களஞ்சியம் – 9: குவாண்டக்கணினி – 5

4கருந்துளைகள் கணினியானால்

நாம் ஐன்சுடைனுக்கும் குவாண்டக்கணினிக்கும் தொடர்பு உண்டு என்றுக்கண்டோம் அல்லவா, அதேபோல், எல்லாவிதமான பொருட்களைக்கொண்டும் கோட்பட்டளவில் குவாண்டக்கணினியும் செய்யலாம் எனக்கொண்டோம் அல்லவா?! அப்படியானால், இப்பிரபஞ்சத்தில் மிகவும் அதீதப் பொருளான கருந்துளையை வைத்தும் குவாண்டக்கணினியை செய்யலாமா?!

கோட்பாட்டளவிலான ஆய்வுகள் முடியும் என்றே சொல்வதுடன், கருந்துளைக் கணினிகள் இப்பிரபஞ்சத்தில் நடைபெறும் செயல்பாடுகளின் வேகத்திற்கும், சேதிக் கொள்ளளவுக்கும் எல்லைகளை வகுக்கும் என்றும் கூறுகின்றனர். அதாவது, வருடாவருடம் வரும் செல்பேசிகளின், கணினிகளின் குணாதிசயங்கள் உயர்ந்து கொண்டே வருகிறது. போன வருடம் வந்த செல்பேசி அல்லது கணினியின் CPU /செயல்திறனும், செயல்நினைவகமும், நினைவகமும் இவ்வருடம் வந்த செல்பேசி, கணினியில் உயரிய அளவுகள் கொண்டதாக இருக்கும். இது இப்படியே சென்றால், 20 வருடத்தில் நாம் அளவிலாத்திறன் கொண்ட செல்பேசி அல்லது கணினியை வடித்திருப்போம்1, அப்படியானால், இன்னும் 50 வருடத்தில் எப்படியிருக்கும் எனயோசித்தால், திறன் பன்மடங்காக ஆகியிருக்கும். அப்படியானால், இதற்கு முடிவு என்பதேக்கிடையாதா?! இல்லை இதற்கும் வரம்பு உண்டு என்பதே அனுமானம்.

அதாவது, இயற்கையில் காணப்படும் நியூட்டனின் ஈர்ப்புமாறிலி, பிளாங்க் மாறிலி, ஒளியின் திசைவேகம் போன்ற மாறிலிகள் தொழில்நுட்பவளர்ச்சிக்கு அறுதியிட்டு சில வரம்புகளை முன்வைக்கின்றன.

கருந்துளையில் நடைபெறும் செயல்பாடுகளை, நாம் இம்மாறிலிகளைக் கொண்டே அளக்கிறோம், அதாவது, கருந்துளையின் சிதறம்/entropy, வெப்பநிலை, கருந்துளையை ஒரு மிகப்பெரிய வட்டாக நினைத்து, அதில் ஒரு சேதியையிட்டால் அச்சேதி எம்மாறுதலும் அடையாமல் அதில் சேமிக்கவைக்கப்பட்டிருக்கும் காலம், இவையனைத்திலும் இம்மூன்று மாறிலிகளின் ஆதிக்கம் இருப்பதால், கருந்துளையே கணினிசெயல்பாட்டின் வரம்புகளையிடுவதைக் காணமுடியும். ஆக அதன்படி, நாம் செய்யக்கூடிய செயல்திறன்மிக்க மையசெயல்பாட்டு அலகின் வேகம் ஆக மட்டுமே இருக்கவியலும். அதற்குமேலான செயல்திறனை இவ்வண்டம் அனுமதிக்காது!!

2முடிவுரை

இதுபோன்ற வரம்புகள் மூலம் அண்டத்தில் நடக்கும் விசயங்களின் எல்லைகள் வரையறுக்கப்பட்டாலும், அவ்வரம்பை எட்டுவதற்கு நாம் பலபடிகள் பின் தங்கியிருக்கிறோம். ஆயினும், குவாண்ட ஆய்வுகளில் தற்பொழுது, ஐரோப்பிய மற்றும் சீனநாட்டின் விண்வெளி முகமங்கள் குவாண்டத்தொடர்பாடல் நடக்கும் இரு இடங்களின் தொலைவினையும் அதன் போக்கையும் ஒவ்வொரு வருடமும் அதிகரித்துவருகின்றனர். மேலும் பலதரப்பட்ட புதுமையான திண்மப்பொருள் ஆய்வுகளின் மூலம் பொருண்ம சுழற்கடத்திகள்/topological materials பல உருவாக்கப்படுகின்றன. இவையெல்லாம் குவாண்டக்கணினியில் பயன்படும் பட்சத்தில், குவாண்டக்கணினிகள் பிழைகள் தவிர்த்தும், நீண்டகாலத்திற்கு நிநைனைவகங்கள் சேதியை சேமிக்கவும் இயலும்.

