क्वांटम यांत्रिकी के 100 वर्ष: वे लोग जिन्होंने दुनिया बदल दी

(डैन ट्राई) - इस वर्ष क्वांटम यांत्रिकी के जन्म की 100वीं वर्षगांठ है, जिसके क्रांतिकारी सिद्धांतों से लेकर वैश्विक अनुप्रयोगों तक, यह वियतनाम के लिए क्वांटम प्रौद्योगिकी क्रांति की लहर को भुनाने और भविष्य को आकार देने का एक सुनहरा अवसर है।

20वीं सदी के आरंभ में ली गई इस श्वेत-श्याम तस्वीर में, दर्जनों वैज्ञानिक सुंदर सूट पहने एक प्राचीन गोथिक इमारत के सामने बैठे हैं।

यह कोई साधारण बैठक नहीं थी - यह मानव इतिहास के सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक सम्मेलनों में से एक था, जिसमें 20वीं सदी के भौतिकी के महानतम मस्तिष्क एक साथ आये थे।

उन कठोर चेहरों में अल्बर्ट आइंस्टीन अपने विशिष्ट चांदी के बालों के साथ, वर्नर हाइजेनबर्ग, एर्विन श्रोडिंगर, मैक्स प्लैंक और कई अन्य वैज्ञानिक शामिल थे - जिन्होंने मिलकर सबसे क्रांतिकारी वैज्ञानिक सिद्धांतों में से एक का निर्माण किया: क्वांटम यांत्रिकी।

1927 के सोल्वे सम्मेलन में उस समय विश्व के अग्रणी वैज्ञानिक एकत्रित हुए थे (फोटो: विकी)।

इस वर्ष क्वांटम यांत्रिकी के आधिकारिक जन्म के 100 वर्ष पूरे हो रहे हैं। संयुक्त राष्ट्र ने इस वैज्ञानिक क्रांति की एक शताब्दी मनाने और अगली शताब्दी में इसकी संभावनाओं का अन्वेषण जारी रखने के लिए 2025 को अंतर्राष्ट्रीय क्वांटम विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी वर्ष घोषित किया है।

यह हमारे लिए एक अवसर है कि हम उस सिद्धांत की असाधारण यात्रा पर नजर डालें जिसने लोगों के ब्रह्मांड को समझने के तरीके को पूरी तरह से बदल दिया है और आज जीवन में इसके अनुप्रयोग पैदा किए हैं।

एक क्रांति की उत्पत्ति

1925 की गर्मियों में, वर्नर हाइजेनबर्ग - एक युवा जर्मन भौतिक विज्ञानी - पराग से होने वाली गंभीर एलर्जी से बचने के लिए उत्तरी सागर में हेलिगोलैंड द्वीप पर गए।

इसी एकांत जगह पर उन्होंने "क्वांटम सिद्धांत के संदर्भ में गतिज और यांत्रिक संबंधों की पुनर्व्याख्या पर" एक क्रांतिकारी शोधपत्र लिखने का विचार किया। हालाँकि, उन्हें यह उम्मीद नहीं थी कि इसके प्रकाशन के बाद, यह शोधपत्र भौतिकी में एक नए युग की शुरुआत करेगा।

वैज्ञानिकों को पहले ही यह एहसास हो चुका था कि न्यूटन का शास्त्रीय भौतिकी परमाणु स्तर पर कई घटनाओं की व्याख्या नहीं कर सकता।

प्रतिभाशाली भौतिक विज्ञानी अल्बर्ट आइंस्टीन ने भौतिकी - क्वांटम यांत्रिकी के विकास में योगदान दिया (फोटो: पीबीएस)।

मैक्स प्लैंक ने खोज की थी कि ऊर्जा क्वांटा नामक असतत "पैकेटों" में अवशोषित और उत्सर्जित होती है। आइंस्टीन ने इसी विचार का उपयोग प्रकाश-विद्युत प्रभाव की व्याख्या करने के लिए किया था। लेकिन यह हाइज़ेनबर्ग और उनके सहयोगी ही थे जिन्होंने भौतिकी की एक नई शाखा - क्वांटम यांत्रिकी - की एक संपूर्ण सैद्धांतिक प्रणाली का निर्माण किया।

