অনিশ্চয়তা নীতি

অন্য ব্যবহারের জন্য, দেখুন অনিশ্চয়তা নীতি (দ্ব্যর্থতা নিরসন)।

কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান

${\hat {H}}|\psi \rangle =i\hbar {\frac {d}{dt}}|\psi \rangle$ শ্রোডিঙ্গারের সমীকরন এর হ্যামিলটনীয় রুপ

ভূমিকা গাণিতিক সূত্রায়ন

মৌলিক ধারণা কোয়ান্টাম অবস্থা · উপরিস্থাপন ব্যতিচার · এনটেঙ্গলমেন্ট পরিমাপ · অনিশ্চয়তা বর্জন · দ্বৈততা ডিকোহেরেন্স

পরীক্ষণ দ্বি-চির পরীক্ষা ডাভিসন-জার্মার পরীক্ষণ স্টার্ন-গেরলাখ পরীক্ষণ বেলের অসমতা পরীক্ষণ পপারের পরীক্ষা শ্রোডিঙ্গারের বিড়াল

সমীকরণ শ্র্যোডিঙার সমীকরণ পাউলি সমীকরণ ক্লাইন-গর্ডন সমীকরণ ডিরাক সমীকরণ

উচ্চতর তত্ত্ব কোয়ান্টাম ক্ষেত্র তত্ত্ব উইটম্যান স্বতঃসিদ্ধ কোয়ান্টাম তড়িৎ-গতিবিজ্ঞান কোয়ান্টাম বর্ণ-গতিবিজ্ঞান কোয়ান্টাম গ্রাভিটি ফাইনম্যান ডায়াগ্রাম

ব্যাখ্যা কোপনহেগেন · এনসেম্ব্‌ল গুপ্ত চলক · ট্রান্সএকশনাল বহু-বিশ্ব · কনসিস্টেন্ট থিওরিস কোয়ান্টাম যুক্তি সচেতনতা পতন ঘটায়

বিজ্ঞানী প্লাংক · শ্র্যোডিঙার হাইজেনবের্গ · বোর · পাউলি দিরাক · বোম · বর্ন দ্য ব্রোয়ি · ফন নিউমান আইনস্টাইন · ফাইনম্যান এভারেট · পেনরোজ · অন্যান্য

অনিশ্চয়তা নীতি কোয়ান্টাম বলবিদ্যা, অনিশ্চয়তার নীতিও হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি বা হাইজেনবার্গের অনির্দিষ্টতা নীতি হিসাবে পরিচিত। হাইজেনবার্গের এই নীতি আণবিক, পারমানবিক ও অবপারমানবিক জগৎএর একটি মৌলিক সীমা উল্লেখ করে যা একটি কণার প্রকৃত বৈশিষ্ট্যগুলির নির্দিষ্ট রাশির সাথে পরিচিত। এই রাশিগুলি হল, যেমন পজিশন x এবং ভরবেগ p।

১৯২৭ সালে প্রথম জার্মান পদার্থবিদ ওয়েনের হাইজেনবার্গ কর্তৃক প্রবর্তিত, এটি আরও নির্দিষ্টভাবে কিছু কণার অবস্থান নির্ধারিত হয় বলে উল্লেখ করা হয়, তবে কম গতিতেই তার গতি সম্পর্কে জানা যায় এবং তদ্বিপরীত। অবস্থান σ_x এর আদর্শ বিচ্যুতি সম্পর্কিত প্রথাগত বৈষম্য এবং গতি σ_p এর আদর্শ বিচ্যুতি, সেটি পরবর্তীকালে আর্ল হেস কেনার্ড এবং সালে হারমান ওয়েলের দ্বারা প্রাপ্ত হয়েছিল:

