فزکس میں 2025 کا نوبل انعام: کوانٹم میکینکس سے مائیکروسکوپک سے میکروسکوپک تک

کوانٹم میکانکس کی دریافت کے ٹھیک 100 سال بعد، 2025 کے نوبل انعام برائے فزکس نے تین امریکی سائنسدانوں کو اعزاز سے نوازا جنہوں نے یہ ثابت کیا کہ کوانٹم ٹیکنالوجی کے لیے ایک نئے دور کا آغاز کرتے ہوئے بڑے پیمانے پر عجیب کوانٹم اثرات مرتب ہو سکتے ہیں۔

سائنس دانوں جان کلارک، مشیل ایچ ڈیوریٹ، اور جان ایم مارٹنیس کو رائل سویڈش اکیڈمی آف سائنسز نے 7 اکتوبر کو سٹاک ہوم، سویڈن میں ایک پریس کانفرنس میں اس سال کے فزکس کے نوبل انعام کے وصول کنندگان کے طور پر اعلان کیا۔ - تصویر: رائٹرز

1925 میں، طبیعیات دان ہائزن برگ، شروڈنگر، اور ڈیرک نے کوانٹم میکانکس کو دریافت کیا - ایک قابل ذکر دریافت جس نے دنیا کو بدلتے ہوئے اثرات مرتب کیے۔

ٹھیک 100 سال بعد، طبیعیات کا 2025 کا نوبل انعام تین امریکی طبیعیات دانوں کو دیا گیا جنہوں نے کوانٹم ٹنلنگ اثر – ایک عجیب، خوردبین کوانٹم اثر – کو میکروسکوپک دنیا میں لایا، جس سے بہت سے اہم ایپلی کیشنز کا آغاز ہوا۔

یہ جشن منانے کے قابل ہونا حیرت انگیز ہے کہ کس طرح کوانٹم میکینکس صدیوں سے موجود ہے، مسلسل نئے سرپرائز دے رہے ہیں۔ یہ ناقابل یقین حد تک مفید بھی ہے، کیونکہ کوانٹم میکینکس تمام ڈیجیٹل ٹیکنالوجیز کی بنیاد ہے۔

اولے ایرکسن (نوبیل کمیٹی برائے طبیعیات کی سربراہ، تقریر کرتے ہوئے)

ٹنلنگ اثر کے بارے میں ایک اہم دریافت۔

نوبل کمیٹی کے ایک اعلان کے مطابق، تین امریکی طبیعیات دانوں، جان کلارک، مشیل ایچ ڈیوریٹ، اور جان ایم مارٹنیس کو "میکروسکوپک کوانٹم ٹنلنگ اثرات کی دریافت اور برقی سرکٹس میں توانائی کی مقدار کے تعین" کے لیے طبیعیات کا 2025 کا نوبل انعام دیا گیا ہے۔

اس سال کا ایوارڈ ان تجربات کی ایک سیریز کا اعزاز دیتا ہے جو انہوں نے 1984 اور 1985 میں سپر کنڈکٹنگ سرکٹس پر کیے تھے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ "سرنگ" - رکاوٹوں سے گزرنے والے ذرات کا رجحان جو پہلے سوچا جاتا تھا کہ صرف کوانٹم میکانکس میں ممکن ہے- پہلے کے خیال سے کہیں زیادہ بڑے پیمانے پر ہو سکتا ہے۔

پروفیسر جان کلارک، جنہوں نے 1968 میں کیمبرج یونیورسٹی سے پی ایچ ڈی کی ڈگری حاصل کی، 1969 سے یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے میں فزکس کے پروفیسر ہیں۔ وہ اس وقت یونیورسٹی کے گریجویٹ اسکول میں ایمریٹس پروفیسر ہیں۔

مشیل ایچ ڈیوریٹ، پیرس میں پیدا ہوئے اور وہیں ڈاکٹریٹ حاصل کر رہے ہیں، ییل یونیورسٹی کے ییل کوانٹم انسٹی ٹیوٹ میں اپلائیڈ فزکس کے پروفیسر ایمریٹس ہیں۔

