ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦ

ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦ (ଈଂରାଜୀରେ Wave–particle duality) ପ୍ରମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନର ଏକ ମତବାଦ ଯାହା ଅନୁସାରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ କ୍ଷୁଦ୍ର କଣିକାଠାରେ କିଛି ତରଙ୍ଗ ପ୍ରକୃତି ମଧ୍ୟ ରହିଥାଏ । ତେଣୁ ପାରମ୍ପରିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନରେ ତରଙ୍ଗ ଓ କଣିକା ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ବୋଲି ଯେଉଁ ପ୍ରବାଦ ରହିଥିଲା ତାହା ପ୍ରମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନରେ ଏକ ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ମତବାଦ ରୂପେ ପ୍ରକାଶ ପାଇଲା । ଏହି ସମ୍ପର୍କରେ ଆଲବର୍ଟ ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍ ଲେଖିଥିଲେ :^[୧]

ମନେହୁଏ ଯେ ଆମକୁ କେତେବେଳେ ଏକ ତ ଆଉ କେତେବେଳେ ଅପର ତତ୍ତ୍ୱର ଉପଯୋଗ କରିବାକୁ ହେବ, କେତେବେଳେ ଦୁଇଟି ଯାକ ତତ୍ତ୍ୱ ଏକା ସାଙ୍ଗରେ ବ୍ୟବହାର କରିବା ସଠିକ ମନେ ହେବ । ଏକ ନୂତନ ସମସ୍ୟା ଆମ ସମ୍ମୁଖରେ ଦଣ୍ଡାୟମାନ । ବାସ୍ତବତାର ଦୁଇଟି ପରସ୍ପର ବିପରୀତ ରୂପ ଆମେ ଦେଖୁଛେ ; କାରଣ ଦୁହିଁଙ୍କ ମଧ୍ୟରୁ କେଉଁଟି ବି ସ୍ୱାଧୀନ ଭାବେ ଆଲୋକର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରକୃତିକୁ ବୁଝାଇପାରିବେ ନାହିଁ, କିନ୍ତୁ ଦୁଇଟି ଯାକ ତତ୍ତ୍ୱର ସମ୍ମିଳନରେ ଏହା ସମ୍ଭବ ।

ମୂଳ ଲେଖା :

It seems as though we must use sometimes the one theory and sometimes the other, while at times we may use either. We are faced with a new kind of difficulty. We have two contradictory pictures of reality; separately neither of them fully explains the phenomena of light, but together they do.

ମ୍ୟାକ୍ସ୍ ପ୍ଲାଂକ୍, ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍, ଲୁଇ ଡି ବ୍ରୋଗ୍ଲି, ଆର୍ଥର୍ କ୍ରମ୍ପଟନ୍, ନିଲ୍‍ସ୍ ବୋର୍ ଓ ଅନ୍ୟ ବହୁ ବୈଜ୍ଞାନିକଙ୍କ ଗବେଷଣାରୁ ଜଣା ପଡ଼ିଥିଲା ଯେ ପ୍ରତ୍ୟେକ କଣିକାର କିଛି ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତି ରହିଛି ଓ ତରଙ୍ଗରେ ମଧ୍ୟ କିଛି କଣିକା ପ୍ରକୃତି ନିହିତ ଥାଏ ।^[୨] ଏହି ତତ୍ତ୍ୱ କେବଳ ମୌଳିକ କଣିକା ଓ ଅବ-ପାରମାଣବିକ କଣିକା ନୁହେଁ ବରଂ ପରମାଣୁ ଓ ଅଣୁ ପରି କଣିକାଙ୍କ ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ । ଖାଲି ଆଖିକୁ ଦେଖାଯାଉଥିବା କଣିକାମାନଙ୍କ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ଅତି କମ୍ ହୋଇଥିବାରୁ ଏହାକୁ ଚିହ୍ନଟ କରିବା କଷ୍ଟକର ହୋଇଥାଏ ।^[୩]

ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନରେ ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦକୁ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଇଛି ସତ, କିନ୍ତୁ ବର୍ତ୍ତମାନ ସୁଦ୍ଧା ଏହାର ଅର୍ଥ ଓ କାରଣର ସନ୍ତୋଷଜନକ ଉତ୍ତର ମିଳିପାରିନାହିଁ ।

ଏପରି ଦ୍ୱୈତବାଦ ପ୍ରକୃତିର ଏକ ମୌଳିକତା ବୋଲି ନିଲ୍‍ସ୍ ବୋର୍ ମତ ଦେଇଥିଲେ । ବିଭିନ୍ନ ଭୌତିକ ଅବସ୍ଥାନୁସାରେ କେବଳ କିଛି ପ୍ରମାତ୍ର ପଦାର୍ଥ କେତେବେଳେ ତରଙ୍ଗ ତ କେତେବେଳେ କଣିକା ପରି ବ୍ୟବହାର ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ । ଏପରି ଦ୍ୱୈତ ଗୁଣ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନରେ ଏକ ପରସ୍ପରର ପରିପୂରକ ସ୍ଥିତି ଦର୍ଶାଏ ବୋଲି ତାଙ୍କୁ ମନେ ହୋଇଥିଲା ।^[୪] ସ୍ଥାନ-କାଳ ପରିଧୀରେ ଦେଖାଯାଉଥିବା ଏପରି ପରିପୂରକତା ବା କାରଣ-ପ୍ରଭାବ ସମ୍ପର୍କକୁ ପ୍ରତ୍ୟାଖ୍ୟାନ କଲେ ହିଁ ପ୍ରମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନର ସତ୍ୟତା ଜାଣିହେବ ବୋଲି ନିଲ୍‍ସ୍ ବୋର୍ ଭାବିଥିଲେ ।^[୫]

ୱେର୍ନର୍ ହାଇଜେନ୍‍ବର୍ଗ୍ ଏହି ବିଷୟରେ ଅଧିକ ଗବେଷଣା କରିଥିଲେ । କେବଳ କିଛି ପ୍ରମାତ୍ର କଣିକା ନୁହେଁ ବରଂ ସମସ୍ତ ପ୍ରମାତ୍ର ପଦାର୍ଥ ଏହି ଦ୍ୱୈତତା ଦେଖାଯାଇପାରିବ । ବୋର୍‍ଙ୍କ ମତରୁ ଏହା ଟିକେ ଭିନ୍ନ ଥିଲା ଓ ହାଇଜେନ୍‍ବର୍ଗ୍ ଏହାକୁ ଦ୍ୱିତୀୟ ପ୍ରମାତ୍ରିକରଣ (ଈଂରାଜୀରେ Second Quantization) ବୋଲି କହିଲେ । ଦ୍ୱିତୀୟ ପ୍ରମାତ୍ରିକରଣ ସାଧାରଣ ସ୍ଥାନ-କାଳରେ କ୍ଷେତ୍ର ତତ୍ତ୍ୱର ଏକ ଭିନ୍ନ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ଦର୍ଶାଏ । ପାରମ୍ପରିକ କ୍ଷେତ୍ର ସଂଖ୍ୟାଗୁଡ଼ିକୁ (ଯଥା, ଜେମ୍‍ସ୍ କ୍ଲର୍କ୍ ମ୍ୟାକ୍ସୱେଲ୍‍ଙ୍କ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଓ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ରଶକ୍ତି) ବଦଳାଇ ପ୍ରମାତ୍ର କ୍ଷେତ୍ର ତତ୍ତ୍ୱରେ ନୂତନ ସଂଖ୍ୟାମାନ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ । ସାଧାରଣ ପ୍ରମାତ୍ର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ବିଜ୍ଞାନକୁ ପ୍ରମାତ୍ର କ୍ଷେତ୍ର ତତ୍ତ୍ୱର ଏକ ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ଅବସ୍ଥା ବୋଲି କୁହାଯାଇପାରିବ ।^[୬]^[୭]

