ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ ඉතිහාසය

සමාලෝචනය

කෘෂ්ණ වස්තුවක් මගින් විමෝචනය වන ශක්ති ප්‍රමාණය සංඛ්‍යාතය මත රඳා පවතින බවට වු නිරීක්ෂණය සඳහා සමීකරණයක් ව්‍යුයුත්පන්න කරනු වස් 1900 වසරේදී ජර්මානු භෞතික විද්‍යාඥ මැක්ස් ප්ලාන්ක් විසින් ශක්තිය ක්වොන්‍ටනීකරණය වී ඇතැයි යන මතය ඉදිරිපත් කරන ලදී. 1905 දී ආලෝකය , වඩාත් නිවැරදිව කියතොත් සියළු විද්‍යුත් චුම්භක තරංග අවකාශය තුල ස්ථානගතවු ලක්ෂීය ශක්තිය ක්වොන්ටා පරිමිත සංඛ්‍යාවකට වෙන්කල හැකි යැයි යන මතයේ පිහිටමින් අයින්ස්ටයින් ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ආවරණය පැහැදිලි කරන ලදී. 1905 වසරේ මාර්තු මාසයේදී අයින්ස්ටයින් ඉදිරිපත් කල ක්වොන්ටම් නිබන්ධනයේ හැඳින් වීම කල “ආලෝක විමෝචනය පරිණාමනය පිළිබඳ අත්දැකීම් ඇසුරින් විනිශ්චය කරන කල” අයින්ස්ටයින් පල කල මතයන්ගේ පරිවර්තනයක් පහත දැක්වේ.

මෙහිදි සලකනු ලබන උපකල්පනයන්ට අනුව ලක්ෂ්‍යයකින් ආරම්භව ආලෝක කදම්භයක් විසිරීයන විට එහි ශක්තිය ක්‍රමක් ක්‍රමයෙන් වැඩිවන අවකාශයක් ඔස්සේ සන්තනිකව පැතිර යෑම සිදු නොවේ.නමුත් ඒ වෙනුවට ආලෝක කදම්භය අවකාශයේ අඩංගු ස්ථානීය ලක්ෂීය ශක්ති ක්වොන්ටා වලින් යුක්ත වන අතර ඒවා බෙදීමකින් තොරව අවකාශය හරහා චලනය වන අතර ඒවා අවශෝෂනය හෝ ජනනය වන්නේ ඒකක වශයෙනි.

මෙම ප්‍රකාශය 20 වැනි සියවස තුලදී භෞතික විද්‍යාඥයකු විසින් ලියන ලද වඩාත් විප්ලවකාරී වාක්‍ය ඛණ්ඩය ලෙස හැඳින්වේ. මෙහිදක්වා ඇත් ශක්ති ක්වොන්ටා පසුකාලීනව පෝ‍ටෝන ‍ෙලස නම් කෙරුණු අතර මෙම පදය 1926 වසරේ දී ගිල්බට් N ලෙවිස් විසින් හඳුන්වා දෙන ලද්දකි. එක්එක් පෝටෝනයන් තුල ක්වොන්ටා ආකාරයෙන් ශක්තිය අඩංගු විය යුතු බවට පලවු මෙම අදහස ඉතා වැදගත් සන්ධිස්ථානයක් වුයේ ඒ සමගම තරංග ආකාරයෙන් කෘෂ්ණ වස්තු විකිරණය පැහැදිලි කල විට එමගින් අපරිමිත ශක්තියක් විකිරණය වීමට හැකියාව ඉවත්වීම හේතුවෙනි.1913 වසරේදී බෝර් විසින් පලකල “On the constitution of Atoms and Molecules” නම් නිබන්ධනය තුල ඔහු හයිඩ්‍රජන් පරමානුවේ වර්ණාවලි රේඛා ක්වොන්ටනීකරණය භාවිත‍ෙයන් පැහැදිලි කරන ලදී.