ڈاکٹر جان ایم مارٹنیس نے یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے سے پی ایچ ڈی کی ڈگری حاصل کی۔ یونیورسٹی میں پڑھانے کے بعد، اس نے حال ہی میں گوگل کی کوانٹم اے آئی ٹیم کے ساتھ کام کیا۔

1980 کی دہائی کے وسط میں، مسٹر ڈیوریٹ نے اپنے ڈاکٹریٹ کے طالب علم مارٹنیس کے ساتھ مسٹر کلارک کے تحقیقی گروپ میں پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق کے طور پر شمولیت اختیار کی۔ ایک ساتھ، انہوں نے میکروسکوپک سطح پر کوانٹم ٹنلنگ اثر کا مظاہرہ کرنے کے چیلنج کو قبول کیا۔

تجربات میں، تینوں سائنسدانوں نے ایک سپر کنڈکٹر سے ایک برقی سرکٹ بنایا جو بغیر کسی مزاحمت کے کرنٹ چلا سکتا تھا۔ ٹھیک ٹیوننگ اور سرکٹ کی خصوصیات کی پیمائش کرکے، وہ نتیجے میں ہونے والے مظاہر کو کنٹرول کرنے کے قابل تھے۔ سپر کنڈکٹر سے گزرنے والے چارج شدہ ذرات نے ایک ایسا نظام تشکیل دیا جس نے ایسا کام کیا جیسے وہ پورے سرکٹ کو بھرنے والا واحد ذرہ ہو۔

یہ ذرات ابتدائی طور پر ایسی حالت میں ہوتے ہیں جہاں کرنٹ بغیر وولٹیج کے ان سے گزرتا ہے، گویا کسی ناقابل تسخیر رکاوٹ کے ذریعے مسدود کر دیا گیا ہو۔

تجربے میں، نظام نے کوانٹم ٹنلنگ اثر کے ذریعے اس حالت سے نکل کر کوانٹم خصوصیات کا مظاہرہ کیا۔ تینوں سائنسدانوں نے یہ بھی ثابت کیا کہ نظام کوانٹائزڈ ہے، یعنی یہ صرف ایک مخصوص مقدار میں توانائی جذب کرتا ہے یا خارج کرتا ہے۔

کوانٹم مکینیکل ٹنلنگ اثر کی مثال: ایک گیند کو دیوار پر پھینکیں، اور یہ واپس اچھال جاتی ہے۔ لیکن ایک خوردبینی ذرہ پھینک دیں، اور یہ دیوار سے گزر جاتا ہے۔ یہ اثر عام طور پر ذرات کے ایک بڑے گروپ کے لیے کم ہو جاتا ہے، یہی وجہ ہے کہ ہم روزمرہ زندگی میں کبھی بھی کسی کو دیوار سے گزرتے ہوئے نہیں دیکھتے۔

کوانٹم ٹیکنالوجی کی راہ ہموار کرنا۔

کوانٹم میکانکس کی ہماری سمجھ کے لیے اس تجربے کے اہم مضمرات ہیں۔ اس سے پہلے، میکروسکوپک سطح پر کوانٹم مکینیکل اثرات میں بہت سے خوردبینی ذرات شامل ہوتے ہیں جو مظاہر پیدا کرنے کے لیے مل کر جیسے لیزر، سپر کنڈکٹرز، اور سپر فلوئڈ سیال ہوتے ہیں۔ تاہم، اس سال کا نوبل انعام حاصل کرنے والے تین طبیعیات دانوں کے تجربات نے براہ راست میکروسکوپک اثر پیدا کیا۔

اس قسم کی میکروسکوپک کوانٹم حالت ایسے تجربات کے لیے نئی صلاحیتیں کھولتی ہے جو خوردبینی دنیا پر حکومت کرنے والے مظاہر کا استحصال کرتے ہیں۔ اسے بڑے پیمانے پر مصنوعی ایٹم کی ایک قسم کے طور پر سوچا جا سکتا ہے، جو دوسرے کوانٹم سسٹمز کے مطالعہ میں نقل کرنے اور مدد کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

