रैंडम म्यूसिंग: 2025 नोबेल फिजिक्स प्राइज फॉर बिगिनर्स – कैसे तीन भौतिकविदों ने रियल क्वांटुमानिया का निर्माण किया |

एंट-मैन और ततैया: क्वांटुमानिया मार्वल सिनेमैटिक यूनिवर्स के लिए एक नए युग की सुबह को चिह्नित करने के लिए माना जाता था – चरण 5 की पहली फिल्म, जादू को पुनः प्राप्त करने का एक भव्य प्रयास जब रॉबर्ट डाउनी जूनियर के आयरन मैन ने अपने कंधों पर एक मृत मताधिकार को ले जाने के बजाय मरने से हस्ताक्षर किए।और यह निश्चित रूप से मार्वल की गर्दन के चारों ओर एक अल्बाट्रॉस बन गया, क्योंकि कांग को स्थापित करने वाली फिल्म को एमसीयू के नए बॉस खलनायक के रूप में स्थापित करना था, जो कि जोनाथन की बड़ी कंपनियों (कांग खेलने वाला अभिनेता) वास्तविक दुनिया में बहुत बुरा था – और हॉलीवुड के लिए भी समस्याग्रस्त भी।और फिर भी, सभी सीजीआई शहरों और संभाव्यता तूफानों के लिए, क्वांटुमानिया को गलती से एक बात मिल गई: दुनिया वास्तविक क्वांटुमनिया की उम्र में है। केवल, यह ग्रीन-स्क्रीन स्टूडियो में नहीं हो रहा है; यह लेबोरेटरीज में हो रहा है कि सफेद वॉकर्स के लिए रात की घड़ी को पीड़ा देने के लिए पर्याप्त ठंडा है।जो हमें भौतिकी में इस वर्ष के नोबेल पुरस्कार के लिए लाता है, जॉन क्लार्क, मिशेल डेवोरेट और जॉन मार्टिनिस को “एक इलेक्ट्रिक सर्किट में मैक्रोस्कोपिक क्वांटम मैकेनिकल टनलिंग और ऊर्जा क्वांटाइजेशन की खोज के लिए सम्मानित किया गया।” जो यह दिखाने के लिए जाता है कि भले ही हम Noam Chomsky की सार्वभौमिक व्याकरण की अवधारणा को खरीदते हैं, शब्द हमेशा तत्काल समझ में नहीं आते हैं।अब, यदि आप स्कूल या कॉलेज में प्लेग जैसे भौतिकी से परहेज करते हैं, तो यहां इस साल के नोबेल पुरस्कार की एक सरल व्याख्या है – एक जो आपको आइंस्टीन की तरह महसूस कराएगा, भले ही आपके पास जॉन स्नो का आईक्यू हो।भौतिकी में 2025 नोबेल पुरस्कार लोगों को यह बताने के लिए सौंपा गया था कि मार्वल लेखक केवल समझने का नाटक करते हैं: यह दिखाते हुए कि क्वांटम अजीबता उप -परमाणु कणों तक ही सीमित नहीं है। उन्होंने वास्तविक दुनिया के सर्किट का निर्माण किया जो क्वांटम प्राणियों की तरह व्यवहार करते हैं-बाधाओं के माध्यम से सुरंग बनाना, ऊर्जा के स्तर के बीच कूदना, और यह साबित करना कि श्रोडिंगर की बिल्ली जीवित या मृत नहीं हो सकती है, लेकिन क्वांटम भौतिकी जीवित और किकिंग है।