ତରଙ୍ଗ ଓ କଣିକା ଦୃଷ୍ଟିକୋଣର ଇତିହାସ

ଆଣବିକ ବିଜ୍ଞାନର ଜନକ ଡେମୋକ୍ରିଟସ୍ କହିଥିଲେ ଯେ ଆଲୋକ ସମେତ ବିଶ୍ୱର ସମସ୍ତ ପଦାର୍ଥ ଓ ଅନୁଭୂତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅନେକ କ୍ଷୁଦ୍ର ଓ ଅବିଭାଜ୍ୟ କଣିକାଙ୍କ ସମାହାରରେ ଗଠିତ (ଏହି ତତ୍ତ୍ୱ ଅନୁସାରେ ଆଲୋକକୁ ସୌର-ପରମାଣୁରେ ଗଠିତ ବୋଲି ବିବେଚିତ କରାଗଲା) ।^[୮] ଏକାଦଶ ଶତାବ୍ଦୀର ପ୍ରଥମ ଭାଗରେ ଆରବୀୟ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଆଲହାଜେନ୍ ନିଜ ଆଲୋକ ବିଜ୍ଞାନ ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ପୁସ୍ତକରେ ପ୍ରତିଫଳନ, ପ୍ରତିସରଣ, ସୂଚିରନ୍ଧ୍ର ଲେନ୍‍ସ୍ ମଧ୍ୟଦେଇ ଆଲୋକ ଉତ୍ସରୁ ଆଖି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଆଲୋକର ଗତିପଥ ଇତ୍ୟାଦି ବିଷୟର ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରିଥିଲେ । ସେ କହିଥିଲେ ଯେ ଆଲୋକ ରଶ୍ମୀରେ ଆଲୋକ କଣିକାମାନ ରହିଥାନ୍ତି । ୧୬୩୦ ମସିହାରେ ରେନେ ଡେଷ୍କାର୍ଟେସ୍ କଣିକା ତତ୍ତ୍ୱର ବିପରୀତ ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତି ବିଷୟରେ ନିଜ ପୁସ୍ତକରେ ଲେଖି ଏହାକୁ ଲୋକପ୍ରିୟ କରାଇଥିଲେ । ତାଙ୍କ ତତ୍ତ୍ୱ ଅନୁସାରେ ଏକ ସର୍ବବ୍ୟାପୀ ମାଧ୍ୟମ ପ୍ଲେନମ୍ ମଧ୍ୟ ଦେଇ ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗ ସୃଷ୍ଟିକରି ତାହାର ପ୍ରକୃତି ଅନୁଧ୍ୟାନ କରାଯାଇପାରିବ । ୧୬୭୦ରୁ ଆରମ୍ଭ କରି ଆଗାମୀ ତିନି ଦଶନ୍ଧିରେ ଆଇଜାକ୍ ନିଉଟନ୍ କୋର୍ପସ୍‍କ୍ୟୁଲାର୍ ହାଇପୋଥେସିସ୍‍ର ବିକାଶରେ ଧ୍ୟାନ କେନ୍ଦ୍ରିତ କରିଥିଲେ । ତାଙ୍କ ଯୁକ୍ତି ଥିଲା ଯେ ଯେହେତୁ ପ୍ରତିଫଳନ ସମୟରେ ଆଲୋକ ଏକ ସରଳ ରେଖାରେ ଗତି କରୁଥିବାରୁ ଏହା କଣିକା ବ୍ୟତୀତ ଆଉ କିଛି ହୋଇପାରିବ ନାହିଁ । କାରଣ କେବଳ ଏକ କଣିକା ହିଁ ଏପରି ସରଳ ରେଖାରେ ଗତି କରିପାରିବ । ପ୍ରତିସରଣ ବିଷୟରେ ସେ ମତ ଦେଇଥିଲେ ଯେ ଗୋଟିଏ ମାଧ୍ୟମରୁ ଅନ୍ୟ ଏକ ଅଧିକ ଘନ ମାଧ୍ୟମକୁ ଯିବା ସମୟରେ ଆଲୋକ କଣିକାଗୁଡ଼ିକ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ ହୋଇଥାନ୍ତି । କିନ୍ତୁ ନିଉଟନ୍‍ଙ୍କ ସମସାମୟିକ ରବର୍ଟ୍ ହୁକ୍, ଖ୍ରୀଷ୍ଟିୟାନ୍ ହାଇଜେନ୍‍ସ୍, ଅଗଷ୍ଟିନ୍-ଜ୍ୟନ୍ ଫ୍ରେସ୍ନେଲ୍ ଅଧିକ ପରୀକ୍ଷଣ କରି ନୂଆ ଗାଣିତିକ ପ୍ରମାଣଦ୍ୱାରା ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତି ଦୃଷ୍ଟିକୋଣକୁ ପରିପୁଷ୍ଟ କରାଇଥିଲେ । ସେମାନେ ଅନୁମାନ କଲେ ଯେ ଯଦି ଆଲୋକ ତରଙ୍ଗ ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ମାଧ୍ୟମରେ ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ବେଗରେ ପ୍ରବାହିତ ହୁଏ ତେବେ ଏଥିରେ ପ୍ରତିସରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଦେଖାଯିବା ନିତାନ୍ତ ସ୍ୱାଭାବିକ । ଏହି ଅନୁମାନରୁ ପ୍ରସ୍ତାବିତ ହୋଇଥିଲା ହାଇଜେନ୍‍ସ୍ – ଫ୍ରେସ୍ନେଲ୍ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ଯାହା ଆଲୋକର ପ୍ରକୃତି ବିଷୟରେ ସଫଳ ଯୁକ୍ତି ଉପସ୍ଥାପିତ କରିଥିଲା ଓ ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ ୧୮୦୩ ମସିହାରେ ଥୋମାସ୍ ୟଂଗ୍‍ଙ୍କ ଦ୍ୱି-ରନ୍ଧ୍ର ଅଧିବ୍ୟାପନ (ଈଂରାଜୀରେ Double-Slit Interference) ପରୀକ୍ଷଣ ଏହାର ସମର୍ଥନ କରିଥିଲା ।^[୯]^[୧୦] ତରଙ୍ଗ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ବିକଶିତ ହେବା ଯୋଗୁଁ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ସମୟରେ କଣିକା/ରଶ୍ମୀ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇନଥିଲା କିନ୍ତୁ ଉନବିଂଶ ଶତାବ୍ଦୀର ମଧ୍ୟଭାଗରେ ଆଲୋକର ଧ୍ରୁବଣ (ସୀମିତ ଦୋଳନ, ଈଂରାଜୀରେ Polarization)କୁ ଦର୍ଶାଇ ପାରିବାରେ ସମର୍ଥ ହେବାରୁ ତରଙ୍ଗ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ଅଧିକାଂଶ ବୈଜ୍ଞାନିକଙ୍କଦ୍ୱାରା ଆଦୃତ ହେବାରେ ଲାଗିଲା ।^[୧୧]

ନିଜ ଆବିଷ୍କୃତ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକତ୍ତ୍ୱ ସମୀକରଣ ଆଲୋକ କ୍ଷେତ୍ରରେ ମଧ୍ୟ ସତ୍ୟ ବୋଲି ଜେମ୍‍ସ୍ କ୍ଲର୍କ୍ ମ୍ୟାକ୍ସୱେଲ୍ ପ୍ରମାଣିତ କଲେ । ଦୋଳାୟମାନ ବୈଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ର ଓ ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ସ୍ୱତଃପ୍ରବୃତ୍ତ ପ୍ରସାରିତ ହୋଇ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ତରଙ୍ଗ ବୋଲାଇଥାନ୍ତି । ଏହାପରେ ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକ, ଅତିବାଇଗଣୀ ଆଲୋକ ଓ ଅବଲୋହିତ ଆଲୋକ ସବୁ ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ଆବୃତ୍ତିର ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ତରଙ୍ଗ ବୋଲି ଜଣା ପଡ଼ିଲା । ପୁଣି ତରଙ୍ଗ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ହିଁ ସଠିକ୍ ବୋଲି ଅନୁଭୂତ ହେବାରେ ଲାଗିଲା ।

ଏକ ପକ୍ଷରେ ଉନବିଂଶ ଶତାବ୍ଦୀରେ ତରଙ୍ଗ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ଓ ଆଲୋକର ସମ୍ପର୍କ କ୍ରମଶଃ ନିବିଡ଼ ହେଉଥିବା ବେଳେ ଅପର ପକ୍ଷରେ ପଦାର୍ଥର ଗଠନ ସମ୍ପର୍କିତ ଆଣବିକ ତତ୍ତ୍ୱ ମଧ୍ୟ ବହୁମାତ୍ରାରେ ବିକଶିତ ହୋଇଥିଲା । ଆଣ୍ଟୋଇନ୍ ଲାଭୋସିଅର୍ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଅବିନାଶ୍ୟତା ନିୟମର ବିଶ୍ଳେଷଣ କଲେ ଓ ଅନେକ ରାସାୟନିକ ମୌଳିକ ପଦାର୍ଥ ଓ ଯୌଗିକ ପଦାର୍ଥର ବର୍ଗୀକରଣ କଲେ । ଜୋସେଫ୍ ଲୁଇ ପ୍ରୌଷ୍ଟ ମୌଳିକ ବସ୍ତୁର ପରମାଣୁମାନେ ସ୍ଥିର ଅନୁପାତିକ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ (ଈଂରାଜୀରେ law of definite proportions) ଯୋଗୁଁ ଏପରି ଯୌଗିକ ପଦାର୍ଥ ଗଠନ କରନ୍ତି ବୋଲି ପ୍ରସ୍ତାବ ଦେଇଥିଲେ । ଏହାପରେ ଜନ୍ ଡାଲଟନ୍ ପଦାର୍ଥର ମୌଳିକ ଓ ଅଦୃଶ୍ୟ ଉପାଦାନ ସମ୍ପର୍କିତ ତଥ୍ୟ ସହିତ ପରିଚିତ କରାଇଲେ ଓ ଆମିଡିଓ ଆଭୋଗାଡ୍ରୋ ଦ୍ୱିପରମାଣବିକ ଅଣୁ ବିଶିଷ୍ଟ ଗ୍ୟାସ୍ ଆବିଷ୍କାର କଲେ ଓ ଆଣବିକ ତତ୍ତ୍ୱକୁ ବଳିଷ୍ଠ କରାଇଲେ । ସମୟ କ୍ରମେ ବିଭିନ୍ନ ଯୌଗିକ ପଦାର୍ଥର ଆଣବିକ ସୂତ୍ର, ପରମାଣୁର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ଇତ୍ୟାଦି ନିରୂପିତ ହେବାକୁ ଲାଗିଲା । ଦିମିତ୍ରି ମେଣ୍ଡେଲିଭ୍ ରାସାୟନିକ ପ୍ରକୃତି ଅନୁସାରେ ମୌଳିକମାନଙ୍କୁ ସଜାଇ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସାରଣୀର ରଚନା କଲେ ।

ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦ ଦର୍ଶାଉଥିବା ଏକ ଆନିମେସନ୍ । ଏହି ଦ୍ୱି-ରନ୍ଧ୍ର ପରୀକ୍ଷଣରେ କିଭଳି ଦ୍ୱୈତ ପ୍ରକୃତିର ରୂପ ଦେଖିବାକୁ ମିଳେ ଓ ଦେଖଣାହାରୀର ଉପସ୍ଥିତିରେ କଣ ହୁଏ ତାହା ଏହି ଆନିମେସନ୍ ଭିଡ଼ିଓରେ ପ୍ରଦର୍ଶିତ

କଣିକାଙ୍କ ଯୋଗୁଁ ତରଙ୍ଗମାନଙ୍କ ଅଧିବ୍ୟାପନ ଦେଖାଯାଇଥାଏ ।

ପ୍ରମାତ୍ର କଣିକାକୁ ଏକ ତରଙ୍ଗ କଣିକା ରୂପେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି ।

ଏକ ପ୍ରମାତ୍ର କଣିକାର ନିଜ ସହିତ ଅଧ୍ୟବ୍ୟାପନ ।

Click images for animations.