1இம்மாதிரியான தொழில்நுட்ப வளர்ச்சியைக் குறிக்கும் விதியை மூருடைய விதி/ Moore’s law என்பார்கள், இவ்விதியை குவாண்டக்கணினிகள் உடைத்துவிட்டன

Advertisements

இண்டர்ஸ்டெல்லாரின் -நிகழ்வெல்லையில்/event horizon ஓர் சர்ரியல் கனவு ..

 இராஜ் சிவா அண்ணன் மிகவும் முக்கியமான கூர்மையானக் கேள்வியொன்றை, நேரத்தைப் பற்றி எழுப்பியிருந்தார், அதற்கான பதில் எனக்குத் தெரிந்தவரை இதுவரை செய்த ஆய்வுகள் அளவில் தெளிவானதாக இல்லை.  கேள்விக்கானப் பதில் என்பதை விட, அதைச்சுற்றிய விவரங்களைப் பகிர்கிறேன்.

நான் மேலே கூறியிருந்ததன்படி, நிகழ்வு எல்லையில் நேரம் உறைந்து இருக்குமென்றால், அந்த இடத்தில், ஒளியும் நகர முடியாமல் உறைந்த நிலையிலேயே இருக்கும். அதாவது போட்டோன்கள் அங்கு அசையும் நிலையில் இருக்காது. அப்படியெனின், அங்கு எதையும் பார்க்க முடியாது. ஒரு பொருளிலிருந்து வரும் ஒளி கண்ணில் பட்டால்தானே அந்தப் பொருள் தெரியும். ஒன்றையும் பார்க்க முடியாது என்பது மட்டுமல்ல, எதையும் உணரவும் முடியாது, புரிந்து கொள்ளவும் முடியாது.

காண்பது உணர்வது எல்லாம் அவரின் மனத்தில் நடப்பவையாக இருக்கவேண்டும். உதாரணத்திற்கு நேரம் உறைநிலையில் இருப்பது என்பது அவரது விண்கலத்தின் நேரம் உறைந்திருக்கிறது. வெளியில் உள்ள ஒளியன்/போட்டான் சிதறுவது இவருக்கு ஒளியின் வேகத்திலேயே நடப்பதாகத் தான் தெரியும்! மேலும் ஒரு வேளை விண்வெளிவீரர் அமைதியாக இருந்தாலும் அவருக்கு கடந்தகால “நிகழ்வுகளைப் பார்த்துக்” கடக்கும் வேகம் அதிகமாக இருக்கும். உணர்வுகள் மூளையைச் சென்றடைவதற்கான வேகம் சராசரியாக 1.1 நொடிகள் என்பதாகக் கொண்டால், ஒரு வேளை அவர் ஒளியின் திசைவேகத்தில் பயணித்தால், ஒரு நொடிக்கு ஒரு நிகழ்வு என்றுவைத்தால்கூட, அவர் கண்டு முடிப்பதற்குள் கிட்டத்தட்ட 10^8 “நிகழ்வுகள்” நடைபெறும், அதில் சில நினைவுகளைமட்டும் வெளியில் காணபதென்பது ஒரு சர்ரியலிசக் கனவாகத்தான் கொள்ளவேண்டும்! இவ்வளவு வேகமாக நாம் பார்க்கவும் உணரவும் முடியாது.

நேரம் என்பது மிகவும் குழப்பமான விசயம் தான் எங்களுக்கும். அதன் ஆதாரம் என்ன என்பதும் அதன் ஓட்டம் எந்தெந்தத்திசையில் இருக்கிறது என்பதும் குழப்பமானது தான். அதுவும் கருந்துளையில் நேரம், நிகழ்வெல்லையில் நடைபெறும் இயக்கத்தைப் பற்றிய ஆய்வுகளும் இன்னும் முழுமையானதாகவில்லை.

