អាល់បឺត អែងស្តែង: អាជីពជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ

អាជីពជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ 

 រូបវិទ្យាឆ្នាំ១៩០០ 
និក្ខេបបទ​ដំបូងៗ​របស់អែងស្តែង​មានបំណង​ចង់បកស្រាយ​ថាអាតូម​ពិតជាមានមែន ហើយ​មានទំហំ​កំណត់មួយ​ដែលមិនសូន្យ។ នៅពេល​ដែលលោក​បោះផ្សាយ​និក្ខេបបទ​លើកទី១​នៅឆ្នាំ១៩០២ រូបវិទូ​ទាំងឡាយ​មិន​ទាន់ជឿទាំងស្រុង​ថាអាតូម​ពិតជាមាន​នៅឡើយទេ។ នេះដោយសារ​​ នៅសតវត្សរ៍ទី១៩ មិនទាន់មាន​ទ្រឹស្ដី​ណាអាចពន្យល់​ពីលក្ខណៈរូបធាតុ​ដោយប្រើលក្ខណៈអាតូម​នៅឡើយ។

លុដវីក បុលស្មាន់​ដែលជារូបវិទូផ្នែក​អាតូម​ពូកែជាងគេ​នៅសតវត្សរ៍ទី១៩ បានខ្នះខ្នែង​ជាច្រើនឆ្នាំ​ដើម្បីធ្វើអោយ​គេ​ទទួលស្គាល់​អត្ថិភាព​អាតូម។ បុលស្មាន់​បាន​ផ្ដល់​ការបកស្រាយ​ទៅលើច្បាប់នានា​ក្នុងទែរម៉ូឌីណាមិច ដោយបាន​លើកឡើង​ថា​ច្បាប់ទី២របស់ទែរម៉ូឌីណាមិច​​​(ច្បាប់កំណើនអង់ត្រូពី) មានលក្ខណៈ​ស្ថិតិ។ តាមគំនិត​របស់បុលស្មាន់ អង់ត្រូពីជាលោការីតនៃចំនួនរបៀប​នៃទំរង់នៅខាងក្នុង​ប្រព័ន្ធមួយ។ មូលហេតុដែល​អង់ត្រូពីកើនឡើង​គឺព្រោះតែ​ប្រព័ន្ធមួយ​ប្រែប្រួល​ពីស្ថានភាព​ពិសេស​មួយដែល​មានទំរង់​តិច​តៅស្ថានភាពមួយទៀត​ដែលមាន​ទំរង់​ច្រើន។ ការបកស្រាយ​របស់បុលស្មាន់​ត្រូវបាន​គេទទួលស្គាល់​ជាទូទៅ​នាពេល​បច្ចុប្បន្ន ប៉ុន្តែ​កាលពីសម័យអែងស្តែង គឺមានមនុស្សតិចណាស់​ដែល​ជឿ​លើទ្រឹស្ដីនេះ។

គំនិត​ខាងស្ថិតិ​បានបកស្រាយពី​លក្ខណៈ​ឧស្ម័នបានយ៉ាង​ល្អបំផុត។ ចេម ឃ្លើក ម៉ាកស៊្វែល ដែលជារូបវិទូ​ផ្នែកអាតូម​ដ៏ល្បីម្នាក់ទៀត បានរកឃើញ​របាយល្បឿន​របស់អាតូម​នៅក្នុងឧស្ម័ន។ គាត់បាន​ទាញ​សម្មតិកម្ម​ថា​វីស្កូស៊ីតេ (ភាពស្អិត) របស់ឧស្ម័នអាចមិនអាស្រ័យ​និង​កំហាប់ទេ។ បើយើងគិតធម្មតា កំលាំងកកិត​នៅក្នុងឧស្ម័ន​គួរតែខិតទៅរក​សូន្យ​ប្រសិនបើកំហាប់​ខិតទៅរកសូន្យ។ ប៉ុន្តែ​តាមពិត​វាខុសពីនោះ ព្រោះចំងាយចរសេរីមធ្យម​របស់អាតូម​កើនឡើង​នៅក្នុង​កំហាប់ទាប។ ម៉ាកស៊្វែល​និងភរិយា​បានធ្វើ​ពិសោធន៍​សំរេច​បញ្ជាក់​ពី​សម្មតិកម្មនេះ។ ពិសោធន៍​ដទៃទៀត​លើ​ឧស្ម័ននិងសុញ្ញកាស​ ដោយបង្វិលធុង​មានចោះប្រហោង​វែងៗ ក៏បាន​បញ្ជាក់​ផងដែរ​ថា​ល្បឿន​អាតូម​នៅក្នុង​ឧស្ម័ន​​គោរព​តាមច្បាប់​របាយ​របស់ម៉ាកស៊្វែល។

