ഇ സി ജി സുദര്ശന്: പ്രകാശവേഗത്തെ തോല്പ്പിച്ച മലയാളി പ്രതിഭ
ജോസഫ്
ആന്റണി
ശാസ്ത്രലോകത്ത് സുദര്ശന് വെട്ടിപ്പിടിച്ച സ്ഥാനം ഏത് ഇന്ത്യക്കാരനും അഭിമാനിക്കാവുന്നത് തന്നെയാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളില് ഒന്നിന്റെ രഹസ്യം കണ്ടെത്താന് വഴി തുറന്നത് ഒരു മലയാളിയാണെന്നത് നമ്മളെ സംബന്ധിച്ച് നിസ്സാരകാര്യമാണോ?
നിങ്ങളൊരു ശാസ്ത്രജ്ഞനാണെന്ന് ഒരുനിമിഷം സങ്കല്പ്പിക്കുക. പ്രപഞ്ചത്തിലെ അടിസ്ഥാനബലങ്ങളില് ഒന്നിന്റെ രഹസ്യം കണ്ടെത്താന് നിങ്ങള്ക്കായി എന്നും കരുതുക.
ഓര്ക്കുക: നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളാണ് പ്രപഞ്ചത്തെ ഭരിക്കുന്നത്. ഗുരുത്വാകര്ഷണബലം, വൈദ്യുതകാന്തികബലം, ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിനെ നിലനിര്ത്തുന്ന 'അതിബലം', ന്യൂക്ലിയസിനെ പിളര്ത്തുന്ന 'ക്ഷീണബലം' എന്നിവ.
സാക്ഷാല് ഐസക് ന്യൂട്ടനില്നിന്ന് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളുടെ കഥ ആരംഭിക്കുന്നു. പതിനേഴാം നൂറ്റാണ്ടില് അദ്ദേഹം ഗുരുത്വാകര്ഷണബലം കണ്ടെത്തുന്നതോടെ തുടങ്ങിയ കഥയ്ക്ക് പര്യവസാനമാകുന്നത്, ഇരുപതാംനൂറ്റാണ്ടിന്റെ രണ്ടാംപകുതിയില് ക്ഷീണബലത്തിന്റെ രഹസ്യം ശാസ്ത്രലോകം മനസിലാക്കുന്നതോടെയാണ്.
ക്ഷീണബലത്തിന്റെ രഹസ്യം കണ്ടെത്താന് വഴി തുറന്നത് നിങ്ങളാണെന്ന് കരുതുക. എങ്കില്, ശാസ്ത്രചരിത്രത്തില് നിങ്ങളുടെ സ്ഥാനം എവിടെയാകും? നൊബേല് സമ്മാനത്തില് കുറഞ്ഞ ഒന്ന് ആരും ആ കണ്ടെത്തലിന് പ്രതീക്ഷിക്കില്ല!
ഇനി മറ്റൊരു സാഹചര്യം പരിഗണിക്കുക: ആ സുപ്രധാന കണ്ടെത്തല് നടത്തുമ്പോള് നിങ്ങളൊരു ഗവേഷണവിദ്യാര്ഥി മാത്രമാണ്. ശാസ്ത്രലോകത്തിന് മുന്നില് അത് അവതരിപ്പിക്കാന് നിങ്ങള്ക്ക് അനുവാദം ലഭിക്കുന്നില്ല. നിങ്ങളുടെ നാവില്നിന്ന് ആ കണ്ടെത്തലിനെ കുറിച്ചറിഞ്ഞ അതിപ്രഗത്ഭരായ രണ്ടു വമ്പന്മാര്, സ്വന്തംനിലയ്ക്ക് ആ കണ്ടെത്തല് പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നു. ക്ഷീണബലത്തിന്റെ രഹസ്യം കണ്ടെത്തിയവരെന്ന് ഖ്യാതിനേടുന്നു.....പതിറ്റാണ്ടുകള് കഴിഞ്ഞാണ് ലോകം സത്യമറിയുന്നത്. അനീതിയെന്നോ ദൗര്ഭാഗ്യമെന്നോ എങ്ങനെ അതിനെ വിശേഷിപ്പിക്കാനാകും?
ഒരിക്കലും ആര്ക്കും സംഭവിക്കാന് പാടില്ലാത്ത അത്തരമൊരു ദുരനുഭവം ഏറ്റുവാങ്ങിയ ഒരു ഇന്ത്യന് ശാസ്ത്രജ്ഞനുണ്ട്. ശരിക്കുപറഞ്ഞാല് ഒരു മലയാളി - കോട്ടയംകാരന് ഇ.സി.ജി. സുദര്ശന്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളില് ഒന്നിന്റെ രഹസ്യം കണ്ടെത്താനുള്ള വഴി തുറന്ന് ശാസ്ത്രചരിത്രത്തില് അതുല്യസ്ഥാനം നേടിയ സുദര്ശന്, പക്ഷേ കാലം കാത്തുവെച്ചത് അനീതിയും അവഗണനയും മാത്രം!
(ഇവിടെ പരാമര്ശിക്കുന്ന സുദര്ശന് കണ്ടെത്തിയ ക്ഷീണബലത്തിന്റെ താക്കോല് 'വി-എ സിദ്ധാന്തം' എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. അത് മുറൈ ഗെല്മാന് സുദര്ശന്റെ പക്കല്നിന്ന് കേള്ക്കുകയും റിച്ചാര്ഡ് ഫെയ്ന്മാനുമായി ചേര്ന്ന് പ്രസിദ്ധീകരിക്കുകയും ചെയ്തു).
സുദര്ശനെ സംബന്ധിച്ച് അത് വെറുമൊരു തുടക്കം മാത്രമായിരുന്നു. ഇരുപതാംനൂറ്റാണ്ടിന്റെ ഉത്തരാര്ധത്തില് സുദര്ശനെപ്പോലെ, സൈദ്ധാന്തിക ഭൗതികത്തില് ഇത്രയേറെ മൗലികസംഭാവനകള് നല്കിയ ശാസ്ത്രജ്ഞര് അധികമുണ്ടാകില്ല. ക്വാണ്ടംപ്രകാശീയത (ക്വാണ്ടം ഓപ്ടിക്സ്) എന്ന പഠനശാഖയ്ക്ക് അടിത്തറ സൃഷ്ടിച്ചയാള്, സാക്ഷാല് ആല്ബര്ട്ട് ഐന്സ്റ്റൈന് ആവിഷ്ക്കരിച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സാധ്യതയെ പ്രകാശവേഗമെന്ന അതിര്ത്തിക്കപ്പുറത്തേക്ക് ആദ്യമായി കൈപിടിച്ചു നടത്തിയ ശാസ്ത്രജ്ഞന്, അതുവഴി ടാക്യോണുകള് എന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങളെ പ്രവചിച്ചയാള്, അസ്ഥിര ക്വാണ്ടംവ്യൂഹങ്ങളെ തുടര്ച്ചയായി നിരീക്ഷിച്ചാല് എന്തുസംഭവിക്കുമെന്ന് മനസിലാക്കി ക്വാണ്ടം സെനോ ഇഫക്ട് എന്ന പ്രതിഭാസം കണ്ടെത്തിയ ഗവേഷകന്....സുദര്ശന് നടത്തിയ മുന്നേറ്റങ്ങളുടെ പട്ടിക ഇങ്ങനെ നീളുന്നു.
