குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ் உலகத்தை குவாண்டா எனப்படும் மிகச்சிறிய தரவு பாக்கெட்டுகளில் விவரிக்கிறது, அவை ஒவ்வொன்றும் ஒட்டுமொத்த பெரிய மொத்தத்தின் மிகச்சிறிய பகுதியின் அதே அதிர்விலிருந்து வருகிறது. குவாண்டம் இயக்கவியல் மிகவும் துல்லியமான கணினி வன்பொருளின் அலகுகளான க்விபிட்ஸ் எனப்படும் சிறிய துணை அணு துகள்களின் விசித்திரமான நடத்தைகளை விவரிக்கிறது. அவை பிட் வகைகளாக கருதப்படலாம். எலக்ட்ரானிக் பிட் பைனரி அல்லது ஹெக்ஸாடெசிமலில் அளக்கப்படும் போது ஒவ்வொரு பிட்டிற்கும் வெவ்வேறு மதிப்பு உள்ளது. பிரபஞ்சத்தின் மற்றொரு சிறந்த கோட்பாடான குவாண்டம் இயக்கவியலை பொது சார்பியல் உடன் இணைப்பதால், குவிட்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்ற இந்த விளக்கம் சார்பியல் கொள்கை என்று அழைக்கப்படுகிறது.
பொருள், ஆற்றல் மற்றும் விண்வெளி உட்பட உலகின் அனைத்து இயற்பியல் விதிகளும் எவ்வாறு பூமியின் வழியாக அனுப்பப்படுகின்றன என்பதை பாரம்பரிய இயக்கவியல் விவரிக்கிறது. பிரபஞ்சம் புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் ஆண்டிரான்களை உள்ளடக்கிய அடிப்படை துகள்களால் ஆனது என்பது பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. இந்த துகள்கள், அவற்றின் தனித்துவமான குணாதிசயங்களைக் கொண்டு, ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் அணுக்களைப் போலல்லாமல், தொடர்ச்சியான இரசாயன செயல்பாட்டில் இல்லை. அதற்கு பதிலாக, அவை வேகமாக நகர்கின்றன, மேலும் இந்த நடவடிக்கை மைக்ரோவேவ் கதிர்வீச்சை வெளியிடுவதற்கு காரணமாகிறது, மேலும் இந்த மைக்ரோவேவ் கதிர்வீச்சு அவர்களுக்கு மட்டுமே தனித்துவமான ஒரு பண்பைக் கொண்டுள்ளது.
கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் மற்றும் குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான முக்கிய வேறுபாடு என்னவென்றால், கிளாசிக்கல் துகள்களுக்கு பரஸ்பர ஓய்வு நிலைகள் இல்லை, ஆனால் அவை ஒரு வகையான சுரங்கப்பாதை நிலையைக் கடந்து செல்கின்றன, அங்கு அவை எப்போதும் ஒரே நிலையில் இருக்கும். துகள்கள் ஓய்வுக்கு வரும்போது, அவை கதிரியக்க அலைகளின் வடிவில் கதிர்வீச்சை வெளியிடுகின்றன, அவை சுற்றும் செயற்கைக்கோள்களால் அனுப்பப்படுகின்றன. எனவே, எலக்ட்ரான் எவ்வாறு நகர்கிறது என்பதை கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் விவரிக்கிறது, அதே நேரத்தில் எலக்ட்ரான் மற்ற துகள்களுடன் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கிறது என்பதை குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ் விவரிக்கிறது. ஒளியின் வேகம் வினாடிக்கு மைல்களில் அளக்கப்படுவதால், எலக்ட்ரான் நகரும் போது அது மாறாது என்பதால், தூரத்தை எப்படி அளவிடுவது என்பதையும் கிளாசிக்கல் மெக்கானிக்ஸ் விவரிக்கிறது.
குவாண்டம் இயக்கவியல் பல தசாப்தங்களாக விஞ்ஞானிகளுக்கு ஒரு மர்மமாக உள்ளது, ஏனென்றால் அது என்ன விவரிக்கிறது என்று யாருக்கும் உறுதியாகத் தெரியவில்லை. பிரச்சனையின் ஒரு பகுதி அணு அல்லது மூலக்கூறு மட்டத்தைப் பார்ப்பது கடினமாக இருந்தது, ஏனென்றால் இந்த அமைப்புகள் மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால் அவற்றை நீங்கள் உண்மையில் பார்க்க முடியாது. மற்றொரு பிரச்சனை என்னவென்றால், துகள்கள் மற்றும் அணுக்கள் மிகவும் தனித்துவமானது என்று நம்பப்பட்டது, அவை பொது அறிவைப் பயன்படுத்தி விவரிக்க முடியாது. இறுதியாக, ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ் எங்களுக்கு சில பதில்களைக் கொடுத்தனர், ஆனால் அவர்கள் சம்பந்தப்பட்ட சட்டங்களை முழுமையாக விளக்கவில்லை.