खास बात यह है कि क्वांटम यांत्रिकी सिर्फ़ पुराने सिद्धांत की जगह लेने वाला कोई नया सिद्धांत नहीं है। इसके लिए हमें वास्तविकता के बारे में अपनी सहज धारणाओं को त्यागना होगा।

क्वांटम दुनिया में, कण एक ही समय में कई अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं (जिसे क्वांटम सुपरपोजिशन कहा जाता है), लाखों मील दूर होने पर भी एक दूसरे को तुरंत प्रभावित कर सकते हैं (क्वांटम उलझाव), और हम एक ही समय में एक कण की स्थिति और गति दोनों को नहीं जान सकते हैं (हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत के अनुसार)।

सिद्धांत से व्यापक अनुप्रयोग तक

बहुत से लोग क्वांटम यांत्रिकी को प्रयोगशाला में बनाए गए जटिल गणितीय सूत्रों के रूप में ही समझते हैं। लेकिन वास्तव में, यह आधुनिक जीवन के हर पहलू में व्याप्त हो चुका है।

हम रोज़ाना जिन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का इस्तेमाल करते हैं, उनमें से ज़्यादातर क्वांटम सिद्धांतों पर काम करते हैं। आपकी जेब में रखे स्मार्टफ़ोन में अरबों ट्रांजिस्टर होते हैं - ये ऐसे उपकरण हैं जिनका आविष्कार अर्धचालकों की क्वांटम यांत्रिकी की समझ के आधार पर किया गया था।

क्वांटम यांत्रिकी के बिना, हमारे पास कोई कंप्यूटर नहीं होता, कोई इंटरनेट नहीं होता, कोई जीपीएस नहीं होता... या लेजर - क्वांटम सिद्धांतों पर आधारित एक और महत्वपूर्ण आविष्कार - जिसका उपयोग सुपरमार्केट में बारकोड रीडर, सीडी/डीवीडी रीडर से लेकर नेत्र शल्य चिकित्सा और फाइबर ऑप्टिक केबल के माध्यम से डेटा ट्रांसमिशन तक व्यापक रूप से किया जाता है...

चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) मशीनें परमाणु चुंबकीय अनुनाद के सिद्धांत के आधार पर काम करती हैं - जो एक क्वांटम घटना है (फोटो: एसटी)।

आधुनिक चिकित्सा भी क्वांटम यांत्रिकी से बहुत लाभान्वित होती है। चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) मशीनें परमाणु चुंबकीय अनुनाद के सिद्धांत पर काम करती हैं - जो एक क्वांटम परिघटना है।

विकिरण कैंसर उपचार भी परमाणु नाभिक की क्वांटम भौतिकी की समझ पर आधारित है।

ब्रह्मांड विज्ञान जैसी अकल्पनीय चीज़ के लिए भी क्वांटम यांत्रिकी की ज़रूरत होती है। हम समझते हैं कि तारे क्यों चमकते हैं, वे भारी तत्व कैसे बनाते हैं, और अंततः कैसे मरते हैं—यह सब क्वांटम यांत्रिकी की बदौलत है।

यह बताता है कि ठोस पदार्थ क्यों नहीं टूटते, धातुएं विद्युत का संचालन क्यों करती हैं, तथा प्रकृति में अनगिनत अन्य घटनाएं क्यों घटित होती हैं।

इतिहास के “छिपे हुए आंकड़े”

जब हम क्वांटम भौतिकविदों के ऐतिहासिक चित्र पर नज़र डालते हैं, तो अक्सर हमें केवल आइंस्टीन, हाइज़ेनबर्ग या श्रोडिंगर जैसे प्रसिद्ध नाम ही नज़र आते हैं। लेकिन इस क्षेत्र के विकास की कहानी में कई अन्य विस्मृत हस्तियाँ, खासकर महिलाएँ, शामिल हैं।

लूसी मेन्सिंग ऐसी ही एक महिला थीं। उन्होंने हाइज़ेनबर्ग के साथ एक ही समूह में काम किया और उनके क्वांटम यांत्रिकी सिद्धांत के कुछ शुरुआती अनुप्रयोगों की गणना की।