ആധുനിക ഇന്ത്യന് ശാസ്ത്രജ്ഞരില് ശാസ്ത്രമുന്നേറ്റങ്ങളുടെയും ഭാഗ്യനിര്ഭാഗ്യങ്ങളുടെയും കാര്യത്തില് സുദര്ശനോട് താരതമ്യം ചെയ്യാവുന്ന മറ്റൊരു പ്രതിഭയേ ഒരുപക്ഷേ, ഉണ്ടാകൂ-ജി.എന്. രാമചന്ദ്രന് മാത്രം. സുദര്ശന്റെ മുന്നേറ്റങ്ങള് സൈദ്ധാന്തികഭൗതികം എന്ന മേഖലയിലായിരുന്നെങ്കില്, രാമചന്ദ്രന്റേത് ജീവതന്മാത്രാശാസ്ത്രത്തിലായിരുന്നു എന്നുമാത്രം. രണ്ടുപേരും ജനിച്ചുവളര്ന്നത് കേരളത്തില്. രണ്ടുപേരും തങ്ങളുടെ ശാസ്ത്രമുന്നേറ്റങ്ങള് നടത്തുന്നത് ഇന്ത്യയുടെ സ്വാതന്ത്ര്യാനന്തര കാലഘട്ടത്തില്. രണ്ടുപേരുടെയും കാര്യത്തില് കുറഞ്ഞത് മൂന്ന് കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളെങ്കിലും നൊബേല് പുരസ്കാരത്തിന് എന്തുകൊണ്ടും അര്ഹതപ്പെട്ടതായുണ്ട്. രണ്ടാള്ക്കും പക്ഷേ, ആ പുരസ്കാരം ലഭിച്ചില്ല. ഇരുവരും തമ്മില് ഒരു കാര്യത്തില് വ്യത്യാസമുണ്ട്; രാമചന്ദ്രന് ഗവേഷണം നടത്തിയത് ഇന്ത്യയിലായിരുന്നെങ്കില്, സുദര്ശന്റെ ഗവേഷണം അമേരിക്കയിലായിരുന്നു.
വസ്തുനിഷ്ഠമാകണം ശാസ്ത്രാന്വേഷണം, നീതിപൂര്മായിരിക്കണം അംഗീകാരങ്ങള് എന്നൊക്കെയുള്ള ചിന്താഗതികള്ക്ക് ശാസ്ത്രലോകത്തും ക്ഷതം സംഭവിക്കുന്നുവെന്നതിന് തെളിവാണ് സുദര്ശന്റെ അനുഭവം. പാശ്ചാത്യലോകത്തെ പ്രമാണികള്ക്ക് മുന്നില് ഇന്ത്യയെപ്പോലുള്ള രാജ്യങ്ങളില് നിന്നെത്തുന്ന ഗവേഷകര്ക്ക് സംഭവിക്കാവുന്ന ദുരവസ്ഥയുടെ ഉത്തമദൃഷ്ടാന്തം.
എന്നിരിക്കിലും, ശാസ്ത്രലോകത്ത് സുദര്ശന് വെട്ടിപ്പിടിച്ച സ്ഥാനം ഏത് ഇന്ത്യക്കാരനും അഭിമാനിക്കാവുന്നത് തന്നെയാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ നാല് അടിസ്ഥാനബലങ്ങളില് ഒന്നിന്റെ രഹസ്യം കണ്ടെത്താന് വഴി തുറന്നത് ഒരു മലയാളിയാണെന്നത് നമ്മളെ സംബന്ധിച്ച് നിസ്സാരകാര്യമാണോ? പക്ഷേ, ഇക്കാര്യം നമ്മളിലെത്ര പേര് മനസിലാക്കുന്നു, അതിന്റെ പേരില് അഭിമാനിക്കുന്നു എന്ന് ചോദിച്ചാല് എത്തുക മറ്റ് ചില ഉത്തരങ്ങളിലേക്കായിരിക്കും. പാശ്ചാത്യശാസ്ത്രലോകം സുദര്ശനെ 'ഒതുക്കുക'യാണ് ചെയ്തതെങ്കില്, നമ്മള് അദ്ദേഹത്തെ പോലുള്ളവരുടെ പ്രാധാന്യം മനസിലാക്കാതെ 'അവഗണിക്കുന്നു'. ഒരേനാണയത്തിന്റെ രണ്ട് വശങ്ങള്!
