পদার্থ বিজ্ঞানঃ বিজ্ঞানী ওয়ার্নার হাইজেনবার্গ

১৯২৪ সালে নিল্‌স বোরের সাথে তিনি কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের উপর কাজ শুরু করেন, যা শেষ হয় ১৯২৬ সালে দুর্বোধ্য "মেট্রিক্স বলবিজ্ঞান"-এর প্রতিষ্ঠার মাধ্যমে। পরবর্তীতে বিশেষত পল ডিরাক, ভোল্‌ফগাং পাউলি, প্রমুখের প্রচেষ্টায় কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের স্পষ্টতর ব্যাখ্যা প্রতিষ্ঠিত হয়, যদিও তাত্ত্বিকভাবে নতুন এই বলবিজ্ঞান হাইজেনবের্গের মেট্রিক্স উপায়ের সমার্থক। অবশ্য হাইজেনবার্গ তার নিজস্ব তাত্ত্বিক কাঠামোর মধ্যেই অনিশ্চয়তা সূত্রটি প্রমাণ করেন।

• কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানে অবদানের জন্য ১৯৩২ সালে হাইজেনবের্গ পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন।

কোয়ান্টাম মেকানিকসের প্রতিষ্ঠা

১৯২৫ সালে, কোপেনহেগেন বিশ্ববিদ্যালয়ের বোহরের তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞান ইনস্টিটিউটে দীর্ঘ সফরের পর, হাইজেনবার্গ একমাত্রিক দোলনকারী একটি অ-সাম্যাঞ্জস্যপূর্ণ কম্পমান ব্যবস্থার (anharmonic oscillator) ইলেকট্রনের স্পেকট্রামের তীব্রতার সমস্যা নিয়ে কাজ শুরু করেন। তিনি মনে করতেন, তত্ত্বটি শুধুমাত্র পর্যবেক্ষণযোগ্য পরিমাণের ওপর ভিত্তি করেই হওয়া উচিত—এ ধারণাটি ছিল ১৯২৫ সালের জুলাইয়ে প্রকাশিত তাঁর প্রবন্ধ “Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen” (“চলগত ও যান্ত্রিক সম্পর্কগুলোর কোয়ান্টাম-তাত্ত্বিক পুনঃব্যাখ্যা”)–এর কেন্দ্রবিন্দু।

হাইজেনবার্গের গাণিতিক কাঠামো ছিল অপরিবর্তনীয় (noncommutative) গুণন প্রক্রিয়ার ওপর ভিত্তি করে। ম্যাক্স বর্ন ও তাঁর নতুন সহকারী পাসকুয়াল জর্দান বুঝতে পারেন যে, এটি ম্যাট্রিক্স বীজগণিত (matrix algebra) ব্যবহার করে প্রকাশ করা সম্ভব। তাঁরা এ পদ্ধতি ব্যবহার করে ১৯২৫ সালের সেপ্টেম্বর মাসে “Zur Quantenmechanik” (“কোয়ান্টাম মেকানিকস সম্পর্কে”) শিরোনামে একটি প্রবন্ধ প্রকাশের জন্য জমা দেন।পরবর্তী নভেম্বরেই, বর্ন, হাইজেনবার্গ ও জর্দান মিলে “Zur Quantenmechanik II” (“কোয়ান্টাম মেকানিকস সম্পর্কে II”) সম্পন্ন করেন, যা সাধারণভাবে “তিনজনের প্রবন্ধ” নামে পরিচিত এবং এটি নতুন কোয়ান্টাম মেকানিকসের ভিত্তি হিসেবে বিবেচিত হয়।

হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি

১৯২০-এর দশকে কোয়ান্টাম মেকানিকসের অন্যান্য রূপও বিকশিত হচ্ছিল। উদাহরণস্বরূপ, ইংল্যান্ডে পি.এ.এম. ডিরাক হিলবার্ট স্পেসে ভেক্টর ব্যবহার করে ব্র্যাকেট নোটেশন (bracket notation) তৈরি করেন, আর সুইজারল্যান্ডে (সেই সময় যেখানে অস্ট্রিয়ান পদার্থবিজ্ঞানী কাজ করছিলেন) আরভিন শ্রডিংগার তরঙ্গ সমীকরণ (wave equation) তৈরি করেন।শ্রডিংগার দ্রুতই দেখান যে এই বিভিন্ন রূপগুলি গাণিতিকভাবে সমতুল্য (equivalent), যদিও এই সমতুল্যতার প্রকৃত শারীরিক তাৎপর্য তখনও অস্পষ্ট ছিল।হাইজেনবার্গ আবার কোপেনহেগেনের বোহরের ইনস্টিটিউটে ফিরে আসেন, এবং এ বিষয়ে তাঁদের আলোচনা শেষ পর্যন্ত ১৯২৭ সালের মার্চে হাইজেনবার্গের বিখ্যাত প্রবন্ধে গিয়ে পৌঁছায়—

“কোয়ান্টাম তাত্ত্বিক গতিকবিজ্ঞান ও বলবিজ্ঞান সম্পর্কিত ধারণাযোগ্য বিষয়বস্তু নিয়ে”

এই প্রবন্ধেই হাইজেনবার্গ তাঁর বিখ্যাত অনিশ্চয়তা নীতি (Uncertainty Principle) উপস্থাপন করেন, যা কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানে এক যুগান্তকারী অন্তর্দৃষ্টি হিসেবে বিবেচিত হয়।এই প্রবন্ধে হাইজেনবার্গ অনিশ্চয়তা বা অনির্ধারিততা নীতিকে স্পষ্টভাবে উপস্থাপন করেন। হাইজেনবার্গের মতে, কোয়ান্টাম মেকানিকস প্রমাণ করে যে কণার ভরবেগ (p) এবং অবস্থান (x)—এই দুটি পরিমাণকে একসাথে এবং নির্ভুলভাবে পরিমাপ করা যায় না। এর পরিবর্তে, এই ভেরিয়েবলগুলোর পরিমাপের অনির্ধারিততাগুলোর (Δ) মধ্যে একটি সম্পর্ক বিদ্যমান, যা এমন যে:
Δp · Δx ≥ h / 4π
(এখানে h হলো প্ল্যাঙ্ক ধ্রুবক, যার মান ৬.৬২৬০৬৯৫৭ × ১০⁻³⁴ জুল·সেকেন্ড)।

এই সমীকরণ অনুযায়ী, অনির্ধারিততার গুণফলের একটি নিম্নসীমা (h/4π) রয়েছে। ফলে, যদি একটি ভেরিয়েবলের অনির্ধারিততা শূন্যের দিকে যায়, তবে অপরটির অনির্ধারিততা বাধ্যতামূলকভাবে বাড়তে হবে।এই রকম সম্পর্ক যেকোনো জোড়া canonically conjugate variables–এর মধ্যেও বিদ্যমান, যেমন শক্তি ও সময় (energy and time)।হাইজেনবার্গ এখান থেকে একটি গভীর দার্শনিক সিদ্ধান্তে পৌঁছান:

পরম কারণমূলক নির্ধারিতবাদ (absolute causal determinism) অসম্ভব,

 কারণ এর জন্য প্রয়োজন কণার প্রাথমিক অবস্থার নির্ভুল ভরবেগ ও অবস্থান—যা একসাথে জানা সম্ভব নয়।অতএব, পারমাণবিক তত্ত্বে সম্ভাব্যতামূলক (probabilistic) সূত্র ব্যবহার অজ্ঞতা বা তথ্যের অভাবের কারণে নয়, বরং ভেরিয়েবলগুলোর মধ্যে একটি মৌলিক অনির্ধারিত সম্পর্কের জন্যই আবশ্যিক।এই দৃষ্টিভঙ্গিটি "কোপেনহেগেন ব্যাখ্যা" (Copenhagen interpretation) নামে পরিচিত, কারণ এটি বোহরের কোপেনহেগেন ইনস্টিটিউটে দৃঢ়ভাবে সমর্থিত হয়েছিল।যদিও এটি প্রধান দৃষ্টিভঙ্গিতে পরিণত হয়, শ্রডিংগার এবং আলবার্ট আইনস্টাইনের মতো অনেক শীর্ষস্থানীয় পদার্থবিজ্ঞানী এই নির্ধারিতকারিতার (determinism) পরিত্যাগকে শারীরিকভাবে অসম্পূর্ণ বলে মনে করতেন।