ବିଂଶ ଶତାବ୍ଦୀରେ ଦ୍ୱୈତବାଦର ବିବର୍ତ୍ତନ

ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପରିବାହକ କଣିକା

ଉନବିଂଶ ଶତାବ୍ଦୀର ଶେଷ ବେଳକୁ ଆଣବିକ ତତ୍ତ୍ୱର ଧ୍ୟାନ ପରମାଣୁ ଏବଂ ତାହାର ଗଠନ ଆଡ଼କୁ ଢଳିବାକୁ ଲାଗିଲା । ପରମାଣୁର ପ୍ରକୃତି, ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପଛରେ ରହିଥିବା ଭୌତିକ କାରଣ ସମ୍ପର୍କରେ ଅଧିକ ଗବେଷଣା ହେବାକୁ ଲାଗିଲା । ପ୍ରଥମେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହ ଧାତୁରେ ଏକ ପ୍ରକାରର ତରଳ ପଦାର୍ଥର ପ୍ରବାହ ବୋଲି ଭ୍ରାନ୍ତି ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିଲା । କିନ୍ତୁ ଉନବିଂଶ ଶତାବ୍ଦୀର ଶେଷ ଆଡ଼କୁ ଏହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପରି କଣିକାଙ୍କ ଯୋଗୁଁ ହେଉଥିବାର ପ୍ରମାଣ ମିଳିଲା । ପ୍ରଥମେ ଜୋସୋଫ୍ ଜନ୍ ଥୋମ୍‍ସନ୍ ଏକ କ୍ୟାଥୋଡ଼୍ରେ ଟ୍ୟୁବ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ପରୀକ୍ଷଣ କଲେ ଓ ଦର୍ଶାଇଲେ ଯେ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଚାର୍ଜ୍ ଶୂନ୍ୟରେ ମଧ୍ୟ ଗତି କରିପାରେ । ପାରମ୍ପରିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନର ନିୟମାନୁଯାୟୀ ଶୂନ୍ୟରେ କୌଣସି ତରଳ ପଦାର୍ଥ ପ୍ରବାହିତ ହୋଇପାରିବ ନାହିଁ, ତେଣୁ କେବଳ କଣିକାମାନଙ୍କଦ୍ୱାରା ଏପରି ହେବା ସମ୍ଭବପର ବୋଲି ମତ ପୁଣି ମୁଣ୍ଡ ଟେକିଲା । ବିଯୁକ୍ତ ଚାର୍ଜ୍ ବହନ କରୁଥିବା ଏହି କଣିକା ବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ପାରମ୍ପରିକ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ବିଜ୍ଞାନରେ ପ୍ରକାଶିତ ତରଳ ପଦାର୍ଥର ଗତି ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ମତର ଅନ୍ତ ଘଟାଇଲା ଓ ନୂତନ ତତ୍ତ୍ୱର ଆବିଷ୍କାର ଯୋଗୁଁ ବ୍ୟାଟେରୀ, ଡାଇନାମୋ, ମୋଟର୍, ଆର୍କ୍ ଲ୍ୟାମ୍ପ ଏପରି ଅନେକ ଉପକରଣର ଉଦ୍ଭାବନ ହୋଇପାରିଲା । ମାଇକେଲ୍ ଫାରାଡ଼େ ଓ ଜେମ୍‍ସ୍ କ୍ଲର୍କ୍ ମାକ୍ସୱେଲ୍‍ଙ୍କ ଗବେଷଣାରୁ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଚାର୍ଜ୍ ସହିତ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକତ୍ତ୍ୱର ସମ୍ପର୍କ ସ୍ଥାପନ କରାଯାଇପାରିଲା । ତେବେ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକତ୍ତ୍ୱ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ତରଙ୍ଗ ସହିତ ଜଡ଼ିତ ଥିବାରୁ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହର କଣିକା ଦୃଷ୍ଟିକୋଣର ଯଥାର୍ଥତାକୁ ନେଇ ପୁଣି ଦ୍ୱନ୍ଦ ସୃଷ୍ଟି ହେଲା ।

ବିକିରଣ କ୍ୱାଣ୍ଟାଇଜେସନ୍

୧୯୦୧ ମସିହାରେ ମ୍ୟାକ୍ସ୍ ପ୍ଲାଂକ୍ ପ୍ରଜ୍ଜ୍ୱଳିତ ବସ୍ତୁ ସମ୍ପର୍କୀୟ ଏକ ବିଶ୍ଳେଷଣ ପ୍ରକାଶ କରାଇଥିଲେ ଯାହା ଆଲୋକର ବର୍ଣ୍ଣକ୍ରମର ପୁନଃ-ଅନୁକରଣ କରିବାରେ ସମର୍ଥ ହେଲା । କୃଷ୍ଣ ପଦାର୍ଥ ବିକିରଣରେ ପରମାଣୁମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି କ୍ୱାଣ୍ଟା ରୂପରେ ବିକିରିତ ହୁଏ ବୋଲି ପ୍ଲାଂକ୍ ମତ ଦେଇଥିଲେ । ପରେ ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍ ଏହାର ସଂଶୋଧନ କରି କହିଲେ ଯେ ବିକିରିତ ପରମାଣୁଙ୍କ ଶକ୍ତି ନୁହେଁ ବରଂ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ବିକିରଣ କ୍ୱାଣ୍ଟା ରୂପରେ ରହିଥାଏ ।

ଏକ ଉତ୍ତପ୍ତ ବସ୍ତୁରୁ ହେଉଥିବା ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ଶକ୍ତିର ବିକିରଣକୁ କୃଷ୍ଣ ପଦାର୍ଥ ବିକିରଣ କୁହାଯାଏ । ପାରମ୍ପରିକ ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ସ ନିୟମ ଅନୁଯାୟୀ କୃଷ୍ଣ ପଦାର୍ଥର ବିକିରଣ ବୁଝିବା ସମ୍ଭବପର ହେଲାନାହିଁ । ଉତ୍ତପ୍ତ ବସ୍ତୁରୁ ଆଲୋକ ବିକିରିତ ହେବା ବିଷୟ ଜଣାଥିଲା ଓ ଆଲୋକ ଏକ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ତରଙ୍ଗ ବୋଲି ଜଣା ପଡ଼ିବା ପରେ ପାରମ୍ପରିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନର ନିୟମ ସାହାଯ୍ୟରେ ଏହାର ବିଶ୍ଳେଷଣ ଆରମ୍ଭ ହେଲା । ଅତି ନିମ୍ନ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟର ଆଲୋକର ବିକିରଣ ପାଇଁ ଅସୀମ ଶକ୍ତି ଓ ଅସୀମ ତୀବ୍ରତାର ଆବଶ୍ୟକତା ରହିଥିବା ପାରମ୍ପରିକ ପ୍ରଣାଳୀରେ ନିରୂପିତ ହେଲା । ଏହାକୁ ଅତିବାଇଗଣୀ ବିପର୍ଯ୍ୟୟ (ଈଂରାଜୀରେ ultraviolet catastrophe) ବୋଲି କୁହାଗଲା । ୧୯୦୦ ମସିହାରେ ପ୍ଲାଂକ୍ ଗବେଷଣା କରି ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିଥିଲେ ଯେ ଓଶିଲେଟର୍ ଉପକରଣର ଆବୃତ୍ତି ଅନୁଯାୟୀ ଏହାର ଶକ୍ତି ଓ କୃଷ୍ଣ ପଦାର୍ଥରୁ ବିକିରିତ ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ସମାନୁପାତରେ ବଢ଼େ (ପ୍ଲାଂକ୍ ସ୍ଥିରାଙ୍କ h ଯୋଗୁଁ ଶକ୍ତି Eର ସୂତ୍ରକୁ E = hν ଭାବେ ଲେଖାଯାଇପାରିବ)। ପ୍ଲାଂକ୍‍ଙ୍କ ଗବେଷଣାରୁ ଅତିବାଇଗଣୀ ବିପର୍ଯ୍ୟୟ ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ ହୋଇପାରିଲା ।

ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବର ଆବିଷ୍କାର

ପ୍ଲାଂକ୍ ପରମାଣୁ ଓ କ୍ୱାଣ୍ଟାଇଜ୍‍ଡ୍ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ସହାୟତାରେ ଅତିବାଇଗଣୀ ବିପର୍ଯ୍ୟୟର ସମାଧାନ କଲେ କିନ୍ତୁ ତାଙ୍କ ସମସାମୟିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀମାନେ "ଆଲୋକ କ୍ୱାଣ୍ଟା" ତତ୍ତ୍ୱକୁ ଏକ ଦୁର୍ବଳ ତତ୍ତ୍ୱ ବୋଲି ବିବେଚନା କରୁଥିଲେ । ଏଥିପାଇଁ ଅଧିକ ପରୀକ୍ଷଣ ଓ ଗାଣିତିକ ବିଶ୍ଳେଷଣର ଆବଶ୍ୟକତା ରହିଥିଲା । ୧୯୦୫ ମସିହାରେ ଆଲବର୍ଟ ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍ ପ୍ଲାଂକ୍‍ଙ୍କ କୃଷ୍ଣ ପଦାର୍ଥ ପରୀକ୍ଷଣ ଯୋଗେ ଆଉ ଏକ ତତ୍କାଳୀନ ବୈଜ୍ଞାନିକ ପ୍ରହେଳିକାର ଉତ୍ତର ପାଇଥିଲେ । କୌଣସି ପଦାର୍ଥ ଉପରେ ଆଲୋକ ପକାଇଲେ ଏହାର ପୃଷ୍ଠସ୍ଥ ପରମାଣୁମାନଙ୍କରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିକିରିତ ହୁଅନ୍ତି ଓ ଏହି ପ୍ରଭାବକୁ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ କୁହାଯାଏ ।

୧୯୦୨ ମସିହାରେ ଫିଲିପ୍ ଲେନାର୍ଡ୍ ଏହି ବିକିରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି ଆଲୋକର ତୀବ୍ରତା ନୁହେଁ ବରଂ ତାହାର ଆବୃତ୍ତି ଉପରେ ନିର୍ଭରଶୀଳ ବୋଲି ଆବିଷ୍କାର କଲେ । ତେଣୁ ନିମ୍ନ ଆବୃତ୍ତିର କିନ୍ତୁ ଅଧିକ ତୀବ୍ରତାର ଆଲୁଅ ପଡ଼ିଲେ ଧାତୁ ପୃଷ୍ଠରୁ କମ୍ ଶକ୍ତିର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହୁଅନ୍ତି କିନ୍ତୁ ତୀବ୍ରତା ବଢ଼ିଲେ ଅନୁସାରେ ନିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସଂଖ୍ୟାରେ ଆଧିକ୍ୟ ଦେଖାଯାଏ । ଉଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତିର ଆଲୋକ ପକାଇଲେ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ସମ୍ପନ୍ନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହୁଅନ୍ତି । କୃଷ୍ଣ ପଦାର୍ଥ ବିକିରଣ ପରି ଏହା ମଧ୍ୟ ବିକିରଣ ଓ ପଦାର୍ଥରେ ଶକ୍ତି ସଞ୍ଚାରର ନିରବଚ୍ଛିନ୍ନତା ବା ଶକ୍ତି କେତେ ଶୀଘ୍ର ଫୋଟନ୍‍ରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍କୁ ସଞ୍ଚାରିତ ହେଉଛି ତାହାର ବ୍ୟତିକ୍ରମ ପ୍ରଦର୍ଶିତ କଲା । କିନ୍ତୁ ପ୍ରମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନରେ ପଦାର୍ଥର ଏହି ଗୁଣ ପ୍ରକାଶ କରାଯାଇପାରିବ ।^[୧୨]