കോട്ടയത്ത് പള്ളം എണ്ണയ്ക്കല് തറവാട്ടില് 1931 സെപ്റ്റംബര് 16 ന് എണ്ണയ്ക്കല് ചാണ്ടി ജോര്ജ് ജനിച്ചു (പില്ക്കാലത്താണ് എണ്ണയ്ക്കല് ചാണ്ടി ജോര്ജ് സുദര്ശന് അഥവാ ഇ.സി.ജി.സുദര്ശന് എന്ന് പേര് മാറ്റുന്നത്). എണ്ണയ്ക്കല് ഐപ്പ് ചാണ്ടിയുടെയും കൈതയില് വര്ഗീസ് അച്ചാമ്മയുടെയും മൂന്നാമത്തെ മകന്. ട്രഷറി ഉദ്യോഗസ്ഥനായ പിതാവ് ചാണ്ടി നല്ലൊരു പുസ്തകപ്രേമിയായിരുന്നു. അതിന്റെ ഫലമായി സ്വാഭാവികമായും വീട്ടില് ഒരു മികച്ച ഗ്രന്ഥശേഖരമുണ്ടായി
ശ്രദ്ധേയമായ രണ്ടു സംഗതികള് ചെറുപ്പത്തില് സുദര്ശന്റെ ജീവിതത്തില് സംഭവിച്ചു. അവയെക്കുറിച്ച് പില്ക്കാലത്ത് പല അഭിമുഖങ്ങളിലും അദ്ദേഹം വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതിലൊന്ന് ഒരു ക്ലോക്കുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്. 'എനിക്ക് നാലഞ്ചുവയസ്സുള്ളപ്പോള് ഞങ്ങളുടെ വീട്ടിലൊരു ഗ്രാന്ഡ്ഫാദര് ക്ലോക്കുണ്ടായിരുന്നു. എന്റെ ഫാദര് ഇടയ്ക്കൊക്കെ അതെടുത്ത് എണ്ണയിടും. അപ്പോള് അതിന്റെ അകം എനിക്ക് കാണിച്ചു തരും. ദേ ഈ ചക്രം കറങ്ങുന്നത് സമയത്തിനുവേണ്ടി, മറ്റേ ചക്രം മണിയടിക്കാന് എന്നൊക്കെ. അതെനിക്ക് വലിയ അത്ഭുതമുണ്ടാക്കി. അല്ലാത്തപ്പോള് കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ചക്രങ്ങള്, സമയമാകുമ്പോള് പെട്ടന്ന് ഞരങ്ങിയും മൂളിയുമൊക്കെ കഴിഞ്ഞ് ശബ്ദമുയര്ത്തുന്നു!' -സുദര്ശന് വിവരിക്കുന്നു. ആ കുട്ടിയുടെ മനസില് ഫിസിക്സിനോട് സ്ഥായിയായ താത്പര്യം കൊളുത്തിവെയ്ക്കുകയാണ് പിതാവ് ചെയ്തത്. ഘര്ഷണം, ഊര്ജം, ദോലനം തുടങ്ങിയ സംഗതികളെപ്പറ്റി പ്രാഥമിക ധാരണ ആ ബാലമനസില് ഉരുത്തിരിയുന്നത് അങ്ങനെയാണ്.
ചെറുപ്പത്തിലുണ്ടായ മറ്റൊരു സംഭവത്തിലെ നായിക അമ്മയാണ്. നല്ലൊരു അധ്യാപികയായിരുന്നു അച്ചാമ്മ. 'പ്രസവാവധിക്കാലത്ത് ഞാന് മാത്രമായി അവരുടെ വിദ്യാര്ഥി. വിഷയം അരിത്മാറ്റിക്. ഇത്ര ചെറിയ കുട്ടിക്ക് കണക്കിന്റെ ഭാരം കൊടുക്കരുതെന്ന് മറ്റുള്ളവര് പറയുമായിരുന്നു. പക്ഷേ, അമ്മ പറയും, ഇവനതൊക്കെ വഴങ്ങുന്നുണ്ടെന്ന്'-സുദര്ശന് ഓര്ക്കുന്നു.
പരമ്പരാഗതരീതിയില്നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായിരുന്നു അമ്മ ആ കുട്ടിക്ക് പകര്ന്നു നല്കിയ പാഠങ്ങള്. അതായിരുന്നു അവനെ ആവേശഭരിതനാക്കിയ ഘടകവും. ഗുണിതങ്ങളായി ലക്ഷങ്ങള് വരുന്ന കണക്കുകള് പോലും അവന് അനായാസം കൈകാര്യം ചെയ്തു. മുക്കാല് നൂറ്റാണ്ടിനിപ്പുറം സുദര്ശന് ആ പഴയ ഗണിതപഠനം വിവരിക്കുന്നത് തികച്ചും കവിതാത്മകമായി ഇങ്ങനെ: 'അക്കങ്ങള് എന്നില് സ്വാഭാവികമായി വിരിഞ്ഞുവന്നു'.
ഫിസിക്സില് പിതാവും ഗണിതത്തില് മാതാവും കൊളുത്തിയ അഭിനിവേശമാണ്, പ്രപഞ്ചരഹസ്യങ്ങള് തേടുന്നവനായി സുദര്ശനെ വളര്ത്തിയതെന്ന് കരുതുന്നതില് തെറ്റുണ്ടാവില്ല.
റോച്ചസ്റ്ററില് സുദര്ശന് അസിസ്റ്റന്റ് പ്രൊഫസര് പദവിയില് നിയമിതനാകുന്നത് 1959ലാണ്. രണ്ടുവര്ഷം കഴിഞ്ഞ് അവിടെ തന്നെ അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസറായി. ആ സമയത്താണ് ശ്രദ്ധേയമായ മറ്റൊരു അന്വേഷണം അദ്ദേഹം നടത്തുന്നത്. പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുന്ന സൈദ്ധാന്തിക കണങ്ങള് സംബന്ധിച്ച അന്വേഷണമായിരുന്നു അത്. സാക്ഷാല് ആല്ബര്ട്ട് ഐന്സ്റ്റൈന് (1879-1955) അരനൂറ്റാണ്ടുമുമ്പ് ആവിഷ്ക്കരിച്ച ആശയം വിപുലീകരിക്കാനുള്ള ആ ശ്രമം, ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഒരേസമയം അമ്പരപ്പും ആകാംക്ഷയും സൃഷ്ടിച്ചു.
1905 ല് ഐന്സ്റ്റൈന് അവതരിപ്പിച്ച വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അങ്ങേയറ്റം ലളിതമായ ഒരു സങ്കല്പ്പത്തിന് മേലാണ് കെട്ടിയുയര്ത്തിയിരിക്കുന്നത്. നിങ്ങള് ഏത് ചലനാവസ്ഥയിലാണെങ്കിലും ശരി, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മൗലിക നിയമങ്ങള്ക്ക് മാറ്റമുണ്ടാകില്ല-ഇതാണ് ആ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കാതല്. ആ സിദ്ധാന്തത്തിലെ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ സംഗതികളിലൊന്ന് പ്രകാശവേഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ആശയങ്ങളാണ്. സെക്കന്ഡില്
2,99,792 കിലോമീറ്റര് ആണ് ശൂന്യതയില് പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രവേഗം. ഇതൊരു പ്രാപഞ്ചിക സ്ഥിരാങ്കമാണ്. മാത്രമല്ല, പ്രപഞ്ചത്തില് ഏത് വസ്തുവിനും സാധ്യമായ പരമാവധി വേഗവും ഇതുതന്നെയെന്ന് ഐന്സ്റ്റൈന് പ്രഖ്യാപിച്ചു.
