ക്വാണ്ടം ടണലിംഗ്

 

ക്വാണ്ടം ടണലിംഗ് എന്നത് ഒരു കണിക കടന്നുപോകാൻ കഴിയാത്തതും അഭേദ്യവും മറികടക്കാൻ കഴിയാത്തതുമായ ഒരു സോളിഡ് ബാരിയറിലൂടെ കടന്നുപോകുകയോ "തുരങ്കങ്ങൾ" തകർക്കുകയോ ചെയ്യുന്നതാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, സിനിമയിൽ ഒക്കെ  ഒരു  ഭിത്തിക്കുള്ളിലൂടെ  റൂമിലേക്ക് കടക്കുന്ന  ഒരു പ്രേതത്തെക്കുറിച്ച് ചിന്തിക്കുക. 

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സിലെ മറ്റ് "സ്പൂക്കി" നിരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് സമാനമായ ക്വാണ്ടം ടണലിംഗ് നിങ്ങളുടെ മനസ്സിനെ മനസിലാക്കാൻ  വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. സാധ്യമല്ലെന്ന് നമ്മൾ കരുതുന്നത് യഥാർത്ഥത്തിൽ സാധ്യമാണെന്ന് കാണിക്കുന്ന ഫീൽഡിലെ ഒന്നിലധികം നിരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഒന്നാണിത്. 

ഈ നിരീക്ഷണങ്ങൾ സബ് ആറ്റോമിക് തലത്തിലാണ് സംഭവിക്കുന്നത്, കാരണം ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് ദ്രവ്യത്തെ അതിൻ്റെ ഏറ്റവും ലളിതമായ രൂപത്തിൽ നിരീക്ഷിക്കുന്നു, അവിടെ പലപ്പോഴും വിചിത്രവും വിശദീകരിക്കാനാകാത്തതുമായ കാര്യങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നത് നാം കാണുന്നു.

ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിൽ നിന്ന് ടണലിംഗ് ഇലക്‌ട്രോൺ അളക്കുകയും അത് കടന്നുപോകുന്നത് പ്രായോഗികമായി തൽക്ഷണമാണെന്ന് കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്ത സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ ഒന്നിലധികം വർഷത്തെ അന്വേഷണത്തെ വിശദീകരിക്കുന്ന "അറ്റോമിക് ഹൈഡ്രജനിലെ അറ്റോസെക്കൻഡ് ആംഗുലാർ സ്ട്രീക്കിംഗും ടണലിംഗ് സമയവും" എന്ന ശീർഷകത്തിൽ 2019 മാർച്ചിൽ ഒരു പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. വീണ്ടും, കണികകൾക്ക് ഖര വസ്തുക്കളിലൂടെ കടന്നുപോകാൻ കഴിയുന്നത് അവ വളരെ ചെറുതായതുകൊണ്ടല്ല (അവയാണെങ്കിലും), ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ നിയമങ്ങൾ ക്വാണ്ടം തലത്തിൽ വ്യത്യസ്തമാണ്, നമുക്ക് ഇപ്പോഴും അത് മനസ്സിലാകുന്നില്ല.

ഒരു കുന്നിൽ നിന്ന് ഉരുളുന്ന ഒരു പന്ത് പെട്ടെന്ന് ഒരു ഭീമൻ പർവതത്തിലേക്ക് വരുന്നതായി സങ്കൽപ്പിക്കുക. പർവതത്തിന് മുകളിലേക്കും കയറാനും പന്തിന് മതിയായ ഊർജ്ജം ഉണ്ടാകില്ല. ഒരു ഉപ ആറ്റോമിക് കണികയ്ക്ക് പർവതത്തിന് മുകളിലൂടെ കടന്നുപോകേണ്ട ആവശ്യമില്ല, അത് അതിലൂടെ കടന്നുപോകും.

1993-ൽ പോൾ ക്വിയാറ്റും റെയ്മണ്ട് ചിയാവോയും ബെർക്ക്‌ലിയിലെ കാലിഫോർണിയ സർവകലാശാലയിലെ സഹപ്രവർത്തകരും ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ ബാരിയറിലൂടെ ഫോട്ടോണുകൾ ടണലിംഗ് വെക്കുന്നത് കണ്ടെത്തി (സംഭവിച്ച ഫോട്ടോണുകളുടെ 99 ശതമാനവും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക ഗ്ലാസ്; അവയിൽ 1 ശതമാനവും തുരങ്കത്തിലൂടെ കടന്നുപോയി). ടണലിംഗ് ഫോട്ടോണുകൾ, ശരാശരി, കൃത്യമായ അതേ ദൂരം സഞ്ചരിക്കുന്ന ഫോട്ടോണുകളേക്കാൾ നേരത്തെ എത്തി, എന്നാൽ ഒരു തടസ്സം കൂടാതെ. ടണലിംഗ് ഫോട്ടോണുകൾ പ്രകാശവേഗതയേക്കാൾ വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നതായി തോന്നി, ഐൻസ്റ്റൈൻ്റെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം ലംഘിക്കാതെ ചില സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇത് സാധ്യമാണ്.