මෙම සිද්ධාන්ත සාර්ථක ඒවා වූ නමුත් හුදු සංසිද්ධි ආශ්‍රිත ඒවා පමණක් වීය. මෙම කාලය වන විට 1912 වසරේ හෙන්රි පොයින් කෙයාර් විසින් සිය ‘sur la theorie des guanta’ නම් නිබන්ධනය ඔස්සේ ප්ලාන්ක් වාදය පිළිබඳව කල කරුණු සලකා බැලීම හැරුණු කල ක්වොන්ටිනීකරණය සඳහා වෙනත් ශක්තිමත් සධාරණීකරනයක් නොවීය. මේ දක්වා සඳහන් කල කරුණු එක්ව ගත්කල ඒවා පැරණි ක්වොන්ටම් වාදය ලෙස හැඳින්වේ.

ක්වොන්ටම් භෞතික විද්‍යාව යන යෙදුම මුල්වරට භාවිතා වුයේ 1931 වසරේදී ජෙන්ස්ටන් විසින් පලකල ‘Plank’s Universe in light of Modern Physics’ නම් ග්‍රන්ථයේ වේ.

1924වසරේදී ප්‍රංශ භෞතික විද්‍යාඥ ලුයිස්ඩි බ්‍රෝග්ලි විසින් පදාර්ථ වලට තරංගමය ගුණාගද පෙන්විය හැකි බව ප්‍රකාශ කෙරෙන පදාර්ථ -තරංග වාදය ඉදිරිපත් කරන ලදී.මෙම වාදය තනි තනි අංශ සඳහා යෙදිය හැකි ආකාරයේ එකක් වන අතර විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදයේ ව්‍යුත්පන්නයක් වේ. ඩි බ්‍රෝග්ලි ගේ මෙම පිවිසුම මත පදනම්ව 1925 වසරේදී නුතන ක්වොන්ටම් යන්ත්‍ර විද්‍යාව ආරම්භ විය. මෙසේ නුතන ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ ඇරඹුම සඳහා ජර්මන් භෞතික විද්‍යාඥයකු වු වර්නර් හයිසන්බර්ග් සහ මැක්ස් බෝන් විසින් ගොඩනංවන ලද න්‍යය යාන්ත්‍ර විද්‍යාවත්, ඔස්ට්‍රියානු භෞතික විද්‍යාඥ අර්වින් ශ්‍රෝඩින්ගර් විසින් හඳුන්වාදුන් තරංග යාන්ත්‍ර විද්‍යාව සහ ඩි බ්‍රෝග්ලි වාදයේ සාධාරණීකෘත අවස්ථාවක් සඳහා වන සන්නිකර්ෂණයක් වු සාපේක්ෂතාවාදි නොවන ශ්‍රෝඩින්ගර් සමීකරණයක් දැඩිලෙස ඉවහල් විය. පසු කාලිනව මෙම පිවිසුම් ක්‍රම යුගල එකිනෙකට තුල්‍ය වන බව ශ්‍රෝඩින්ගර් විසින් පෙන්වා දෙන ලදී.

හයිසන්බඹර්ගේ සිය අවින්ශ්ච්තතාවාදය 1927 වසරේදී ගොඩනංවන ලද අතර ඊට සමකාලීනව කෝපන්හේගත් අර්ථ දැක්විමද නිර්මාණය වෙමින් පැවතුණි 1927 වසරේදී පමණ පෝල් ඩිරැක් යාන්ත්‍ර විද්‍යාව සහ විශේෂ සාපේක්ෂතාවාදය එක් කිරිමේ ක්‍රියාවලියට ආරම්භයක් සපයමින් ඉලෙක්ට්‍රෝනය සඳහා ඩිරැක් සමීකරණය යෝජනා කලේය. ඩිරැක් සමීකරණය මගින් ශ්‍රෝඩින්ගර්ට ලබාගත නොහැකි වු ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ තරංග ශ්‍රතයේ සාපේක්ෂවාදී පැහැදිලි කිරීම ලබාගත හැකි විය. එමගින් ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමාණට පිළිබඳව අනාවැකි පලවු අතර සිය සමීකරණ ඇසුරෙන් පොසිට්‍රෝනවය් පැවැත්ම පිළිබඳ අනාවැකියක් පලකිරීමටද සිරැක් සමත් විය. තවද 1930 වසරේ සිරැක් විසින් පලකල සුප්‍රසිද්ධ ශ්‍රාසත්‍රීය අත් පොතෙහි විස්තර වන පරිදි ඉතා වැදගත් බ්‍රා-කෙට් අංකනය ඇතුලත් කාරක වාදයේ භාවිතයේ නියමුවා වශයෙන්ද ඔහු ක්‍රියාකලේය.මීට සමකාලීන බහුශ්‍රැත හංගේරියානු ජාතික ජෝන් වොන් නියුමන් හිල්බට් අවකාශයන්හි රේඛීය කාක වාදය වශයෙන් ක්වොන්ටම් වාදය සඳහා ශක්තිමත් ගණිතමය පදනමක් නිර්මාණය කලේය. මෙය 1932 වසරේ නිකුත් වු ඔහුගේ ප්‍රසිද්ධ ශාස්ත්‍රීය අත්පොතෙහි විස්කර කර ඇත. ආරම්භක අවධියේ සිදුවු බොහෝ සොයාගැනීම් මෙන්ම මේවාද තවදුරටත් බහුලව භාවිතා වේ.