$\sigma _{x}\sigma _{p}\geq {\frac {\hbar }{2}}~~$

(ħ হয় হ্রাসপ্রাপ্ত প্ল্যাংক ধ্রূবকের , h / (2π)।

ঐতিহাসিকভাবে, অনিশ্চয়তা নীতি বিভ্রান্ত হয়েছে পদার্থবিজ্ঞানে কিছুটা অনুরূপ প্রভাব, যা পর্যবেক্ষক প্রভাব বলে, যা মনে করে যে পদ্ধতিগুলি প্রভাবিত না করে নির্দিষ্ট পদ্ধতিতে পরিমাপ করা যায় না, যেটা কোনও পদ্ধতি পরিবর্তন না করে। হাইজেনবার্গ কোয়ান্টাম স্তরে কোয়ান্টাম অনিশ্চয়তার একটি শারীরিক "ব্যাখ্যা" হিসাবে একটি পর্যবেক্ষক প্রভাব ব্যবহার করেন। তবে এটা স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে, অনিশ্চয়তা নীতিটি তরঙ্গের মতো সমস্ত ব্যবস্থার বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে অন্তর্নিহিত, এবং এটি কোয়ান্টাম বলবিদ্যা মধ্যে উদ্ভূত হয় কারণ কেবলমাত্র সমস্ত কোয়ান্টাম বস্তুর তরঙ্গ ধর্ম। সুতরাং, অনিশ্চয়তা নীতি আসলে কোয়ান্টাম পদ্ধতির একটি মৌলিক সম্পত্তির কথা বলে, এবং বর্তমান প্রযুক্তির পর্যবেক্ষণগত সাফল্য সম্পর্কে শুধুমাত্র এক বিবৃতি নয়। এটি জোর দেওয়া উচিত যে পরিমাপের অর্থ কেবল একটি প্রক্রিয়া যা কোনও পদার্থবিজ্ঞানী-পর্যবেক্ষক অংশ নেন না, বরং কোনও পর্যবেক্ষকের নির্বিশেষে ক্লাসিক্যাল এবং কোয়ান্টাম বস্তুর মধ্যে কোনও পারস্পরিক ক্রিয়া।

যেহেতু অনিশ্চয়তার নীতি কোয়ান্টাম বলবিদ্যার একটি মৌলিক ফলাফল, কোয়ান্টাম বলবিদ্যার সাধারণ প্রচলন নিয়মিতভাবে এর দিকগুলি পালন করে। যাইহোক, কয়েকটি গবেষণায় তাদের প্রধান গবেষণা কর্মসূচির অংশ হিসাবে অনিশ্চয়তার নীতির একটি নির্দিষ্ট রূপে ইচ্ছাকৃতভাবে পরীক্ষা করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, অতিপরিবাহিতা (superconducting) বা কোয়ান্টাম আলকবিদ্যা পদ্ধতিতে সংখ্যার-দশা অনিশ্চয়তার সম্পর্কগুলির পরীক্ষাগুলি অন্তর্ভুক্ত করে। তার অপারেশনের জন্য অনিশ্চয়তা নীতির উপর নির্ভরশীল আবেদনগুলি অত্যন্ত কম শব্দ প্রযুক্তি যেমন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ ইন্টারফেরোমিটারের মধ্যে প্রয়োজন।

কোনো কণিকার অবস্থান এবং ভরবেগ, একইসাথে নিখুঁতভাবে জানা সম্ভব না। অবস্থান নিখুঁতভাবে পরিমাপ করতে গেলে ভরবেগের মানে ভুলের পরিমাণ বাড়বে, আবার ভরবেগ নিখুঁতভাবে পরিমাপ করতে গেলে অবস্থানের মানে ভুলের পরিমাণ বাড়বে -- এই নীতিটিকে অনিশ্চয়তা নীতি বলা হয়। জার্মান পদার্থবিজ্ঞানী ওয়ার্নার হাইজেনবার্গ এই মৌলিক নীতিটি আবিষ্কার করেন।

আমরা যখন মসৃণ টেবিলে হাত বুলাই, মনে হয় এতে বুঝি কোন বন্ধুরতা নেই, কিন্তু অণুবীক্ষণ যন্ত্রের নিচে দেখলে টেবিলের পৃষ্ঠতলে অসংখ্য খাঁদ দেখা যাবে। অর্থাৎ, টেবিলের প্রকৃত স্বরূপ বুঝতে অণুবীক্ষণ যন্ত্রের ফোটন আমাদের হাতের চেয়ে অনেক বেশি কার্যকরী। একিভাবে একটি গতিশীল ইলেকট্রনের অবস্থান জানতে যদি ফোটন নিক্ষেপ করি, ইলেকট্রনের ভরবেগ ফোটনের সাথে সংঘর্ষের কারণে পালটে যাবে।

