வெற்றிடத்தை அறிதல் குறித்து

This entry is part of 24 in the series 20021201_Issue

அரவிந்தன் நீலகண்டன்


‘ஸ்ரீ அரவிந்தர் கூறுவதைப்போல பிரபஞ்ச வெளி எங்கும் ஆற்றல் நிரம்பியுள்ளது ‘

– Dr.APJ.அப்துல் கலாம்

*****

முடிவான நிலைத்தன்மை கொண்ட பரந்த வெளி (absolute space) யினை நியூட்டன் 1680 களில் உருவாக்கியதிலிருந்து இத்தேடலின் கதை தொடங்குகிறது. நியூட்டன் இப்பிரபஞ்சமெங்கும் நிறைந்த வெளி வெற்றிடமல்ல என்றும் நிலையான சலனமற்ற வஸ்து ஒன்றால் அது நிரம்பியிருப்பதாக கூறினார். அவர் அவ்வாறு கூறிய போது எவ்வித அறிவியல் சான்றுமற்ற தத்துவார்த்த ஊகமாகவே அது இருந்தது. பின்னர் ஒளி அலையாக வெற்றிடத்தில் பயணிக்கிறது என்பது அறியப்பட்ட போது நியூட்டானிய நிர்குண வஸ்து பெளதீக இருப்புடைய ஊடகமாக இயற்பியலாளர்களால் அறியப்பட்டது. இந்த வஸ்துதான் ஈதர் (ether). ஆக பிரபஞ்சமே நிலைத்தன்மை கொண்ட காலவெளியானதோர் ஈதர் ஊடகத்தால் நிரப்பப்பட்ட பெருங்கடல். அதில் அனைத்து இயக்கங்களும் விண்மீன் மண்டலங்களும், விண்மீன்களை வலம் வரும் கோள்களும் நியூட்டானிய இயற்பியல் விதிகளை பின்பற்றி வரும் இயந்திர இயக்கங்கள்.

இது உண்மைதானா ? ஒளியின் வேகம் விநாடிக்கு 1,86,284 மைல். பூமி சூரியனைச் சுற்றி வரும் வேகம் விநாடிக்கு 20 மைல். பூமியின் திசையில் பூமியிலிருந்து கிளம்பும் ஒளிக்கற்றைக்கும் பூமியின் திசைக்கு எதிர் திசையில் பூமியிலிருந்து கிளம்பும் ஒளிக்கற்றைக்கும் இந்த பூமியின் சுற்று வேக வித்தியாசம் கட்டாயமாக இருக்க வேண்டும். இவ்வேக வேற்றுமையை கணக்கிட மைக்கேல்ஸன் மற்றும் மார்லி ஒரு பரிசோதனையை நிகழ்த்தினர். இச்சோதனையின் விளைவும் முடிவும் மிகத்தெளிவாக ஒரு விஷயத்தை காட்டியது, ஒளியின் வேகம் அனைத்து திசைகளிலும் வேற்றுமையற்று ஒரே சீராக உள்ள தென்பதே அது. இதனை இரு விதங்களில் விளக்கலாம். ஈதர் என்பது பெளதீக இருப்பற்றது அல்லது பூமி சூரியனைச் சுற்றுவதை மறுப்பது. இம்முரண் புதிருக்கான விடையினை கண்டறிந்தவர் இருபத்தைந்தே வயதான காப்புரிமை குமஸ்தா, அவர் பெயர் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்.

1905 இல் வெளியிட்ட தன் ஆய்வுத்தாளில் ஐன்ஸ்டைன் நிலையான வெளியினை மறுத்தார். மைக்கேல்ஸன் மற்றும் மார்லி ஆய்வின் உண்மையினை ஏற்று கற்பனையான ஈதரினையும் நிலைத்தன்மை கொண்ட வெளியையும் நிராகரித்த ஐன்ஸ்டைன் ஒளியின் வேகத்தை மாறாத்தன்மை கொண்டதாக கருதினார். சார்பியல் அறிவியலின் புரட்சி இயற்பியலில் ஆரம்பித்து விட்டது.நியூட்டானிய ஈதர் அறிவியல் வரலாற்றில் ஒரு காட்சிப் பொருளாகி விட்டது.

