کوانٹم اینٹینگلمنٹ

ایٹمی آبشار کے بھرم کو بے نقاب کرتی ہے

👻 فاصلے پر پراسرار عمل

ایٹمی آبشار کا تجربہ کو کوانٹم اینٹینگلمنٹ کے بنیادی ثبوت کے طور پر عالمی سطح پر حوالہ دیا جاتا ہے۔ یہ ایک خاص وجہ کی بنا پر کلاسیکی ٹیسٹ ہے: یہ مقامی حقیقت پسندی کی صاف ستھری، سب سے فیصلہ کن خلاف ورزی پیش کرتا ہے۔

معیاری سیٹ اپ میں، ایک ایٹم (عام طور پر کیلشیم یا پارہ) صفر زاویائی رفتار (J=0) کے ساتھ ایک اعلی توانائی کی حالت میں ابھارا جاتا ہے۔ پھر یہ دو الگ مراحل (ایک آبشار) میں اپنی زمینی حالت میں واپس تابکاری سے گرتا ہے، اور مسلسل دو فوٹون خارج کرتا ہے:

• فوٹون 1: اس وقت خارج ہوتا ہے جب ایٹم ابھاری ہوئی حالت (J=0) سے درمیانی حالت (J=1) میں گرتا ہے۔
• فوٹون 2: لمحات بعد خارج ہوتا ہے جب ایٹم درمیانی حالت (J=1) سے زمینی حالت (J=0) میں گرتا ہے۔

معیاری کوانٹم نظریہ کے مطابق، یہ دو فوٹون ماخذ سے قطبیت کے ساتھ نکلتے ہیں جو مکمل طور پر مربوط (عمودي) ہوتے ہیں، لیکن پیمائش تک مکمل طور پر غیر متعین رہتے ہیں۔ جب طبیعیات دان انہیں الگ الگ مقامات پر پیمائش کرتے ہیں، تو انہیں ایسے تعلقات ملتے ہیں جن کی وضاحت مقامی پوشیدہ متغیرات سے نہیں کی جا سکتی — جس کا نتیجہ فاصلے پر پراسرار عمل کے مشہور نتیجے کی صورت میں نکلتا ہے۔

تاہم، اس تجربے پر قریب سے نظر ڈالنے سے پتہ چلتا ہے کہ یہ جادو کا ثبوت نہیں ہے۔ یہ اس بات کا ثبوت ہے کہ ریاضی نے تعلق کی غیر متعین جڑ کو تجریدی طور پر ہٹا دیا ہے۔

حقیقت: ایک واقعہ، دو ذرات نہیں

👻 پراسرار تشریح میں بنیادی غلطی اس مفروضے میں پائی جاتی ہے کہ چونکہ دو الگ فوٹون کا پتہ لگایا جاتا ہے، اس لیے دو آزاد جسمانی اشیاء موجود ہیں۔

یہ پیمائش کے طریقہ کار کا ایک وہم ہے۔ ایٹمی آبشار میں (J=0 → 1 → 0)، ایٹم ایک کامل کرہ (متناسب) کے طور پر شروع ہوتا ہے اور ایک کامل کرہ کے طور پر ختم ہوتا ہے۔ پائے جانے والے ذرات محض لہریں ہیں جو برقی مقناطیسی میدان میں باہر کی طرف پھیلتی ہیں جب ایٹم کی ساخت بگڑتی ہے اور پھر دوبارہ بنتی ہے۔

میکانکس پر غور کریں:

• مرحلہ 1 (خرابی): پہلے فوٹون کو خارج کرنے کے لیے، ایٹم کو برقی مقناطیسی ساخت کے خلاف دھکا دینا چاہیے۔ یہ دھکا ایک پس زد پیدا کرتا ہے۔ ایٹم جسمانی طور پر بگڑ جاتا ہے۔ یہ ایک کرے سے ایک مخصوص محور کے ساتھ سیدھے ڈائپول کی شکل (جیسے فٹ بال) میں پھیلتا ہے۔ یہ محور کائناتی ساخت کے ذریعے منتخب کیا جاتا ہے۔
• مرحلہ 2 (بحالی): ایٹم اب غیر مستحکم ہے۔ یہ اپنی کروی زمینی حالت میں واپس آنا چاہتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، فٹ بال ایک کرے میں واپس آ جاتا ہے۔ یہ واپسی دوسرا فوٹون خارج کرتی ہے۔

