ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಪ್ರಪಂಚವನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಾ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಅತಿ ಸಣ್ಣ ಡೇಟಾ ಪ್ಯಾಕೆಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಒಟ್ಟಾರೆ ದೊಡ್ಡ ಭಾಗದ ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣ ಭಾಗದ ಒಂದೇ ಕಂಪನದಿಂದ ಬಂದಿದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾದ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಹಾರ್ಡ್‌ವೇರ್‌ನ ಘಟಕಗಳಾದ ಕ್ವಿಬಿಟ್ಸ್ ಎಂಬ ಸಣ್ಣ ಉಪ ಪರಮಾಣು ಕಣಗಳ ವಿಚಿತ್ರ ನಡವಳಿಕೆಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಬಿಟ್ ಪ್ರಕಾರಗಳೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬಹುದು. ಬೈನರಿ ಅಥವಾ ಹೆಕ್ಸಾಡೆಸಿಮಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದಾಗ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಬಿಟ್ ವಿಭಿನ್ನ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವಂತೆಯೇ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಬಿಟ್‌ಗೂ ವಿಭಿನ್ನ ಮೌಲ್ಯವಿದೆ. ಕ್ವಿಟ್‌ಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರ ಈ ವಿವರಣೆಯನ್ನು ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯ ತತ್ವ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಾಪೇಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡದ ಮತ್ತೊಂದು ದೊಡ್ಡ ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿದೆ.
ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಪ್ರಪಂಚದ ಎಲ್ಲಾ ಭೌತಿಕ ನಿಯಮಗಳು ಹೇಗೆ ಭೂಮಿಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ವಸ್ತು, ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಜಾಗವೂ ಸೇರಿದೆ. ಬ್ರಹ್ಮಾಂಡವು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಣಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಎಂದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು, ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಆಂಡಿರಾನ್ ಗಳು ಸೇರಿವೆ. ತಮ್ಮದೇ ಆದ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಈ ಕಣಗಳು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒಯ್ಯುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಪರಮಾಣುಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ನಿರಂತರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿಲ್ಲ. ಬದಲಾಗಿ, ಅವು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಈ ಕ್ರಿಯೆಯು ಮೈಕ್ರೊವೇವ್ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಈ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ವಿಕಿರಣವು ಅವರಿಗೆ ಮಾತ್ರ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಗುಣಲಕ್ಷಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.
ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ನಡುವಿನ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೆಂದರೆ, ಕ್ಲಾಸಿಕಲ್ ಕಣಗಳು ಯಾವುದೇ ಪರಸ್ಪರ ವಿಶ್ರಾಂತಿ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅವುಗಳು ಒಂದು ರೀತಿಯ ಸುರಂಗ ಸ್ಥಿತಿಯ ಮೂಲಕ ಹಾದು ಹೋಗುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅವು ಶಾಶ್ವತವಾಗಿ ಒಂದೇ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ. ಕಣಗಳು ವಿಶ್ರಾಂತಿಗೆ ಬಂದಾಗ, ಅವು ರೇಡಿಯೋ ತರಂಗಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಪರಿಭ್ರಮಿಸುವ ಉಪಗ್ರಹಗಳು ಕಳುಹಿಸುತ್ತವೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಹೇಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಇತರ ಕಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರವು ದೂರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಅಳೆಯಬೇಕು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಬೆಳಕಿನ ವೇಗವನ್ನು ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಮೈಲಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲಿಸುವಾಗ ಅದು ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ದಶಕಗಳಿಂದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಒಂದು ರಹಸ್ಯವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅದು ಏನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಯಾರಿಗೂ ಖಚಿತವಾಗಿ ತಿಳಿದಿರಲಿಲ್ಲ. ಸಮಸ್ಯೆಯ ಒಂದು ಭಾಗವೆಂದರೆ ಪರಮಾಣು ಅಥವಾ ಆಣ್ವಿಕ ಮಟ್ಟವನ್ನು ನೋಡುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿತ್ತು, ಏಕೆಂದರೆ ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುವುದರಿಂದ ನೀವು ಅವುಗಳನ್ನು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ನೋಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಇನ್ನೊಂದು ಸಮಸ್ಯೆ ಎಂದರೆ ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ಪರಮಾಣುಗಳು ತುಂಬಾ ವಿಶಿಷ್ಟವೆಂದು ನಂಬಲಾಗಿತ್ತು, ಅವುಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿ ವಿವರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ನಮಗೆ ಕೆಲವು ಉತ್ತರಗಳನ್ನು ನೀಡಿದರು, ಆದರೆ ಅವರು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಕಾನೂನುಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿವರಿಸಲಿಲ್ಲ.
ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಏಕೀಕೃತ ಕ್ಷೇತ್ರ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರವರ್ತಕರಾಗಿದ್ದರು, ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ವಿವರಿಸಿತು, ಇದರಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಂಕ್ನ ಸ್ಥಿರವಾದ ಸ್ಥಾವರದ ಕ್ವಾರ್ಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥೂಲ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಏಕೀಕರಣವೂ ಸೇರಿತ್ತು. ಐನ್‌ಸ್ಟೀನ್‌ನ ಸಾಪೇಕ್ಷತಾ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಏಕೀಕೃತ ಸ್ಥಳ, ಸಮಯ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಿತ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು, ಮತ್ತು ನಂತರ ಮೊದಲ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್, ಪ್ರಪಂಚದ ಮೊದಲ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಉಪಗ್ರಹ, ಬೆಳಕಿನ ಬಲ್ಬ್ ಆವಿಷ್ಕಾರ, ಮತ್ತು ಬಹುಶಃ ಅತ್ಯಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, ಅಂತರ್ಜಾಲದ ಆವಿಷ್ಕಾರವನ್ನು ರಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಐನ್‌ಸ್ಟೈನ್‌ನ ಸಿದ್ಧಾಂತವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್, ಪ್ರೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳಂತಹ ಉಪಪರಮಾಣು ಕಣಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ವಿವರಿಸದಿದ್ದರೂ, ಇದನ್ನು ಇನ್ನೂ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಮುದಾಯದಲ್ಲಿ ಒಪ್ಪಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಪ್ರೇರಣೆಯ ಒಂದು ಭಾಗವೆಂದರೆ ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕಾದಂಬರಿಯ ಕಟ್ಟಾ ಅಭಿಮಾನಿ ಮತ್ತು ಇದು ಸಬಾಟಾಮಿಕ್ ಪ್ರಪಂಚದ ಮೇಲೆ ಹೊಸ ಬೆಳಕನ್ನು ಚೆಲ್ಲಲು ಅವರಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಿದೆ.
ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿಜ್ಞಾನದ ಇತರ ಶಾಖೆಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಹಲವಾರು ಅಸ್ಥಿರಗಳಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎರಡು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಣಗಳು ಕಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಹತ್ತಿರ ಬಂದರೆ ಅಥವಾ ವಿಮಾನದ ರೆಕ್ಕೆಯ ಮೇಲೆ ಹಾರಿ ಹೋದರೆ, ಅವು ಸಮನ್ವಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಅಳತೆ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಪರಸ್ಪರ ಹತ್ತಿರ ಹಾದು ಹೋಗಬಹುದು. ಆದರೂ, ಆ ಕಣಗಳು ಒಂದೇ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಚಲಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆಯೇ ಅಥವಾ ಅದೇ ವೇಗದಲ್ಲಿ ವೇಗವಾಗುತ್ತವೆಯೇ ಎಂದು ಹೇಳುವುದು ಸುಲಭವಲ್ಲ.
ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ಸಿಂಧುತ್ವವನ್ನು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲು ಒಂದು ಪ್ರಯೋಗವು ಶಕ್ತಿಯುತ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಊಹೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಇನ್ನೂ ಹಲವು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ವಿಭಿನ್ನ ದೂರವಿರುವ ಎರಡು ಸ್ಥಳಗಳನ್ನು ಇಷ್ಟು ದೂರದಲ್ಲಿ ಇರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳ ಅಂತರವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಕ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ತುಂಬಾ ಸರಳವಾದದ್ದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಇದು ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಮಾರ್ಗವೆಂದು ತೋರುತ್ತದೆ, ಸರಿ? ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ, ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಜಾಗದ ಮೂಲಕ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಕಳುಹಿಸುವಷ್ಟು ಬಲವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ ಎರಡು ಸ್ಥಳಗಳಿಂದ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಇನ್ನೊಂದು ವಿಧಾನದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಯಾವುದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್‌ಪೋಸಿಷನ್ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಸಾಬೀತುಪಡಿಸಲು ಅಂತಹ ಯಾವುದೇ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ಮಾಡಿಲ್ಲ.
ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ನಿಯಮಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಕ್ಯೂಸಿಡಿ (“ಕ್ವಾ ಡಿಂಗರ್” ಎಂದು ಉಚ್ಚರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ) ಎಂಬ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್‌ಗಾಗಿ ಮೂಲಮಾದರಿಯನ್ನು ರಚಿಸಲು ಅವರು ಅದನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದಾರೆ. ಒಂದು ಕಣವನ್ನು ಮಾಡಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಬದಲು, ಕ್ಯೂಸಿಡಿ Schr ಡಿಂಗರ್ ಕಾನ್ಸ್ಟೆಂಟ್ ಎಂಬ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಈ ಪದವು ವರ್ಚುವಲ್ ಕಣಗಳ ಸ್ಥಾನ ಮತ್ತು ಅದರ ವೇಗದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ರೋಬೋಟ್ ಎಂಬ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಬಿಂದುಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ವಾಸ್ತವ ಕಣವು ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆಯೆಂದು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು, ಇದು ನೈಜ ಕಣವು ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.