ஐன்ஸ்டைனின் கருத்துப்பிரகாரம், ஒளியின் திசைவேகமானது, நாமும் ஒளியின் திசைவேகத்திலேயே சென்றாலும், ஒளியின் திசைவேகத்தில் தான் இருக்கும் என்பதைக் கருத்தில் கொண்டாலும், ஷாப்பிரோ நேரவித்தியாசம் போன்ற விசயங்கள் வெளியின் வளைவால் ஏற்படும், ஆனாலும் அதிக நேர வேறுபாடு இருக்காது. ஆயினும் இது பற்றிய ஆய்வுகள் ஏதும் இருப்பது போல் தெரியவில்லை. இது கிட்டத்தட்ட சிங்குலாரிட்டிக்குள் விழுவதற்கு முந்தைய இடம், நேரமும் இடமும் மிகவிரைவாக மாறுவதற்கு முநதைய இடம் எனினும், நாம் எவ்விடத்தில் இருந்து பார்க்கிறோம் என்பதும் மிகமுக்கியம். மேலும் நமது உணர்விகள்/சென்சார் மிகவிரைவாக வேலைசெய்வனவாக இருக்கவேண்டும். தற்போதைய எலக்றான் உணர்விகள் நேனோ நொடிகள் 10^{-9} தாமதத்துடன் இயங்குவன, உங்களுடையக் கேள்வியின் பிரகாரம், அவற்றாலும் அந்நேரத்தில் நடக்கும் மாற்றத்தை உணர்ந்துப் பதியவியலாது.

இப்படத்தில் கருத்துப்பிழைக்கான வாய்ப்புக் குறைவானதாகவே இருக்கவேண்டும். இவ்வருடத்தின் நோபல் இயற்பியலாளரான கிப் தோர்ன் போன்றோர் தலைமையில், நாம் அறிந்த வெளி-நேர அனைத்துக்கோட்பாடுகளையும் கணினியில் ஒப்புமைசெய்தே எடுத்துள்ளனர், எனினும், மிகைப்படுத்துதலே கதைக்கு அழகு, கதைக்கும் காலில்லை!!

மேலும் இப்படத்தில் அவர்கள் செய்த ஆய்வைக் கட்டுரையாக, அந்த ஆய்வுக்குழுவே வெளியிட்டுள்ளனர்.

https://arxiv.org/abs/1502.03809

வானவெளியில் ஒரு வாணவேடிக்கை – GW170817!

எல்லோருக்கும் தீபாவளி நல்வாழ்த்துகள்!

கடந்த சிலநாள்களாக, இயற்பியல் ஆய்வுலகில் கோலாகலமாய் தீபாவளி கொண்டாடிக் கொண்டிருக்கிறோம். காரணம், லைகோ விர்கோ ஆய்வுக்கூட்டமைப்பில் GW170817 எனும் இருபெரும் நியூட்ரான் விண்மீன்கள் காதலர்போல் ஒன்றையொன்றுத் தொடர்ந்து சுற்றிவந்து ஒன்றோடொன்று குலாவி மோதி ஒன்றுக்குள் ஒன்றுப் பொதிந்த நிகழ்வைக் கண்டிருக்கிறார்கள். அம்மோதலால் பெரும்சக்திவாய்ந்த (காமா-கதிர்)ஒளியும்,மோதலுக்குமுன் நிகழ்ந்த சுழற்சியால் வெளி-நேரப் போர்வையில் (space-time warp) உண்டான அதிர்வும் என ஒளியும் ஒலியும் போல் நிகழ்ச்சியை உலகின் வெவ்வேறு இடங்களில் வெவ்வேறு வடிவில் கண்டறிந்துள்ளனர்!