ଯଦି ପ୍ଲାଂକ୍‍ଙ୍କ ପ୍ରସ୍ତାବିତ ଶକ୍ତି କ୍ୱାଣ୍ଟା ତଥ୍ୟକୁ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଏ (ବିକିରଣ ଯୋଗୁଁ hν ମାପର ଶକ୍ତି କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ବା ତାହାର ପୂର୍ଣ୍ଣସଂଖ୍ୟା ଗୁଣକ ହିଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନଙ୍କୁ ସଞ୍ଚାରିତ ହୋଇପାରିବ), ତେବେ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବକୁ ଅତି ସରଳ ଭାବେ ଦର୍ଶାଇ ହେବ । କମ୍ ଆବୃତ୍ତିର ଆଲୋକ ଯୋଗୁଁ କମ୍ ଶକ୍ତିର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହୁଅନ୍ତି କାରଣ ପ୍ରତ୍ୟେକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ କମ୍ ଶକ୍ତିସମ୍ପନ୍ନ ଫୋଟନ୍‍ଠାରୁ ଶକ୍ତି ପାଆନ୍ତି । ଏହି ଆଲୁଅର ତୀବ୍ରତା ବଢ଼ିଲେ ଫୋଟନ୍ ସଂଖ୍ୟା ଓ ତାହା ଯୋଗୁଁ ନିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ଙ୍କ ସଂଖ୍ୟା ବଢ଼େ । କିନ୍ତୁ ଏବେ ମଧ୍ୟ ଫୋଟନ୍‍ମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି ସମାନ ରହିଥିବାରୁ ଓ କ୍ୱାଣ୍ଟା ଆକାରରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଶକ୍ତି ପାଉଥିବାରୁ ନିରଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ର ଶକ୍ତି ଉପରେ କୌଣସି ପ୍ରଭାବ ପଡ଼ିବ ନାହିଁ । ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ବଢ଼ାଇଲେ ଫୋଟନ୍‍ମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି ଓ ନିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି ବଢ଼ିଥାଏ । ଏହି ସମାନୁପାତୀ ସମ୍ପର୍କ ପ୍ଲାଂକ୍ ସ୍ଥିରାଙ୍କଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣିତ ହୁଏ । ୧୯୧୫ ମସିହାରେ ରବର୍ଟ୍ ଆଣ୍ଡ୍ର୍ୟୁସ୍ ମିଲିକାନ୍‍ଙ୍କ ପରୀକ୍ଷଣ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍‍ଙ୍କ ଏହି ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ପରିକଳ୍ପନା ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇନଥିଲା । ମିଲିକାନ୍ ଏହା ପୂର୍ବରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ର ଚାର୍ଜ୍ ମଧ୍ୟ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିଥିଲେ । ଏଥିରୁ ପ୍ଲାଂକ୍ ସ୍ଥିରାଙ୍କ ସମ୍ପର୍କିତ ନିୟମ ପ୍ରମାଣିତ ହେଲା କିନ୍ତୁ ଫୋଟନ୍‍ମାନଙ୍କ ସ୍ଥିତି ସେବେଯାଏଁ ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇନଥିଲା ।^[୧୩] ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍ କହିଥିବା "ଆଲୋକ କ୍ୱାଣ୍ଟା"କୁ ୧୯୨୫ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଫୋଟନ୍ ନାମ ଦିଆଯାଇନଥିଲା । ତେବେ ୧୯୦୫ ମସିହାରୁ ଦ୍ୱୈତବାଦର ପ୍ରତିଷ୍ଠିତ ରୂପ ଗ୍ରହଣ କରିବାକୁ ଲାଗିଥିଲା । ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ବିକିରଣ ଏକ ତରଙ୍ଗ ସଦୃଶ ନିରବଚ୍ଛିନ୍ନ ଭାବେ ସଞ୍ଚାରିତ ହୁଏ (ତରଙ୍ଗ ସମୀକରଣ ଓ ସୂତ୍ରଦ୍ୱାରା ପ୍ରଦର୍ଶିତ) କିନ୍ତୁ ପଦାର୍ଥ ପରି ବିଚ୍ଛିନ୍ନ ଭାବେ ବିକିରିତ ହୁଏ ଓ ଶକ୍ତି ସଞ୍ଚାରିତ କରେ । ତେଣୁ ଏହାର ଉଭୟ ତରଙ୍ଗ ଓ କଣିକା ଗୁଣ ରହିଛି ।

ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ସମ୍ପର୍କରେ ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍‍ଙ୍କ ବ୍ୟାଖ୍ୟା

ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବକୁ ପ୍ରମାଣ କରିବାରେ ଅସମର୍ଥ ହୋଇଥିଲା । ୧୯୦୫ ମସିହାରେ ଆଲବର୍ଟ ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍ ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ବୁଝାଇଥିଲେ । ଏଥି ସହିତ ସେ ଆଲୋକ କ୍ୱାଣ୍ଟା ବା ଫୋଟନ୍ଦ୍ୱାରା ମିଳୁଥିବା ଶକ୍ତିର ପ୍ରଭାବ ବିଷୟ ମଧ୍ୟ ଗ୍ରହଣ କଲେ ।

ଆଲୋକକୁ ଏକ ଧାତବ ପଦାର୍ଥ ଉପରେ ପକାଇଲେ ଏଥିରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହୁଅନ୍ତି ଓ ନିକଟରେ ଏକ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପରିବାହୀ ପଥ ରହିଥିଲେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହ ମଧ୍ୟ ହୋଇପାରିବ । ପୋଟାସିୟମ୍ ଧାତୁ ଉପରେ ପରୀକ୍ଷଣ କରି ଜଣା ପଡ଼ିଲା ଯେ କ୍ଷୀଣ ନୀଳ ଆଲୋକର ପ୍ରଭାବରେ ଏଥିରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗତ ହୋଇ ପ୍ରବାହ ଆରମ୍ଭ ହୋଇଯାଏ କିନ୍ତୁ ସେହି ସମୟରେ ଉପଲବ୍ଧ ଅତି ତୀବ୍ର ଲୋହିତ ରଶ୍ମୀରେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହ ହୁଏନାହିଁ । ଆଲୋକ ଓ ପଦାର୍ଥର ପାରମ୍ପରିକ ବିଜ୍ଞାନ ଅନୁସାରେ ତରଙ୍ଗର ଶିଖରର ଉଚ୍ଚତା (ଈଂରାଜୀରେ Amplitude) ଏହାର ଉଜ୍ଜ୍ୱଳତା ଓ ଶକ୍ତି ଦର୍ଶାଏ । ତେଣୁ ତୀବ୍ର ଲୋହିତ ରଶ୍ମୀ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ପ୍ରବାହ ସୃଷ୍ଟି କରାଇବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଥିଲା ।

ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍‍ଙ୍କ ଗବେଷଣା ଏହି ପ୍ରହେଳିକାର ରହସ୍ୟ ଉନ୍ମୋଚନ କରିଥିଲା । ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍ କହିଲେ ଯେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନେ ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ କ୍ଷେତ୍ରରୁ ପୁଡ଼ା ପୁଡ଼ା ଆକାରରେ ଶକ୍ତି ହାସଲ କରନ୍ତି । ଏହି ଶକ୍ତିର ପୁଡ଼ାକୁ କ୍ୱାଣ୍ଟା କୁହାଯାଏ । ଯଦି ଆଲୋକ ରଶ୍ମୀର ଆବୃତ୍ତି f ହୁଏ, ତେବେ ଏଥିରେ ଥିବା ଫୋଟନ୍‍ମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି E ହେଲା

E=hf\,

ଏଠାରେ ପ୍ଲାଂକ୍ ସ୍ଥିରାଙ୍କ hର ମୂଲ୍ୟ ହେଲା ୬.୬୨୬ × ୧୦^−୩୪ ଜୁଲ୍ ସେକେଣ୍ଡ୍ । ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତିରୁ (ଈଂରାଜୀରେ threshold frequency) ଅଧିକ ହେଲେ ହିଁ ଫୋଟନ୍‍ମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି ଧାତବ ପୃଷ୍ଠରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନଙ୍କୁ ମୁକ୍ତ କରିବାରେ ସାମର୍ଥ୍ୟ ଲାଭ କରେ । ତେଣୁ ପୂର୍ବ ଉଦାହରଣରେ ନୀଳ ଆଲୋକର ଫୋଟନ୍‍ମାନଙ୍କ ଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନଙ୍କୁ ମୁକ୍ତ କରାଇବାର ସାମର୍ଥ୍ୟ ରଖେ କିନ୍ତୁ ଅତି ତୀବ୍ର ଲୋହିତ ଆଲୋକର ଫୋଟନ୍‍ମାନଙ୍କ ନିକଟରେ ସେହି ଶକ୍ତି ନଥାଏ । ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତିରୁ ଉର୍ଦ୍ଧ୍ୱ ଆବୃତ୍ତିରେ ରହିଥିବା ଏକ ଫୋଟନ୍ ଗୋଟିଏ ମାତ୍ର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍କୁ ଶକ୍ତି ଯୋଗାଇ ମୁକ୍ତ କରିପାରିବ । ତେଣୁ ଫୋଟନ୍‍ର ଆବୃତ୍ତି ଯେତେ ଅଧିକ, ବହିର୍ଗତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି ସେତେ ଅଧିକ । କିନ୍ତୁ ମୁକ୍ତିଦାୟିନୀ ଆବୃତ୍ତିରୁ ନିମ୍ନ ଆବୃତ୍ତିର ତୀବ୍ରରୁ ତୀବ୍ର ଆଲୋକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନଙ୍କ ଉପରେ ପ୍ରଭାବହୀନ ହୋଇଥାଏ । କେତେକ ମତ ଅନୁସାରେ ଅତିତୀବ୍ର ଲେଜର୍ ଆଲୋକ ବ୍ୟବହାର କରି ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ ସୃଷ୍ଟି କରିହେବ ଓ ଉପରୋକ୍ତ ସିଦ୍ଧାନ୍ତର ବ୍ୟତିକ୍ରମ ଅବସ୍ଥା ପ୍ରାପ୍ତ କରିହେବ, କିନ୍ତୁ ଅଦ୍ୟାବଧି ଏପରି ଲେଜର୍ ଉଦ୍ଭାବିତ ହୋଇପାରିନାହିଁ । ଆଲୋକ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବରେ ତୀବ୍ରତା ଉପରେ ନିର୍ଭରଶୀଳତାକୁ କେନ୍ଦ୍ର କରି ଅନୁଶୀଳନ ଚାଲିଛି ।^[୧୪]

ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବର ନିୟମ ଆବିଷ୍କାର କରିଥିବାରୁ ୧୯୨୧ ମସିହାରେ ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ କ୍ଷେତ୍ରରେ ନୋବେଲ୍ ପୁରସ୍କାରଦ୍ୱାରା ସମ୍ମାନିତ ହୋଇଥିଲେ ।