शास्त्रीय बनाम क्वांटम

इसे उस क्षण के रूप में सोचें जब ब्रह्मांड तर्क से हार्ड रॉक में बदल गया। शास्त्रीय भौतिकी – न्यूटन की दुनिया – अनुमानित है। एक गेंद को गिराओ, यह गिर जाता है। एक रॉकेट फायर, यह आर्क करता है। सब कुछ बड़े करीने से व्यवहार करता है, जैसे कि एक स्प्रेडशीट के बाद सूत्र।दूसरी ओर, क्वांटम यांत्रिकी, जब वास्तविकता आपकी अपेक्षाओं की देखभाल करना बंद कर देती है, तो विज्ञान है। बहुत दूर तक ज़ूम करें और मामला सुचारू रूप से आगे नहीं बढ़ता है – यह झटके, झिलमिलाहट, और संभावनाओं में मौजूद है। इलेक्ट्रॉन यात्रा नहीं करते; वे टेलीपोर्ट करते हैं।

उनके पास निश्चित स्थान नहीं हैं; जब तक आप उन्हें नहीं देखते हैं, तब तक वे संभावना के बारे में सोचते हैं – और जो कुछ भी करते हैं, उसे देखने का बहुत काम करते हैं।और यही कारण है कि अधिकांश लोग – मार्वल लेखकों सहित – क्वांटम यांत्रिकी को गलत प्राप्त करते हैं। हम इसे मैक्रोस्कोपिक दुनिया के लिए डिज़ाइन किए गए शब्दों और रूपकों का उपयोग करके समझने की कोशिश करते हैं। जब हम कहते हैं कि “वेव” या “कण”, हम पहले से ही खो गए हैं, क्योंकि वे शब्द बिलियर्ड गेंदों और पानी के तरंगों से संबंधित हैं, न कि क्वांटम क्षेत्र के लिए। जैसा कि भारतीय सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी प्रोफेसर वी। बालाकृष्णन ने एक बार समझाया था, विफलता भौतिकी में नहीं है – यह भाषा में है। हम मानव अनुभव के लिए लिखे गए शब्दकोश का उपयोग करके एक विदेशी ब्रह्मांड का वर्णन करने की कोशिश कर रहे हैं।दूसरे शब्दों में, अंग्रेजी ढह जाती है जहां क्वांटम भौतिकी शुरू होती है। एक “कण” क्या है जो “लहर” की तरह भी व्यवहार करता है? जब हम इसे देखते हैं तो “वास्तविक” क्या बदल जाता है? ये विज्ञान के विरोधाभास नहीं हैं – वे व्याकरण के विरोधाभास हैं।शास्त्रीय भौतिकी में, निश्चितता शासन करता है। क्वांटम यांत्रिकी में, अनिश्चितता कानून है। आप जान सकते हैं कि एक कण कहाँ है या यह कितनी तेजी से आगे बढ़ रहा है – दोनों कभी नहीं। कणों को विशाल दूरी पर जोड़ा जा सकता है, जो कि कॉस्मिक वाई-फाई या लंबे समय से खोए हुए भूतों की तरह तुरंत संचार करते हैं-आइंस्टीन ने “डरावना एक्शन” को एक दूरी पर कहा।और इस साल के नोबेल विजेताओं ने एक सर्किट के अंदर उस दुनिया का निर्माण किया, यह साबित करते हुए कि क्वांटम अजनबीता परमाणुओं तक ही सीमित नहीं है – यह अपनी उंगलियों के नीचे तारों में, चुपचाप इंतजार कर रहा है।