யாரோ ஒரு இளம் ஆய்வாளர் வானத்தில் ஏதோ வெளிச்சமாக ஒரு ஒளிரும் நிகழ்வைக் கண்டறிந்தவர், எதார்த்தமாய் ட்வீட்டரில் கீச்சிட (உடனே அவர் அக்கீச்சை அழித்துவிட்டாலும்), தமிழ் வாட்சப் உலகில் பகிரப்படும் வதந்திகள் போல், விசயம் காட்டுத்தீயாய்ப் பரவியும் எல்லோருக்கும் தெரிந்த இரகசியமாகவும் ஆகிவிட்டது. போட்டிகள் நிறைந்த அறிவியல் உலகில், யார் இதை முதலில் வெளியிடுவதென்றப் போட்டியில் நான் முந்தி நீ முந்தியென x-கதிர், காமா-கதிர், அகச்சிவப்பு கதிர் எனப் பல்வேறுவகையான வானியல் அலைக்கற்றை ஆய்வுகளைப் பண்ணுவோரும் லேசர் குறுக்கீட்டுவிளைவுகொண்டு ஈர்ப்பலையை ஆய்வுசெய்வோர் எனபின்னர் எல்லோரும் சேர்ந்து ஒன்றாகக்கூடி தேர் இழுத்ததில், ஒரே நிகழ்வில் உண்டான ஈர்ப்பலையோடு அதே நிகழ்வில் உண்டான ஒளியையும் கண்டறிந்த அதிசயமும் நிகழ்ந்துள்ளது . இது நிசமாகவே நடந்த நிகழ்வுதானா எனக் கிட்டத்தட்ட இரண்டுமாதமாக சோதித்து ஆய்ந்துத் தெளிந்து, சில நாட்களுக்கு முன்னர் பொதுமக்களுக்கான சேதியாக வெளியிட்டுள்ளனர்.

வானியற்பியல் ஆய்வில் முதன்முறையாக ஒரே நிகழ்வின் ஒளியும் அதிர்வும் ஒரே நேரத்தில் உய்த்துணரப்பட்டு, அதன் மூலம் அம்மாதிரியான நிகழ்வுகளில் நியூட்ரான் விண்மீன்கள் மற்றும் கருந்துளைகள் இயங்கும்விதம் ஓரளவு தெளிவாக உணரப்பட்டுள்ளது. மேலும், இது ஐன்ஸ்டைனின் பொதுசார்புக் கொள்கையைத் திரும்பவும் மெய்ப்பிப்பதாகவும் ஈர்ப்பலையும் ஒளியின்வேகத்தின் தன்மைகொண்டது என்பதையும் உணர்த்துவதாகவும் உள்ளது. அதாவது வெவ்வேறு இடங்களில் ஒளிக்கதிர்களும் ஈர்ப்பு அதிர்வுகளும் உய்த்துணரப்பட்டது என நான் குறிப்பிட்டேன் அல்லவா, ஈர்ப்பலை, ஒளிக்கதிர் என அனைத்துமே ஒரே நேரத்தில் பதியப்பட்டதிலிருந்து, ஒளி, ஈர்ப்பலை இரண்டும் கிட்டத்தட்ட ஒரேவேகத்தில் பரவுவதைக் கண்டறியமுடிந்தது, ஒளியையும் ஈர்ப்பலையையும் இரண்டும் வெவ்வேறு இடத்தில் உணரப்பட்டாலும், வெறும் 1நொடி கால இடைவெளியில் அவற்றை அளக்கும் உணர்கருவிகள் உணர்ந்துள்ளன.

 

சில வாரங்களுக்கு முன்னர்தான் ஈர்ப்பலை ஆய்வுக்கான நோபல் பரிசு– LIGO/Virgo ஆய்வுக்கூட்டமைப்பில் உள்ள இரெய்னர் வைஸ் (Rainer Weiss), கிப் தோர்ன் (Kip Thorne), பேரி பேரிஷ்க்கு (Barry Barish) வழங்கப்பட்டிருக்கிறது! அடிப்படைத்துகள்கள், ஈர்ப்புவிசை ஆய்வுகள் எல்லாம் தொய்வடைந்து இருந்த காலம்போய், திரும்பவும் பலவடிவங்களை இந்தாய்வுகள் எடுத்து வளர்ந்துவருகின்றன! புதுமையான இயற்பியல் என்பதன் வரையறை 1000, 100, 50, 10 வருடங்களுக்கு ஒருமுறை மாறியது போய், வருடக்கணக்கில் வருமளவிற்கு புதிதாக ஆய்வுகள் நடந்தேறிவருவது மிகவும் மகிழ்ச்சிக்குரியது! இப்புதிய கண்டுபிடிப்பும் மிகமுக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாகவும் மற்றொரு நோபல் பரிசுக்கு வழிகோலுவதாகவும் அறியப்படுகிறது.