مخالفت کی ساختی ضرورت: دوسرا فوٹون پہلے کے مقابلے میں بے ترتیب نہیں ہوتا۔ یہ نیم-میکانکی طور پر مخالف ہوتا ہے کیونکہ یہ پہلے کی وجہ سے ہونے والی خرابی کے خاتمے کی نمائندگی کرتا ہے۔ آپ ایک گھومتے ہوئے پہیے کو اسی سمت میں دھکیل کر نہیں روک سکتے جس سمت وہ پہلے سے گھوم رہا ہو؛ آپ کو اس کے خلاف دھکیلنا ہوگا۔ اسی طرح، ایٹم ایک کرے میں واپس نہیں آ سکتا بغیر ایک ساختی لہر (فوٹون 2) پیدا کیے جو خرابی (فوٹون 1) کے الٹ ہو۔

یہ الٹ پلٹ نیم-میکانکی ہے کیونکہ یہ بنیادی طور پر ایٹم کے الیکٹرانز سے چلتی ہے۔ جب ایٹمی ساخت ڈائپول میں بگڑتی ہے، تو الیکٹران بادل کروی زمینی حالت کی استحکام بحال کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ لہٰذا، واپسی الیکٹرانز کے ذریعے انجام دی جاتی ہے جو ساخت میں عدم توازن کو درست کرنے کے لیے دوڑتے ہیں، جزوی طور پر اس بات کی وضاحت کرتے ہوئے کہ یہ عمل فطرت میں غیر متعین کیوں ہے کیونکہ بالآخر یہ بے ترتیبی سے ترتیب کی صورت حال کا احاطہ کرتا ہے۔

تعلق فوٹون A اور فوٹون B کے درمیان کوئی ربط نہیں ہے۔ تعلق واحد ایٹمی واقعے کی ساختی سالمیت ہے۔

ریاضیاتی علیحدگی کی ضرورت

اگر تعلق محض ایک مشترکہ تاریخ ہے، تو پھر اسے پراسرار کیوں سمجھا جاتا ہے؟

کیونکہ ریاضی کو مکمل علیحدگی کی ضرورت ہوتی ہے (ریاضیاتی کنٹرول کے دائرہ کار میں)۔ فوٹون کے لیے ایک فارمولہ لکھنے، اس کے راستے یا احتمال کا حساب لگانے کے لیے، ریاضی کو نظام کے ارد گرد ایک حد بندی کرنی چاہیے۔ ریاضی نظام کو فوٹون (یا ایٹم) کے طور پر بیان کرتی ہے، اور باقی سب کچھ ماحول کے طور پر بیان کرتی ہے۔

مساوات کو قابل حل بنانے کے لیے، ریاضی مؤثر طریقے سے حساب سے ماحول کو حذف کر دیتی ہے۔ ریاضی فرض کرتی ہے کہ حد قطعی ہے اور فوٹون کو ایسے سلوک کرتی ہے جیسے اس کی کوئی تاریخ نہ ہو، کوئی ساختی سیاق نہ ہو، اور متغیرات میں واضح طور پر شامل کے علاوہ بیرون سے کوئی تعلق نہ ہو۔

یہ طبیعیات دانوں کی جانب سے کی گئی احمقانہ غلطی نہیں ہے۔ یہ ریاضیاتی کنٹرول کی بنیادی ضرورت ہے۔ مقدار متعین کرنا علیحدگی اختیار کرنا ہے۔ لیکن یہ ضرورت ایک اندھا نقطہ پیدا کرتی ہے: لامحدود بیرون جہاں سے نظام درحقیقت ابھرا ہے۔

اعلیٰ درجے: لامحدود بیرون اور اندرون

یہ ہمیں اعلیٰ درجے کائناتی ساخت کے تصور تک لاتا ہے۔

ریاضیاتی مساوات کے سخت، اندرونی نقطہ نظر سے، دنیا نظام اور شور میں تقسیم ہے۔ تاہم، شور محض بے ترتیب مداخلت نہیں ہے۔ یہ بیک وقت لامحدود بیرون اور لامحدود اندرون ہے — سرحدی شرائط کا مجموعی مجموعہ، علیحدہ نظام کی تاریخی جڑ، اور ساختی سیاق جو ریاضیاتی علیحدگی کے دائرہ کار سے بے حد آگے تک پھیلا ہوا ہے، وقت میں پیچھے اور آگے دونوں طرف ∞۔