ऐसी कई अन्य महत्वपूर्ण महिला वैज्ञानिक हैं जिन्हें इतिहास में वह पहचान नहीं मिली जिसकी वे हकदार हैं। 2025 में, क्वांटम भौतिकी के इतिहास में 16 महिला वैज्ञानिकों के बारे में एक जीवनी पुस्तक प्रकाशित की जाएगी, जो इन विस्मृत योगदानों पर प्रकाश डालने में मदद करेगी।

चीन द्वारा शोधित एवं विकसित क्वांटम कंप्यूटर (फोटो: द क्वांटम इनसाइडर)।

यह हमें याद दिलाता है कि विज्ञान अकेले प्रतिभाशाली लोगों का काम नहीं है, बल्कि कई लोगों का सामूहिक प्रयास है। हर खोज अपने पूर्ववर्ती कार्यों पर आधारित होती है, और क्वांटम यांत्रिकी की सफलता राजनीतिक और सांस्कृतिक बाधाओं को पार करते हुए अंतर्राष्ट्रीय सहयोग का परिणाम है।

दूसरी क्वांटम क्रांति

यदि 20वीं सदी में वैज्ञानिक सिद्धांत के रूप में क्वांटम यांत्रिकी का जन्म और विकास हुआ, तो 21वीं सदी “दूसरी क्वांटम क्रांति” के युग की शुरुआत कर रही है।

यही वह समय था जब मानव ने क्वांटम यांत्रिकी के विचित्र गुणों का प्रत्यक्ष रूप से दोहन करके पूरी तरह से नई प्रौद्योगिकियां बनानी शुरू कर दीं।

क्वांटम कंप्यूटर सबसे प्रतीक्षित तकनीकों में से एक हैं। पारंपरिक कंप्यूटरों के विपरीत, जो केवल 0 या 1 अवस्था में रहने वाले बिट्स का उपयोग करते हैं, क्वांटम कंप्यूटर "क्वांटम सुपरपोज़िशन" के सिद्धांत के कारण, एक ही समय में दोनों अवस्थाओं में रहने वाले क्यूबिट्स का उपयोग करते हैं।

इससे क्वांटम कंप्यूटरों को समानांतर रूप से कई गणनाएं करने की अनुमति मिलती है, जिससे संभावित रूप से ऐसी समस्याओं का समाधान हो सकता है, जिन्हें हल करने में पारंपरिक कंप्यूटरों को लाखों वर्ष या यहां तक ​​कि कुछ ही दिन या घंटे लग जाते हैं।

क्वांटम कंप्यूटर कई क्षेत्रों में क्रांति लाने का वादा करते हैं। चिकित्सा के क्षेत्र में, वे जटिल आणविक संरचनाओं का सटीक अनुकरण कर सकते हैं, जिससे नई दवाओं को तेज़ी से और कुशलता से विकसित करने में मदद मिलती है।

पदार्थ विज्ञान में, क्वांटम कंप्यूटर अद्वितीय गुणों वाली नई सामग्री डिज़ाइन कर सकते हैं। वित्त में, वे पोर्टफोलियो को अनुकूलित कर सकते हैं और अभूतपूर्व स्तर पर जोखिम का विश्लेषण कर सकते हैं।

जापान क्वांटम प्रौद्योगिकी अनुसंधान में अग्रणी देशों में से एक है (फोटो: डिगवॉच)।

क्वांटम सेंसिंग एक अन्य आशाजनक अनुप्रयोग क्षेत्र है, क्वांटम प्रभावों का उपयोग करते हुए, ये सेंसर अत्यंत संवेदनशील होते हैं, जो चुंबकीय क्षेत्र, गुरुत्वाकर्षण या समय में सबसे छोटे परिवर्तनों को मापने में सक्षम होते हैं।

इनका उपयोग चिकित्सा में रोगों का शीघ्र पता लगाने के लिए, भूविज्ञान में संसाधन अन्वेषण के लिए, या जीपीएस के बिना सटीक स्थिति निर्धारण के लिए किया जा सकता है।

क्वांटम संचार, विशेष रूप से क्वांटम क्रिप्टोग्राफी, सूचना संचारण की एक ऐसी विधि प्रदान करती है जो पूर्णतः सुरक्षित है। क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों के आधार पर, किसी भी गुप्त सूचना को सुनने का प्रयास क्वांटम अवस्था को बदल देगा और तुरंत पता लगा लिया जाएगा।