வானியற்பியலர் சந்திராவின் தமிழ் கையெழுத்து!

 
பேராசிரியர். செ. இரா. செல்வக்குமார் அவர்கள் இவ்வார வல்லமையாளராக, கணித நோபலான ஏபல் பரிசை வென்ற பேராசிரியர் சீனிவாச வரதனாரைவல்லமை” பக்கத்துக்காகத் தேர்வு செய்திருந்ததைக் குறிப்பிட்டிருந்தார். அப்பொழுது வந்த விவாதத்தில் வரதன் அவர்கள் தமிழைப் போற்றுவதையும் அவர்தம் தமிழிலக்கிய ஆர்வத்தையும் அக்கட்டுரையில் குறிப்பிட்டிருந்தார். விவாதத்தில் கணிதவியலர் இராமானுஜனையும் மற்ற தமிழ் அறிவியலறிஞர்களைப் பற்றியும் பேசியிருந்தனர். அப்பொழுது தான், எனக்கு சந்திரசேகர் அவர்களின் கையெழுத்தைப் பற்றியும் அவர் ஏட்டில் தமிழில் எழுதியிருந்ததாய் குறிப்பிடப்பட்டதும் நினைவு வந்தது, அதை அவர்கள் பக்கத்தில் குறிப்பிட்டதையடுத்து, அதை தனியிடுகையாக இடும்படிக் குறிப்பிட்டிருந்தார்கள்.

புகழ்பெற்ற நோபலியர் சந்திரசேகரின் விண்மீன் காலவரையறையைக் குறிக்கும் படம்! எரிந்து முடிந்த விண்மீன்களின் ஆரத்திற்கும், சூரியனின் ஆரத்திற்குமான விகிதத்திற்கும், விண்மீன்-சூரிய நிறை விகிதத்திற்கும் ஆனத் தொடர்பு. விண்மீன் இறப்பு “பிண்டம்” எனக் குறிக்கப்பட்டுள்ளது!
அந்த ஏட்டின் “கையெழுத்துப் பிரதியின்” ஒரு பக்கத்தை, இயற்பியலர் பேரா. ஜி, வெங்கடராமன், அவர்களின் “Vignettes in Physics” நூல்கள் வரிசையில் வெளிவந்த ஒரு நூலான “Chandrasekhar and His Limits” (Univ. Press)-ல் அட்டைப்படத்தில் உபயோகித்திருந்தார்!
உண்மையில், அந்தப் படம் புகழ்பெற்ற இயற்பியலரான கியார்கி கேமௌ (George Gamow) அவர்கள், சந்திரசேகரின் கையெழுத்துப் பிரதியைப் பார்த்ததை வைத்து, கேமௌ அவர்களாலேயேத் திரும்பவும் “வரையப்பட்டது”! (ருஷ்யர் தமிழ் வார்த்தைகளை வரைந்திருப்பதால் தான் விட்டார்த்தம் பார்க்க வித்தியாசமாக உள்ளது!) அவரின் நூலிலிருந்து எடுத்ததைத் தான் வெங்கடராமன் தனது நூலில் பயன்படுத்தியிருந்தார்.
ஆயினும், இலக்கியமாக, வரலாறாக இல்லாமல், தமிழை கணித, இயற்பியல்– சேதியியல், வெப்பவியக்கவியல் , நரம்பியல் வழியாக அணுகியவர்கள் மிகக் குறைவாக இருந்தது/இருப்பது வருத்தமானது. எனக்குத் தெரிந்தவரை, கிஃப்ட் சிரோமணி மற்றும் அவருடன் உழைத்தவர்களின் ஆய்வுகளும் எனக்குப் பிடித்தமானவை! பேராசிரியர் தெய்வ சுந்தரம் நயினார் போன்றோரின் அணுகுமுறையும் கணினிமொழியியலில் வேலை செய்வோரின் ஆய்வுகளும் மொழி-அறிவியலின் கட்டமைப்புப் பற்றிய ஆய்வுகளை ஊக்குவிப்பதைக் காணும் போது மிகவும் மகிழ்ச்சியாக உள்ளது!