ક્વૉન્ટમ એન્ટેન્ગલમેન્ટ અને બ્રહ્મૈક્ય : વિજ્ઞાન અને વેદાંતનો સંગમ

- ગોચર-અગોચર-દેવેશ મહેતા

- અર્વાચીન ભૌતિકવિજ્ઞાન અવિભાજ્ય સમગ્રતા (Undivided Wholeness) નો સિદ્ધાંત આપે છે તે અધ્યાત્મના સિદ્ધાંતને સમરૂપ જ છે

 ‘Correlation predicted by quantum mechanics exceed classical limits.. ક્વૉન્ટમ મિકેનિક્સ દ્વારા ભવિષ્યવાણી કરાયેલા સંબંધ શાસ્ત્રીય સીમાઓથી અધિક હોય છે.

- Bell's Theorem

 ‘‘The behaviour of entangled particles cannot be explained by classical physics.

‘Nature does not obey local hidden variable theories.

પ્રકૃતિ સ્થાનીય ચુપાયેલા ચર (hidden variable)  સિદ્ધાંતોનું પાલન કરતી નથી.

- John clauser (જ્હોજ ક્લોસર)

‘Entangled photons behave according to quantum mechanics even when seperated.

પરસ્પર જોડાણવાળા ફોટોન દૂર હોય તો પણ ક્વૉન્ટમ ભૌતિકવિજ્ઞાન પ્રમાણે વ્યવહાર કહે છે.

- Stuart Freedman  (સ્ટુઅર્ટ ફ્રીડમેન)

Quantum correlations cannot be explained by any classical local mechanism. Nature violates local realism.

ક્વૉન્ટમ સંબંધોને કોઈ પણ પારંપરિક સ્થાનીય યાંત્રિક સિદ્ધાંતથી સમજાવી શકાતા નથી. પ્રકૃતિ સ્થાનીય યથાર્થવાદનું ઉલ્લંઘન કરે છે. - છનચૈહ છજૅીબા

‘Nature is deeply interconnected, but this connection is not like classical cause and effect, rather it is based on information and probability.

પ્રકૃતિ ગહન રીતે જોડાયેલી છે, પણ આ જોડાણ શાસ્ત્રીય કારણ - પરિણામ જેવું નથી, પણ માહિતી અને સંભવિતતા પર આધારિત છે.

- Anton Zeilinger

 'સર્વ ખલ્વિદં બ્રહ્મ તજ્જલાનિતિ શાંત ઉપાસીત આ આખું જગત વાસ્તવમાં બ્રહ્મ છે. માનવીએ શાંત ભાવથી આ સત્યનું ચિંતન અને ઉપાસના કરવી જોઇએ.'

- છંદોગ્ય ઉપનિષદ (૩-૧૪-૧)

 'નેહ નાનાસ્તિ કિંચન ।

આ પરમ સત્ય (બ્રહ્મ)માં કોઈપણ પ્રકારની ભિન્નતા કે અનેકતા નથી.'

- બૃહદારણ્યક ઉપનિષદ (૪-૪-૧૯)

જ્હોન ક્લોસર, એલન આસ્પેક્ટ અને એન્ટન ઝેલિન્ગર નામના ભૌતિક વિજ્ઞાનીઓને વર્ષ ૨૦૨૨નું ભૌતિકવિજ્ઞાનનું નોબલપ્રાઈઝ ક્વૉન્ટમ એન્ટેન્ગલમેન્ટ (પારસ્પરિક જોડાણ) પર કરાયેલા એમના ક્રાંતિકારી પ્રયોગો માટે એનાયત કરાયું હતું. આ વિજ્ઞાનીઓના સંશોધને એ સિદ્ધ કર્યું કે ક્વૉન્ટમ જગત આપણી સામાન્ય ભૌતિક સમજથી બિલકુલ અલગ રીતે કાર્ય કરે છે. એમના પ્રયોગોએ અર્વાચીન ક્વૉન્ટમ સૂચના વિજ્ઞાન, ક્વૉન્ટમ કોમ્યુટિંગ અને ક્વૉન્ટમ સંચારનો પાયો રહ્યો. આ ઉપલબ્ધિ આધુનિક ભૌતિક વિજ્ઞાનની સર્વાધિક મહત્વપૂર્ણ શોધોમાંની એક મનાય છે.