*****

மூலக்கூறுகளிடையே ஈர்ப்பு இருப்பது அனைவரும் அறிந்ததே. இந்த ஈர்ப்புத்தன்மையின் அளவு வித்தியாசங்களே ஒரு பொருளின் திட திரவ வாயு நிலைகளை நிர்ணயிக்கிறது. மின்னணு துருவத்தன்மை கொண்ட மூலக்கூறுகளில் (polar molecules, உதாரணமாக ஹைடிரஜன் க்ளோரைட்) இது எளிதாக விளக்கப்பட்டு விடமுடியும். ஆனால் அத்தகைய தன்மையற்ற மூலக்கூறுகளான ஆக்சிஜன், ஹைடிரஜன் ஆகியவை நீர்மத்தன்மை அடையும் நிலையில் அம்மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான ஈர்ப்புவிசைகளை இலண்டன் விசைகள் என்பர். மின்னணு மேகங்களால் உருவாக்கப்படும் மிகக்குறைவான கால அளவுடைய மின்னணு துருவத்தன்மையால் (induced dipole) இந்த வாண்டர்வால் விசை வகை ஈர்ப்பு விசைகளை விளக்கிய ப்ரிட்ஸ் இலண்டன் என்பவரால் இவ்விசை 1932 இல் விளக்கப்பட்டது. இந்நிலையில் தியோ ஓவர்பீக் எனும் நெதர்லாந்த் இயற்பியலாளர் இலண்டனின் விளக்க கணிப்புக்கு ஆட்படாத பதிவுகள்திடதிரவ கலவைகளில் (colloids) ஏற்படுவதை கண்டார். இதற்கான காரணத்தை கண்டறிய அவர் தன் சக இயற்பியலாளரான ஹெண்ட்ரிக் கஸிமிரிடம் கேட்டுக் கொண்டார்.மின்னணு சார்பற்ற இரு மூலக்கூறு களிடையேயான ஈர்ப்பின் தன்மை மின்காந்த இயற்கை கொண்ட தென்பதால் விளக்க ஒளியின் வேகத்தின் மாறாத்தன்மையையும் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ள வேண்டுமெனும் அடிப்படையில் தன் ஆய்வினை மேற்கொண்ட கஸிமிர், விரைவில் இதனை ‘வெற்றிட கிளர்ச்சி ‘ (vacuum fluctuations) மூலம் விளக்க முடியுமென்பதை உணர்ந்தார்.

ஒரு மூலகம் ஆற்றலை ‘உள்வாங்குகையில் ‘ அதன் மின்னணுக்கள் தம் இருப்பிலிருந்து ஆற்றல் அதிகமான க்வாண்டம் இருப்புகளுக்கு செல்கின்றன. பின்னர் அந்த அதிக ஆற்றலை ஒரு ஒளித்துகளாக வெளியிட்டு தன்னிலைக்குத் திரும்புகின்றன. இந்த தன்னியல்பு நிலை திரும்புதலுக்கான காரணம் வெற்றிட கிளர்ச்சி எனும் க்வாண்டம் நிகழ்வேயாகும். எந்த விசைப்புலமும் அதிலும் குறிப்பாக மின்காந்த விசைப்புலத்தில் இக் க்வாண்டம் நிகழ்வான வெற்றிட கிளர்ச்சி நடந்தேறிய படியே உள்ளது என்கிறது க்வாண்டம் இயற்பியலின் கணித சமன்பாடுகள். இதன் அடிப்படையிலேயே இரு கண்ணாடித்தளங்கள் ஒன்றையொன்று பார்க்க வெற்றிடத்தில் நிறுத்தப்படுகையில் அவ் வெற்றிடம் அடையும் வடிவ வளைவு காரணமாக வெற்றிட கிளர்ச்சி கஸிமிர் ஈர்ப்பு விசையாக வெளிப்படக் கூடும் என ஹெண்ட்ரிக் கஸிமிர் கணித்தார். க்வாண்டம் இயற்பியலில் வெற்றிடம் வெறும் வெற்றிடமில்லை. அங்கு நியூட்டானிய ஈதரும் இல்லை. மாறாக இடையறா புலக் கிளர்ச்சி உள்ளதோர் இயக்கசெறிவுடையதாக ‘வெற்றிடம் ‘ இயங்குகிறது. இக்கிளர்ச்சிகள் ஒரு வடிவ வளைவுக்கு உட்படுத்தப் படும் போது அது விசையாக வெளிப்படுகிறது. ஆனால் 1948 இல் கஸிமிரால் வெளியிடப்பட்ட இவ்விசையின் இருப்பு குறித்த கணிப்பை உறுதி செய்வது அன்றைய தொழில் நுட்ப சாத்தியக் கூறுகளின் அறிதல் எல்லைக்கப்பால் பட்டதாயிருந்தது.