 រ៉ឺឡាទីវីតេពិសេស 

នៅក្នុង​និក្ខេបបទ​ស្ដីអំពីអេឡិចត្រូឌីណាមិចនៃអង្គធាតុ​មានចលនា នៅឆ្នាំ១៩០៥​របស់អែងស្តែង គាត់​បានលើកឡើង​ពីទ្រឹស្ដី​រ៉ឺឡាទីវីតេពិសេស។ ទ្រឹស្ដីនេះ​ភាពមិនប្រើប្រួល​របស់ល្បឿនពន្លឺ តំរូវអោយមានកំនែសំរួល​លើសញ្ញាណនៃភាពព្រមគ្នា។ ជាលទ្ធផល​តំរុយលំហ-ពេល​របស់អង្គធាតុមានចលនា អាចបន្ថយល្បឿន​និងរួញខ្លី (ក្នុងទិសដៅចលនា) បើប្រៀបធៀប​នឹងតំរុយ​របស់អ្នកសង្កេត។ ពីទ្រឹស្ដី​រ៉ឺឡាទីវីតេ អែងស្តែង​បានទាញបានរូបមន្តដ៏ល្បីគឺ E = mc2 ដែលជារូបមន្តសមមូលម៉ាស-ថាមពល។ រូបមន្តនេះបញ្ញាក់ថា​បរិមាណដ៏តិចតូច​របស់ម៉ាសរូបធាតុ​អាចបំលែង​ជាថាមពលយ៉ាងធំ។ គេប្រើរូបមន្តនេះ​ដើម្បីគណនា​ថាមពល​បានពីប្រតិកម្មបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ។

 ទ្វេភាពនៃរលកនិងភាពល្អិត 

នៅក្នុងនិក្ខេបបទ​ឆ្នាំ១៩០៥ អែងស្តែង​បានធ្វើសម្មតិកម្មថា​ពន្លឺ​កើតឡើង​ពីបណ្ដុំភាពល្អិតកង់តូមជាច្រើន។ នាសម័យនោះ សម្មតិកម្មនេះ​ត្រូវបាន​រូបវិទូ​ជាច្រើន​រួមមានម៉ាក ផ្លង់និងណែល បរ ច្រានចោល។ គំនិតនេះ​ត្រូវបានគេទទួលស្គាល់ជាទូទៅ​នៅឆ្នាំ១៩១៩ បន្ទាប់ពី​រ៉ូបឺត មីល្លីកាន់ធ្វើពិសោធន៍​សំរេច​លើផលហ្វូតូអគ្គីសនី​និងផលកុងតុង។

គិនិតរបស់​អែងស្តែង​លើ​ទ្រឹស្ដីនេះ​ផ្អែក​ស្ទើទាំងស្រុង​លើ​គំនិតក្នុងទែរម៉ូឌីណាមិច មិនមែនផលហ្វូតូអគ្គីសនី​ដែលរកឃើញ១៥ឆ្នាំក្រោយមកនោះទេ។ អែងស្តែង​បានគិតពិអង់ត្រូពី​របស់ពន្លឺ​នៅសីតុណ្ហភាព T និងបានបំបែកវា​ជា២ផ្នែក គឺផ្នែកហ្វ្រេកង់ទាប និងផ្នែកហ្វ្រេកង់ខ្ពស់។ ផ្នែកហ្វ្រេកង់ខ្ពស់មានអង់ត្រូពី​ស្រដៀង​គ្នានឹង​អង់ត្រូពី​របស់ឧស្ម័នរបស់ភាគល្អិតក្លាស់សិច។