ક્વૉન્ટમ એન્ટેન્ગલમેન્ટ એ અવસ્થા છે જેમાં બે કે વધારે કણો એ રીતે જોડાયેલા હોય ચે કે એક કણની સ્થિતિ બદલવામાં આવે ત્યારે બીજા કહાની સ્થિતિ પણ તરત બદલાઈ જાય છે, ભલે ને બન્નેની વચ્ચે ગમે તેટલું અંતર કેમ ન હોય ? આ વિચારે પારંપરિક શાસ્ત્રીય (classical)  ભૌતિક વિજ્ઞાનને પડકાર ફેંક્યો. સાપેક્ષવાદનો સિદ્ધાંત આપનારા મહાન ભૌતિક વિજ્ઞાની આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈનને આ અવધારણા સ્વીકૃત નહોતી. તેમણે તેને સ્પૂકી એકસન એટ અ ડિસ્ટન્સ (Spooky action at a distance) કડી હતી. આઈન્સ્ટાઈન એવું માનતા હતા કે કણોન ગુણ પહેલેથી નિશ્ચિત હોય છે અને કોઈ 'હિડન વેરિએબલ્સ chidden variables) આ ગુણોને નિયંત્રિત કહે છે. તે એવું માનતા હતા કે ક્વૉન્ટમ ભૌતિકવિજ્ઞાન અધૂરું છે.'

આ વિવાદનો વૈજ્ઞાનિક ઉકેલ ૧૯૬૪માં જ્હોન બેલે પ્રસ્તુત કર્યો જેને બેલનો પ્રમેય (Bell's Theorem)  કહેવાય છે. આ સિદ્ધાંત પ્રમાણે જો 'હિડન વેરિએબલ થિયરી' સાચી હોત તો કેટલીક ગણિતીય સીમાઓ ક્યારેય પાર ના કરી શકાત. ક્વૉન્ટમ ભૌતિક વિજ્ઞાન અનુસાર કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં આ સીમા તૂટી શક્તી હતી. આ સિદ્ધાંતની વાસ્તવિક તપાસ ૧૯૭૨માં જ્હોન ક્લોસર અને સ્ટુઅર્ટ ફ્રીડમેને એમના પ્રસિદ્ધ પ્રયોગ દ્વારા કરી. તેમણે કેલ્શિયમ પરમાણુઓથી ઉત્પન્ન થયેલ એન્ટેન્ગલ્ડ ફોટોનના પોલરાઇઝેશનને જુદી જુદી દિશાઓમાં માપ્યું અને જોયું કે બેલ ઇનઇક્વાલિટી (બેલ અસમાનતા) વાસ્તવમાં તૂટે છે. આ પરિણામ ક્વૉન્ટમ મિકેનિક્સની તરફેણમાં હતું અને તેનાથી હિડન વેરિએબલ થિયરીને ગંભીર પડકાર અપાયો. જો કે શરૂઆતના પ્રયોગોમાં થોડી ખામી અને અધૂરપ   (loopholes) હતી એટલે વૈજ્ઞાનિક સમુદાયમાં વિવાદ ચાલુ રહ્યો હતો.

તે પછી ૧૯૮૦ના દશકમાં ભૌતિકવિજ્ઞાની એલન આસ્પેક્ટે (Alain Aspect)  વધારે ઊંચા સ્તરે પ્રયોગો કર્યા. તેમણે મેઝરમેન્ટ સેટંગ્સને એટલી ઝડપથી બદલ્યા કે કોઈપણ પ્રકારના 'હિડન સિગ્નલ' પાર્ટિકલ્સ સુધી પહોંચી શકે એમ નહોતા. એલન આસ્પેક્ટે પ્રમાપન (મેઝરમેન્ટ) પ્રયુક્તિના સ્થાન-સ્થિતિની ગોઠવણી માઇક્રોસેકન્ડમાં બદલાઈ જાય એવી રીતે પ્રયોગો કર્યા. પ્રકાશના કિરણ પુંજ ધુ્રવીભવન (પોલરાઈઝેશન) કરનારા ફિલ્ટરો તરફ આગળ વધે તથા ધુ્રવીભવન સ્થિતિનુંમાપન થઇ શકે તે માટે બન્ને ફોટોનની પાછળ તેમના અલગ અલગ ફિલ્ટરો રાખવાની વ્યવસ્થા કરી. તેમાં સ્વીચમાંથી પસાર થતાં કિરણપૂંજોની દિશાને દસ નેનો સેકંડ (સેકન્ડનો દસ હજાર અબજમો ભાગ) દરમિયાન સ્વયં સંચાલિત યંત્ર જે આભાસી આદ્રચ્છિક સંકેત  (Virtual random signal)  ઉત્પન્ન કરે તે પ્રમાણે બદલી નાંખવામાં આવે એવી વ્યવસ્થા ઉમેરવામાં આવી, તેથી જે પરમાણુમાં ફોટોન ઉત્પન્ન થાય ત્યાંથી તેને ડિટેક્ટર સુધી પહોંચતા ૨૦ નેનો સેકંડ (સેકન્ડનો વીસ હજાર અબજમો ભાગ) લાગતી હોવાને લીધે પ્રયોગનો ઘટકો કે સ્થિતિની માહિતી તેના બીજા ભાગ સુધી પહોંચી તેના માપન (મેઝરમેન્ટ)ને અસર કરી શકે તેવી શક્યતા જ ના રહે એવી જડબેસલાક વ્યવસ્થા ગોઠવી. પ્રકાશ કરતાં વધુ ઝડપથી આ માહિતી જઈ શક્તી હોય તો જ એક વિભાગની માહિતી બીજા વિભાગ સુધી પહોંચે એવું બની શકે. એલન આસ્પેક્ટના આ પ્રયોગ પછી પણ જોવામાં આવ્યું કે ખરેખર તે માહિતી પહોંચી જતી જ હતી. એટલે કે પ્રકાશની ઝડપ કરતાં પણ વધુ ઝડપે એક જગ્યાએથી માહિતી બીજી જગ્યાએ પહોંચી જાય છે અને તે બે સ્થળો ગમે તેટલા દૂર હોય તો ય તે બને જ છે.