ଡି ବ୍ରୋଗ୍ଲି ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ

୧୯୨୪ ମସିହାରେ ଲୁଇ-ଭିକ୍ଟର୍ ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲି କହିଥିଲେ ଯେ କେବଳ ଆଲୋକ କାହିଁକି, ବରଂ ଅନ୍ୟ ସବୁ ପଦାର୍ଥ^[୧୫]^[୧୬] ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତିର ଅଧିକାରୀ । ଏହା ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲି ସିଦ୍ଧାନ୍ତ (ଈଂରାଜୀରେ de Broglie hypothesis) ନାମରେ ଜଣାଶୁଣା । ଏହି ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ଅନୁସାରେ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ (λ) ଓ ସଂବେଗ (p) ମଧ୍ୟରେ ରହିଥିବା ସମ୍ପର୍କକୁ ନିମ୍ନ ଗାଣିତିକ ସୂତ୍ର ଆକାରରେ ପ୍ରକାଶ କରିହେବ :

\lambda ={\frac {h}{p}}

ଏହା ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍‍ଙ୍କ ଉପରଲିଖିତ ସମୀକରଣର ମୌଳିକ ସାଧାରଣ ରୂପ, କାରଣ ଶୂନ୍ୟରେ ଆଲୋକର ବେଗ c ହେଲେ, ଏକ ଫୋଟନ୍‍ର ସଂବେଗ p = ${\tfrac {E}{c}}$ ଓ ଶୂନ୍ୟରେ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ λ = ${\tfrac {c}{f}}$ ।

୩ ବର୍ଷ ପରେ ଦୁଇଟି ଭିନ୍ନ ପରୀକ୍ଷଣରୁ ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲିଙ୍କ ସୂତ୍ର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନଙ୍କ କ୍ଷେତ୍ରରେ ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ବୋଲି ଜଣା ପଡ଼ିଥିଲା । ଆବେର୍ଦିନ୍ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟରେ ଜର୍ଜ୍ ଥୋମ୍‍ସନ୍ ଏକ ଧାତବ ପାତର ରନ୍ଧ୍ରରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ରଶ୍ମୀ ପ୍ରବାହିତ କରାଇ ଅଧିବ୍ୟାପନ ପରୀକ୍ଷଣ କରିଥିଲେ । ବେଲ୍ ପ୍ରୟୋଗଶାଳାରେ କ୍ଲିଣ୍ଟନ୍ ଡେଭିସନ୍ ଅନୁରୂପ ପରୀକ୍ଷଣ ସ୍ଫଟିକକୁ ନେଇ କରିଥିଲେ ।

ନିଜ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ପାଇଁ ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲିଙ୍କୁ ୧୯୨୯ ମସିହାରେ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ କ୍ଷେତ୍ରରେ ନୋବେଲ୍ ପୁରସ୍କାରରେ ସମ୍ମାନିତ କରାଯାଇଥିଲା । ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ ଅଧିକ ପରୀକ୍ଷଣ ଓ ଗବେଷଣା ପାଇଁ ଥୋମ୍‍ସନ୍ ଓ ଡାଭିସନ୍‍ଙ୍କୁ ୧୯୩୭ ମସିହାରେ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନରେ ନୋବେଲ୍ ପୁରସ୍କାର ଦିଆଯାଇଥିଲା ।

ହାଇଜେନ୍‍ବର୍ଗ୍‍ଙ୍କ ଅନିଶ୍ଚିତତା ସିଦ୍ଧାନ୍ତ

ୱେର୍ନର୍ ହାଇଜେନ୍‍ବର୍ଗ୍ ପ୍ରମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନ ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଗବେଷଣା ବେଳେ ଅନିଶ୍ଚିତତା ସିଦ୍ଧାନ୍ତ (ଈଂରାଜୀରେ uncertainty principle) ସୂତ୍ର ନିରୂପଣ କରିଥିଲେ । ଏହା ଅନୁସାରେ :

\Delta x\,\Delta p\geq {\tfrac {1}{2}}\hbar

ଏଠାରେ

\Delta

କୁ ଯଦି ଅନିଶ୍ଚିତତାର ମାପକ ବା ଷ୍ଟାଣ୍ଡାର୍ଡ୍ ଡିଭିଏସନ୍ ଧରାଯାଏ ;

x ଓ p ଯଥାକ୍ରମେ ଏକ କଣିକାର ଅବସ୍ଥିତି ଓ ସରଳରୈଖିକ ସଂବେଗ

$\hbar$ ହେଉଛି ବିଘଟିତ ପ୍ଲାଂକ୍ ସ୍ଥିରାଙ୍କ ।(ଅର୍ଥାତ୍ ପ୍ଲାଂକ୍ ସ୍ଥିରାଙ୍କ ହରଣ 2

\pi

)

ହାଇଜେନ୍‍ବର୍ଗ୍‍ଙ୍କ ମୂଳ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ଥିଲା ଯେ କୌଣସି କଣିକାର ଅବସ୍ଥିତି ଓ ସଂବେଗ ଏକ ସମୟରେ ଜାଣିହେବ ନାହିଁ । ଅବସ୍ଥିତି ସଠିକ୍ ରୂପେ ମାପିବା ବେଳେ ସଂବେଗ ମାପ ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହେବ ଓ ସଂବେଗ ଠିକ୍ ଭାବେ ମାପିବା ପାଇଁ ବସିଲେ ଅବସ୍ଥିତି ଭୁଲ ନିରୂପିତ ହେବ । ହାଇଜେନ୍‍ବର୍ଗ୍‍ଙ୍କ ଏହି ଅନିଶ୍ଚିତତା ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ପାଇଁ କରାଯାଇଥିବା ଗାମା ରଶ୍ମୀ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ୍ ପରୀକ୍ଷଣ ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲି ସିଦ୍ଧାନ୍ତ ଉପରେ କିଛି ମାତ୍ରାରେ ନିର୍ଭରଶୀଳ ଥିଲା । ବର୍ତ୍ତମାନ ସମୟରେ ଅନିଶ୍ଚିତତା ସିଦ୍ଧାନ୍ତକୁ ପରିବର୍ତ୍ତିତ ଭାବେ ଲେଖା ଯାଉଛି ଯେ ଅବସ୍ଥିତି ବା ସଂବେଗର ମାପ କଣିକା ସମ୍ପର୍କରେ କେବଳ ଅସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ସୂଚନା ଦିଏ ଓ ମାପ କରାଯାଉ ବା ନ କରାଯାଉ କଣିକାର କେତେକ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ପ୍ରକୃତି ସର୍ବଦା ଅନିଶ୍ଚିତ ରହିଥାନ୍ତି ।

ନିଲ୍‍ସ୍ ବୋର୍ ଓ ୱେର୍ନର୍ ହାଇଜେନ୍‍ବର୍ଗ୍‍ଙ୍କଦ୍ୱାରା ଆଧୁନିକ ଅନିଶ୍ଚିତତା ସିଦ୍ଧାନ୍ତ କଣିକାମାନଙ୍କ ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତି ଉପରେ ପର୍ଯ୍ୟବସିତ – ତରଙ୍ଗ ସଞ୍ଚାରିତ ହେବା ସମୟରେ ଯେପରି ଏକ କଣିକାର ଅବସ୍ଥିତି ଅନିଶ୍ଚିତ, ସେହିପରି ସେହି କଣିକାର ସଂବେଗ ମଧ୍ୟ ଅନିଶ୍ଚିତ । ଯଦି କଣିକାର ଅବସ୍ଥିତି ପ୍ରାୟ ନିଶ୍ଚିତ ତେବେ ତରଙ୍ଗର ଦୈର୍ଘ୍ୟ ଓ କଣିକାର ସଂବେଗ ଅନିଶ୍ଚିତ । ଯଦି କଣିକାର ସଂବେଗ ପ୍ରାୟ ନିଶ୍ଚିତ ତେବେ ତରଙ୍ଗଟି ଏକ ସାଇନ୍ (Sine) ତରଙ୍ଗ ପରି ହେବ ଯେଉଁଥିରେ କଣିକାର ଅବସ୍ଥିତି ଅତ୍ୟନ୍ତ ଅନିଶ୍ଚିତ ।

ଡି ବ୍ରୋଗ୍ଲି – ବୋମ୍ ସିଦ୍ଧାନ୍ତ

କୌଡର୍ ପରୀକ୍ଷଣ^[୧୭] *ପାଇଲଟ୍ ତରଙ୍ଗ* ମଡେଲ୍‍ର କଣିକାକରଣ

ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦର ପରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲି ପାଇଲଟ୍ ତରଙ୍ଗ ମଡେଲ୍‍ର ପ୍ରସ୍ତାବ ଦେଇଥିଲେ । ଏପରି ଏକ ମଡେଲ୍‍ରେ ସମସ୍ତ କଣିକାର ଅବସ୍ଥିତି ଓ ସଂବେଗ ପ୍ରାୟ ଜଣାଥାଏ କିନ୍ତୁ ଏହା ସ୍କ୍ରୋଡିଂଜର୍ ସମୀକରଣର ତରଙ୍ଗ ଫଳନର ଅନୁସରଣ କରେ । ପ୍ରଥମେ ପ୍ରଥମେ ଅନେକ ବୈଜ୍ଞାନିକ ପାଇଲଟ୍ ତରଙ୍ଗ ମଡେଲ୍‍କୁ ପ୍ରତ୍ୟାଖ୍ୟାନ କରିଥିଲେ । କିନ୍ତୁ ପ୍ରମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନର ବିକାଶ ପରେ ଏଥିରେ ରହିଥିବା ଦୁର୍ବଳତା ଜଣା ପଡ଼ିଲା ଓ ଡେଭିଡ୍ ବୋମ୍ ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲିଙ୍କ ପ୍ରସ୍ତାବିତ ମଡେଲ୍‍ର ତ୍ରୁଟି ସୁଧାରିବାରେ ସଫଳ ହୋଇଥିଲେ । ପରିଣାମ ସ୍ୱରୂପ ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲି-ବୋ°ମ୍ ତତ୍ତ୍ୱ ବା ବୋଃମିୟାନ୍ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ବିଜ୍ଞାନ^[୧୮] ପ୍ରକାଶ ପାଇଲା । ୨୦୧୦ ମସିହାରେ କୌଡର୍‍ଙ୍କଦ୍ୱାରା କରାଯାଇଥିବା "ୱାକିଂଗ୍ ଡ୍ରପ୍‍ଲେଟ୍‍ସ୍" ପରୀକ୍ଷଣ^[୧୯] “ପାଇଲଟ୍ ତରଙ୍ଗ ମଡେଲ୍”ର ଏକ ସୁନ୍ଦର ନମୁନା ।^[୧୭]