1927 වසරේදී සහසංයුජ බන්ධන හා හයිඩ්‍රජන් අණු පිළිබඳ අධ්‍යනයක් ප්‍රකාශයට පත් කල වෝල්ටර්, හිට්ලර්, ෆ්රිස්ට්, ලන්ඩන් යන භෞතික විද්‍යාඥයන් ක්වොන්ටම් රසායනවිද්‍යාවේ පෙරගමන්කරුවෝ වෙති. පසුකාලීනව cal Tech ආයතනයේ සෛද්ධාන්තික රසායන විද්‍යා ,ඇමරිකානු ජාතික ලයිනස් හෝලිං සහ ජෝන් සී ස්ලෝටර් ආදී විශාල පර්යේෂකයන් පිරිසක දායකත්වය ඔස්සේ ක්වොන්ටම් රසායන විද්‍යාව අණුක කක්ෂික වාදය සහ සංයුජතාවාදය ආදී විවිධ සිද්ධාන්ත වලින් යුත් ක්ෂේත්‍රයක් බවට වැඩිදියුණු විය.

1927 පටන් තනි තනි අංශු වෙනුවට ක්ෂේත්‍ර සඳහා ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාව යෙදිමට විවිධ උත්සාහයන් දියත් වු අතර එහි ප්‍රතිථලයක් ලෙස ක්වොන්ටම් ක්ෂේත්‍රවාද ලෙස හැඳින්වෙන වාදයක් නිර්මාණය විය. මෙම ක්ෂේත්‍රයට ආරම්භක දායකත්වය දැක්වුවන් අතරට P.A.M. ඩිරැක් , w.පෝලි , v.වීස්කෝෆ් සහ P. ජෝර්ඩ්න් යන අය අයත් වේ. මෙම පර්යේෂණ ක්ෂේත්‍රයේ ඵලයක් ලෙස ආර්.පි. හේමන්, එෆ්. ඩයිසන්, ජේ.ෂින්ගර් සහ එස්.එස්. තොමෝන්ගා යන අයගේ දායකත්වයෙන් යුතුව 1940 දී පමණ ක්වොන්ටම් විද්‍යුත් ගති විද්‍යාව බිහිවිය. මෙය ඉ‍ලෙක්ට්‍රෝන පෙ‍ාසිට්‍රෝන සහ විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර පිළිබඳ කොන්ටම් වාදය වු අතර පසු කාලීන කොන්ටම් ක්ෂේත්‍රවාද සඳහා මෙය ආදර්ශයක් ලෙස සැලකිනි. 1960 දී පමණ කොන්ටම් වර්ණගති විද්‍යාවාදයේ නිර්මාණය ආරම්භ විය. වර්තමානයේ අපි භාවිතා කරන ආකාරය දක්වා මෙම වාදය 1975 දී පොලිට්සර් ග්‍රොස් සහ විල්ෂේක් යන අය විසින් දියුණු කරන ලදී. ජේ. ෂින්ගර්ගේ ආරම්භක සොයා ගැනීම් මත පදනම් හින්ස් ගොල්ජඩ් ස්ට්‍රෝන් ගැලැෂෝ වින්බර්න් සහ සලාම් යන අය විසින් දුර්වල න්‍යෂ්ඨික බලය සහ ක්වෝන්ටම් ගති විද්‍යාව තනි විද්‍යුත් දුර්වල බලයක් බවට ඡේදනය කල හැකි බව තනි තනිව පෙන්වා දීමට සමත් වූහ.
පදනම් පර්යේෂණ