ইলেকট্রনের ভরবেগ সঠিকভাবে জানতে এমন ফোটন দরকার যার শক্তি কম, যাতে এটা ইলেকট্রনটির ভরবেগকে প্রভাবিত না করতে পারে। কিন্তু আমরা জানি ফোটনের শক্তি এর কম্পাঙ্কের সমানুপাতিক। অর্থাৎ, কম শক্তির ফোটনের কম্পাঙ্ক কম তথা তরঙ্গ দৈর্ঘ্য বেশি হবে। ফলে এমন বড়সড় ফোটন ইলেকট্রনের অবস্থান ঠিকভাবে নির্ণয় করতে ব্যর্থ হবে, যেমন আমাদের হাত ব্যর্থ হয় টেবিলের অমসৃণ পৃষ্ঠকে অণুধাবন করতে। আবার আমরা যদি ছোট(তরঙ্গ দৈর্ঘ্য কম তথা কম্পাঙ্ক বেশী) ফোটন ব্যবহার করি, তাহলে অণুবীক্ষণ যন্ত্রের মত, এটা ইলেকট্রনের অবস্থান ভালোভাবে নির্ণয় করলেও, এমন ফোটনের শক্তি বেশী থাকায় ইলেকট্রনের ভরবেগ পালটে দেবে। এভাবে অনিশ্চয়তা নীতি সবসময়ই প্রযোজ্য থাকবে। প্লাংকের ধ্রূবক খুব ছোট বলে বাস্তব জীবনে অনিশ্চয়তা সূত্র আমরা অনুভব করি না বললেই চলে।কিন্তু আনুবীক্ষণিক জগতে অনিশ্চয়তা সূত্রের সত্যতা খুব ভালভাবে লক্ষ করা যায়।

অবস্থান ও ভরবেগের অনিশ্চয়তাকে যথাক্রমে $\Delta x$ এবং $\Delta p$ দ্বারা প্রকাশ করলে, অনিশ্চয়তা নীতিটিকে নিম্নরূপে গাণিতিকভাবে প্রকাশ করা যায়,

$\Delta x\Delta p\geq {\frac {\hbar }{2}}$

যেখানে

$\hbar$ হলো লঘুকৃত প্ল্যাংকের ধ্রূবকের (প্ল্যাংকের ধ্রূবকে ২$\pi$ দিয়ে ভাগ করলে এটা পাওয়া যায়)।

একইভাবে, কৌণিক অবস্থান ও কৌণিক ভরবেগের অনিশ্চয়তাকে যথাক্রমে $\Delta \theta$ এবং $\Delta L$ দ্বারা প্রকাশ করলে, আনিশ্চয়তা নীতিটিকে নিম্নরূপে গাণিতিক ভাবে প্রকাশ করা যায় ,

$\Delta \theta \Delta L\geq {\frac {\hbar }{2}}$

বাহ্যিক লিঙ্কগুলি

• The certainty principle
• Hazewinkel, Michiel, সম্পাদক (২০০১), "Uncertainty principle", Encyclopedia of Mathematics, Springer Science+Business Media, আইএসবিএন 978-1-55608-010-4 উদ্ধৃতি টেমপ্লেট ইংরেজি প্যারামিটার ব্যবহার করেছে (link)
• Matter as a Wave – একটি অনলাইন পাঠ্যপুস্তক থেকে একটি অধ্যায়
• Quantum mechanics: Myths and facts
• Stanford Encyclopedia of Philosophy entry
• Fourier Transforms and Uncertainty ম্যাথ পৃষ্ঠাগুলিতে
• aip.org: Quantum mechanics 1925–1927 – The uncertainty principle
• Eric Weisstein's World of Physics – Uncertainty principle
• John Baez on the time–energy uncertainty relation
• The certainty principle
• Common Interpretation of Heisenberg's Uncertainty Principle Is Proved False