ដោយអង់ត្រូពី​ជាលោការីតនៃចំនួនស្ថានភាព​ដែលអាចមាន អែងស្តែង​បានទាញសន្និដ្ឋានថា ចំនួនស្ថានភាព​របស់ពន្លឺដែលមានជំហានរលកខ្លី​នៅក្នុង​ប្រអប់បិទជិត​មួយដែលមានមាឌ V គឺស្មើនឹងចំនួនស្ថានភាព​របស់​ក្រុមភាគល្អិតនៅក្នុងប្រអប់នោះដែរ។ អែង ស្តែង​បានសន្និដ្ឋានទៀតថា រលកដែលមានហ្វ្រេកង់ f ជាបណ្ដុំហ្វូតុងដែលមានថាមពល hf ក្នុងមួយគ្រាប់ (h ជាថេរផ្លង់)។ គាត់មិនថាន​និយាយអ្វី​លើសពីនេះទេ ដោយសារគាត់​មិនសូវជឿច្បាស់​ថាតែភាគល្អិត​និងរលក​ទាក់ទិន​គ្នាដោយរបៀបណា។ ប៉ុន្តែ​គាត់បានបញ្ជាក់ថា​គំនិត​នេះ​អាចអោយ​គេ​ពន្យល់​បាតុភូតជាច្រើន​រួមមាន​ផលហ្វូតូអគ្គីសនីជាដើម។

 ទ្រឹស្ដីអូប៉ាលេសង់គ្រីទិច 

អែងស្តែង​បានសិក្សា​ពីលំយោលទែរម៉ូឌីណាមិច ដោយសិក្សាពី​បំរែបំរួល​ដង់ស៊ីតេ​ក្នុងសន្ទនីយ៍មួយ​នៅចំនុចគ្រីទិច​របស់វា។ ជាធម្មតា ភាពឡើងចុះរបស់ដង់ស៊ីតេ (លំយោល) កំនត់ដោយដេរីវេទី២ ថាមពលសេរី​ធៀបនឹងដង់ស៊ីតេ។ នៅចំនុចគ្រីទិច តំលៃដេរីវេនេះ​ស្មើនឹងសូន្យ ដែលនាំអោយមានលំយោល​យ៉ាងខ្លាំងក្លាមួយ។ លំយោលដង់ស៊ីតេនេះ បណ្ដាលអោយ​ពន្លឺនៅគ្រប់ជំហានរលក រាយប៉ាយ និងធ្វើអោយសន្ទនីយ៍នោះ​មើល​ទៅមានពណ៌​សទឹកដោះគោ។ អែងស្តែង​បានភ្ជាប់បាតុភូតនេះ​ទៅបាតុភូត សំនាយរ៉េយលី ដែលពន្យល់​ពីផ្ទៃមេឃមានពណ៌ខៀវ។

 ថាមពលនៅចំនុចសូន្យ 
វិចារណញ្ញាណផ្នែករូបវិទ្យារបស់អែងស្តែង បានធ្វើអោយគាត់កត់សំគាល់ឃើញថាថាមពលប៉ោលរបស់ផ្លង់មានចំនុចសូន្យមិនត្រឹមត្រូវ។ គាត់បានកែសំរួលសម្មតិកម្មរបស់ផ្លង់ដោយ​ពោលថាស្ថានភាពថាមពលទាបបំផុតរបស់ប៉ោលស្មើនឹង 1⁄2hf គឺស្មើនឹងពាក់កណ្ដាល​គំលាតរវាងកំរិតថាមពល។ ការតវ៉ានេះធ្វើឡើងនៅឆ្នាំ១៩១៣ ដោយសហការជាមួយ អុតតូ ស្ទែន (Otto Stern) ដោយសំអាងលើទ្រឹស្ដីទែរម៉ូឌីណាមិចរបស់ម៉ូលេគុលឌីអាតូមិច ដែលអាចផ្ដាច់ចេញពីគ្នាជាអាតូមសេរី២។

 គោលការណ៍នៃភាពសមមូល 

 រ៉ឺឡាទីវីតេទូទៅ 

 ទ្រឹស្ដីស្ដីពីសកល 

 ទ្រឹស្ដីកង់ទិចទំនើប 

 ស្ថិតិបូស-អែងស្តែង 
នៅឆ្នាំ១៩២៤ អែងស្តែងបានទទួលអត្ថបទបកស្រាយពីគំរូស្ថិតិពីអ្នករូបវិទ្យាឥណ្ឌា សាតយិនដ្រា ណាត បូស (Satyendra Nath Bose) ដែលបានអះអាងថាពន្លឺអាចចាត់ទុកជាឧស្ម័ននៃភាគល្អិតមិនអាចញែកចេញពីគ្នាបាន។ អែងស្តែងបានដាក់ការបកប្រែអត្ថបទរបស់បូសទៅ Zeitschrift für Physik។ អែងស្តែងក៏បានបោះពុម្ភអត្ថបទខ្លួនឯង និយាយពីគំរូម៉ូដែលនេះ និង ផលរបស់វាដូចជា បាតុភូតកំនរបូស-អែងស្តែង ដែលកើតមាននៅសីតុណ្ហភាពដ៏សែនទាប។ 

