Explainer: ભારતીય વિજ્ઞાની દીપક ધર પ્રતિષ્ઠિત 'ડિરાક મેડલ'થી સન્માનિત, જાણો કોણ છે આ ક્વૉન્ટમ ફિઝિસિસ્ટ

Professor Deepak Dhar redefining the frontiers of theoretical physics: સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્ર (Theoretical Physics) અને આંકડાકીય મિકેનિક્સ (Statistical Mechanics) ના ક્ષેત્રમાં ભારતના અગ્રણી વિજ્ઞાની પ્રોફેસર દીપક ધરને વર્ષ ૨૦૨૬ નો પ્રતિષ્ઠિત ‘ડિરાક મેડલ’ (Dirac Medal) એનાયત કરાયો છે. આ પુરસ્કાર મેળવીને તેઓ સ્ટીફન હોકિંગ જેવા ભૌતિકશાસ્ત્રના દિગ્ગજ વિજ્ઞાનીઓની હરોળમાં સ્થાન પામ્યા છે. ચાલો જાણીએ કે દીપક ધર કોણ છે, તેમણે પોતાની કારકિર્દીમાં કેવી સિદ્ધિઓ મેળવી છે અને ડિરાક મેડલનું મહત્ત્વ શું છે.

ડિરાક મેડલ શું છે?

ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના પ્રણેતા બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી પોલ ડિરાકની યાદમાં 1985માં ઇટાલીના ટ્રાયસ્ટે સ્થિત ICTP (International Centre for Theoretical Physics) દ્વારા આ એવોર્ડની સ્થાપના કરાઈ હતી. આ પુરસ્કાર એવા વિજ્ઞાનીઓને જ અપાય છે, જેમણે હજુ સુધી નોબેલ પુરસ્કાર મેળવ્યો ન હોય. ભૂતકાળમાં સ્ટીફન હોકિંગ, પીટર હિગ્સ અને એડવર્ડ વિટ્ટેન જેવા મહાન વિજ્ઞાનીઓ આ મેડલ મેળવી ચૂક્યા છે. પ્રોફેસર દીપક ધરે આવા દિગ્ગજોની હરોળમાં સ્થાન મેળવીને દેશનું નામ રોશન કર્યું છે.

પ્રારંભિક જીવન, પરિવાર અને શાળાકીય અભ્યાસ

પ્રોફેસર દીપક ધરનો જન્મ 30 ઓક્ટોબર 1951ના રોજ ઉત્તર પ્રદેશના નાના નગર પ્રતાપગઢમાં થયો હતો. તેમના પિતાનું નામ મુરલી ધર અને માતાનું નામ રમા ગુપ્તા હતું. બાળપણમાં તેઓ હિન્દી માધ્યમમાં ભણ્યા હતા. તેમના માતાની ઇચ્છા હતી કે તેઓ મોટા થઈને IAS અધિકારી બને, પરંતુ તેમના પિતા તેમનામાં વિજ્ઞાન પ્રત્યેની જિજ્ઞાસા કેળવતા હતા. તેમના પિતા ઘરે 'અન્ડરસ્ટેન્ડિંગ સાયન્સ' જેવા વિજ્ઞાન સામયિકો લાવતા, જેણે બાળપણથી જ દીપક ધરને વિજ્ઞાનમાં રસ લેતા કર્યા. પિતાની સરકારી નોકરીને કારણે તેમના પરિવારની સતત બદલી થયા કરતી, જેને લીધે દીપકનું પ્રાથમિક શિક્ષણ મુરાદાબાદ, આગ્રા, મેરઠ, બિજનોર અને પીલીભીત જેવા ઉત્તર પ્રદેશના અલગ-અલગ શહેરોની શાળાઓમાં થયું હતું.

IIT માં ડિગ્રી લઈને ઉચ્ચ અભ્યાસ માટે અમેરિકા ગયા

તેઓએ 1970માં અલ્હાબાદ યુનિવર્સિટીમાંથી B.Sc. ની ડિગ્રી પ્રાપ્ત કરી. ત્યારબાદ ૧૯૭૨ માં IIT કાનપુરથી ભૌતિકશાસ્ત્રમાં M.Sc. કર્યું. ઉચ્ચ અભ્યાસ માટે તેઓ અમેરિકાની વિશ્વપ્રસિદ્ધ કેલિફોર્નિયા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી (Caltech) ગયા, જ્યાં તેમને પ્રતિષ્ઠિત રિચાર્ડ ફેનમેન ફેલોશિપ મળી. કેલ્ટેકમાં તેમણે સુપ્રસિદ્ધ નોબેલ વિજેતા ભૌતિકશાસ્ત્રી રિચાર્ડ ફેનમેન સાથે નજીકથી કામ કર્યું અને તેમના ટીચિંગ આસિસ્ટન્ટ તરીકે સેવા આપી. તેમણે 1978માં કેલ્ટેકમાંથી Ph.D. પૂર્ણ કર્યું. તેમના પત્નીનું નામ મંજુ છે અને તેમને બે પુત્રીઓ છે.