कई देशों ने पहले ही क्वांटम संचार नेटवर्क का निर्माण शुरू कर दिया है और भविष्य में क्वांटम इंटरनेट एक वास्तविकता बन सकता है।

वियतनाम के लिए चुनौतियाँ और अवसर

जैसे-जैसे दूसरी क्वांटम क्रांति सामने आ रही है, वियतनाम को पीछे छूटने से बचने के लिए एक रणनीति की ज़रूरत है। क्वांटम विज्ञान में अनुसंधान और शिक्षा में निवेश करना बेहद ज़रूरी हो गया है।

हमें क्वांटम प्रौद्योगिकी को समझने वाले वैज्ञानिकों और इंजीनियरों की नई पीढ़ी को प्रशिक्षित करने और उपयुक्त अनुसंधान अवसंरचना का निर्माण करने की आवश्यकता है।

वियतनाम में, कई विशेषज्ञ और वैज्ञानिक क्वांटम प्रौद्योगिकी पर शोध करने के लिए मिलकर काम कर रहे हैं (फोटो: प्रेसिडेंट क्लब)।

अंतर्राष्ट्रीय सहयोग भी महत्वपूर्ण है। जैसा कि इतिहास गवाह है, वैज्ञानिक सफलताएँ अक्सर सीमाओं के पार सहयोग से ही मिलती हैं। वियतनाम को उन्नत देशों के अनुभवों से सीखते हुए, क्वांटम तकनीक पर अंतर्राष्ट्रीय अनुसंधान परियोजनाओं में सक्रिय रूप से भाग लेने की आवश्यकता है।

साथ ही, हमें क्वांटम यांत्रिकी के ज्ञान को भी आम जनता तक पहुँचाना होगा। बहुत से लोग अभी भी इस क्षेत्र को बहुत जटिल और दूरगामी मानते हैं, लेकिन जैसा कि हमने देखा है, यह आधुनिक जीवन के हर पहलू को प्रभावित करता है।

क्वांटम यांत्रिकी की बुनियादी समझ लोगों को नई प्रौद्योगिकियों के महत्व को समझने और भविष्य के बारे में सूचित निर्णय लेने में मदद करेगी।

भविष्य की ओर देखते हुए

जब हम क्वांटम भौतिकी के अग्रदूतों की तस्वीरों को देखते हैं, तो हम न केवल उन लोगों को देखते हैं जिन्होंने मानवता के ब्रह्मांड को समझने के तरीके को बदल दिया, बल्कि विज्ञान की भावना को भी देखते हैं - जांच के लिए जुनून, पुराने विचारों को चुनौती देने की इच्छा, और सीमाओं के पार सहयोग करने की इच्छा।

21वीं सदी में विज्ञान की ऊंचाइयों तक पहुंचने के लिए वह भावना अभी भी आवश्यक है।

यह वर्ष न केवल क्वांटम यांत्रिकी के 100 वर्ष पूरे होने का जश्न मनाने का समय है, बल्कि भविष्य की ओर देखने का भी समय है।

क्वांटम तकनीक के विकास के साथ, हम अभूतपूर्व नई संभावनाओं की दहलीज पर हैं। क्वांटम कंप्यूटर मानवता की सबसे बड़ी चुनौतियों को हल करने में मदद कर सकते हैं - जलवायु परिवर्तन से लेकर असाध्य रोगों के इलाज के लिए दवाएँ विकसित करने तक।

क्वांटम सेंसिंग ब्रह्मांड का अन्वेषण करने और स्वयं को समझने के नए रास्ते खोल सकती है। क्वांटम संचार एक अधिक सुरक्षित और निजी, परस्पर जुड़ी हुई दुनिया का निर्माण कर सकता है।

क्वांटम यांत्रिकी ने दिखाया है कि वास्तविकता हमारी कल्पना से कहीं ज़्यादा जटिल और जादुई है। इसलिए शायद क्वांटम यांत्रिकी के 100 सालों का सबसे बड़ा सबक यही है: हमेशा आश्चर्यचकित होने के लिए तैयार रहें, हमेशा जिज्ञासु रहें, और अन्वेषण करना कभी बंद न करें।

स्रोत: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/100-nam-co-hoc-luong-tu-nhung-con-nguoi-thay-doi-the-gioi-20250626124351568.htm