प्रत्येक वस्तूची गती ही लहरीच्या स्वरूपात दर्शवता येते, हे लुई दी ब्रॉयने १९२३-२४ साली मांडलेले गृहीतक अत्यंत महत्त्वाचे आहे. कणांची गती ही लहरीच्या स्वरूपात दर्शवता येऊ लागल्यामुळे पुंजवादाचा आवाका वाढला. दी ब्रॉयच्या शोधानंतर अल्पकाळातच वेन्रेर हायझेनबर्ग या जर्मन संशोधकाने गतीत असणाऱ्या कणाच्या गुणधर्मातील अनिश्चितता दाखवून दिली. हायझेनबर्गच्या तत्त्वानुसार, गतीतील कणाच्या एखाद्या गुणधर्माचे मूल्य अचूकपणे दर्शवले, तर त्याच्या दुसऱ्या एखाद्या गुणधर्माच्या मूल्यात अनिश्चितता निर्माण होते. म्हणजे जर एखाद्या कणाचे स्थान अचूक माहीत असले, तर त्या कणाची गती अचूकतेने दर्शवता येत नाही. तसेच एखाद्या कणाची एखाद्या स्थानी पोचण्याची वेळ अचूकतेने दर्शवली, तर त्याच्या ऊर्जेचे मूल्य अचूक दर्शवणे अशक्य असते.

पारंपरिक भौतिकशास्त्राला देता न आलेल्या काही प्रश्नांची उत्तरे मिळणे हायझेनबर्गच्या तत्त्वामुळे शक्य झाले. उदाहरणार्थ, अणुकेंद्रकाभोवती फिरणारा ऋणभारित इलेक्ट्रॉन अणूच्या धनभारित केंद्रकात खेचला का जात नाही? हायझेनबर्गच्या तत्त्वानुसार इलेक्ट्रॉनचे स्थान अचूकरीत्या दर्शवले, तर त्याच्या वेगात मोठी अनिश्चितता निर्माण होते. त्यामुळे या इलेक्ट्रॉनचा वेग केंद्रकाच्या आकर्षणाला दाद न देण्याइतका मोठा असण्याची, थोडी का होईना, परंतु निश्चित अशी शक्यता दिसून होते. यामुळेच इलेक्ट्रॉन हा ऋणभारित असूनही अणुकेंद्रकाच्या बाहेर राहू शकतो. किरणोत्साराचे स्पष्टीकरणही याच प्रकारे देता येते. बीटा कण हा ऋणभारित असूनही धनभारित केंद्रकाच्या बाहेर कसा फेकला जातो? बीटा कणाचे एखाद्या क्षणाचे स्थान अचूकपणे दर्शवले, तर त्याच्या गतीत अनिश्चितता येते. किंबहुना ती गती प्रचंड असण्याची थोडीशी शक्यता असू शकते. ही प्रचंड गतीच या बीटा कणाला केंद्रकाबाहेर फेकण्यास कारणीभूत ठरू शकते.

हायझेनबर्गची अनिश्चितता लक्षात येण्यास, वस्तूची लहरलांबी ही त्या वस्तूच्या आकाराशी तुलना करता येण्याच्या प्रमाणात असावी लागते. त्यामुळे हे तत्त्व मुख्यत: कणस्वरूप वस्तूंच्या बाबतीत उपयुक्त ठरते. मोठय़ा वस्तुमानाच्या वस्तूंच्या बाबतीत, त्यांची लहरलांबी त्या वस्तूच्या आकाराच्या तुलनेत नगण्य असल्याने, ही अनिश्चितताही नगण्य असते. हायझेनबर्गचे हे तत्त्व १९२७ साली ‘झाइटश्रिफ्ट फ्यूर फिजिक’ या शोधपत्रिकेत प्रसिद्ध झाले. पुंजवादात मोलाची भर घालणाऱ्या हायझेनबर्ग याला १९३२ साली नोबेल पारितोषिक देऊन गौरवण्यात आले.

– डॉ. राजीव चिटणीस मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ 

office@mavipamumbai.org