কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান

কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান বা কোয়ান্টাম বলবিদ্যা (ইংরেজি ভাষায়: Quantum mechanics) আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের একটি শাখা যা পরমাণু এবং অতিপারমাণবিক কণার/তরঙ্গের স্কেলে পদার্থের আচরণ বর্ণনা করে। কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানকে ভিত্তি হিসেবে ব্যবহার করে বর্তমানে অতিবৃহৎ‍ বস্তু যেমন তারা ও ছায়াপথ এবং বিশ্বতত্ত্বমূলক ঘটনা যেমন মহা বিস্ফোরণ বিশ্লেষণ এবং ব্যাখ্যা করা যায়। যেসব সংশ্রয়ে চিরায়ত নিউটনীয় বলবিজ্ঞান ব্যর্থ হয়, সেগুলোর ভৌত আচরণের নির্ভুল ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারার জন্য সাধারণ পদার্থবিজ্ঞানী সম্প্রদায়ের মধ্যে কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের গ্রহণযোগ্যতা প্রতিষ্ঠিত হয়েছে। পারমাণবিক অথবা ক্ষুদ্রতর স্কেলের সংশ্রয়ে, খুব নিম্ন অথবা খুব উচ্চ শক্তিতে, অথবা অতিশীতল তাপমাত্রায় চিরায়ত এবং কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের ভবিষ্যদ্বাণীর মধ্যে প্রায়শই পার্থক্য দেখা যায়। কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান রসায়ন, আণবিক জীববিজ্ঞান, ইলেকট্রনিক্‌স, কণা পদার্থবিজ্ঞান, ন্যানোপ্রযুক্তি এবং প্রযুক্তিবিদ্যার আধুনিক উন্নয়নের ভিত্তি, এবং বিজ্ঞানের এই শাখাগুলো বিগত পঞ্চাশ বছরে পৃথিবীকে প্রায় সম্পূর্ণভাবে রূপান্তরিত করেছে।

ইতিহাস

মূল নিবন্ধ: কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের ইতিহাস

চিরায়ত বলবিজ্ঞান আমাদের চারপাশের জগতের অনেক ঘটনা নির্ভুলভাবে ব্যাখ্যা করতে সক্ষম। আইজাক নিউটন ১৬৮৬ সালে তাঁর বিখ্যাত বই Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, সংক্ষেপে প্রিঙ্কিপিয়া মাতেমাতিকা-তে চিরায়ত বলবিজ্ঞানের মূলসূত্রগুলি লিপিবদ্ধ করেন। এরপর প্রায় দুইশ বছর ধরে এই সূত্রগুলিই পদার্থবিজ্ঞান ও জ্যোতির্বিজ্ঞানের সমস্ত ঘটনাবলির তাত্ত্বিক ব্যখ্যার কাজে ব্যবহৃত হয়ে আসছিল। কিন্তু ১৯শ শতকের শেষের দিকে এসে পরমাণুর ইলেক্ট্রনীয় গঠন ও আলোর ধর্মের উপর কিছু আবিষ্কার চিরায়ত বলবিজ্ঞান দিয়ে ব্যাখ্যা করা সম্ভব হচ্ছিল না। ১৯০৫ সালে আলবার্ট আইনস্টাইন বুঝতে পারেন যে চিরায়ত বলবিজ্ঞানের ধারণাগুলি অত্যন্ত দ্রুত গতিবেগের, অর্থাৎ আলোর গতিবেগের কাছাকাছি বেগের বস্তুর ওপর প্রয়োগ করা যায় না। তিনি এটা ব্যাখ্যা করার জন্য নির্মাণ করেন আপেক্ষিকতাভিত্তিক বলবিজ্ঞান নামের শাস্ত্র। চিরায়ত বলবিজ্ঞান নীতিগতভাবে ভ্রান্ত হলেও ধীর গতিবেগের বস্তুসমূহের জন্য এটিকে আপেক্ষিকতাভিত্তিক বলবিজ্ঞানের একটি ভাল আসন্নীকরণ হিসেবে গণ্য করা যায়। প্রায় একই সময়ে পদার্থবিজ্ঞানীরা বিভিন্ন পরীক্ষার মাধ্যমে আবিষ্কার করেন যে চিরায়ত বলবিজ্ঞানের ধারণাগুলি অত্যন্ত ক্ষুদ্র বস্তুর ওপরেও প্রয়োগ করা যায় না। ১৯০০ থেকে ১৯২৭ সালের মধ্যে বেশ কিছু পদার্থবিজ্ঞানী (মাক্স প্লাংক, নিল্‌স বোর, আলবার্ট আইনস্টাইন, ওয়ার্নার হাইজেনবার্গ, লুই দ্য ব্রয়ি, এর্ভিন শ্র্যোডিঙার, প্রমুখ) কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান উদ্ভাবন করেন। চিরায়ত বলবিজ্ঞান নীতিগতভাবে ভ্রান্ত হলেও বড় আকারের বস্তুসমূহের জন্য এটিকে কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের একটি ভাল আসন্নীকরণ হিসেবে গণ্য করা যায়।

কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের স্বরূপ

চিরায়ত ও আপেক্ষিকতাভিত্তিক বলবিজ্ঞান নিয়তিবাদী: অর্থাৎ এগুলিতে বর্তমান অবস্থা সম্পর্কে নির্ভুল জ্ঞান থাকলে ভবিষ্যৎ সম্পর্কে নির্ভুল ভবিষ্যদ্বাণী করা সম্ভব, দৈবের কোন স্থান এখানে নেই। অন্যদিকে কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান সম্ভাবনাভিত্তিক: বর্তমান অবস্থা সম্পর্কে নির্ভুল জ্ঞান থাকলেও ভবিষ্যৎ কী ঘটবে তার পূর্বাভাস দেয়া কঠিন। এই অদ্ভূত বৈশিষ্ট্য সত্ত্বেও কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান অত্যন্ত নির্ভুলভাবে পারমাণবিক ও অতিপারমাণবিক স্তরের অনেক ঘটনা ব্যাখ্যা করতে সক্ষম, এবং চিরায়ত বলবিজ্ঞানের সাহায্যে এই মাত্রার নির্ভুলতায় পৌঁছানো সম্ভব নয়।

কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞান সম্পর্কে উক্তি

“

There was a time when the newspapers said that only twelve men understood the theory of relativity. I do not believe that there ever was such a time. There might have been a time when only one man did, because he was the only guy who caught on, before he wrote his paper. But after people read the paper a lot of people understood the theory of relativity in some way or other, certainly more than twelve. On the other hand, I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics.

”

- রিচার্ড ফাইনম্যান, The Character of Physical Law. 1965. p. 129.

আরও দেখুন

• পরমাণু
• অনিশ্চয়তা নীতি
• যোগাযোগ নীতি
• কোয়ান্টাম সংখ্যা
  • প্রধান কোয়ান্টাম সংখ্যা
  • আজিমুথাল কোয়ান্টাম সংখ্যা
  • চৌম্বক কোয়ান্টাম সংখ্যা
  • স্পিন কোয়ান্টাম সংখ্যা
• প্ল্যাংকের ধ্রুবক
• মান মডেল
• মেট্রিক্স বলবিজ্ঞান
• শ্র্যোডিঙারের সমীকরণ
• কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের উপস্থাপন