হাইজেনবার্গ এবং নাৎসি পার্টি

যে বছর হাইজেনবার্গ নোবেল পুরস্কার লাভ করেন, অর্থাৎ ১৯৩৩ সালেই, জার্মানিতে ক্ষমতায় আসে ন্যাশনাল সোশ্যালিস্ট জার্মান ওয়ার্কার্স পার্টি (নাৎসি পার্টি)।নাৎসিদের নীতিমালা অনুযায়ী, "অ-আর্য" বা রাজনৈতিকভাবে "অবিশ্বস্ত" ব্যক্তিদের সরকারি চাকরি থেকে বাদ দেওয়া হয়। এর ফলে বহু অধ্যাপক ও শিক্ষাবিদকে বরখাস্ত হতে বা পদত্যাগ করতে হয়। এর মধ্যে ছিলেন বর্ন, আইনস্টাইন, শ্রোডিংগার এবং হাইজেনবার্গের লাইপজিগের অনেক ছাত্র ও সহকর্মী।হাইজেনবার্গ প্রকাশ্যে কোনো প্রতিবাদ করেননি; বরং তিনি প্রশাসনের ভেতরে নীরব হস্তক্ষেপের পথ বেছে নেন। তিনি আশা করতেন, নাৎসি শাসন বা এর চরমপন্থী রূপ দীর্ঘস্থায়ী হবে না।

তবে হাইজেনবার্গ নিজেও ভাবাদর্শগত আক্রমণের লক্ষ্যবস্তু হন। নাৎসি ঘনিষ্ঠ কিছু পদার্থবিজ্ঞানী একটি তথাকথিত “জার্মান” বা “আর্য” পদার্থবিজ্ঞানের ধারণা প্রচার করেন, যার বিরোধিতা ছিল “ইহুদি” প্রভাবের বিরুদ্ধে। তারা মনে করত বিমূর্ত গাণিতিক তত্ত্ব—বিশেষত আপেক্ষিকতা ও কোয়ান্টাম তত্ত্ব—এই ইহুদি প্রভাবের প্রকাশ।

এই আন্দোলনের একজন নেতা ইওহানেস স্টার্ক, নাৎসি পার্টির সঙ্গে তাঁর সম্পর্ক কাজে লাগিয়ে বিজ্ঞানের অর্থায়ন ও জনবল নিয়োগের ওপর প্রভাব বিস্তার করেন।সোমারফেল্ড বহুদিন ধরেই হাইজেনবার্গকে তাঁর উত্তরসূরি হিসেবে মনে করতেন। ১৯৩৭ সালে হাইজেনবার্গ মিউনিখ বিশ্ববিদ্যালয়ে যোগদানের আমন্ত্রণ পান।এর কিছুদিন পর, নাৎসি SS (শুটজশটাফেল)-এর অফিসিয়াল পত্রিকা একটি প্রবন্ধ প্রকাশ করে, যেখানে স্টার্ক হাইজেনবার্গকে আখ্যা দেন “সাদা ইহুদি” ও “পদার্থবিজ্ঞানের ওসিয়েটস্কি” বলে।

উল্লেখ্য, কার্ল ফন ওসিয়েটস্কি

ছিলেন একজন জার্মান সাংবাদিক ও শান্তিবাদী, যিনি ১৯৩৫ সালে শান্তিতে নোবেল পুরস্কার পান। তিনি ১৯৩১ সালে জার্মানির গোপন পুনঃসশস্ত্রীকরণের তথ্য ফাঁস করার জন্য রাষ্ট্রদ্রোহের অভিযোগে কারাবন্দি হন, পরে মুক্তি পেলেও ১৯৩৩ সালে নাৎসিরা তাঁকে পুনরায় বন্দি করে একটি কনসেনট্রেশন ক্যাম্পে পাঠায়।)

মৃত্যু:

 ১ ফেব্রুয়ারি, ১৯৭৬ — মিউনিখ, পশ্চিম জার্মানি (বয়স ৭৪ বছর)

soruse :  wikipedia ..britannica  teachers