വേഗം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ഒരു വസ്തുവിന്റെ ദ്രവ്യമാനം (പിണ്ഡം) വര്ധിക്കുമെന്ന് ഡച്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞന് ഹെന്ട്രിക് എ.ലോറന്സ് (1853-1928) നടത്തിയ കണ്ടെത്തലാണ്, പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് ഒന്നിനും സഞ്ചരിക്കാന് സാധ്യമല്ലെന്ന തിരിച്ചറിവിലേക്ക് ഐന്സ്റ്റൈനെ നയിച്ചത്. കാരണം, 'ലോറന്സ് സമവാക്യം' അനുസരിച്ച് പ്രകാശവേഗത്തോടടുക്കുമ്പോള് ഒരു വസ്തുവിന്റെ ദ്രവ്യമാനം അനന്തമാകും. അതിനാല്, പ്രകാശവേഗം ഒരു 'അതിര്ത്തി'യാണ്; പ്രപഞ്ചത്തില് സാധ്യമായ വേഗത്തിന്റെ 'അതിര്ത്തി'. ആ 'അതിര്ത്തി' ലംഘിക്കാന് ഒന്നിനും സാധിക്കില്ല -വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം അടിവരയിട്ടുറപ്പിച്ചു.
പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് സഞ്ചരിച്ചാല് കണങ്ങള്ക്ക് എന്തു സംഭവിക്കുമെന്നറിയാന് മുമ്പ് ചില ശ്രമങ്ങള് നടന്നിട്ടുണ്ട്. ജെ.ജെ.തോംസണ് (1889), ഒലിവര് ഹീവിസൈഡ് (1892), ആര്നോള്ഡ് സോമര്ഫെല്ഡ് (1904) എന്നിവര് ഇക്കാര്യത്തില് നടത്തിയ അന്വേഷണങ്ങള് ശ്രദ്ധേയമാണ്. പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുമ്പോള് കണങ്ങള് അയുക്തമായി പെരുമാറാന് തുടങ്ങുമെന്ന നിഗമനത്തില് സൊമര്ഫെല്ഡ് എത്തി. 1905ല് ഐന്സ്റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തം പുറത്തു വന്നതോടെ അത്തരം ആശയക്കുഴപ്പങ്ങള്ക്കെല്ലാം അറുതിയായി.
പ്രപഞ്ചത്തില് വേഗത്തിന്റെ അതിര്ത്തി നിശ്ചയിക്കുക മാത്രമായിരുന്നില്ല ഐന്സ്റ്റൈന് ചെയ്തത്, ഒരര്ഥത്തില് ആ ദിശയിലുള്ള അന്വേഷണങ്ങള്ക്ക് അറുതി വരുത്തുകയുമായിരുന്നു. പിന്നീട് അരനൂറ്റാണ്ട് കാലത്തേക്ക് അതെക്കുറിച്ച് തലപുകയ്ക്കാന് അധികമാരും മെനക്കെട്ടില്ല. ഭൂതകാലത്തേക്ക് വിവരങ്ങളയയ്ക്കാന് പ്രകാശത്തിലും കൂടുതല് വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുന്ന കണങ്ങള് സഹായിച്ചേക്കുമെന്ന് 1917ല് യു.എസ്. ശാസ്ത്രജ്ഞന് റിച്ചാര്ഡ് സി. ടോള്മാന് അഭിപ്രായപ്പെട്ടതും, പ്രകാശാതീതവേഗത്തെക്കുറിച്ച് 1922ല് ഇറ്റാലിയന് ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞന് ജി. സോമിന്ഗ്ലിയാന ഒരു പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചതും മാത്രമാണ് ഇതിന് അപവാദം. പ്രകാശവേഗമെന്ന പരിമിതിയില് നമ്മള് കുടുങ്ങിക്കിടക്കേണ്ടതുണ്ടോ എന്ന് ചിന്തിക്കാന് ആര്ക്കും തോന്നിയില്ല. അത്ര ശക്തമായിരുന്നു ഐന്സ്റ്റൈന്റെ സ്വാധീനം.
അവിടെയാണ് സുദര്ശന്റെ രംഗപ്രവേശം. ഐന്സ്റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് രണ്ടു വിഭാഗം കണങ്ങളാണ് പ്രപഞ്ചത്തിലുള്ളത്. ഒന്ന് പ്രകാശവേഗം പ്രാപിക്കാന് സാധിക്കാത്തവ. ഇലക്ട്രോണും പ്രോട്ടോണും അടക്കം പദാര്ഥത്തിന്റെ ഘടകങ്ങളെല്ലാം ഇതില് ഉള്പ്പെടുന്നു. ഇത്തരം കണങ്ങളുടെ വിരാമദ്രവ്യമാനം (rest
mass) പൂജ്യത്തെക്കാള് കൂടുതലായിരിക്കും. വേഗം കൂടുമ്പോള് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കും എന്നതിനാല് ഇവയ്ക്ക് പ്രകാശവേഗം പ്രാപിക്കുക അസാധ്യം. പ്രകാശവേഗമുള്ള കണങ്ങളാണ് രണ്ടാമത്തെ വിഭാഗം. പ്രകാശകണമായ ഫോട്ടോണ്, ന്യൂട്രിനോ എന്നിവ അതില് ഉള്പ്പെടുന്നു. ഇവയുടെ വിരാമദ്രവ്യമാനം പൂജ്യമാണ്. മാത്രമല്ല, പ്രകാശവേഗത്തേടെ പിറക്കുന്നവയാണ് ഇത്തരം കണങ്ങള്. നിശ്ചലാവസ്ഥ എന്നൊന്ന് ഇവയ്ക്കില്ല (പരോക്ഷ മാര്ഗങ്ങളിലൂടെയേ വിരാമദ്രവ്യമാനം ഗണിച്ചെടുക്കാനാകൂ).
ഇതുരണ്ടും കൂടാതെ, മൂന്നാമതൊരു വിഭാഗം കണങ്ങള്കൂടി പ്രപഞ്ചത്തില് ഉണ്ടായിക്കൂടെ? പ്രകാശത്തെക്കാളും വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുന്നവ. ഇക്കാര്യമാണ് സുദര്ശന് പരിശോധിച്ചത്.
പ്രകാശവേഗത്തെ മറികടക്കുന്ന വസ്തുവിന് അല്ലെങ്കില് കണത്തിന് ലോറന്സ് സമവാക്യം അനുസരിച്ച് എന്തുസംഭവിക്കും? മേല്പ്പറഞ്ഞ പ്രശ്നം പരിശോധിക്കാന് സുദര്ശന് അവലംബിച്ച മാര്ഗം അതാണ്. 'യഥാര്ഥത്തില് ലോറന്സ് സമവാക്യത്തെ സാമാന്യവത്ക്കരിക്കുകയാണ് സുദര്ശന് ചെയ്തത്'-ഡോ.ഗിരിജാവല്ലഭന് പറയുന്നു.