અમેરિકાની કારકિર્દી છોડીને ભારત આગમન

સામાન્ય રીતે Ph.D. કર્યા પછી મોટાભાગના વિજ્ઞાનીઓ અમેરિકામાં જ સ્થાયી થઈ જતા હોય છે, પરંતુ પ્રોફેસર ધરે ભારત પાછા ફરવાનો નિર્ણય લીધો. 1978માં ભારત આવ્યા બાદ તેઓ મુંબઈ સ્થિત ટાટા ઇન્સ્ટિટ્યુટ ઓફ ફન્ડામેન્ટલ રિસર્ચ (TIFR) માં વિઝિટિંગ ફેલો તરીકે જોડાયા અને ૧૯૮૦ થી ૨૦૧૬ સુધી ત્યાં પ્રોફેસર તરીકે સેવાઓ આપી. નિવૃત્તિ બાદ તેઓ લગભગ 8 વર્ષ સુધી પુણે ખાતે આવેલી IISER (Indian Institute of Science Education and Research) માં પ્રોફેસર તરીકે રહ્યા અને સેંકડો વિદ્યાર્થીઓને માર્ગદર્શન આપ્યું. હાલમાં તેઓ બેંગલુરુના ઇન્ટરનેશનલ સેન્ટર ફોર થિયોરેટિકલ સાયન્સિસ (ICTS-TIFR) માં INSA ડિસ્ટિન્ગ્વિશ્ડ પ્રોફેસર તરીકે જોડાયેલા છે.

પ્રોફેસર ધરનું સંશોધન કેવું અને કેટલું મહત્ત્વપૂર્ણ છે?

આંકડાકીય ભૌતિકશાસ્ત્ર (Statistical Physics) માં તેમનું સૌથી મોટું યોગદાન 'ધરનું બર્નિંગ અલ્ગોરિધમ' (Dhar's Burning Algorithm) માનવામાં આવે છે, જે તેમણે સેન્ડપીલ મોડેલ્સ (Sandpile Models) ના સંદર્ભમાં વિકસાવ્યું હતું. આ સિદ્ધાંત જટિલ સિસ્ટમો અને 'સેલ્ફ-ઓર્ગેનાઇઝ્ડ ક્રિટિકાલિટી' ના અભ્યાસમાં માઇલસ્ટોન સાબિત થયો છે.

આંકડાકીય ભૌતિકશાસ્ત્ર (Statistical Physics) એટલે શું?

ધારો કે તમારે કોઈ એક માણસનું વર્તન સમજવું છે, તો તે સરળ છે. પણ જો સ્ટેડિયમમાં 50,000 લોકો ભેગા થાય, તો આખી ભીડ કઈ રીતે વર્તશે (જેમ કે, અચાનક ભાગદોડ મચવી કે બધા એકસાથે તાળીઓ પાડવી) તેને સમજવું અઘરું છે. ભૌતિકશાસ્ત્રમાં જ્યારે લાખો-કરોડો અણુઓ કે કણો ભેગા થાય, ત્યારે તે બધા ભેગા મળીને કેવું વર્તન કરે છે, તેનો અભ્યાસ ‘આંકડાકીય ભૌતિકશાસ્ત્ર’ નામની શાખા કરે છે.

સેન્ડપીલ મોડેલ (Sandpile Model) શું છે?

• રેતીનો ઢગલો (Sandpile): તમે જમીન પર ધીમે ધીમે રેતીના એક-એક કણ નાખતા જાવ તો એક નાનો ઢગલો બનશે. એક સમય એવો આવશે કે જ્યારે માત્ર એક વધારાનો કણ નાખવાથી આખો ઢગલો સરકી પડશે.
• સેલ્ફ-ઓર્ગેનાઇઝ્ડ ક્રિટિકાલિટી: આનો અર્થ એ થાય કે કોઈ સિસ્ટમ પોતાની મેળે જ એવા નાજુક વળાંક (Critical Point) પર પહોંચી જાય છે, જ્યાં એક નાનો ફેરફાર પણ મોટો વિસ્ફોટ કે ફેરફાર લાવી શકે છે.
• કુદરતમાં એક નાનો આંચકો મોટો ભૂકંપ લાવી દે છે.
• જંગલમાં એક નાનું તણખલું વિકરાળ આગ બનીને ફેલાઈ જાય છે.
• શેરબજારમાં એક નાની અફવા આખું માર્કેટ ક્રેશ કરી દે છે.