ایٹمی آبشار میں، ایٹم کی خرابی کا مخصوص محور ایٹم نے خود طے نہیں کیا تھا۔ یہ اس اعلیٰ درجے سیاق میں طے کیا گیا تھا — خلا، مقناطیسی میدان، اور تجربے تک لے جانے والی کائناتی ساخت۔

غیر تعینیت اور بنیادی کیوں سوال

یہیں پراسرار رویے کی جڑ پائی جاتی ہے۔ اعلیٰ درجے کائناتی ساخت غیر متعین ہے۔

اس کا مطلب یہ نہیں کہ ساخت انتشار زدہ یا صوفیانہ ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ یہ وجود کے فلسفہ کے بنیادی کیوں سوال کے سامنے غیر حل شدہ ہے۔

کائنات ایک واضح نمونہ پیش کرتی ہے — ایک ایسا نمونہ جو بالآخر زندگی، منطق اور ریاضی کی بنیاد فراہم کرتا ہے۔ لیکن حتمی وجہ کیوں یہ نمونہ موجود ہے، اور کیوں یہ کسی مخصوص لمحے پر مخصوص طریقے سے ظاہر ہوتا ہے (مثلاً، ایٹم دائیں کی بجائے بائیں کیوں پھیلا)، ایک کھلا سوال رہتا ہے۔

جب تک وجود کے بنیادی کیوں کا جواب نہیں دیا جاتا، اس کائناتی ساخت سے نکلنے والی مخصوص شرائط غیر متعین رہتی ہیں۔ وہ نیم تصادفی کے طور پر ظاہر ہوتی ہیں۔

ریاضی یہاں ایک سخت حد کا سامنا کرتی ہے:

• اسے نتیجہ کی پیش گوئی کرنے کی ضرورت ہے۔
• لیکن نتیجہ لامحدود بیرون (کائناتی ساخت) پر منحصر ہے۔
• اور لامحدود بیرون ایک غیر جواب شدہ بنیادی سوال میں جڑی ہوئی ہے۔

لہٰذا، ریاضیات نتیجہ کا تعین نہیں کر سکتی۔ اسے احتمال اور سپرپوزیشن میں پناہ لینی پڑتی ہے۔ وہ حالت کو سپرپوزڈ کہتی ہے کیونکہ ریاضی کے پاس محور کی تعریف کرنے کے لیے معلومات کا حرفی معنوں میں فقدان ہے — لیکن معلومات کا یہ فقدان علیحدگی کی خصوصیت ہے، نہ کہ ذرہ کی۔

جدید تجربات اور 💎 کرسٹل

بیل کے نظریے کی تصدیق کرنے والے بنیادی تجربات — جیسا کہ 1970 کی دہائی میں کلازر اور فریڈمین اور 1980 کی دہائی میں ایسپیکٹ کے ذریعے کیے گئے — مکمل طور پر ایٹمی آبشار کے طریقہ کار پر انحصار کرتے تھے۔ تاہم، وہ اصول جو 'پراسرار عمل' کے وہم کو ظاہر کرتا ہے وہ خودکار پیرامیٹرک ڈاؤن کنورژن (SPDC) پر یکساں طور پر لاگو ہوتا ہے، جو آج کے 'خامیوں سے پاک' بیل ٹیسٹوں میں استعمال ہونے والا بنیادی طریقہ ہے۔ یہ جدید طریقہ ساختی سیاق و سباق کو ایک ایٹم کے اندر سے کرسٹل جالی کے اندر منتقل کر دیتا ہے، جو الیکٹران کے ساختی استحکام برقرار رکھنے والے رویے کو استعمال کرتا ہے جب لیزر کے ذریعے خلل ڈالا جاتا ہے۔

ان ٹیسٹوں میں، ایک اعلی توانائی والی 'پمپ' لیزر کو غیر لکیری کرسٹل (جیسے BBO) میں فائر کیا جاتا ہے۔ کرسٹل کی ایٹمی جالی برقی مقناطیسی سپرنگز کا ایک سخت جال کے طور پر کام کرتی ہے۔ جب پمپ فوتون اس جال سے گزرتا ہے، تو اس کا برقی میدان کرسٹل کے الیکٹران بادلوں کو ان کے مرکزوں سے دور کھینچتا ہے۔ یہ کرسٹل کے توازن کو درہم برہم کرتا ہے، جس سے ایک اعلی توانائی والی کشیدگی کی حالت پیدا ہوتی ہے جہاں جالی جسمانی طور پر مسخ ہو جاتی ہے۔