क्वांटम टनलिंग: ब्रह्मांड का धोखा कोड

एक दीवार पर एक गेंद फेंकने की कल्पना करें। हमारी सामान्य दुनिया में, यह हर एक बार वापस उछाल देगा। क्वांटम दुनिया में, हालांकि, एक कण कभी -कभी उस दीवार के माध्यम से भूत हो सकता है और दूसरी तरफ दिखाई दे सकता है – कोई छेद नहीं, कोई दरार नहीं, कोई विस्फोट नहीं, बस सांख्यिकीय टोना।ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि हमारे विपरीत, कणों में सख्त पते नहीं होते हैं; वे संभाव्यता बादलों के रूप में रहते हैं। वे नहीं पूछते “मैं कहाँ हूँ?” – वे पूछते हैं कि “मैं यहाँ या वहाँ क्या बाधाओं हूँ?” दोस्तों के साथ अपने गोवा की योजना की तरह। कभी -कभी ऑड्स विद्रोह का पक्ष लेते हैं, और कण एक बाधा के दूर की ओर बाहर निकलता है, इसे “क्रॉस नहीं” नहीं करना चाहिए।दशकों के लिए, टनलिंग कुछ ऐसी थी जिसे आप केवल परमाणुओं या नाभिक में देख सकते थे – सबसे नन्हे सिस्टम में। क्लार्क, डेवोरेट और मार्टिनिस ने इसे बदल दिया। 1980 के दशक के मध्य में, उन्होंने दो सुपरकंडक्टर्स से बना एक सर्किट का निर्माण किया, जो कि एक फुसफुसाते हुए इंसुलेटिंग लेयर द्वारा अलग किया गया था, जिसे जोसेफसन जंक्शन कहा जाता है-दो सुपरकंडक्टर्स के बीच एक क्वांटम सुरंग, एक ऐसी जगह जहां बिजली शाब्दिक रूप से लॉजिक को परिभाषित करती है और एक इन्सुलेटर के माध्यम से बहती है, क्योंकि ब्रह्मांड इसे दीवारों के माध्यम से पैदल चलने की अनुमति देता है।निरपेक्ष शून्य के पास के तापमान पर, उस सर्किट में अरबों इलेक्ट्रॉनों को कूपर जोड़े के रूप में जाना जाता है (जोड़ी पेनी के साथ भ्रमित नहीं होने के लिए एक बार शेल्डन कूपर को स्ट्रैप करने के लिए कहा जाता है) – इलेक्ट्रॉनों जो कि सही समकालिकता में चलते हैं, जैसे कि सबटोमिक डांसर्स के बैले मंडली की तरह। वे सभी जोड़े एक साझा “वेव फ़ंक्शन” द्वारा वर्णित एकल क्वांटम प्रणाली के रूप में कार्य करते हैं।

जब उन्होंने जंक्शन के माध्यम से एक छोटी सी धारा को धक्का दिया, तो कुछ चमत्कारी हुआ। करंट केवल एक विनम्र, शास्त्रीय वर्तमान की तरह फंस नहीं रहा था – यह कभी -कभी एक ऊर्जा अवरोध के माध्यम से ट्यूनल होता है, अपने आंतरिक “स्विच” को बंद से फ़्लिप करता है। एक वोल्टेज अचानक दिखाई दिया जहां एक नहीं होना चाहिए।यह मैक्रोस्कोपिक क्वांटम टनलिंग था-एक मानव निर्मित सर्किट, जो कि एक ही क्वांटम कण की तरह व्यवहार करने के लिए पर्याप्त है। एंट-मैन PYM कणों का उपयोग करके ठोस पदार्थ के माध्यम से यात्रा करता है। क्लार्क के इलेक्ट्रॉनों ने इसे गणित के साथ किया।