গ্রন্থ ও রচনাপঞ্জি

• Mara Beller, Quantum Dialogue: The Making of a Revolution. University of Chicago Press, Chicago, 2001.
• Bohr, Niels (১৯৫৮)। Atomic Physics and Human Knowledge। John Wiley and Sons। ওসিএলসি ৫৩০৬১১ এএসআইএন B00005VGVF। উদ্ধৃতি টেমপ্লেট ইংরেজি প্যারামিটার ব্যবহার করেছে (link)
• De Broglie, Louis. The Revolution in Physics, Noonday Press, 1953.
• Einstein, Albert. Essays in Science, Philosophical Library, 1934.
• Feigl, Herbert and May Brodbeck, Readings in the Philosophy of Science, Appleton-Century-Crofts, 1953.
• Feynman, Richard P., QED: The Strange Theory of Light and Matter, Princeton University Press, 1985. ISBN 0-691-08388-6
• Prof. Michael Fowler, The Bohr Atom, A series of lectures, 1999, University of Virginia.
• Heisenberg, Werner. Physics and Philosophy, Harper and Brothers, 1958.
• S Lakshmibala, "Heisenberg, Matrix Mechanics and the Uncertainty Principle", Resonance, Journal of Science Education, Volume 9, Number 8, August 2004.
• Richard L. Liboff, Introductory Quantum Mechanics, 2nd ed. 1992.
• Lindsay, Robert Bruce and Henry Margenau, Foundations of Physics, Dover, 1936.
• McEnvoy, J.P., and Zarate, Oscar. Introducing Quantum Theory, ISBN 1-874166-37-4
• Carl Rod Nave, Hyperphysics-Quantum Physics, Department of Physics and Astronomy, Georgia State University, CD 2005.
• F. David Peat, "From Certainty to Uncertainty: The Story of Science and Ideas in the Twenty-First Century", Joseph Henry Press, 2002.
• Reichenbach, Hans, Philosophic Foundations of Quantum Mechanics, University of California Press, 1944.
• Schilpp, Paul Arthur, Albert Einstein: Philosopher-Scientist, Tudor Publishing Commpany, 1949.
• Scientific American Reader, 1953.
• Sears, Francis Weston, Optics, Addison-Wesley, 1949.
• Shimony, A. (১৯৮৩)। "(title not given in citation)"। Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology (S. Kamefuchi et al., eds.)। Tokyo: Japan Physical Society। পৃষ্ঠা 225। উদ্ধৃতি টেমপ্লেট ইংরেজি প্যারামিটার ব্যবহার করেছে (link) ; cited in: Popescu, Sandu। "Action and Passion at a Distance: An Essay in Honor of Professor Abner Shimony" (PDF)। arXiv.org। সংগ্রহের তারিখ ২০০৭-০১-১২।  উদ্ধৃতি টেমপ্লেট ইংরেজি প্যারামিটার ব্যবহার করেছে (link)
• Dr. Kenjiro Takada, Emeritus professor of Kyushu University, Microscopic World-Introduction to Quantum Mechanics, Internet seminar, http://www2.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld1_E/MicroWorld_1_E.html.
• "Uncertainty Prirnciple" Werner Heisenberg actual voice recording, http://www.thebigview.com/spacetime/index.html.
• J.H. Van Vleck, The Correspondence Principle in the Statistical Interpretation of Quantum Mechanics, Proc. Nat. Acad. Sci., Vol. 14, p. 179, 1928.
• Martinus J.G. Veltman, Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics. World Scientific Publishing Company, February 2003.
• Carl Wieman and Katherine Perkins, "Transforming Physics Education", Physics Today, November 2005.
• Michael D. Westmoreland, Benjamin Schumacher, Quantum Entanglement and the Nonexistence of Superluminal Signals, March 1998, http://arxiv.org/pdf/quant-ph/9801014

বহিঃসংযোগ

সাধারণ

• The Modern Revolution in Physics - an online textbook
• J. O'Connor and E. F. Robertson: A history of quantum mechanics
• A Lazy Layman's Guide to Quantum Physics
• Introduction to Quantum Theory at Quantiki
• Quantum Physics Made Relatively Simple: three video lectures by Hans Bethe
• Getting Started with Quantum an Essay for the Uninitiated

কোর্স

• MIT OpenCourseWare: Chemistry. See 5.61, 5.73, and 5.74
• MIT OpenCourseWare: Physics. See 8.04, 8.05, and 8.06.
• Imperial College Quantum Mechanics Course to Download
• Spark Notes - Quantum Physics
• Lecture notes in Quantum Mechanics (comprehensive, with advanced topics)

প্রশ্নোত্তর

• Many-worlds or relative-state interpretation
• Measurement in Quantum mechanics
• A short FAQ on quantum resonances

মিডিয়া

• Everything you wanted to know about the quantum world — archive of articles from New Scientist magazine.
• Quantum Physics Research From ScienceDaily
• "Quantum Trickery: Testing Einstein's Strangest Theory"। The New York Times। December 27, 2005।  উদ্ধৃতি টেমপ্লেট ইংরেজি প্যারামিটার ব্যবহার করেছে (link)

দর্শন

• Quantum Mechanics (Stanford Encyclopedia of Philosophy)
• David Mermin on the future directions of physics

ইতিহাস

• Planck's original paper on Planck's constant