പ്രകാശാതീതവേഗം (superluminal velocities) കൈവരിക്കുന്ന കണങ്ങള്ക്ക് ലോറന്സ് സമവാക്യം അനുസരിച്ച് 'അവാസ്തവിക ദ്രവ്യമാനം' (imaginary mass) ആണുള്ളതെന്ന് സുദര്ശന്റെ അന്വേഷണത്തില് വെളിവായി (സാധാരണ ദ്രവ്യമാനത്തെ 'മൈനസ് ഒന്നിന്റെ വര്ഗമൂലം' കൊണ്ട് ഗുണിക്കുമ്പോള് കിട്ടുന്നതാണ് അവാസ്തവിക ദ്രവ്യമാനം). നമുക്ക് പരിചിതമായ പ്രപഞ്ചത്തിലെ കാര്യങ്ങള്ക്ക് വിപരീതമാകും പ്രകാശാതീതവേഗമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ കാര്യത്തില് സംഭവിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, വേഗംകൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കുകയാണ് നമുക്ക് പരിചയമുള്ള സംഗതി. പ്രകാശാതീതവേഗത്തിന്റെ കാര്യത്തില് വേഗം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് ദ്രവ്യമാനം കുറയും. പ്രകാശാതീത കണങ്ങള്ക്ക് വേഗം കുറയുമ്പോഴാണ് ദ്രവ്യമാനം വര്ധിക്കുക. വേഗം കുറഞ്ഞ് ഒടുവില് പ്രകാശത്തിന്റേതിന് തുല്യമാകുന്ന അവസ്ഥയില് ദ്രവ്യമാനം അനന്തമാകും.
ഈ വിഷയത്തില് 1959ല് ഒരു ചെറുപ്രബന്ധം തയ്യാറാക്കി ഫിസിക്കല് റിവ്യൂ ജേര്ണലിന് സുദര്ശന് അയച്ചുകൊടുത്തു. റഫറികള് വിരുദ്ധ അഭിപ്രായം പറഞ്ഞതുകൊണ്ട് അവരത് പ്രസിദ്ധീകരിക്കാന് കൂട്ടാക്കിയില്ല. പ്രകാശാതീതവേഗമെന്ന സമസ്യയെ കൂടുതല് പരിചിന്തനം ചെയ്ത്, ഒലെക്സ-മിറോണ് ബിലാനിയൂക് (1926-2009), വി.കെ. ദേശ്പാണ്ഡെ എന്നിവരുമായി ചേര്ന്ന് 1962ല് 'മെറ്റാ റിലേറ്റിവിറ്റി' എന്ന പ്രബന്ധം അമേരിക്കന് ജേര്ണല് ഓഫ് ഫിസിക്സില് സുദര്ശന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. പ്രകാശാതീതവേഗമുള്ള കണങ്ങളെ അവര് വിശേഷിപ്പിച്ചത് 'മെറ്റാ കണങ്ങള്' (meta
particles) എന്നായിരുന്നു. ഇത്തരം കണങ്ങള്ക്ക് 'ടാക്യോണുകള്' (Tachyons) എന്ന് നാമകരണം ചെയ്യുന്നത് യു.എസ്.ഗവേഷകനായ ജെറാള്ഡ് ഫീന്ബര്ഗ് ആണ്; 1967ല് അദ്ദേഹം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പ്രബന്ധത്തില്. ഗ്രീക്കില് 'വേഗ'മെന്ന അര്ഥം വരുന്ന പദമാണ് 'ടാക്യോണ്'. (തന്റെ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിക്കാന് കൂട്ടാക്കാത്ത ഫിസിക്കല് റിവ്യൂ എഡിറ്റര്, ആ വിഷയത്തില് മുമ്പ് പ്രബന്ധമെഴുതിയ തന്നോട് അഭിപ്രായമാരായുക പോലും ചെയ്യാതെ ഫീന്ബര്ഗിന്റെ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച കാര്യം പിന്നീട് സുദര്ശന് വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്.
ടാക്യോണുകളെ സംബന്ധിച്ച് 1962ല് ആദ്യ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ശേഷം, ബിലാനിയൂക് ഉള്പ്പടെ വിവിധ ഗവേഷകരുമായി സഹകരിച്ച് എട്ട് പഠനപ്രബന്ധങ്ങള് രണ്ട് പതിറ്റാണ്ടിനിടെ സുദര്ശന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ടാക്യോണുകള്ക്ക് നിലനില്ക്കാന് സൈദ്ധാന്തികമായി പ്രശ്നമൊന്നുമില്ലെന്നും, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ മൗലിക സങ്കല്പ്പങ്ങള്ക്ക് ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് പരിക്കേല്ക്കുന്നില്ലെന്നും ആ പ്രബന്ധങ്ങളിലൂടെ അവര് സമര്ഥിച്ചു. 'കാര്യകാരണ ബന്ധം' ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് തകരില്ല. പരിചിത പ്രപഞ്ചത്തില് 'കാര്യം' എന്ന് നമ്മള് വിലയിരുത്തുന്ന സംഗതി 'കാരണ'മാവുകയും, നേരെ തിരിച്ചും പരിഗണിച്ചാല് പ്രശ്നം കുഴപ്പമില്ലാതെ അവസാനിക്കുമെന്ന് സുദര്ശനും കൂട്ടരും ചൂണ്ടിക്കാട്ടി. ഉദാഹരണത്തിന്, പരിചിത അവസ്ഥയില് ഒരു കണം ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നത്, ടാക്യോണ് ലോകത്ത് കണം പുറത്തുവരുന്നതായി കാണപ്പെടും-ഡോ.ഗിരിജാവല്ലഭന് വിശദീകരിക്കുന്നു.
ടാക്യോണ് സിദ്ധാന്തം അനുസരിച്ച് 'അവാസ്തവിക വിരാമദ്രവ്യമാനം' ഉണ്ടെന്ന് വന്നാല്, ടാക്യോണുകള്ക്ക് ചേരുംവിധം വിശിഷ്ട ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിലെ എല്ലാ സമവാക്യങ്ങളും പരിഷ്ക്കരിക്കാനാകുമെന്ന് സുദര്ശനും കൂട്ടരും തെളിയിച്ചു. വേഗം കൂടുമ്പോള് അത്തരം കണങ്ങളുടെ ഊര്ജം കുറയുകയും, വേഗം കുറയുമ്പോള് ഊര്ജം കൂടുകയും ചെയ്യുമെന്ന് മുകളില് സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ. ഇതുപ്രകാരം രണ്ടുതരം പ്രപഞ്ചങ്ങളുണ്ടെന്ന് വരുന്നു. ആദ്യത്തേത് നമുക്ക് പരിചിതമായത്. അതിനെ 'ടാര്ഡ്യോണ്-പ്രപഞ്ചം' (tardyon-universe) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. രണ്ടാമത്തേത് നിത്യജീവിതത്തില് നമുക്ക് പരിചയമില്ലാത്ത 'ടാക്യോണ്-പ്രപഞ്ചം' (tachyon-universe). ടാക്യോണ്-പ്രപഞ്ചത്തില് കണങ്ങള് പ്രകാശത്തെക്കാള് വേഗത്തില് സഞ്ചരിക്കുകയും, ഊര്ജം കൂടുമ്പോള് വേഗം കുറഞ്ഞ് അവ പ്രകാശവേഗത്തോട് അടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇരുപ്രപഞ്ചത്തെയും വേര്തിരിക്കുന്നത്. പ്രകാശവേഗത്തോടടുത്ത 'ലക്സണ് മതില്' (lixon
wall) ആണെന്ന് ടാക്യോണ് സിദ്ധാന്തം പറയുന്നു.