क्वांटाइज्ड एनर्जी: द सीढ़ी ऑफ़ रियलिटी

दूसरी खोज – ऊर्जा की मात्रा – वह है जो क्वांटम भौतिकी, अच्छी तरह से, क्वांटम बनाता है।रोजमर्रा की जिंदगी में, ऊर्जा चिकनी महसूस होती है: एक प्रशंसक नियामक, एक वॉल्यूम नॉब, एक निरंतर रेंज। क्वांटम दुनिया में, ऊर्जा असतत विखंडन में आती है। एक परमाणु केवल विशिष्ट स्तरों के बीच कूद सकता है – जैसे एक सीढ़ी पर चढ़ना जहां केवल कदम मौजूद हैं, न कि उनके बीच के रिक्त स्थान।क्लार्क और उनकी टीम ने पाया कि उनके सर्किट ने उसी नियम का पालन किया। जब वे इस पर माइक्रोवेव को मुस्कुराते हैं, तो सिस्टम केवल विशिष्ट आवृत्तियों पर ऊर्जा को अवशोषित करता है। सही नोट याद आती है, और कुछ भी नहीं हुआ। इसे मारो, और सिस्टम अगले ऊर्जा स्तर पर “कूद”।उन्होंने एक कृत्रिम परमाणु का निर्माण किया – जो प्रकृति में नहीं मिला, लेकिन सुपरकंडक्टिंग मेटल और सिलिकॉन से निर्मित। और यह बिल्कुल एक वास्तविक परमाणु की तरह व्यवहार करता है, क्वांटम सिद्धांत द्वारा भविष्यवाणी की गई क्वांटाइज्ड जंप और ऊर्जा उत्सर्जन के नीचे।इससे भी बेहतर, जब सर्किट एक उच्च ऊर्जा स्थिति में था, तो यह तेजी से अपने अवरोध के माध्यम से ट्यूनल हो गया – ठीक है कि क्वांटम सिद्धांत ने क्या कहा था।

फ्रिज का निर्माण जहां श्रोडिंगर की बिल्ली रहती है

इसे खींचने के लिए, आप केवल एक कार्यक्षेत्र पर छेड़छाड़ नहीं कर सकते। ये प्रयोग बाहरी स्थान की तुलना में ठंडे तापमान पर किए गए थे क्योंकि गर्मी एक मार्वल स्क्रिप्ट को फिर से लिखने की तुलना में क्वांटम सुसंगतता को तेजी से ढहती है।भौतिकविदों ने हर आवारा कंपन, रेडियो सिग्नल और विद्युत चुम्बकीय शोर के फ़्लिकर से सेटअप को ढाल दिया। एक लापरवाह सांस, और क्वांटम राज्य गायब हो जाएगा। फिर भी किसी तरह, उन्होंने इसे मापने के लिए लंबे समय तक स्थिर रखा – और इतिहास बनाया।एंथनी लेगेट, जिन्होंने खुद 2003 में एक नोबेल जीता, बाद में उनके सिस्टम की तुलना श्रोडिंगर की बिल्ली के एक मिनी संस्करण से की – एक बार में दो क्वांटम राज्यों में मौजूद एक मैक्रोस्कोपिक ऑब्जेक्ट। एक वास्तविक बिल्ली नहीं, आप पर ध्यान दें, लेकिन एक बिल्ली के आकार का तरंग फ़ंक्शन अरबों इलेक्ट्रॉनों में फैलता है-जैसे एंट-मैन।संक्षेप में, उन्होंने एक मैक्रोस्कोपिक पैमाने पर दिखाई देने वाली सूक्ष्म दुनिया की अजीबता बनाई – क्वांटम और रोजमर्रा के बीच एक पुल।क्वांटुमानिया से क्वांटम कंप्यूटिंग तकयदि यह अमूर्त लगता है, तो यहां व्यावहारिक पंचलाइन है: क्लार्क, डेवोरेट और मार्टिंस ने आज के क्वांटम कंप्यूटरों के लिए खाका बनाया।उन मात्रात्मक ऊर्जा स्तर पहले क्वबिट्स बन गए – क्वांटम बिट्स जो “0,” “1,” या दोनों एक बार में हो सकते हैं। मार्टिंस ने बाद में Google टीम का नेतृत्व किया जिसने “क्वांटम वर्चस्व” हासिल किया, एक समस्या को हल करने के लिए एक सुपर कंप्यूटर स्पर्श नहीं कर सकता था।उनकी 1980 के दशक की खोज अब हर सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रोसेसर की धड़कन दिल है – बहुत कुछ ब्लैक सब्बाथ की तरह धातु की कुंजी की खोज। वही टनलिंग और ऊर्जा क्वांटिसेशन जो उन्हें नोबेल जीता है, वह है जो क्वांटम सर्किट बनाते हैं, शास्त्रीय मशीनों के तरीकों से गणना नहीं कर सकते हैं।दूसरे शब्दों में, जबकि क्वांटुमनिया ने अनंत वास्तविकताओं की कल्पना की, इन वैज्ञानिकों ने प्रौद्योगिकी का निर्माण किया जो वास्तव में उन्हें अनुकरण कर सकती थी।