 ទ្រឹស្ដីរួមអំពីដែន 

បន្ទាប់ពីទ្រឹស្ដីរ៉ឺឡាទីវីតេទូទៅ អែងស្តែងស្រាវជ្រាវជាចំបង​លើការនិយាយជាទូទៅចំពោះទ្រឹស្ដីទំនាញសកលរបស់គាត់ ដើម្បីបង្រួមនិងសំរួលច្បាប់គ្រឹះក្នុងរូបវិទ្យា ជាពិសេសទំនាញសាកលនិងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ នៅឆ្នាំ១៩៥០ គាត់បានពិពណ៌នាពីទ្រឹស្ដីរួមអំពីដែននេះនៅក្នុងអត្ថបទរបស់ទស្សនាវដ្ដីវិទ្យាសាស្ត្រអាមេរិច Scientific American ក្រោមចំនងជើងថា "ស្ដីពីទ្រឹស្ដីទូទៅនៃទំនាញសកល"។

 រន្ធដង្កូវ 

 ទ្រឹស្ដីអែងស្តែង-កាតង់ 

 សមីការចលនា 

 គំនិតឆ្គងគ្នារបស់អែងស្តែងនៅក្នុងរូបវិទ្យា 

 កិច្ចសហការជាមួយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដទៃ 

ពិសោធន៍អែងស្តែង-ដឺហាស

 គំរូឧស្ម័នស៊្រើឌីងហ្គើរ 
អែងស្តែងបានផ្ដល់ដំបូន្មានដល់ អើរវីន ស៊្រើឌីងហ្គើរ (Erwin Schrödinger) អោយអនុវត្តគំនិតរបស់ ម៉ាក ផ្លង់ ក្នុងការចាត់ទុកកំរិតថាមពលរបស់ឧស្ម័នជាតែរួមទាំងមូល ជាជាងរបស់ម៉ូលេគុលមួយៗ។ ស៊្រើឌីងហ្គើរ​បានអនុវត្តគំនិតនេះដោយប្រើប្រាស់ របាយបុល្តស្មាន់ ដើម្បីទាញរកលក្ខណៈទែរម៉ូឌីណាមិចរបស់ឧស្ម័នពាក់កណ្ដាលបរិសុទ្ធ។ ស៊្រើឌីងហ្គើរបានសុំអោយអែងស្តែងដាក់បន្ថែមឈ្មោះគាត់ជាអ្នកនិពន្ធរួម ប៉ុន្តែអែងស្តែងបានបដិសេដ។

 ទូរទឹកកកអែងស្តែង 
នៅឆ្នាំ១៩២៦ អែងស្តែងនិងអតីតសិស្សរបស់គាត់ឈ្មោះ លីអូ ស៊ីឡាដ (Leó Szilárd) (អ្នករូបវិទ្យាហុងគ្រី ដែលក្រោយមកចូលធ្វើការក្នុងគំរោងម៉ាន់ហាត់ថាន់ និងមានស្នាដៃក្នុងការរកឃើញច្រវាក់ប្រតិកម្ម) បានរួមគ្នាបង្កើត ទូរទឹកកកអែងស្តែង ដែលប្រើប្រាស់កំដៅ។

 បរ vs អែងស្តែង 
នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ២០ មេកានិចកង់ទិច បានអភិវឌ្ឍខ្លួនជាទ្រឹស្ដីស្ទើរពេញលេញ។ អែងស្តែងមិនសប្បាយចិត្តនឹង បំនកស្រាយកូពិនហាក (Copenhagen interpretation) ស្ដីពីទ្រឹស្ដីកង់ទិច ដែលសរសេរឡើងដោយ ណែល បរ (Niels Bohr) និង វើណឺ ហៃសិនបឺក (Werner Heisenberg)។ កិច្ចចរចារជាសាធារណៈ(រួមមានសន្និសិតសុលវ៉ាយ) រវាងអែងស្តែងនិងបរ បានអូសបន្លាយជាច្រើនឆ្នាំ។

ប៉ារ៉ាដុកEPR