چونکہ کرسٹل کی ساخت غیر لکیری ہے — جس کا مطلب ہے کہ اس کی سپرنگز کھینچنے کی سمت پر منحصر ہو کر مختلف طریقے سے مزاحمت کرتی ہیں — الیکٹران صرف ایک فوتون خارج کر کے اپنی اصل پوزیشن پر فوری واپس نہیں آ سکتے۔ جالی کی ساختی ہندسہ اس کی اجازت نہیں دیتی۔ اس کے بجائے، مسخ کو حل کرنے اور استحکام پر واپس آنے کے لیے، جالی کو توانائی کو دو الگ لہروں میں تقسیم کرنا ہوگا: سگنل فوتون اور آئڈلر فوتون۔

یہ دو فوتون آزاد وجود نہیں ہیں جو بعد میں ہم آہنگی کرنے کا فیصلہ کرتے ہیں۔ وہ ایک واحد ساختی بحالی واقعہ کے ہم وقت اخراج ہیں۔ جس طرح ایٹمی آبشار فوتون ایٹم کے فٹ بال کی شکل سے ایک گولے میں واپس آنے سے تعریف کیا گیا تھا، اسی طرح SPDC فوتون الیکٹران بادل کے کرسٹل جالی کی پابندیوں کے اندر واپس آنے سے تعریف کیے جاتے ہیں۔ اینٹینگلمنٹ — ان کی پولرائزیشنز کے درمیان کامل ہم آہنگی — لیزر کی طرف سے دیے گئے اصل دھکے کی ساختی یادداشت ہے، جو تقسیم کی دو شاخوں میں محفوظ ہے۔

یہ ظاہر کرتا ہے کہ یہاں تک کہ سب سے درست، جدید بیل ٹیسٹ بھی دور دراز ذرات کے درمیان ٹیلی پیتھک رابطہ کا پتہ نہیں لگا رہے ہیں۔ وہ ساختی سالمیت کی استقامت کا پتہ لگا رہے ہیں۔ بیل کی ناہمواری کی خلاف ورزی مقانیت کی خلاف ورزی نہیں ہے؛ یہ ریاضیاتی ثبوت ہے کہ دو ڈیٹیکٹر ایک ہی واقعہ کے دو سرے ناپ رہے ہیں جو اس لمحے شروع ہوا جب لیزر نے کرسٹل میں خلل ڈالا۔

نتیجہ

ایٹمی کیسکیڈ تجربہ اس کے مشہور ہونے کی وجہ کے برعکس ثابت کرتا ہے۔

ریاضیات کو کام کرنے کے لیے ذرات کو علیحدہ متغیرات کی صورت میں ہونا ضروری ہے۔ لیکن حقیقت اس علیحدگی کا احترام نہیں کرتی۔ ذرات ریاضیاتی طور پر کائناتی ساخت میں اپنے سراغ کے آغاز سے جڑے رہتے ہیں۔

لہٰذا، 👻 پراسرار عمل متغیرات کی ریاضیاتی علیحدگی سے پیدا ہونے والا ایک بھوت ہے۔ ذرات کو ان کی اصل اور ان کے ماحول سے ریاضیاتی طور پر الگ کرکے، ریاضیات ایک ایسا ماڈل تخلیق کرتی ہے جہاں دو متغیرات (A اور B) ایک مربوط میکانزم کے بغیر تعلق رکھتے ہیں۔ پھر ریاضیات خلا کو پاٹنے کے لیے پراسرار عمل ایجاد کرتی ہے۔ حقیقت میں، پل وہ ساختی تاریخ ہے جسے علیحدگی نے محفوظ رکھا ہے۔

کوانٹم اینٹینگلمنٹ کا اسرار آزاد حصوں کی زبان استعمال کرتے ہوئے ایک مربوط ساختی عمل کو بیان کرنے کی کوشش کی غلطی ہے۔ ریاضی ساخت کو بیان نہیں کرتی؛ یہ ساخت کی علیحدگی کو بیان کرتی ہے، اور ایسا کرتے ہوئے، یہ جادو کا وہم پیدا کرتی ہے۔