ടാക്യോണുകള്ക്ക് മതിയായ ഊര്ജമുണ്ടെങ്കില് അവ പ്രകാശവേഗത്തോട് അടുക്കുമെന്ന് കണ്ടല്ലോ. ഉന്നത ഊര്ജത്തില് അവ ലക്സണ് മതില് മേഖലയില് നിലനില്ക്കുകയും, അനുയോജ്യമായ സാഹചര്യത്തില് ഫോട്ടോണുകളുടെ കൂട്ടമായി പൊട്ടിത്തെറിക്കുകയും ചെയ്യും. അങ്ങനെയുള്ള ഫോട്ടോണ് ഉല്സര്ജനം തിരിച്ചറിയാനായാല്, അത് ടാക്യോണുകളുടെ അസ്തിത്വം തെളിയിക്കാന് സാഹായിക്കുമെന്ന് പല ഗവേഷകരും കരുതുന്നു. പക്ഷേ, ടാക്യോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം വ്യക്തമായി തെളിയിക്കാന് ഇതുവരെ ആര്ക്കും കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല.
'ദൈവകണം' എന്ന ഇരട്ടപ്പേരിലറിയപ്പെടുന്ന 'ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണുകളു'ടെ സാന്നിധ്യവും പ്രവചിക്കപ്പെടുന്നത്, സുദര്ശനും കൂട്ടരും ടാക്യോണുകളെ പ്രവചിക്കുന്ന 1960കളിലാണ്. 40 വര്ഷത്തെ ശ്രമഫലമായി 2012 ലാണ് യൂറോപ്യന് കണികാപരീക്ഷണശാലയായ 'സേണി'ലെ ലാര്ജ് ഹാഡ്രോണ് കൊളൈഡറില് ഹിഗ്ഗ്സ് ബോസോണുകളുടെ സാന്നിധ്യം ആദ്യമായി സ്ഥിരീകരിച്ചത്. ടാക്യോണുകളും ഇതുപോലെ നാളെയൊരു പരീക്ഷണത്തില് കണ്ടെത്തിക്കൂടെന്നില്ല. ശാസ്ത്രലോകത്ത് ഇന്നും ആകാംക്ഷ സൃഷ്ടിക്കുന്ന മുന്നേറ്റമാണ് ടാക്യോണുകളുടെ കാര്യത്തില് അരനൂറ്റാണ്ടുമുമ്പ് സുദര്ശന് നടത്തിയതെന്ന് സാരം.
ടാക്യോണുകളുടെ പ്രവചനം പുതിയൊരു പഠനമേഖലക്ക് തന്നെ തുടക്കമിട്ടു. ഒട്ടേറെ മുന്നിര ഗവേഷകര് ടാക്യോണുകളുമായി പില്ക്കാലത്ത് മല്ലിട്ടു.
'ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയത' എന്ന ആധുനിക പഠനശാഖയുടെ ഉത്ഭവചരിത്രം തേടിയാല് നാമെത്തുക സുദര്ശനിലേക്കാണ്. അതിന് സുദര്ശന് രൂപംനല്കിയ 'സംസക്ത പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം പ്രതിപാദന'ത്തിലേക്കാണ്. സുദര്ശന് നടത്തിയ ആ കണ്ടെത്തലിന് 2005 ല് റോയ് ഗ്ലോബര് നൊബേല് പുരസ്കാരം നേടിയതിലേക്കാണ്!
ലേസറിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തോടെ പ്രകാശത്തിന്റെ കാര്യത്തില് അന്നുവരെ പ്രയോഗിച്ചിരുന്ന ക്ലാസിക്, അര്ധക്ലാസിക് സമീപനങ്ങള് ഇനി വിലപ്പോവില്ല എന്നുവന്നു. ഇക്കാര്യം മനസിലാക്കി ആദ്യം രംഗത്തെത്തിയത് ഹാര്വാഡ് സര്വകലാശാലയിലെ ഗവേഷകന് റോയ് ഗ്ലോബര് ആയിരുന്നു. ഫിസിക്കല് റിവ്യൂ ലറ്റേഴ്സ് എന്ന അമേരിക്കന് ജേര്ണലിന്റെ 1963 ഫിബ്രവരി ഒന്ന് ലക്കത്തില് അദ്ദേഹം അക്കാര്യത്തില് ആദ്യ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. പ്രകാശമണ്ഡലത്തിന്റെ ക്വാണ്ടംഅവസ്ഥകള് തുല്യരീതിയില് വിതരണം ചെയ്യപ്പെട്ട ഒന്നായി സംസക്താവസ്ഥയെ പരിഗണിച്ചുകൊണ്ടും, ഡിറ്റെക്ടറുകളിലെ ഫോട്ടോകറണ്ടിന്റെ സവിശേഷതകളെ ക്വാണ്ടം ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സുമായി (ക്യു.ഇ.ഡി) കൂട്ടിയിണക്കിയുമുള്ള സമീപനമായിരുന്നു ഗ്ലോബറിന്റേത്. ഒരോ സംസക്താവസ്ഥയിലും എത്ര ഫോട്ടോണുകളുണ്ടാകാമെന്ന പ്രശ്നത്തിന് ഉത്തരമായി ക്വാണ്ടം സംഭാവ്യതാ വിതരണനിയമങ്ങളും ഗ്ലോബര് അവതരിപ്പിച്ചു. ഗ്ലോബര് അവതരിപ്പിച്ചവയ്ക്ക് ക്ലാസിക്കല് സംഭാവ്യതാനിയമങ്ങളുമായി ബന്ധമുണ്ടായിരുന്നു.
'ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയത' അഥവാ 'ക്വാണ്ടം ഓപ്ടിക്സ്' എന്ന പഠനശാഖയുടെ തുടക്കം ഗ്ലോബറുടെ പ്രബന്ധത്തോടെയായിരുന്നു എന്ന് വേണമെങ്കില് പറയാം. യഥാര്ഥ തുടക്കം പക്ഷേ, അതായിരുന്നില്ല. രണ്ടുമാസം കഴിഞ്ഞ്, ഗ്ലോബറുടെ പ്രബന്ധം വന്ന അതേ ജേര്ണലില് വെറും മൂന്നുപേജുള്ള കുറിപ്പ് സുദര്ശന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ആ കുറിപ്പില് അവതരിപ്പിക്കപ്പെട്ട ഒരു സവിശേഷ ഗണിതഫലം, ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയ എന്ന പഠനമേഖലയുടെ പിന്നീടുള്ള സര്വമുന്നേറ്റത്തിന്റെയും അടിത്തറയായി മാറി.
ചെക്ക് വംശജനായ അമേരിക്കന് ശാസ്ത്രജ്ഞന് എമില് വൂള്ഫ് ആണ് പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം സവിശേഷതകളിലേക്ക് സുദര്ശന്റെ ശ്രദ്ധയാകര്ഷിച്ചത്. വിഭംഗനം
(diffraction), സംസക്തത (coherence) തുടങ്ങിയ പ്രകാശ പ്രതിഭാസങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠനം നടത്താന് ക്ലാസിക്കല് സിദ്ധാന്തങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരുന്ന വൂള്ഫിന്, ക്വാണ്ടം സംസക്തതയെപ്പറ്റി ഗ്ലോബര് മുന്നോട്ടുവെച്ച സംഗതികള് വലിയ ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടാക്കി. അക്കാര്യം തന്റെ സുഹൃത്തായ സുദര്ശനനുമായി അദ്ദേഹം പങ്കുവെച്ചു. അതില് ആശങ്കപ്പെടാനില്ല, ഗ്ലോബറും ക്ലാസിക്കല് തിയറിവെച്ചാണ് തരംഗദൈര്ഘ്യം അളക്കുന്നതെന്ന് സുദര്ശന് പറഞ്ഞു. അന്നുരാത്രി വീട്ടില്പോയി താന് അക്കാര്യത്തെക്കുറിച്ച് ആലോചിച്ചപ്പോള് മനസില് ഒരു പോംവഴി തെളിഞ്ഞ കാര്യം സുദര്ശനന് ഓര്ക്കുന്നു. ആ പോംവഴിയാണ്, 1963 ഏപ്രില് ഒന്നിന് ഫിസിക്കല് റിവ്യൂ ലറ്റേഴ്സില് പ്രസിദ്ധീകരിച്ച കുറിപ്പ്.
യഥാര്ഥത്തില് അത് പ്രൊഫഷണലായി രചിക്കപ്പെട്ട പ്രബന്ധമായിരുന്നില്ല. എങ്കിലും അതിന്റെ ഉള്ളടക്കം ആര്ക്കും അവഗണിക്കാന് കഴിയുമായിരുന്നില്ല. വിപരീതമൂല്യങ്ങളെ തമ്മില് ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ഗണിത പ്രതിപാദനം ('diagonal representation') ആയിരുന്നു ആ കുറിപ്പിന്റെ ഉള്ളടക്കം. ആ പ്രത്യേക ഗണിതപ്രതിപാദനത്തിന്റെ രൂപത്തില് അവതരിപ്പിക്കാവുന്ന സംസക്താവസ്ഥകളുടെ സമഷ്ടി
(ensemble) ആയി പ്രകാശത്തിന്റെ ഏത് ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയെയും പരിഗണിക്കാം എന്നതായിരുന്നു സുദര്ശനന്റെ കണ്ടെത്തല്. ഡെന്സിറ്റി മട്രിക്സ് (density matrix) എന്ന ക്വാണ്ടം ആശയമാണ് സംഭാവ്യതയ്ക്ക് പകരമായി സുദര്ശന് ഉപയോഗിച്ചത്. പോസിറ്റീവോ നെഗറ്റീവോ മൂല്യങ്ങളുള്ള അനുയോജ്യമായ 'വെയ്റ്റ് ഫങ്ഷനുകള്'
(weight functions) ഉള്ളവയാണ്, ആ പ്രതിപാദനത്തിലെ ഒറ്റയ്ക്കുള്ള സംസക്താവസ്ഥകള്. പോസിറ്റീവ് മൂല്യമുള്ളതാണ് ഒരു അവസ്ഥയെങ്കില്, അതിനെ ക്ലാസിക്കല് സംഭാവ്യതാ വിതരണത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ വിശദീകരിക്കാം.
മേല്വിവരിച്ച സാങ്കേതിക സംഗതിയെ ലളിതമായി ഇങ്ങനെ വിശദീകരിക്കാം: രണ്ടു പ്രകാശകിരണങ്ങള് പ്രതിപ്രവര്ത്തിക്കുമ്പോള് അവ കൂടുക മാത്രമല്ല ചിലപ്പോള് കുറയുകയും ചെയ്യാം. 'റോച്ചസ്റ്ററില് ഞങ്ങളുടെ ഒരു വിദ്യാര്ഥി നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തിലും ഇതു കണ്ടു. അത് അസാധാരണമായിരുന്നു. രണ്ട് ഘടകങ്ങള് കൂടിച്ചേര്ന്നാല് ഒന്ന് നെഗറ്റീവാകുക എന്നത് ക്ലാസിക്കല് തിയറിയില് വലിയ പ്രയാസമുണ്ടാകും. ക്ലാസിക്കല് തിയറി കുറെയധികം കാര്യങ്ങളില് ശരിതന്നെയാണ്. പക്ഷേ, ക്വാണ്ടംതലം ചില വ്യത്യാസങ്ങള് ആവശ്യപ്പെടുന്നു. അതിലൊന്നാണ് ഈ നെഗറ്റീവ് ഫലത്തിന്റെ യാഥാര്ഥ്യം'-സുദര്ശന് ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു.
പ്രകാശമണ്ഡലത്തിന്റെ ക്ലാസിക്കല് വിവരണവുമായി ക്വാണ്ടം വിവരണത്തിനുള്ള സമ്പൂര്ണ തുല്യത വെളിവാക്കുന്നതാണ് താന് കണ്ടെത്തിയ ആ ഗണിതപ്രതിപാദനമെന്ന് സുദര്ശന് വാദിച്ചു. സംസക്ത പ്രകാശധാരകള് ഉള്പ്പെടുന്ന നാനാതരത്തിലുള്ള അരേഖീയ പ്രതിഭാസങ്ങളെ വിശദീകരിക്കാന് അതുപയോഗിക്കാം. ക്വാണ്ടംസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ചരിത്രത്തിലെ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ മുന്നേറ്റങ്ങളിലൊന്നായിരുന്നു അത്. പ്രകാശക്വാണ്ടം ശരിക്കും 'ക്വാണ്ട'മായത് അതോടെയാണ്.