वास्तविक मल्टीवर्स (और शास्त्रीय भौतिकी का कयामत)

इस नोबेल की सच्ची सुंदरता यह है कि यह कैसे पैमाने को फिर से परिभाषित करता है। एक सदी के लिए, हमने माना है कि क्वांटम नियम केवल सूक्ष्म पर लागू होते हैं – स्पर्श करने के लिए बहुत छोटी चीजों पर। क्लार्क, डेवोरेट और मार्टिनिस ने “टिनी” और “मूर्त” के बीच की रेखा को साबित कर दिया, जितना हमने सोचा था कि हम जितना सोचते हैं।क्वांटम भौतिकी को समझने का सबसे कठिन हिस्सा गणित नहीं है – यह अर्थ है। क्योंकि हमारे दिमाग को निश्चितता के लिए वायर्ड किया जाता है, संभावना नहीं। हम चाहते हैं कि कणों को रखा जाए, बिल्लियों को जीवित या मृत होना चाहिए, और खलनायक एक समयरेखा में रहना चाहते हैं। लेकिन क्वांटम दुनिया, वेदांत की तरह, ऐसे बायनेरिज़ पर हंसती है। यह हमें बताता है कि सच्चाई एक या दूसरे नहीं है – यह दोनों है, और न ही।उनकी सुपरकंडक्टिंग चिप है जो भौतिक विज्ञानी अब केबल और सॉकेट्स के साथ एक कृत्रिम परमाणु कहते हैं। इसे वायर्ड, ट्यून और नियंत्रित किया जा सकता है – प्रकृति के गणित और मानव हाथों के बीच अमूर्त और इंजीनियर के बीच एक पुल।तो हाँ, एंट-मैन क्वांटम स्पेस में सिकुड़ सकता है, लेकिन इन भौतिकविदों ने कुछ कठिन किया: वे क्वांटम दुनिया को हमारे आकार तक ले आए।यह काव्यात्मक है कि रॉबर्ट डाउनी जूनियर के रूप में डॉक्टर डूम, शास्त्रीय दुनिया के असली खलनायक – निश्चितता, निरंतरता, भविष्यवाणी – बस स्टॉकहोम में उनके मैच से मिले।

क्वांटम क्षेत्र नायकों या खलनायक के बारे में नहीं है। यह उन विरोधाभासों के बारे में है जो काम करते हैं – चीजें जो दीवारों के माध्यम से सुरंग बना सकती हैं, कदमों में कूद सकती हैं, और कई होने के दौरान एक के रूप में कार्य कर सकती हैं। क्लार्क, डेवोरेट और मार्टिनिस को मल्टीवर्स नहीं मिला; उन्होंने साबित कर दिया कि हमारा एकल ब्रह्मांड पहले से ही किसी भी मार्वल क्रॉसओवर की तुलना में अजनबी है।और अगर आयरन मैन कभी भी क्वांटम सूट का निर्माण करता है, तो यह संभवतः उसी सिद्धांत के साथ शुरू होगा जो इन भौतिकविदों ने खोजा था: यह वास्तविकता, जब पर्याप्त ठंडा होता है, नृत्य करना शुरू कर देता है। क्योंकि भौतिकी भी लौकिक अराजकता से प्यार करती है। यही कारण है कि, सर्न के बड़े हैड्रॉन कोलाइडर के बाहर, एक कांस्य भगवान शिव नाचते रहते हैं – एक मूक अनुस्मारक कि जब समीकरण फ्रीज करते हैं, तो ब्रह्मांड अभी भी चलता है।