* තෝමස් යං (Thomas young), ගේ (Double- Slit experiment)අලෙක්සේගේ තරංගමය ස්වභාවය පහදා දීම (c 1805)
* හෙන්රි බෙකරල් (Henri Becquerel) ගේ විකිරණශීලීතාවය සොයා ගැනිම
* ජේ ජේ තොම්සන් (J. J. Thomson) ගේ කැතෝඩ නල පරික්ෂණ මගින් ඉලෙක්ට්රෝණ සහ එහි සෘන ආරෝපිත බව සොයා ගැනිම (1897)
* 1850 සිට 1900 අතර කාලයේ සිදු කල කෘෂිරා වස්තු විකිරණය පිළිබද අධ්යයනය මෙය ක්ටොන්ටම් විද්යාවේ සංකල්ප වලින් තොරව පැහැදිලි කල නොහැක.
* අයින්ස්ටයින්ගේ ප්‍රකාශ විද්යුත් ආවරණය සොය ගැනිම (1905) (මෙයට නොබෙල් ත්යාගය මේ විය) මෙහිදි ආලෝකය ෆෝටොන් හෙවත් අංශු ලෙස පවතින බව පැහැදිලි විය.
* රොබර්ට් මිලිකන් (Robert Millikan) ගේ තෙල් බිංදු පරික්ෂණ මගින් විද්යුත් ආරෝපන ක්වොන්ටා හෙවත් ශක්ති පුර්ණ ඒකක ලෙස පවතින බව සොයා ගැනිම (1909)
* අර්නස්ට් රදර්ෆර්ඩ් (Ernest Rutherford) ගේ රන්පත් පරීක්ෂණය මගින් පරමාණුවේ Pudding ආකෘතිය විරෝධනය කිරිම, මෙමගින් පරමාණුවේ ස්කන්ධ හා ධනාත්මක ආරෝපනටය ඒකකාරිව ව්යාප්ත වි ඇති බව පෙන්වා දීම.
* ඔටෝ ස්ටර්න් (Otto Stern) සහ වොල්තර් ජෙරාක් (Walther Gerralch) ගේ Stern - Gerloach පරික්ෂණ යෙන් අංශුවක ක්ටොන්ටම් ස්වභාවය පැහැදිලි කිරිම (1920)
* ක්ලින්ටන් ඩේවිඩ්සන්(Clintion Davidsson) සහ ලෙස්ටර් ගර්මර් (Lester Germer) ඉලෙක්ට්රෝන විවරන පරික්ෂණ මගින් ඉලෙක්ට්රෝන වේ තරංගමය ස්වභාවය පහදා දිම (1927)
* ක්ලයිඩ් එල් කොවන් සහ ෆ්‍රෙඩ්රික් රීන්ස් (Clyd.l.Cowan සහ Frederick Reines) විසින් පරමාණුවක නියුට්‍රෝන පැවැත්ම නියුට්රිනෝ පරික්ෂණ මගින් තහවුරැ කිරීම (1955)
* ක්ලවුස් ජොන්සන් (Claus Jonnson) ගේ ඉලෙක්ට්රෝන පිළිබද Double Slit පරික්ෂණ (1961)
* 1880 දී ක්ලවුස් පොන් ක්ලිට්සින් ( Klaus Von Klitzing ) ගේ ක්වොන්ටම් සිදුරැ අචරණය සොයා ගැනිම. මෙය සිදුරැ ආචරණයේ ක්වොන්ටම් ආකාරය වන අතර මෙමගින් විද්යුත් ප්රතිරෝධන පිලිබදව නව අර්ථකතනයක් දෙන ලදි. එමෙන්ම මෙමගින් සියුම් ව්යුහ නියතයට ඉතා සියුම් නිදහස් අර්ථ කථනයක් දෙන ලදි.
* Alain aspect ක්වොන්ටම් පැටලීම පර්යේෂණාත්මකව සත්යාපනය කිරීම (1982)
Reference

http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_quantum_mechanics
ප්‍රවර්ගය:විද්‍යා‍වේ ඉතිහාසය

zh:物理学史#量子理论
ප්‍රවර්ගය:භෞතික විද්‍යාව