काठमाडौं। गुरुत्वाकर्षण भन्नासाथ हामीलाई माथिबाट तल खस्ने वस्तुको सम्झना आउँछ।

रुखबाट झर्ने फल होस् वा हातबाट छुटेको बल, पृथ्वीको गुरुत्वाकर्षणले सबैलाई तल तान्छ। तर यही गुरुत्वाकर्षणले परमाणुजस्तो अत्यन्त सानो कणमा कस्तो प्रभाव पार्छ ? वैज्ञानिकहरू लामो समयदेखि यही प्रश्नको सहि उत्तर खोजिरहेका छन्।

अहिले वैज्ञानिकहरूको एउटा टोलीले यसतर्फ महत्वपूर्ण संकेत फेला पारेको छन्। उनीहरूले गुरुत्वाकर्षणको प्रभावमा खसिरहेको परमाणुको क्वान्टम तरंगमा आएको परिवर्तन मापन गरेका छन् । 

यो प्रयोगले अल्बर्ट आइन्स्टाइनको जेनेरल रिलेटिभिटी अर्थात् सामान्य सापेक्षताको एउटा आधारभूत सिद्धान्त क्वान्टम संसारमा पनि लागू हुने संकेत दिएको छ।

सुन्दा यो उपलब्धि सामान्यजस्तो लाग्न सक्छ। आखिर वैज्ञानिकहरूले अध्ययन गरेको वस्तु एउटा सानो परमाणु मात्रै हो । तर भौतिकशास्त्रका लागि यसको महत्व निकै ठूलो हुन सक्छ। किनकि वैज्ञानिकहरू लामो समयदेखि ब्रह्माण्डलाई व्याख्या गर्ने दुई ठूला सिद्धान्तलाई एउटै ढाँचामा ल्याउने प्रयासमा छन् ।

ब्रह्माण्डलाई बुझ्न वैज्ञानिकहरूसँग मुख्यतः दुई शक्तिशाली सिद्धान्त छन्। ठूला वस्तुको संसारमा आइन्स्टाइनको जेनेरल रिलेटिभिटीले काम गर्छ । ग्रह, तारा, ब्ल्याक होलदेखि आकाशगंगा र आकाशगंगाका समूहसम्ममा गुरुत्वाकर्षणले पार्ने प्रभाव बुझ्न यही सिद्धान्त महत्वपूर्ण छ ।

तर जब वैज्ञानिकहरू परमाणु र त्यसभन्दा पनि साना कणको संसारमा पुग्छन्, त्यहाँ क्वान्टम मेकानिक्सका नियम लागू हुन्छन् । 

यी दुवै सिद्धान्त आआफ्नो क्षेत्रमा अत्यन्त सफल छन् । समस्या भने तिनलाई एउटै सिद्धान्तमा मिलाउन नसक्नु हो ।

यही कारण क्वान्टम ग्राभिटी अर्थात् गुरुत्वाकर्षणको क्वान्टम सिद्धान्त आधुनिक भौतिकशास्त्रको सबैभन्दा ठूलो चुनौतीमध्ये एक बनेको छ ।

बेन गुरियन युनिभर्सिटी अफ द नेगेभका रोन फोल्मानको नेतृत्वमा गरिएको प्रयोगले यही समस्याको एउटा महत्वपूर्ण पाटो परीक्षण गरेको हो। 

वैज्ञानिकहरूले क्वान्टम स्तरमा आइन्स्टाइनको इक्विभ्यालेन्स प्रिन्सिपल अर्थात् समतुल्यता सिद्धान्त परीक्षण गरेका हुन् ।

यो सिद्धान्तलाई बुझ्न एउटा बन्द लिफ्टको उदाहरण लिन सकिन्छ। 

कल्पना गर्नुहोस्, तपाईं झ्याल नभएको लिफ्टभित्र हुनुहुन्छ । तपाईंलाई आफ्नो शरीर भारी महसुस भइरहेको छ र हातबाट एउटा बल छाड्दा त्यो भुइँमा खस्छ ।

अब दुईमध्ये एउटा अवस्था हुन सक्छ। तपाईं पृथ्वीमा स्थिर अवस्थामा हुनुहुन्छ र गुरुत्वाकर्षणले बललाई तल तानिरहेको हुन सक्छ। अर्को सम्भावना तपाईं अन्तरिक्षमा रहेको लिफ्टभित्र हुनुहुन्छ र लिफ्ट पृथ्वीको गुरुत्वाकर्षणजत्तिकै प्रवेगमा माथितिर गइरहेको हुन सक्छ । लिफ्टभित्रबाट यी दुई अवस्थाबीच फरक छुट्याउन सकिँदैन ।