ધરનું બર્નિંગ અલ્ગોરિધમ (Dhar's Burning Algorithm) શું છે?

પ્રોફેસર દીપક ધરે ગણિતનું એવું અલ્ગોરિધમ શોધ્યું છે, જેનાથી એ ગણતરી કરી શકાય કે રેતીના ઢગલા જેવા જટિલ મોડેલમાં કયો ભાગ સ્થિર છે અને કયો ભાગ ક્યારે સરકી પડશે. આ શોધે વિજ્ઞાનની દુનિયામાં મોટો ધડાકો કર્યો.

આ શોધ ક્યાં ઉપયોગી છે?
આ સિદ્ધાંત માત્ર વિજ્ઞાનની પ્રયોગશાળા સુધી સીમિત નથી રહ્યો, પરંતુ તેનો ઉપયોગ ઘણી જગ્યાએ થાય છે. જેમ કે…

• કૃત્રિમ બુદ્ધિ (AI): AI ના મગજ (Neural Networks) માં લાખો ડેટા એકસાથે કઈ રીતે કામ કરે છે તે સમજવા.
• શેરબજાર (Stock Market): માર્કેટમાં અચાનક તેજી કે મંદીનો મોટો ધડાકો કેમ થાય છે તે સમજવા.
• જટિલ નેટવર્ક્સ: ઈન્ટરનેટ, ટ્રાફિક જામ કે સોશિયલ મીડિયા પર કોઈ સમાચાર વાયરલ કેમ થાય છે તેની પેટર્ન સમજવા.

અનેક એવોર્ડ્સ અને સન્માન મેળવ્યા

પ્રોફેસર દીપક ધરને તેમની કારકિર્દી દરમિયાન દેશ-વિદેશના અનેક પ્રતિષ્ઠિત સન્માન મળ્યા છે. જેમ કે…

• 1991: ભારતમાં વિજ્ઞાન ક્ષેત્રે આપવામાં આવતો સર્વોચ્ચ પુરસ્કાર 'શાંતિ સ્વરૂપ ભટનાગર પુરસ્કાર' તેમને ખૂબ જ નાની ઉંમરે મળ્યો હતો.
• 1993: ધ વર્લ્ડ એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસ (TWAS) દ્વારા ફિઝિક્સમાં અપાતો TWAS પ્રાઇઝ એવોર્ડ.
• 2022: સ્ટેટિસ્ટિકલ ફિઝિક્સ ક્ષેત્રનો નોબેલ સમાન ગણાતો બોલ્ટ્ઝમેન મેડલ (Boltzmann Medal) જીતનારા તેઓ પ્રથમ ભારતીય બન્યા.
• 2023: ભારત સરકાર દ્વારા તેમને દેશના ત્રીજા સર્વોચ્ચ નાગરિક સન્માન પદ્મ ભૂષણથી નવાજવામાં આવ્યા.
• 2026: ઇન્ટરનેશનલ સેન્ટર ફોર થિયોરેટિકલ ફિઝિક્સ (ICTP) દ્વારા તેમને સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઉત્કૃષ્ટ પ્રદાન બદલ ‘ડિરાક મેડલ’ (Dirac Medal) એનાયત થયો.

ભારતીય યુવાનો માટે પ્રેરણારૂપ વ્યક્તિત્વ

ઉત્તર પ્રદેશના એક નાના ગામમાંથી વિજ્ઞાન સામયિકો વાંચીને અંગ્રેજી શીખનાર બાળકે આજે વિશ્વના શ્રેષ્ઠ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓમાં સ્થાન મેળવ્યું છે. અમેરિકા છોડીને ભારતમાં જ રહીને સંશોધન કરવાનો તેમનો નિર્ણય દર્શાવે છે કે જિજ્ઞાસા, સખત મહેનત અને દેશ પ્રત્યેનો પ્રેમ હોય તો વૈશ્વિક સ્તરે સફળતા મેળવી શકાય છે. પ્રોફેસર દીપક ધરની આ સિદ્ધિ ભારતની યુવા પેઢી માટે હંમેશા પ્રેરણારૂપ બનશે.