സുദര്ശന്റെ ആ കണ്ടെത്തലോടെ, പ്രകാശത്തിന്റെ ഏത് അവസ്ഥയെയും ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തം ഉപയോഗിച്ച് വിശദീകരിക്കാം എന്നുവന്നു.
ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയതയെ സംബന്ധിച്ച് ഗ്ലോബര് അവതരിപ്പിച്ച ആശയങ്ങള് പൂര്ണമല്ലെന്ന് വ്യക്തമാക്കുന്നതായിരുന്നു സുദര്ശനന്റെ കണ്ടെത്തല്. കാരണം, രണ്ടു പ്രകാശകിരണങ്ങള് തമ്മില് പ്രതിപ്രവര്ത്തിക്കുമ്പോള് ഫലം നെഗറ്റീവുമാകാം എന്ന സംഗതി ഗ്ലോബറുടെ ആശയങ്ങളില് ഇല്ലായിരുന്നു. പോസിറ്റീവ് ഫലങ്ങള് മാത്രമാണ് ഗ്ലോബര് കണ്ടിരുന്നത്. സ്വാഭാവികമായും, സുദര്ശന് അവതരിപ്പിച്ച കാര്യങ്ങള് തെറ്റാണെന്ന് വാദിച്ചുകൊണ്ട് ഗ്ലോബര് ലേഖനമെഴുതി. 'നെഗറ്റീവ് പ്രോബബിലിറ്റി എന്നൊന്നില്ലെ'ന്നായിരുന്നു ഗ്ലോബറുടെ വാദം. 'ക്വാണ്ടംതലത്തില് പ്രോബബിലിറ്റിയാണ് നിങ്ങള് സമ്മതിക്കുന്നതെങ്കില്, പോസിറ്റീവും നെഗറ്റീവും പ്രോബബിലിറ്റികളാണ്. പോസിറ്റീവ് മാത്രമാണ് നിങ്ങള് പ്രോബബിലിറ്റിയെന്ന് ശഠിക്കുമ്പോള്, ഈ പ്രോബബിലിറ്റി ഏര്പ്പാട് തന്നെ വെള്ളത്തിലാകും'-സുദര്ശന് പറയുന്നു.
സുദര്ശന് ആവിഷ്ക്കരിച്ച ആ സുപ്രധാന ഗണിത പ്രതിപാദനം 'ഓപ്ടിക്കല് ഇക്വലന്സ് തിയറം' (Optical Equivalence Theorem) എന്നാണ് ഇപ്പോള് അറിയപ്പെടുന്നത്. ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയതയിലെ ഒരു മൗലിക സിദ്ധാന്തമാണത്. തുടക്കത്തില് സുദര്ശന്റെ കണ്ടെത്തലിനെ എതിര്ത്തെങ്കിലും, പിന്നീട് ഗ്ലോബര് ആ ഫലമുപയോഗിച്ചാണ് ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയതയുടെ കൂടുതല് വിശദീകരണങ്ങള് നല്കിയത്. സുദര്ശന്റെ ഗണിതഫലത്തിന് 'പി-പ്രതിപാദനം' (P-Representation) എന്ന് ഗ്ലോബര് പേരിട്ടു. പില്ക്കാലത്ത് അത് 'ഗ്ലോബര്-സുദര്ശന് പ്രതിപാദനം' (Glauber-Sudarshan
Representation) എന്ന് അറിയപ്പെട്ടു. ക്വാണ്ടംപ്രകാശീയതയെന്ന പഠനശാഖയുടെ സര്വമുന്നേറ്റത്തിന്റെയും തുടക്കം അതില് നിന്നായിരുന്നു.
1963ല് ഫിസിക്കല് റിവ്യൂ ലറ്റേഴ്സിന്റെ ഫിബ്രവരി ഒന്ന് ലക്കത്തില് ഗ്ലോബറും ഏപ്രില് ഒന്ന് ലക്കത്തില് സുദര്ശനനും ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയത സംബന്ധിച്ച തങ്ങളുടെ ആശയങ്ങള് പ്രസിദ്ധീകരിച്ച കാര്യം സൂചിപ്പിച്ചല്ലോ. ആദ്യം പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഗ്ലോബറിന്റെ പേപ്പറിനെക്കുറിച്ച് സുദര്ശന് തന്റെ കുറിപ്പില് പരാമര്ശിക്കുന്നുണ്ട്. ആ വര്ഷം തന്നെ ഫിസിക്കല് റിവ്യൂ ജേര്ണലിന്റെ സെപ്റ്റംബര് ലക്കത്തില് ഗ്ലോബര് ആ വിഷയത്തില് തയ്യാറാക്കിയ വിശദമായ തുടര്പ്രബന്ധം പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു. അതില് സുദര്ശന്റെ കണ്ടെത്തല് സൂചിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്. 1965ല് ഫിസിക്കല് റിവ്യൂവില് ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയത സംബന്ധിച്ച മറ്റൊരു പ്രബന്ധം, സി.എല്. മേത്തയുമായി ചേര്ന്ന് സുദര്ശന് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. 1968ല് ജോണ് ക്ലോഡറുമായി ചേര്ന്ന് 'ഫണ്ടമെന്റല്സ് ഓഫ് ക്വാണ്ടം ഓപ്ടിക്സ്' എന്ന ഗ്രന്ഥം സുദര്ശന് പുറത്തിറക്കി. ഈ വിഷയത്തില് ലോകത്തെ ആദ്യ പഠനഗ്രന്ഥമായിരുന്നു അത്. അതിനടുത്ത വര്ഷം, സുദീര്ഘമായ മറ്റൊരു പഠന പ്രബന്ധം ജേര്ണല് ഓഫ് മാത്തമാറ്റിക്സ് ആന്റ് ഫിസിക്സില് സുദര്ശന്റേതായി പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു.
ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയതയുടെ ആദ്യ പതിറ്റാണ്ടായിരുന്നു അത്. ലേസര് സാങ്കേതികവിദ്യകള് മുതല് 'ബോസ്-ഐന്സ്റ്റൈന് സംഘനിതാവസ്ഥ' പോലുള്ള പുതിയ ദ്രവ്യരൂപങ്ങളുടെ പഠനത്തിന് വരെ ഇന്ന് ക്വാണ്ടം പ്രകാശീയതയിലെ മുന്നേറ്റങ്ങള് തുണയാകുന്നു.
Prof. John Kurakar
No comments:
Post a Comment