यही विचार आइन्स्टाइनको समतुल्यता सिद्धान्तको आधार हो । वैज्ञानिकहरूले अब यही सिद्धान्तलाई परमाणुको संसारमा लगेर परीक्षण गरेका हुन् ।

प्रयोगका लागि वैज्ञानिकहरूले रुबिडियम परमाणु प्रयोग गरे। ती परमाणुलाई अत्यन्त कम तापक्रममा चिस्याएर विशेष एटम चिप नजिक राखियो । त्यसपछि माइक्रोवेभ पल्सको प्रयोग गरी परमाणुलाई क्वान्टम सुपरपोजिसनको अवस्थामा पुर्‍याइयो ।

क्वान्टम संसारको यही विशेषताले प्रयोगलाई अझ रोचक बनाएको थियो । सामान्य अवस्थामा कुनै वस्तु एउटै निश्चित स्थानमा हुन्छ । तर क्वान्टम संसारमा कणले एकै समयमा दुई फरक सम्भावित बाटोमा रहेको जस्तो व्यवहार गर्न सक्छ ।

वैज्ञानिकहरूले यही गुण प्रयोग गरेर परमाणुसँग सम्बन्धित क्वान्टम तरंगलाई दुई बाटोमा विभाजन गरे । एउटा बाटोमा चुम्बकीय क्षेत्रको सहायताले परमाणुलाई स्थिर राखियो भने अर्को बाटोमा चुम्बकीय प्रभाव हटाएर त्यसलाई पृथ्वीको गुरुत्वाकर्षणमा स्वतन्त्र रूपमा खस्न दिइयो ।

केही समयपछि दुवै तरंगलाई फेरि एकै ठाउँमा ल्याइयो । त्यसपछि ती तरंग एकअर्कासँग भेट्दा उत्पन्न हुने इन्टरफेरेन्सको अध्ययन गरियो । यसबाट गुरुत्वाकर्षणले क्वान्टम तरंगमा कस्तो प्रभाव पार्छ भन्ने मापन गर्न वैज्ञानिकहरू सफल भए ।

प्रयोगको सबैभन्दा महत्वपूर्ण पक्ष क्वान्टम तरंगको फेजमा देखिएको परिवर्तन थियो । गुरुत्वाकर्षणको प्रभावमा स्वतन्त्र रूपमा खसिरहेको तरंगमा आएको परिवर्तन मापन गरिएको थियो । वैज्ञानिकहरूका अनुसार यो क्वान्टम स्तरमा गुरुत्वाकर्षणको प्रभाव बुझ्ने दिशामा महत्वपूर्ण उपलब्धि हो ।

यसको अर्थ आइन्स्टाइनको सिद्धान्त अब पूर्ण रूपमा क्वान्टम सिद्धान्तसँग जोडिइसक्यो भन्ने होइन । वैज्ञानिकहरूले यसलाई क्वान्टम ग्राभिटीको प्रत्यक्ष प्रमाण पनि मानेका छैनन् । तर प्रयोगबाट एउटा महत्वपूर्ण संकेत भने प्राप्त भएको छ । क्वान्टम संसारमा समेत गुरुत्वाकर्षणले अपेक्षित ढंगले काम गरिरहेको देखिएको छ ।

टोलीका सदस्य भ्लात्को भेद्रालका अनुसार क्वान्टम भौतिकशास्त्र गुरुत्वाकर्षणको क्षेत्रमा पुगेर असफल हुन्छ भन्ने देखाउने कुनै सुसंगत सिद्धान्त अहिलेसम्म छैन । नयाँ प्रयोगले गुरुत्वाकर्षणजस्तो जटिल क्षेत्रमा परीक्षण गर्दा पनि क्वान्टम मेकानिक्सका भविष्यवाणी कायम रहने देखाएको छ ।

वैज्ञानिकहरूको लक्ष्य भने अझ ठूलो छ । उनीहरू ब्रह्माण्डका सबै आधारभूत नियमलाई एउटै सिद्धान्तमार्फत व्याख्या गर्न सकिने थ्योरी अफ एभ्रिथिङ अर्थात् ‘सबै कुराको सिद्धान्त’को खोजीमा छन् । त्यसका लागि जेनेरल रिलेटिभिटी र क्वान्टम मेकानिक्सबीचको दूरी हटाउनुपर्ने हुन्छ ।

अहिलेको प्रयोगले त्यो दूरी पूरा गरिसकेको छैन । तर त्यसतर्फ अघि बढ्ने बाटोमा एउटा महत्वपूर्ण संकेत भने थपिएको छ। 

(तस्बिर एआई जेनेरेटेड हो)