*****

1958 இல் இவ்வெற்றிட விசையினை அளவிடும் முயற்சிகள் தொடங்கின. மார்க்கஸ் ஸ்பார்னாய் எனும் இயற்பியலாளர் அலுமினியம், குரோமியம் மற்றும் உருக்கால் ஆன உலோக ஆடிகளிடையே உருவாகும் கஸிமிர் விசையினை குறித்த ஆய்வுகளில் ஈடுபட்டார். பல தொழில்நுட்ப பிரச்சனைகளை மீறி இவ்விசையின் இருப்பினை அவர் உறுதி செய்தார். 1997 களில் அடுத்த தலைமுறை தொழில்நுட்ப உதவியுடன் ஸ்டாவ் லமோரியக்ஸ் க்வார்ட்ஸ் சமதளத்திற்கும் ஒரு சிறிய குவி ஆடிக்கோளத்திற்கும் இடையே உருவாகும் கஸிமிர் விசைகளை கணிக்கப்படும் அளவிற்கு 5%மே வேறுபாடு உள்ள அளவுகளில் ஆராய்ந்தார்.

கங்கை கரை பனாரஸ் ஹிந்து பல்கலைக் கழக இயற்பியல் மாணவரான உமர் மொகைதீன் இன்று கொலம்பிய பல்கலைக் கழக இயற்பியல் பேராசிரியர்.ஸ்டாவ் லமோரியக்ஸ்ஸின் ஆய்வுக்கு பின் ஒரு வியக்கதகு முன்னகர்தல் அவரால் ஏற்படுத்தப் பட்டுள்ளது. ஒரு அணுவிசை நுண்ணோக்கியின் (atomic field microscope) கீழ் முக்கோண காம்பின் விளிம்பில் வைக்கப்படும் ஒரு உலோக பூச்சு கொண்ட கோளத்திற்கும் ஒரு சமதன்மை கொண்ட உலோக தளத்திற்கும் இடையே ஏற்படும் கஸிமிர் விசை அக்கோளத்தினை முன்னகர செய்கிறது. அப்போது இந்த அமைப்பின் மீது பட்டு எகிறும் லேசர் ஒளிக்கற்றை ஒளிமின் டையோட்களால் பதிவு செய்யப்படுகிறது. கஸிமிர் விசையினை பதிவு செய்ய இதுவரை உருவாக்கப்பட்ட பரிசோதனைகளிலேயே இதுதான் மிகவும் நுண்ணுணர் தன்மையுடன் உருவாக்கப்பட்டதென கூறலாம். கணிக்கப்பட்ட கஸிமிர் விசை அளவினோடு ஆய்வு முடிவுகளின் விசை அளவுகள் 1%க்குள்ளாக ஒத்துப்போகின்றன. உமர் மொகைதீனின் பரிசோதனைகள் முக்கியமான தொழில்நுட்ப முன்னகர்வுகளுக்கு வழிவகுப்பவை குறிப்பாக மைக்ரோசிப் தொழில் நுட்பத்தில். ‘அனைத்து புல வெற்றிடங்களுக்கும் கஸிமிர் விசை பொதுவானது. எனது பரிசோதனை களில் மின்காந்த புல வெற்றிடங்களில் உருவாகும் கஸிமிர் விசை வெளிப்படுத்தப்பட்டு அளவிடப்படுகிறது. ‘ என கூறுகிறார் உமர் மொகதீன். பிரபஞ்சவியலின் சில மிகவும் ஆழ்ந்த மர்மங்களை நாம் அறிய கஸிமிர் விசை பயன்படக்கூடும். பிரபஞ்ச விரிதலை அறிவியல் இன்னமும் முழுமையாக அறிந்துவிடவில்லை. ‘க்வாண்டம் வெற்றிடச் சலனக் கிளர்ச்சிகள் இதற்கு காரணமாக இருக்கலாம் என சில அறிவியலாளர்கள் கருதுகின்றனர். ‘என்கிறார் மொகைதீன். சம்பந்தமற்றதாக தோன்றும் மற்றொரு துறையிலும் கஸிமிர் விசை அளவிடுதல் முக்கியமான விளைவுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