ایک اہم ایپلی کیشن کوانٹم کمپیوٹر تھا جو بعد میں مارٹنیس نے تیار کیا۔ اس نے توانائی کی کوانٹائزیشن کا بالکل ٹھیک استعمال کیا جس کا مظاہرہ اس نے اور دو نوبل انعام یافتہ افراد نے کیا تھا، کوانٹم بٹس یا کیوبٹس کے طور پر کوانٹائزڈ سٹیٹس کے ساتھ سرکٹس کا استعمال کیا، جس میں سب سے کم توانائی کی حالت 0 اور اعلی سطح 1 تھی۔

سپر کنڈکٹنگ سرکٹس کوانٹم کمپیوٹر بنانے کی کوششوں میں تلاش کی جانے والی تکنیکوں میں سے ایک ہیں۔ مارٹنیس نے 2014 سے 2020 تک گوگل کے کوانٹم کمپیوٹنگ ریسرچ گروپ کی قیادت کی۔

مسٹر کلارک نے کہا کہ ان کی تحقیق نے موبائل فون کی پیدائش جیسی تکنیکی ترقی کی راہ ہموار کرنے میں مدد کی ہے۔ نوبل کمیٹی نے بھی تصدیق کی: "آج کوئی ایسی جدید ٹیکنالوجی نہیں ہے جو کوانٹم میکینکس پر مبنی نہ ہو، بشمول: موبائل فون، کیمرے... اور فائبر آپٹک کیبلز"۔

جب فزکس اور کیمسٹری کوانٹم "سرنگ" میں ملتے ہیں۔

فزکس کا 2025 کا نوبل انعام تین سائنسدانوں کو 40 سال قبل کوانٹم میکینکس میں دریافت کرنے پر دیا جائے گا۔ یہ نتیجہ مکمل طور پر غیر متوقع نہیں ہے، کیونکہ یونیسکو نے 2025 کو کوانٹم سائنس اور ٹیکنالوجی کا بین الاقوامی سال قرار دیا ہے۔

نوبل کمیٹی نے کہا: "کوانٹم میکینکس تمام ڈیجیٹل ٹیکنالوجی کی بنیاد ہے… ان کے تجربات نے کوانٹم اصولوں پر مبنی نئی تکنیکی ترقی کی بنیاد رکھی۔"

ان تینوں طبیعیات دانوں نے سرنگ کا اثر دریافت کیا اور برقی سرکٹس میں توانائی کی چھلانگوں کی نشاندہی کی۔ بہت سے کیمیائی رد عمل کی وضاحت میں جلد ہی سرنگ کا اثر ایک مرکزی تصور بن گیا۔

سادہ الفاظ میں، ہائی وان پاس کو عبور کرنے کا تصور کریں: ری ایکٹنٹس کو عام طور پر بہت زیادہ توانائی کے ساتھ "پاس پر چڑھنا" پڑتا ہے، لیکن بعض اوقات وہ رد عمل شروع کرنے کے لیے توانائی کی رکاوٹ کو تیزی سے عبور کرتے ہوئے "سرنگ لیتے ہیں"۔

کیمیکل کینیٹکس کی نصابی کتابوں میں یونیورسٹی کی سطح پر ٹنلنگ پڑھائی جاتی ہے، اور رد عمل کی شرح مستقل کا حساب لگاتے وقت کوانٹم طریقوں سے ماڈلنگ کی جاتی ہے۔ طبیعیات اور کیمسٹری، ایک بار پھر، حیرت انگیز طور پر مرکب.

پروفیسر Nguyen Minh Tho - KU Leuven یونیورسٹی، بیلجیم میں اعزازی پروفیسر

واپس موضوع پر

ڈاکٹر Nguyen Trung Dan

ماخذ: https://tuoitre.vn/nobel-vat-ly-2025-co-hoc-luong-tu-tu-vi-mo-den-vi-mo-20251007222830181.htm