તે પછી એન્ટન ઝેલિન્ગરે (Anton Zeilinger) ક્વૉન્ટમ એન્ટેન્ગલમેન્ટને વ્યાવહારિક ટેકનિકમાં બદલવાની દિશામાં મહત્વપૂર્ણ કાર્ય કર્યું. તેમણે ક્વ૧ન્ટમ ટેલિપોર્ટેશન, લોન્ગ ડિસ્ટન્સ એન્ટેન્ગલમેન્ટ અને ક્વૉન્ટમ કોમ્યુનિકેશન પર સંશોધન કર્યું. તેમણે તેમના સહકાર્યકરો સાથે ફોટોન્સની ક્વૉન્ટમ ઇન્ફર્મેશનને અત્યંત દૂરના અંતર સુધી સફળતાપૂર્વક સ્થાનાંતરિત કરી. આ કાર્ય ભવિષ્યના ક્વૉન્ટમ ઇન્ટરનેટ અને અત્યંત સુરક્ષિત ક્વૉન્ટમ એન્ક્રિપ્શન સીસ્ટમના વિકાસનો આધાર બન્યો.

ક્વૉન્ટમ એન્ટેન્ગલમેન્ટની હકીકત ભારતીય વેદાન્ત અને ઉપનિષદોમાં હજારો વર્ષો પૂર્વેથી નિરૂપિત થઇ છે. તેમાં દર્શાવાયેલું જ છે કે આખું જગત એક જ મૂળ ચેતનાનો વિસ્તાર છે. છાંદોગ્ય ઉપનિષદનો મંત્ર-સર્વં ખલ્વિદં બ્રહ્મ (સર્વં ખલુ ઉદં બ્રહ્મ)ર અર્થાત્ 'આ આખું જગત બ્રહ્મ છે' આ ઐક્ય અને એકત્વની ભાવનાને વ્યક્ત કરે છે. પરસ્પર જોડાણ/આંતર-ઐક્ય (interconnectedness) નો સિદ્ધાંત ક્વૉન્ટમ એન્ટેન્ગલમેન્ટ અને અધ્યાત્મશાસ્ત્રમાં એકસમાન છે. અધ્યાત્મ શાસ્ત્રોનો નિષ્કર્ષ એ જ છે કે આખું બ્રહ્માંડ એક અદ્રશ્ય ચેતના કે ઊર્જાથી જોડાયેલું છે, નેહ નાનાસ્તિ કિંચન (ન ઇહ નાના અસ્તિ કિંચન - બ્રહ્મમાં કોઈ ભિન્નતા કે અનેકતા નથી) ક્વૉન્ટમ એન્ટેન્ગલમેન્ટમાં પણ જુદા દેખાતા કણો હોઈ આંતરિક સ્તર પર જોડાયેલા રહે છે. અર્વાચીન ભૌતિકવિજ્ઞાન અવિભાજ્ય સમગ્રતા (Undivided Wholeness) નો સિદ્ધાંત આપે છે તે અધ્યાત્મના સિદ્ધાંતને સમરૂપ જ છે. બધા જીવો, પ્રકૃતિ અને આખું બ્રહ્માંડ એક ઊંડા સ્તરે એકબીજા સાથે જોડાયેલાં (entangled) છે. અધ્યાત્મ શાસ્ત્રોએ રજૂ કરેલ 'એકત્વ' અને 'પરસ્પર સંબંધ' કેવળ અવધારણા નથી, તે વૈજ્ઞાઆનિક સત્ય છે એ હકીકત જ્હોન ક્લોસર, એલન આસ્પેક્ટ ્ને એન્ટન ઝેલિન્ગરને ૨૦૨૨માં ભૌતિક વિજ્ઞાન ક્ષેત્રે અપાયેલા નોબલ પ્રાઈઝથી સાબિત થઇ ગઈ છે. ઇશાવાસ્ય ઉપનિષદ કહે છે - 'ઇશાવાસ્યમિદં સર્વ યત્ત્કિંચ જગત્યાં જગત । આ જગતમાં જે કંઇપણ છે તે બધું ઇશ્વર (પર બ્રહ્મ/પરમ ચેતના)થી વ્યાપેલું છે.'