ବୃହତ୍ ବସ୍ତୁଙ୍କ ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତି

ଫୋଟନ୍ ଓ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍‍ମାନଙ୍କଠାରେ ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତି ଚିହ୍ନଟ ହେବାପରେ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଓ ପ୍ରୋଟୋନ୍‍ମାନଙ୍କୁ ନେଇ ମଧ୍ୟ ଅନୁରୂପ ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଛି । ୧୯୨୯ ମସିହାରେ ଏଷ୍ଟରମାନ୍ ଓ ଓଟ୍ଟୋ ଷ୍ଟର୍ଣ୍ଣ୍ କରିଥିବା ପରୀକ୍ଷଣ ତନ୍ମଧ୍ୟରୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ।^[୨୦] ଅଣୁ ଓ ପରମାଣୁଙ୍କୁ ନେଇ ବିଭିନ୍ନ ପରୀକ୍ଷଣ ହେବାପରେ ଏହି ଅପେକ୍ଷାକୃତ ବୃହତ୍ କଣିକାମନେ ମଧ୍ୟ ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତିର ଅଧିକାରୀ ବୋଲି ଅନେକ ଗବେଷକ ଦାବୀ ଉପସ୍ଥାପନ କରିଛନ୍ତି ।

ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦ ଯୋଗୁଁ ମହାକର୍ଷଣ ଶକ୍ତି କିପରି ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ ତାହା ଜାଣିବା ପାଇଁ ୧୯୭୦ ଦଶନ୍ଧିରେ ଅନେକ ପରୀକ୍ଷଣ ତଥା ଗବେଷଣା କରାଯାଇଥିଲା । ଏଥିପାଇଁ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଇଣ୍ଟର୍ଫେରୋମିଟର୍‍ର ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା ।^[୨୧] ପରମାଣୁର ନାଭି ବା ନ୍ୟୁକ୍ଳିୟସ୍ ମଧ୍ୟରେ ରହିଥିବା ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଯୋଗୁଁ ପରମାଣୁକୁ ତାହାର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ମିଳେ । ତେଣୁ କୌଣସି ବସ୍ତୁର ବସ୍ତୁତ୍ୱ ପାଇଁ ସେଥିରେ ରହିଥିବା ସମସ୍ତ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍‍ଙ୍କ ଭୂମିକା ବେଶୀ । ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଇଣ୍ଟର୍ଫେରୋମିଟର୍‍ ଉପକରଣରେ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍‍ମାନେ ମହାକର୍ଷଣ ବଳର ପ୍ରଭାବରେ ରହିଥିବା ପ୍ରମାତ୍ର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ତରଙ୍ଗ ପରି ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି । ମହାକର୍ଷଣ କିପରି ଆଲୋକ ସମେତ ଅନ୍ୟ ସବୁ କିଛି ପ୍ରଭାବିତ କରେ ତାହା ପୂର୍ବରୁ ଜ୍ଞାତ ଥିଲା । ତେବେ ଏହି ପରୀକ୍ଷଣ ଯୋଗେ ଫର୍ମିଅନ୍‍ର ପ୍ରମାତ୍ର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ତରଙ୍ଗର ସ୍ୱ-ଅଧିବ୍ୟାପନ ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇଥିଲା ।

୧୯୯୯ ମସିହାରେ ଭିଏନା ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟରେ କାର୍ବନ୍ C₆₀ ଫୁଲରିନ୍‍ର ବିଚ୍ଛୁରଣ ସମ୍ପର୍କିତ ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା ।^[୨୨] ଫୁଲରିନ୍ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ବୃହତାକାର ଓ ଏମାନଙ୍କ ଆଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ପ୍ରାୟ ୭୨୦ । ୧ ନାନୋମିଟର୍ ବ୍ୟାସର ଅଣୁର ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲି ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ପ୍ରାୟ ୨.୫ ପିକୋମିଟର୍ । ୨୦୧୨ ମସିହାରେ ଥାଲୋସ୍ୟାନାଇନ୍ ଅଣୁ ଓ ତାହାର ଓଜନିଆ ଯୌଗିକମାନଙ୍କ ପାଇଁ ଏପରି ବିଚ୍ଛୁରଣ ପରୀକ୍ଷା କରାଯାଇଛି ।^[୨୩]^[୨୪]

୨୦୦୩ ମସିହାରେ ଭିଏନାର ଏକ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଦଳ ଟେଟ୍ରାଫିନାଇଲପୋର୍ଫିରିନ୍ (ଆଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ୬୧୪) ପରି ପଦାର୍ଥରେ ତରଙ୍ଗୀୟ ପ୍ରକୃତି ରହିଥିବା ଦର୍ଶାଇଥିଲେ ।^[୨୫] ଏଥିପାଇଁ ଟାଲ୍‍ବୋ ଲାଉ ଇଣ୍ଟର୍ଫେରୋମିଟର୍‍ ଉପକରଣର ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା ।^[୨୬]^[୨୭] ୨୦୧୧ ମସିହାରେ ୬୯୧୦ ଆଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ପରି ଓଜନିଆ ଅଣୁରେ ଅଧିବ୍ୟାପନ ପରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ କାପିଜା-ଡିରାକ୍-ଟାଲ୍‍ବୋ-ଲାଉ ଇଣ୍ଟର୍ଫେରୋମିଟର୍‍ ବ୍ୟବହାର କରି ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଛି ।^[୨୮] ୨୦୧୩ରେ ୧୦୦୦୦ ଆଣବିକ ବସ୍ତୁତ୍ୱ ପାଇଁ ଏହି ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଛି ।^[୨୯]

ପ୍ଲାଂକ୍ ବସ୍ତୁତ୍ୱଠାରୁ ଗୁରୁ ବସ୍ତୁର ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲି ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ଗାଣିତିକ ସୂତ୍ରରେ ପ୍ରକାଶ କରିହେବ ନାହିଁ ଓ ବୈଜ୍ଞାନିକ ଗବେଷଣା ଦୃଷ୍ଟିରୁ ପ୍ରୟୋଗଶାଳାରେ ସୃଷ୍ଟି କରିହେବ ନାହିଁ । ଏପରି ପଦାର୍ଥର କୋମ୍ପ୍ଟନ୍ ତରଙ୍ଗ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ଏହାର ପ୍ଲାଂକ୍ ଦୈର୍ଘ୍ୟ ଓ ଶ୍ୱାର୍ଜଶିଲ୍‍ଡ୍ ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧଠାରୁ ମଧ୍ୟ କ୍ଷୁଦ୍ରତର । ଆଧୁନିକ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନର ସମସ୍ତ ତତ୍ତ୍ୱ ଏଯାବତ୍ ଏହାର ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରିପାରିନାହାନ୍ତି । ^[୩୦]

ନିକଟ ଅତୀତରେ କୌଡର୍, ଫୋର୍ଟ୍ ଇତ୍ୟାଦି ତେଲ ଟୋପାର ବ୍ୟବହାର କରି ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦର ପରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ ଏକ ମଡେଲ୍ ନିର୍ମାଣ କରିଥିଲେ । ^[୩୧] ^[୩୨] ^[୩୩]

ଅନ୍ୟ ମତ

ବହୁ ସମୟ ଧରି ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ ଜଗତରେ ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦ ସମ୍ପର୍କୀୟ ବିବାଦ ଲାଗିରହିଛି । କେବଳ କିଛି ପରିସ୍ଥିତିରେ ଏହି ଦ୍ୱୈତବାଦକୁ ସତ୍ୟ ବୋଲି କେତେଜଣ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀ ଗ୍ରହଣ କରିଥିବା ବେଳେ, ଅନ୍ୟ ମତ ମଧ୍ୟ ପ୍ରକାଶ ପାଇଛି । ଅବଶ୍ୟ ନିମ୍ନ ଲିଖିତ ସମସ୍ତ ମତକୁ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀ ଜଗତରେ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବେ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଇନାହିଁ । କିନ୍ତୁ ଏଥିରୁ ଏହି ପ୍ରହେଳିକାର ଜଟିଳତା ଜଣାପଡ଼େ ।

ଉଭୟ ତରଙ୍ଗ ଓ କଣିକା ମତ

ଡି-ବ୍ରୋଗ୍ଲିଙ୍କ ପ୍ରସ୍ତାବିତ ଓ ବୋମ୍‍ଙ୍କଦ୍ୱାରା ମାର୍ଜିତ ପାଇଲଟ୍ ତରଙ୍ଗ ମଡେଲ୍ ଅନୁସାରେ ଦ୍ୱୈତବାଦ ବୋଲି କିଛି ନାହିଁ, କାରଣ ଏକ ବ୍ୟବସ୍ଥାରେ ସର୍ବଦା ଉଭୟ ତରଙ୍ଗୀୟ ଓ କଣିକାବତ୍ ପ୍ରକୃତି ରହିଥାଏ । ପାଇଲଟ୍ ତରଙ୍ଗ ଯୋଗୁଁ କଣିକାମାନଙ୍କ ଅଧିବ୍ୟାପନ ନିରୂପିତ ହୁଏ । କିନ୍ତୁ ଏହି ଚିନ୍ତାଧାରା ଖୁବ୍ କମ୍ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀ ଗ୍ରହଣ କରିଛନ୍ତି ।^[୩୪]

କେବଳ ତରଙ୍ଗ ମତ

ଜଣେ ଆମେରିକୀୟ ବୈଜ୍ଞାନିକ କାର୍ଭର୍ ମିଡ୍‍ଙ୍କ ଅନୁସାରେ ଦ୍ୱୈତମତକୁ “କେବଳ ତରଙ୍ଗ” ମତ ଭାବେ ମଧ୍ୟ ପ୍ରକାଶ କରାଯାଇପାରିବ । ୨୦୦୦ ମସିହାରେ ପ୍ରକାଶିତ ତାଙ୍କ ଲିଖିତ ପୁସ୍ତକ Collective Electrodynamics: Quantum Foundations of Electromagnetismରେ ସେ ତରଙ୍ଗ ଫଳନକୁ ଭିତ୍ତି କରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଓ ପ୍ରୋଟୋନ୍‍ମାନଙ୍କ ପ୍ରକୃତି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ଉପରେ ଗୁରୁତ୍ତ୍ୱ ଦେଇଥିଲେ ଓ କଣିକା ପ୍ରକୃତି ଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରମାତ୍ର ପ୍ରଭାବ ବୋଲି କହିଥିଲେ । ଆଇନ୍‍ଷ୍ଟାଇନ୍ ମଧ୍ୟ ଏକୀକୃତ କ୍ଷେତ୍ର ତତ୍ତ୍ୱର ଗବେଷଣା ସମୟରେ ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତବାଦକୁ ଗ୍ରହଣ କରିନଥିଲେ । ସେ ଏହାକୁ ଏକ ସାମୟିକ ଯୋଗାଡ଼ ବୋଲି ଅଭିହିତ କରିଥିଲେ ।^[୩୫]