பிரக்ஞை குறித்த ரோஜர் பென்ரோஸின் க்வாண்டம் இயங்கியல் சார்ந்த விளக்கங்கள் 1971 லேயே முன்வைக்கப்பட்டுள்ளன. இன்று பிரக்ஞை விளக்க வைக்கப்படும் முன்யூகங்களில் இவை முன்னணியில் உள்ளன. ஏனெனில் சில தொழில்நுட்பங்கள் மூலம் நம்மால் இம்முன்யூகங்களை விரைவில் ஆராய முடியும் என்பதே. பென்ரோஸின் சக ஆய்வாளரான ஸ்டூவர்ட் ஹமரூப் பிரக்ஞை குறித்த க்வாண்டம் இயற்பியல் விளக்கங்களை முன்வைக்கையில் கஸிமிர் விசையினை முக்கியமான ஒன்றாக விளங்குகிறது. நரம்பு மண்டல் செல்களான நியூரான்களின் மைக்ரோடியுப்யூல்களிடையே ஏற்பட இயலும் கஸிமிர் விசையின் அழுத்தத்தை ஜியார்ஜ் ஹால் சற்றேறக்குறைய 0.5 முதல் 20 வளிஅழுத்த அலகுகளாக கருதுகின்றனர்.இத்தகைய க்வாண்டம் ‘மேகங்கள் ‘ பிரக்ஞையின் ஆக்கத்தில் முக்கிய பங்கு வகிக்கக்கூடும் எனும் நிலைப்பாட்டினை ஆய்வதில் மொகைதீனின் பரிசோதனைகள் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் என்பது தெளிவு. மொகதீனும் தம் அடுத்த கட்ட பரிசோதனைகள் ‘உயிர்வேதி மூலக அமைப்புகளிடையே உருவாகும் கஸிமிர் விசையினை ஆய்வதாக ‘ இக்கட்டுரையாளருக்கு தெரிவித்தார். முன்னணி அறிவியலில் முக்கிய பங்காற்றும் மொகைதீன் இந்திய அறிவியல் திறமை மேலும் பிரகாசிக்க பின்வரும் எண்ணங்களை நம்முடன் பகிர்கிறார், ‘மனனம் செய்வதைக் காட்டிலும் ஆழ்ந்து சிந்திக்கும் தன்மைக்கு முக்கியத்துவம் அளிப்பதாகவும், அறிவியல் கோட்பாடுகளை போன்றே பரிசோதனைகளுக்கு முக்கியத்துவம் கொடுப்பதாகவுமான அறிவியல் பாடத்திட்டம் நம் மாணவர்களுக்கு வேண்டும். என்றென்றும் பாரதம் உலக தரம் வாய்ந்த அறிவியலாளர்களை உருவாக்கியே வந்துள்ளது.இன்றும் அது தொடர்கிறது. ‘

வெற்றிடத்தின் விசையினை அளப்பதில் கிட்டும் வெற்றிகள் நம் பிரபஞ்ச அறிதலினை மேலும் ஆழப்படுத்துகின்றன. ஆழ்ந்த பிரபஞ்ச மர்மங்களினை வெளிப்படுத்தும் விளிம்புகளில் நம் இந்திய மனங்கள் மிகத் தீவிரமாக இயங்கி வருவது நம் அனைவருக்குமே பெருமை அளிப்பது. மானுடம் தன் அறிதலில் மேலும் சிகரங்களை எட்ட உதவும் மொகைதீனை பாரதியன் எனும் முறையிலும், மானுட அறிதலின் வெற்றிக்காகவும் வாழ்த்துவோம்.

‘இந்திய மனத்தின் தரமும் ஆற்றலும் எந்த நார்டிக், டியூடானிக் ஆங்கிலோ சாக்ஸன் மனதிற்கும் குறைந்ததல்ல. ஆனால் நாம் நம் மீது நம்பிக்கையற்றவர்களாயிருப்பதே நமது பெரிய குறை. நாம் சாதனைகளை மெய்ப்பிக்கும் உந்து சக்தி அற்றவர்களாகிவிட்டோம். ஒரு வித தாழ்வு மனப்பான்மை நம்முள் புகுந்துவிட்டது. இந்த தோல்வி மனப்பான்மை அழிக்கப்பட வேண்டியது இன்றைய இந்தியாவின் தேவை. நமக்கு தேவை விஜய சக்தி. அச்சக்தியின் மூலம் நாம் உலக நாடுகளின் மத்தியில் நம் தேசத்தை அதற்கு உரிய உயர்ந்த இடத்திற்கு கொண்டு செல்வோம். வெற்றி கொள்ள முடியாத இச்சக்தியின் எழுந்ததென்றால் நாம் நம் இலட்சியத்தை அடைவதை யாராலும் தடுக்க முடியாது. ‘

-சி.வி. இராமன்

இக்கட்டுரைக்காக எனக்கு ஏற்பட்ட ஐயங்களை மீண்டும் மீண்டும் நான் கேட்ட போது பொறுமையுடன் அவற்றிற்கு தன் பல அலுவல்களுக்கிடையே மிக விளக்கமாக பதிலளித்த Dr.உமர் மொகைதீன் அவர்களுக்கு நன்றி.

-அரவிந்தன் நீலகண்டன்

(Dr.உமர் மொகைதீனின் இணைய பக்கம்: http://physics.ucr.edu/People/Home/mohideen.html)

***

infidel_hindu@rediffmail.com

Series Navigation