ஐன்ஸ்டீன் ஒரு ஒருங்கிணைந்த களக் கோட்பாட்டை உருவாக்கியதில் முன்னோடியாக இருந்தார், இது குவாண்டம் இயக்கவியலின் பெரும்பகுதியை விளக்கியது, இதில் பிளாங்கின் மாறிலியின் மேக்ரோஸ்கோபிக் சாம்ராஜ்யத்தின் அணு நிலை குவார்க்குகள் மற்றும் அவற்றின் இடைவினைகள் ஆகியவை அடங்கும். ஐன்ஸ்டீனின் சார்பியல் கோட்பாடு இடைவெளி, நேரம் மற்றும் முடுக்கப்பட்ட முடுக்கிகள், பின்னர் உலகின் முதல் வேலை செய்யும் செயற்கைக்கோள், மின் விளக்கு கண்டுபிடிப்பு, மற்றும் மிக முக்கியமாக, இணையத்தின் கண்டுபிடிப்பு ஆகியவற்றை உருவாக்கும் முதல் மின்னணு கணினி உருவாக்க பயன்படுத்தப்பட்டது. ஐன்ஸ்டீனின் கோட்பாடு எலக்ட்ரான், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் போன்ற துணைத் துகள்களை முழுமையாக விவரிக்கவில்லை என்றாலும், அது இன்னும் அறிவியல் சமூகத்தில் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. இதற்கான உந்துதலின் ஒரு பகுதி, ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் அறிவியல் புனைகதைகளின் தீவிர ரசிகர் மற்றும் அது நிச்சயமாக துணை அணு உலகில் சில புதிய வெளிச்சங்களை செலுத்த அவருக்கு உதவியது.
இயற்பியலாளர்கள் தற்போது குவாண்டம் இயக்கவியலின் கணிப்புகளை விஞ்ஞானத்தின் மற்ற கிளைகளை சோதிக்கும் அதே துல்லியத்துடன் சோதிக்க முடியாது. பல மாறிகள் உள்ளன. உதாரணமாக, இரண்டு தனித்தனி துகள்கள் சுற்றுப்பாதையில் நெருக்கமாக வந்தால் அல்லது விமானத்தின் சிறகில் பறந்தால், அவை ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பு எனப்படும் அளவீட்டு கருவிகளைப் பயன்படுத்தி ஒருவருக்கொருவர் நெருக்கமாக கடந்து போகலாம். ஆயினும், அந்த துகள்கள் அதே அளவு ஆற்றலால் நகர்த்தப்படுகிறதா அல்லது அதே வேகத்தில் துரிதப்படுத்தப்படுகிறதா என்று சொல்வது எளிதல்ல.
ஒரு சோதனை குவாண்டம் இயக்கவியலின் செல்லுபடியை நிரூபிக்க சக்திவாய்ந்த லேசரைப் பயன்படுத்துகிறது, ஆனால் கருதுகோளைச் சரிபார்க்க இன்னும் பல சோதனைகள் தேவைப்படும். வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளைக் கொண்ட இரண்டு இடங்கள் இவ்வளவு தூரத்தில் வைக்கப்பட வேண்டும், அவற்றின் தூரம் லேசர் மூலம் சரியாக அளவிடப்படும். மிகவும் எளிமையான ஒன்றைக் கண்டுபிடிக்க இது ஒரு சிக்கலான வழியாகத் தெரிகிறது, இல்லையா? பிரச்சனை என்னவென்றால், விண்வெளி வழியாக தகவலை அனுப்ப லேசர்கள் வலுவாக இல்லை, எனவே வெவ்வேறு இடங்களில் இரண்டு இடங்களில் இருந்து தகவல்களை அளவிடுவதற்கு மற்றொரு முறை தேவைப்படும். உண்மையில், எந்த நேரத்திலும் சூப்பர் பொசிஷன் கோட்பாட்டை நிரூபிக்க இதுபோன்ற சோதனை எதுவும் செய்யப்படவில்லை.
இயற்பியலின் விதிகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதை விவரிக்க விஞ்ஞானிகள் QCD (“குவா டிங்கர்” என்று உச்சரிக்கப்படுகிறது) என்ற மாதிரியைப் பயன்படுத்துகின்றனர், மேலும் அவர்கள் ஒரு புதிய வகை கண்டுபிடிப்பிற்கான முன்மாதிரியை உருவாக்க அதைப் பயன்படுத்தினர். ஒரு துகள் செய்ய எலக்ட்ரான்களைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக, க்யூசிடி Schr டிங்கர் கான்ஸ்டன்ட் என்ற மாதிரியை நம்பியுள்ளது. இந்த சொல் மெய்நிகர் துகள் நிலைக்கும் அதன் வேகத்துக்கும் இடையிலான உறவை விவரிக்கிறது, மேலும் இது ஒரு ரோபோ என்ற கருவியைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது. இரண்டு புள்ளிகளுக்கிடையேயான தூரத்தை அளவிடுவதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் மெய்நிகர் துகள் எவ்வளவு வேகமாக நகர்கிறது என்பதை தீர்மானிக்க முடியும், இது உண்மையான துகள் எவ்வளவு வேகமாக நகர்கிறது என்பதை தீர்மானிக்க அவசியம்.