EPR પૅરેડૉક્સ – ચીરાગ પટેલ Apr 04, 2008

EPR paradox એક સંશોધન પત્ર તરીકે બહોળી પ્રસીધ્ધી પામ્યો છે. એને લખનાર પ્રસીધ્ધ વૈજ્ઞાનીકો આલ્બર્ટ આઈંસ્ટાઈન (Einstein), બૉરીસ પોડોલ્સ્કી (Podolsky) અને નૅથન રોઝેન (Rosen)નાં પ્રથમ અક્ષરોને સાંકળીને બનતાં ત્રણ અક્ષરો EPR નામે પ્રચલીત છે. પૅરેડૉક્સ એટલે વીરાધાભાસ અથવા અસંગતતા અથવા તાર્કીક વીસંગતતા. એક રાજાએ પોતાના ગામમાં એક વાર ઢંઢેરો પીટ્યો કે, “આજ પછી ગામમાં કોઇ પણ વ્યક્તીએ જાતે હજામત ના કરવી, અને માત્ર ગામનાં વાળન્દ પાસે જ કરાવવી.” આ ઢન્ઢેરા મુજબ પેલો વાળન્દ પોતાના વાળ કાપી શકે? આવી તાર્કીક વીસંગતતા માટે પૅરેડૉક્સ શબ્દ-પ્રયોગ થાય છે.

EPR પૅરેડૉક્સ ક્વોંટમ વીજ્ઞાન(Quantum physics)માં 1935ની સાલ સુધીમાં રહેલી વીસંગતા તરફ અંગુલીનીર્દેશ કરે છે. પછી તો, આ સંશોધનપત્ર એક નવા જ ખ્યાલને માટે નીમીત્ત બન્યો. આજે આપણે માત્ર આ પત્રમાં રહેલી માહીતીને સરળ ઉદાહરણથી સમજવા પ્રયત્ન કરીશું.

એક સીધી રેખામાં અમુક અંતરની કલ્પના કરો. ધારો કે, 10 મીટર. એના એક છેડે કનીશ્કાને બેઠેલી કલ્પો અને બીજે છેડે ખ્યાતીને બેઠેલી કલ્પો. ધારો કે, કનીશ્કા પાસે એક લોહચુમ્બક (magnet) હાથમાં પકડેલું છે. આ ચુમ્બક ધારો કે અંગ્રેજી C આકારનું છે, અને કનીશ્કાએ એની ખુલ્લી બાજુને નીચે તરફ રહે એ રીતે પકડેલું છે. એટલે કે, Cની પીઠ આકાશ તરફ રહે એમ પકડ્યું છે. હવે ધારો કે, ખ્યાતી પાસે ઈલેક્ટ્રોનનો ગતીપથ નોંધી શકાય એવો કૅમેરા છે. વળી, ધારો કે, 10 મીટરની કાલ્પનીક રેખાનાં મધ્યબીન્દુએ ઈલેક્ટ્રોનનું ઉદ્ગમસ્થાન છે. અને ઉદ્ગમ પણ પાછું એવું છે કે, એમાંથી માત્ર ઈલેક્ટ્રોન જોડકાં જ ઉદ્ભવે છે. ક્વૉંટમ સીધ્ધાંત મુજબ, એક જ ઉદ્ગમમાંથી ઉદ્ભવતાં કણો વીરુધ્ધ દીશામાં અને સરખી ઉર્જાથી ગતી કરે. એટલે, આપણે એવું ધારીએ કે, એક સાથે નીકળતાં જોડકાંમાંથી એક ઈલેક્ટ્રોન કનીશ્કાએ હાથમાં પકડેલાં ચુમ્બકની દીશામાં જાય છે, તો એ જ સમયે બીજો ઈલેક્ટ્રોન ખ્યાતીની દીશામાં જશે. બન્ને એક જ સમયે કનીશ્કા કે ખ્યાતી સુધી પહોંચશે.

હવે, કમાલ જોઈએ. ઈલેક્ટ્રોનનો એક ગુણધર્મ છે, વીજચુમ્બકીયબળોની અસર તળે ગતીપથ બદલવાનો. કનીશ્કાએ પકડેલાં ચુમ્બકમાંથી પસાર થવાની સાથે જ સીધી રેખામાં આવી રહેલો ઈલેક્ટ્રોન જમણી બાજુ પલટાઈ જશે. અને લો, બીજી બાજુ જ્યારે ખ્યાતી ફોટો પાડે છે ત્યારે, એ બાજુનો ઈલેક્ટ્રોન એ જ સમયે ડાબી બાજુ વળી જાય છે! હજી ક્લાઈમૅક્સ હવે આવે છે. એવું માની લઈએ કે, પ્રયોગની શરુઆતમાં દરેક સ્થીતી વીશેની માહીતી અસ્તીત્વમાં હતી – જેમ કે, કનીશ્કા અને ખ્યાતીનું અંતર અને દીશા, ચુમ્બકની સ્થીતી, વગેરે. પણ, ધારો કે, ઈલેક્ટ્રોનનું એક નવું જોડકું ઉદ્ગમમાંથી નીકળી ચુક્યું છે, અને કનીશ્કા એકાએક ચુમ્બક્ની પીઠને ફેરવીને ઉભી ગોઠવે છે (90 અંશની ફેરબદલ). તો આ સંજોગોમાં કનીશ્કાના ચુમ્બક પાસે આવેલો ઈલેક્ટ્રોન જમીન તરફની દીશામાં ફંટાઈ જશે! અને ખ્યાતીનો કૅમેરો જોશે કે એની તરફનો ઈલેક્ટ્રોન આકાશની દીશામાં ફંટાઈ જાય છે!!!

માની શકાય છે? પ્રાયોગીક રીતે આ બાબત ઘણાં વૈજ્ઞાનીકોએ સાબીત કરી છે. પણ આવું કેવી રીતે બની શકે? શું ઈલેક્ટ્રોન એકબીજા સાથે માહીતીની આપ-લે કરે છે? આ આપ-લે માટે એમણે પ્રકાશની ગતી કરતાં વધુ ઝડપે માહીતી મોકલવી પડે, જે પદાર્થનાં કણ માટે શક્ય નથી. તો શું ઈલેક્ટ્રોન ભુત છે? ના. વીચારજો. ફરી ક્યારેક આ બાબતે ચર્ચા કરીશું. EPR સંશોધનપત્રે એક નવી જ દીશાનાં દ્વાર ખોલી આપ્યાં હતાં.

વધુ માહીતી: http://en.wikipedia.org/wiki/EPR_paradox