କେବଳ କଣିକା ମତ

ପ୍ରମାତ୍ର ବିଜ୍ଞାନର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଅବସ୍ଥାରେ ୱିଲିୟମ୍ ଡ୍ୱେନ୍ ଏକ ସ୍ଫଟିକଦ୍ୱାରା ଏକ୍ସ୍-ରେର ବିଚ୍ଛୁରଣରୁ ଆଲୋକର କେବଳ କଣିକା ମତ ପ୍ରକାଶ ପାଇଥିଲା ।^[୩୬] ^[୩୭] ଆଲ୍‍ଫ୍ରେଡ୍ ଲାଣ୍ଡେ ନାମକ ଆଉ ଜଣେ ବୈଜ୍ଞାନିକ ମଧ୍ୟ ଏପରି ମତ ସପକ୍ଷରେ ଗବେଷଣା କେନ୍ଦ୍ରିତ କରଥିଲେ ।^[୩୮]

ନା ତରଙ୍ଗ ନା କଣିକା ମତ

ଆଉ କେତେକ ମତ ଅନୁସାରେ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ସ୍ଥାୟୀ କଣିକା ବା ତରଙ୍ଗ ବୋଲି କିଛି ନାହିଁ । ଏହା କେବଳ ଏକ ସାମୟିକ ମାଧ୍ୟମିକ ଅବସ୍ଥା । ଏହି କାରଣରୁ ଆର୍ଥର୍ ଏଡିଂଟନ୍ ୧୯୨୮ ମସିହାରେ ପ୍ରକାଶିତ ନିଜ ପୁସ୍ତକରେ "ୱେଭିକଲ୍" ("wavicle" - "ତରଙ୍ଗିକା") ଶବ୍ଦର ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ ।^[୩୯]

ପ୍ରୟୋଗ

ତରଙ୍ଗ-କଣିକା ଦ୍ୱୈତରୂପରେ କେଉଁଟି ତରଙ୍ଗ ରୂପ ଓ କେଉଁଟି କଣିକା ରୂପ ତାହା ଖାଲି ଆଖିରେ ଦେଖି ଜାଣିବା କଷ୍ଟ । ତେବେ ଏହି ଦ୍ୱୈତରୂପର କିଛି ପ୍ରୟୋଗ ଦେଖିବାକୁ ମିଳିଥାଏ ।

ଆହୁରି ଦେଖନ୍ତୁ

ଆଲୋକ-ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପ୍ରଭାବ

ନୋଟ୍ ଏବଂ ଆଧାର

↑ Harrison, David (2002). "Complementarity and the Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics". UPSCALE. Dept. of Physics, U. of Toronto. Retrieved 2008-06-21.
↑ Walter Greiner (2001). Quantum Mechanics: An Introduction. Springer. ISBN 3-540-67458-6.
↑ R. Eisberg; R. Resnick (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (2nd ed.). John Wiley & Sons. pp. 59–60. ISBN 047187373X. For both large and small wavelengths, both matter and radiation have both particle and wave aspects.... But the wave aspects of their motion become more difficult to observe as their wavelengths become shorter.... For ordinary macroscopic particles the mass is so large that the momentum is always sufficiently large to make the de Broglie wavelength small enough to be beyond the range of experimental detection, and classical mechanics reigns supreme. {{cite book}}: Unknown parameter |lastauthoramp= ignored (|name-list-style= suggested) (help)
↑ Kumar, Manjit (2011). Quantum: Einstein, Bohr, and the Great Debate about the Nature of Reality (Reprint ed.). W. W. Norton & Company. pp. 242, 375–376. ISBN 978-0393339888.
↑ Bohr, N. (1927/1928). The quantum postulate and the recent development of atomic theory, Nature Supplement April 14 1928, 121: 580–590.
↑ Camilleri, K. (2009). Heisenberg and the Interpretation of Quantum Mechanics: the Physicist as Philosopher, Cambridge University Press, Cambridge UK, ISBN 978-0-521-88484-6.
↑ Preparata, G. (2002). An Introduction to a Realistic Quantum Physics, World Scientific, River Edge NJ, ISBN 978-981-238-176-7.
↑ Nathaniel Page Stites, M.A./M.S. "Light I: Particle or Wave?," Visionlearning Vol. PHY-1 (3), 2005. http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=132
↑ Young, Thomas (1804). "Bakerian Lecture: Experiments and calculations relative to physical optics". Philosophical Transactions of the Royal Society. 94: 1–16. Bibcode:1804RSPT...94....1Y. doi:10.1098/rstl.1804.0001.
↑ Thomas Young: The Double Slit Experiment
↑ Buchwald, Jed (1989). The Rise of the Wave Theory of Light: Optical Theory and Experiment in the Early Nineteenth Century. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 0-226-07886-8. OCLC 18069573.
↑ Lamb, Willis E.; Scully, Marlan O. (1968). "The photoelectric effect without photons" (PDF).
↑ "Observing the quantum behavior of light in an undergraduate laboratory". American Journal of Physics. 72: 1210. Bibcode:2004AmJPh..72.1210T. doi:10.1119/1.1737397.
↑ Zhang, Q (1996). "Intensity dependence of the photoelectric effect induced by a circularly polarized laser beam". Physics Letters A. 216 (1–5): 125–128. Bibcode:1996PhLA..216..125Z. doi:10.1016/0375-9601(96)00259-9.
↑ Donald H Menzel, "Fundamental formulas of Physics", volume 1, page 153; Gives the de Broglie wavelengths for composite particles such as protons and neutrons.
↑ Brian Greene, The Elegant Universe, page 104 "all matter has a wave-like character"
↑ ^୧୭.୦ ^୧୭.୧ See this Science Channel production (Season II, Episode VI "How Does The Universe Work?"), presented by Morgan Freeman, https://www.youtube.com/watch?v=W9yWv5dqSKk
↑ Bohmian Mechanics, Stanford Encyclopedia of Philosophy.
↑ Y. Couder, A. Boudaoud, S. Protière, Julien Moukhtar, E. Fort: Walking droplets: a form of wave-particle duality at macroscopic level?, doi:10.1051/epn/2010101, (PDF)
↑ Estermann, I.; Stern O. (1930). "Beugung von Molekularstrahlen". Zeitschrift für Physik. 61 (1–2): 95–125. Bibcode:1930ZPhy...61...95E. doi:10.1007/BF01340293.
↑ R. Colella, A. W. Overhauser and S. A. Werner, Observation of Gravitationally Induced Quantum Interference, Phys. Rev. Lett. 34, 1472–1474 (1975).
↑ Arndt, Markus; O. Nairz; J. Voss-Andreae, C. Keller, G. van der Zouw, A. Zeilinger (14 October 1999). "Wave–particle duality of C₆₀". Nature. 401 (6754): 680–682. Bibcode:1999Natur.401..680A. doi:10.1038/44348. PMID 18494170.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
↑ Juffmann, Thomas; et al. (25 March 2012). "Real-time single-molecule imaging of quantum interference". Nature Nanotechnology. Retrieved 27 March 2012. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
↑ Quantumnanovienna. "Single molecules in a quantum interference movie". Retrieved 2012-04-21.
↑ Hackermüller, Lucia; Stefan Uttenthaler; Klaus Hornberger; Elisabeth Reiger; Björn Brezger; Anton Zeilinger; Markus Arndt (2003). "The wave nature of biomolecules and fluorofullerenes". Phys. Rev. Lett. 91 (9): 090408. arXiv:quant-ph/0309016. Bibcode:2003PhRvL..91i0408H. doi:10.1103/PhysRevLett.91.090408. PMID 14525169.
↑ Clauser, John F.; S. Li (1994). "Talbot von Lau interefometry with cold slow potassium atoms". Phys. Rev. A. 49 (4): R2213–17. Bibcode:1994PhRvA..49.2213C. doi:10.1103/PhysRevA.49.R2213. PMID 9910609. Archived from the original on 2008-08-28. Retrieved 2018-02-21.
↑ Brezger, Björn; Lucia Hackermüller; Stefan Uttenthaler; Julia Petschinka; Markus Arndt; Anton Zeilinger (2002). "Matter-wave interferometer for large molecules". Phys. Rev. Lett. 88 (10): 100404. arXiv:quant-ph/0202158. Bibcode:2002PhRvL..88j0404B. doi:10.1103/PhysRevLett.88.100404. PMID 11909334. Archived from the original on 2016-05-21. {{cite journal}}: Unknown parameter |dead-url= ignored (|url-status= suggested) (help)
↑ Gerlich, Stefan; et al. (2011). "Quantum interference of large organic molecules". Nature Communications. 2 (263). Bibcode:2011NatCo...2E.263G. doi:10.1038/ncomms1263. PMC 3104521. PMID 21468015.
↑ Eibenberger, S.; Gerlich, S.; Arndt, M.; Mayor, M.; Tüxen, J. (2013). "Matter–wave interference of particles selected from a molecular library with masses exceeding 10 000 amu". Physical Chemistry Chemical Physics. 15 (35): 14696–14700. arXiv:1310.8343. Bibcode:2013PCCP...1514696E. doi:10.1039/c3cp51500a. PMID 23900710.
↑ Peter Gabriel Bergmann, The Riddle of Gravitation, Courier Dover Publications, 1993 ISBN 0-486-27378-4 online
↑ https://www.youtube.com/watch?v=W9yWv5dqSKk - You Tube video - Yves Couder Explains Wave/Particle Duality via Silicon Droplets
↑ Y. Couder, E. Fort, Single-Particle Diffraction and Interference at a Macroscopic Scale, PRL 97, 154101 (2006) online Archived 2011-07-21 at the Wayback Machine.
↑ A. Eddi, E. Fort, F. Moisy, Y. Couder, Unpredictable Tunneling of a Classical Wave–Particle Association, PRL 102, 240401 (2009)
↑ (Buchanan pp. 29–31)
↑ Paul Arthur Schilpp, ed, Albert Einstein: Philosopher-Scientist, Open Court (1949), ISBN 0-87548-133-7, p 51.
↑ Duane, W. (1923). The transfer in quanta of radiation momentum to matter, Proc. Natl. Acad. Sci. 9(5): 158–164.
↑ Heisenberg, W. (1930). The Physical Principles of the Quantum Theory, translated by C. Eckart and F.C. Hoyt, University of Chicago Press, Chicago, pp. 77–78.
↑ Landé, A. (1951). Quantum Mechanics, Sir Isaac Pitman and Sons, London, pp. 19–22.
↑ Eddington, Arthur Stanley (1928). The Nature of the Physical World. Cambridge, UK.: MacMillan. p. 201.
↑ "Press release: The first ever photograph of light as both a particle and wave". Ecole Polytechnique Federale de Lausanne. 2 March 2015.

ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଲିଂକ୍

Animation, applications and research linked to the wave-particle duality and other basic quantum phenomena (Université Paris Sud)
H. Nikolic. "Quantum mechanics: Myths and facts". Foundations of Physics. 37: 1563–1611. arXiv:quant-ph/0609163. Bibcode:2007FoPh...37.1563N. doi:10.1007/s10701-007-9176-y.
Young & Geller. "College Physics". Archived from the original on 2017-10-16. Retrieved 2018-02-20.
B. Crowell. "Ch. 34, Light as a Particle" (Web page). Retrieved December 10, 2006.
E.H. Carlson, Wave–Particle Duality: Light on Project PHYSNET
R. Nave. "Wave–Particle Duality" (Web page). HyperPhysics. Georgia State University, Department of Physics and Astronomy. Retrieved December 12, 2005.
Juffmann, Thomas; et al. (25 March 2012). "Real-time single-molecule imaging of quantum interference". Nature Nanotechnology. Archived from the original on 5 October 2016. Retrieved 21 January 2014.

[1] Harrison, David (2002). "Complementarity and the Copenhagen Interpretation of Quantum Mechanics". UPSCALE. Dept. of Physics, U. of Toronto. Retrieved 2008-06-21.

[2] Walter Greiner (2001). Quantum Mechanics: An Introduction. Springer. ISBN 3-540-67458-6.

[3] R. Eisberg; R. Resnick (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (2nd ed.). John Wiley & Sons. pp. 59–60. ISBN 047187373X. For both large and small wavelengths, both matter and radiation have both particle and wave aspects.... But the wave aspects of their motion become more difficult to observe as their wavelengths become shorter.... For ordinary macroscopic particles the mass is so large that the momentum is always sufficiently large to make the de Broglie wavelength small enough to be beyond the range of experimental detection, and classical mechanics reigns supreme. {{cite book}}: Unknown parameter |lastauthoramp= ignored (|name-list-style= suggested) (help)

[Kumar2011-4] Kumar, Manjit (2011). Quantum: Einstein, Bohr, and the Great Debate about the Nature of Reality (Reprint ed.). W. W. Norton & Company. pp. 242, 375–376. ISBN 978-0393339888.

[5] Bohr, N. (1927/1928). The quantum postulate and the recent development of atomic theory, Nature Supplement April 14 1928, 121: 580–590.

[6] Camilleri, K. (2009). Heisenberg and the Interpretation of Quantum Mechanics: the Physicist as Philosopher, Cambridge University Press, Cambridge UK, ISBN 978-0-521-88484-6.

[7] Preparata, G. (2002). An Introduction to a Realistic Quantum Physics, World Scientific, River Edge NJ, ISBN 978-981-238-176-7.

[8] Nathaniel Page Stites, M.A./M.S. "Light I: Particle or Wave?," Visionlearning Vol. PHY-1 (3), 2005. http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=132

[9] Young, Thomas (1804). "Bakerian Lecture: Experiments and calculations relative to physical optics". Philosophical Transactions of the Royal Society. 94: 1–16. Bibcode:1804RSPT...94....1Y. doi:10.1098/rstl.1804.0001.

[10] Thomas Young: The Double Slit Experiment

[11] Buchwald, Jed (1989). The Rise of the Wave Theory of Light: Optical Theory and Experiment in the Early Nineteenth Century. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 0-226-07886-8. OCLC 18069573.

[12] Lamb, Willis E.; Scully, Marlan O. (1968). "The photoelectric effect without photons" (PDF).

[13] "Observing the quantum behavior of light in an undergraduate laboratory". American Journal of Physics. 72: 1210. Bibcode:2004AmJPh..72.1210T. doi:10.1119/1.1737397.

[14] Zhang, Q (1996). "Intensity dependence of the photoelectric effect induced by a circularly polarized laser beam". Physics Letters A. 216 (1–5): 125–128. Bibcode:1996PhLA..216..125Z. doi:10.1016/0375-9601(96)00259-9.

[15] Donald H Menzel, "Fundamental formulas of Physics", volume 1, page 153; Gives the de Broglie wavelengths for composite particles such as protons and neutrons.

[16] Brian Greene, The Elegant Universe, page 104 "all matter has a wave-like character"

[droplets-17] ୧୭.୦ ^୧୭.୧ See this Science Channel production (Season II, Episode VI "How Does The Universe Work?"), presented by Morgan Freeman, https://www.youtube.com/watch?v=W9yWv5dqSKk

[18] Bohmian Mechanics, Stanford Encyclopedia of Philosophy.

[19] Y. Couder, A. Boudaoud, S. Protière, Julien Moukhtar, E. Fort: Walking droplets: a form of wave-particle duality at macroscopic level?, doi:10.1051/epn/2010101, (PDF)

[20] Estermann, I.; Stern O. (1930). "Beugung von Molekularstrahlen". Zeitschrift für Physik. 61 (1–2): 95–125. Bibcode:1930ZPhy...61...95E. doi:10.1007/BF01340293.

[21] R. Colella, A. W. Overhauser and S. A. Werner, Observation of Gravitationally Induced Quantum Interference, Phys. Rev. Lett. 34, 1472–1474 (1975).

[22] Arndt, Markus; O. Nairz; J. Voss-Andreae, C. Keller, G. van der Zouw, A. Zeilinger (14 October 1999). "Wave–particle duality of C₆₀". Nature. 401 (6754): 680–682. Bibcode:1999Natur.401..680A. doi:10.1038/44348. PMID 18494170.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[Nano-20120325-23] Juffmann, Thomas; et al. (25 March 2012). "Real-time single-molecule imaging of quantum interference". Nature Nanotechnology. Retrieved 27 March 2012. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)

[24] Quantumnanovienna. "Single molecules in a quantum interference movie". Retrieved 2012-04-21.

[fn_4-25] Hackermüller, Lucia; Stefan Uttenthaler; Klaus Hornberger; Elisabeth Reiger; Björn Brezger; Anton Zeilinger; Markus Arndt (2003). "The wave nature of biomolecules and fluorofullerenes". Phys. Rev. Lett. 91 (9): 090408. arXiv:quant-ph/0309016. Bibcode:2003PhRvL..91i0408H. doi:10.1103/PhysRevLett.91.090408. PMID 14525169.

[26] Clauser, John F.; S. Li (1994). "Talbot von Lau interefometry with cold slow potassium atoms". Phys. Rev. A. 49 (4): R2213–17. Bibcode:1994PhRvA..49.2213C. doi:10.1103/PhysRevA.49.R2213. PMID 9910609. Archived from the original on 2008-08-28. Retrieved 2018-02-21.

[27] Brezger, Björn; Lucia Hackermüller; Stefan Uttenthaler; Julia Petschinka; Markus Arndt; Anton Zeilinger (2002). "Matter-wave interferometer for large molecules". Phys. Rev. Lett. 88 (10): 100404. arXiv:quant-ph/0202158. Bibcode:2002PhRvL..88j0404B. doi:10.1103/PhysRevLett.88.100404. PMID 11909334. Archived from the original on 2016-05-21. {{cite journal}}: Unknown parameter |dead-url= ignored (|url-status= suggested) (help)

[28] Gerlich, Stefan; et al. (2011). "Quantum interference of large organic molecules". Nature Communications. 2 (263). Bibcode:2011NatCo...2E.263G. doi:10.1038/ncomms1263. PMC 3104521. PMID 21468015.

[Eibenberger2013-29] Eibenberger, S.; Gerlich, S.; Arndt, M.; Mayor, M.; Tüxen, J. (2013). "Matter–wave interference of particles selected from a molecular library with masses exceeding 10 000 amu". Physical Chemistry Chemical Physics. 15 (35): 14696–14700. arXiv:1310.8343. Bibcode:2013PCCP...1514696E. doi:10.1039/c3cp51500a. PMID 23900710.

[30] Peter Gabriel Bergmann, The Riddle of Gravitation, Courier Dover Publications, 1993 ISBN 0-486-27378-4 online

[31] ttps://www.youtube.com/watch?v=W9yWv5dqSKk - You Tube video - Yves Couder Explains Wave/Particle Duality via Silicon Droplets

[32] Y. Couder, E. Fort, Single-Particle Diffraction and Interference at a Macroscopic Scale, PRL 97, 154101 (2006) online Archived 2011-07-21 at the Wayback Machine.

[33] A. Eddi, E. Fort, F. Moisy, Y. Couder, Unpredictable Tunneling of a Classical Wave–Particle Association, PRL 102, 240401 (2009)

[34] (Buchanan pp. 29–31)

[35] Paul Arthur Schilpp, ed, Albert Einstein: Philosopher-Scientist, Open Court (1949), ISBN 0-87548-133-7, p 51.

[36] Duane, W. (1923). The transfer in quanta of radiation momentum to matter, Proc. Natl. Acad. Sci. 9(5): 158–164.

[37] Heisenberg, W. (1930). The Physical Principles of the Quantum Theory, translated by C. Eckart and F.C. Hoyt, University of Chicago Press, Chicago, pp. 77–78.

[38] Landé, A. (1951). Quantum Mechanics, Sir Isaac Pitman and Sons, London, pp. 19–22.

[39] Eddington, Arthur Stanley (1928). The Nature of the Physical World. Cambridge, UK.: MacMillan. p. 201.

[40] "Press release: The first ever photograph of light as both a particle and wave". Ecole Polytechnique Federale de Lausanne. 2 March 2015.

[୧]

[୨]

[୩]

[୪]

[୫]

[୬]

[୭]

[୮]

[୯]

[୧୦]

[୧୧]

[୧୨]

[୧୩]

[୧୪]

[୧୫]

[୧୬]

[୧୭]

[୧୮]

[୧୯]

[୨୦]

[୨୧]

[୨୨]

[୨୩]

[୨୪]

[୨୫]

[୨୬]

[୨୭]

[୨୮]

[୨୯]

[୩୦]

[୩୧]

[୩୨]

[୩୩]

[୩୪]

[୩୫]

[୩୬]

[୩୭]

[୩୮]

[୩୯]

[୪୦]