క్వాంటమ్ మెకానిక్స్ గురించి తెలుసుకునే ముందు క్వాంటమ్ అంటే ఏంటో తెలుసుకుందాము.
ఫిజిక్స్ లో క్వాంటమ్ (Quantum) అనే పదం లాటిన్ లోని క్వాంటస్ (quantus) అనే పదం నుంచి తీసుకోవటం జరిగింది.
ఏదైనా అతి చిన్న పదార్థ ఉనికిని తెలపడానికి క్వాంటమ్ పదాన్ని ఉపయోగిస్తారు. లేదా ఫీజికల్ పార్టికల్ యొక్క కనీస మొత్తాన్ని చెప్పటానికి కూడా క్వాంటమ్ అనే పదాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
ఫిజిక్స్ లో ముఖ్యంగా రెండు భగాలు ఉంటాయి. 1) Classical physics 2) Modern Physics
క్లాసికల్ ఫిజిక్స్ ను మనం మన జీవితంలో రోజు ఉపయోగిస్తుంటాము. క్లాసికల్ ఫిజిక్స్ అణువు కన్నా పెద్ద వైన వాటి గురించి మాట్లాడుతుంది. కానీ మోడరన్ ఫిజిక్స్ క్వాంటమ్ మెకానిక్స్ గురించి వివరిస్తుంది ముఖ్యంగా అణువు కన్నా చిన్న వైన వాటి గురించి మాట్లాడుతుంది.
క్వాంటమ్ మెకానిక్స్ పై కొన్ని దశాబ్దాల నుంచి శాస్త్రవేత్తలు రీసెర్చ్ చేస్తున్నారు. అందుకే క్వాంటమ్ మెకానిక్స్ ను ఒక శాత్రవేత్త అభివృద్ధి చేసారని చెప్పలేము.
పూర్వం శాస్త్రవేత్తలు కాంతి అనేది తరంగ రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది అని భావించేవారు. అలాగే ఇంకొంతమంది శాస్త్రవేత్తలు కాంతి కణాల రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది అని భావించారు.
ఈ రెండు ప్రతిపాదనల మధ్య ఉన్న గందరగోళాన్ని ఒక ఎక్స్పరిమెంట్ చేయాలనుకున్నారు.
1801 వ సంవత్సరంలో థామస్ యంగ్ (Thomas Young) అనే శాస్త్రవేత్త కాంతి తరంగ రూపంలో ప్రయాణిస్తుందని తెలపడానికి డబల్ స్లిట్ ఎక్స్పరిమెంట్ చేసారు.
ఈ ఎక్స్పరిమెంట్ లో మొదట ఒక స్లిట్ (చీలిక) గుండా కాంతిను ప్రవేశ పెట్టినప్పుడు కేవలం స్లిట్ గుండా కాంతి ప్రయాణించి ప్రతిబింబాన్ని ఏర్పరిచింది.
రెండవ సారి డబల్ స్లిట్ ద్వారా అంటే రెండు చీలికల గుండా కాంతిని ప్రవేశపెట్టినప్పుడు తరంగ రూపాన్ని చూపించింది.
ఫలితంగా కాంతి అనేది తరంగ రూపంలో ప్రయాణిస్తుంది అని తెలపటం జరిగింది.
కాలం గడిచేకొద్దీ క్వాంటమ్ ఫిజిక్స్ పై మరియు థామస్ యంగ్ ఎక్స్పరిమెంట్ పై సందేహాలు రావటం జరిగింది.
1900 సంవత్సరంలో జర్మన్ శాస్త్రవేత్త మాక్స్ ప్లాంక్ 800 డిగ్రీల వద్ద లైట్ బల్బ్ యొక్క ఫిలమెంట్ ప్రత్యేక రంగును (ఎరుపు) చూపించటం గమనించారు.
అంతకు ముందు ఇదే విషయం పై పరిశోధన చేసిన శాత్రవేత్త లుడ్విగ్ బోల్ట్జ్మాన్ (Ludwig Boltzmann) యొక్క ఈక్వేషన్స్ గురించి చదివారు.
బోల్ట్జ్మాన్ ఈక్వేషన్స్ ప్రకారం టెంపరేచర్ మరియు కలర్ కి మధ్య సంభందం ఉంది. అలాగే గ్యాస్ మరియు లైట్ ఒక పార్టికల్ రూపంలో ప్రయాణిస్తుందని తెలిపారు.
ఇలా మరొక సారి లైట్ తరంగ రూపంలో ప్రయాణిస్తుందా లేక పార్టికల్ రూపంలో ప్రయాణిస్తుందా అనే ప్రశ్నలు రావటం మొదలు అయ్యాయి.
కన్ఫ్యూషన్ ను దూరం చేయటానికి మరోసారి డబల్ స్లిట్ ఎక్స్పరిమెంట్ చేయటం జరిగింది.
ఈ సారి ఒక్కొక ఎలెక్ట్రాన్ ను డబల్ స్లిట్ ఉన్న బోర్డు గుండా పంపించటం జరిగింది.
ఎలక్ట్రాన్ రెండు చీలికల గుండా తరంగ రూపంలో ప్రయాణించింది. ప్రతిబింబం కూడా తరంగ రూపంలో ఇచ్చింది.
రెండవ సారి ఎలక్ట్రాన్ చీలికల గుండా ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు జాగ్రత్తగా దగ్గరి నుంచి గమనించటం జరిగింది. ఈ సారి ఎలెక్ట్రాన్ తరంగ రూపంలో కాకుండా పార్టికల్ రూపంలో ప్రయాణించి అదే ప్రతిబింబాన్ని ఇచ్చింది.
రెండవ సారి ఎలెక్ట్రాన్స్ ని మనం చూస్తున్నాం అన్న సంగతి ఎలా తెలిసిందని శాస్త్రవేత్తలకు ఆశ్చర్య పోయారు.
ఈ ఎక్స్పరిమెంట్ తరవాత క్వాంటమ్ ప్రపంచంలో పార్టికల్స్ ఒక్కోసారి ఒక్కో దగ్గర ఉంటాయి అని తెలిసింది.
క్వాంటమ్ ప్రపంచం మన నిజ ప్రపంచం కన్నా చాలా భిన్నంగా ఉంటుందని శాస్త్రవేత్తలు భావిస్తున్నారు. వీటి మీద ఇంకా చాలా పరిశోధనలు చేస్తున్నారు