல்ல. புதிர் இன்னும் பயனுள்ள முறையில் திறந்துவே உள்ளது என்பதையே அது சொல்கிறது. குவாண்டம் இயற்பியல் இன்னும் நுண்ணுலகத்துக்கான நம்மிடம் உள்ள சிறந்த வழிகாட்டியாக இருக்கலாம்; ஆனால் இந்த மாதிரியான பணி அது இறுதியான சொல் அல்ல என்பதற்கான சாத்தியத்தை உயிருடன் வைத்திருக்கிறது. அது உண்மையாக இருந்தால், நிஜம் குவாண்டம் இயற்பியல் கூட நமக்கு தயாரித்ததைவிட விசித்திரமாக இருக்கலாம்.

இந்த கட்டுரை New Scientist-ன் செய்திப்படிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.