அணுக்கரு : நம் கண்ணுக்குத் தெரியும் சின்னஞ்சிறு உலகம்! : பாகம் 5

இத்தொடரின் முந்தைய பாகங்களை வாசகர்கள் கீழே இருக்கும் இணைப்பில் சென்று வாசிக்க முடியும்...

அணுக்கரு : நம் கண்ணுக்குத் தெரியும் சின்னஞ்சிறு உலகம்! : பாகம் 4

கடந்த தொடரில் எலெக்ட்ரோன் நுணுக்குக் காட்டியின் கண்டுபிடிப்பு, அது மருத்துவத் துறையில் ஏற்படுத்திய முன்னேற்றம் மற்றும் அணு ஒன்றின் சிறிய கூறுகள் குறித்த அறிமுக விளக்கப் படம் என்பவை குறித்துப் பார்த்தோம். அதன் தொடர்ச்சி இனி...

எலெக்ட்ரோன்கள் மின்னேற்றம் உடைய துணிக்கைகள் என்பதால் ஓர் வெற்றிடக் குழாயில் சுற்றியும் எலெக்ட்ரோன் வோல்டேஜ் அழுத்தத்தின் மத்தியில் அவை இடப் பட்டால் அவற்றிட்கு விசை (Force) உண்டாகும். இந்த விசை எலெக்ட்ரோன்களை ஆர்முடுகச் (Accelaration) செய்யும். இந்த பண்பைப் பயன்படுத்தி எலெட்ரோன்களை குறிப்பிட்ட ஒரு புள்ளியில் குவியச் செய்தால் அவை பயணிக்கும் திரையில் ஒளிப்படத்தைப் பெற முடியும். இவ்வாறு தான் ஆரம்பத்தில் சாதாரண தொலைக் காட்சி அல்லது கணணி மானிட்டர் ஆகியவை கண்டு பிடிக்கப் பட்டன.

ஆனால் வைரஸ்களைப் பார்க்குமளவுக்கு மிகச்சிறிய ஒளிப்படத்தைப் பெற தொலைக்காட்சியை விட 10 மடங்குக்கும் அதிகமான சக்தி எலெக்ட்ரோன் நுணுக்குக் காட்டிக்குத் தேவைப்படும். இந்நிலையில் வைரஸ்களை விடப் பல மடங்கு சிறியதான ஒரு பொருளின் அடிப்படைக் கட்டமைப்பான அணுக்கள் ஒரு பதார்த்தத்தில் எவ்வாறு ஒழுங்கமைக்கப் பட்டுள்ளன என்பது குறித்த தெளிவான புரிதல் இன்று நமக்குள்ளது. ஆனால் 20 ஆம் நூற்றாண்டின் முதல் தசாப்தத்திலேயே அணுக்களது வெளிப்பாடு குறித்துப் பல விஞ்ஞானிகளுக்கும் பல்வேறு விதமான சந்தேகங்கள் இருந்துள்ளது.

இன்று நாம் ஓர் அணுவின் மேற்பரப்பைத் துல்லியமாகப் படம் பிடிக்கக் கூடிய வரை வளர்ச்சியடைந்துள்ளோம். மேலே உள்ள படமானது அயர்ன் சிலிஸைடு படிகத்தின் (iron silicide crystel) அணுக்களது மேற்பரப்பு அடுக்குகளை இன்னும் நுணுக்கமான scanning tunnelling microscope எனப்படும் ஓர் நுணுக்குக் காட்டியால் பெறப்பட்டதாகும். இது கேம்ப்ரிட்ஜில் உள்ள நேனோ தொழிநுட்ப ஆய்வகத்தில் எடுக்கப் பட்டது.

Thomas Young

1773 ஆம் ஆண்டு பிரிட்டனில் பிறந்த தோமஸ் யங் என்ற விஞ்ஞானி 19 ஆம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்தில் ஒளியின் அலை இயல்பை எடுத்துரைத்தார். அதன் பின் X - Ray கதிர்களின் அலை இயல்பினால் ஏற்படும் Diffraction (மாறுபாடு) என்ற விளைவைப் பயன்படுத்தி மருத்துவத் துறையில் புரட்சி ஏற்பட்டு இன்று நாம் X-Ray கதிர் புகைப் படங்கள் மூலம் உள்ளுறுப்புக்கள் மற்றும் கலங்களின் சிதைவு அல்லது மாறுபாட்டை அறியும் தொழிநுட்பம் உண்டானது.

தோமஸ் யங்கின் ஒளியின் அலை இயல்பு தொடர்பான Double Slit Experimemt நவீன பௌதிகவியலின் முக்கியமான திருப்பமாகும். 20 ஆம் நூற்றாண்டில் அணு இயற்பியலில் (Particle Physics) ஏற்பட்ட விரைவான முன்னேற்றத்துக்குப் பங்களித்த மாக்ஸ்வெல், வில்லியம்ஸ் ஹேர்செல் போன்றோர்களின் ஆய்வுக்கு தோமஸ் யங்கின் கண்டுபிடிப்பே முன்னோடியாக இருந்தது.

இரட்டைப் பிளவு பரிசோதனை அல்லது Double Slit Experiment என்றால் என்னவென்று சுருக்கமாகப் பார்ப்போம். ஓர் அட்டையில் (Barrier) இரண்டு க்அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட துளைகளை இட்டு அவற்றினூடாக ஒளிக்கற்றையை செலுத்தி வெளியேறும் இடத்தில் ஓர் திரையை வைத்தால் அத்திரையில் ஒளி, மற்றும் ஒளி அற்ற இருள் (கருப்பு) ஆகியவை கலந்த ஓர் வடிவம் (Pattern) தென்படும். தண்ணீர் அலைகள் உட்பட எந்தவொரு அலையுமே (Wave) இதே விளைவைத் தான் வெளிப்படுத்தும்.

இந்த விளைவு மாறுபாடு (Diffraction) எனப்படுகின்றது. குறித்த Pattern இல் இடைவெளிகளில் ஏன் இருட்டாகத் தென்படுகிறது என்ற கேள்வி எழலாம். இதற்குக் காரணம் ஒளியின் அலை இயல்பு தான். வேறுபட்ட துளைகளினூடாக வெளிப்படும் ஒளி அலையின் முகடுகள் (Crest), பள்ளத்தை (Trough) சந்திக்கும் போது ஒன்றை இன்னொன்று ரத்து செய்து விடுவதால் திரையின் குறிப்பிட்ட சில புள்ளிகளில் இருண்ட வடிவம் தென்படுகின்றது.

X-Rays களின் அலை நீளம் (Wavelength) சாதாரண கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியை விட 1000 மடங்கு குறைவாகும். இதனால் நாம் ஒரு X-Ray நுணுக்குக் காட்டியை உருவாக்குவது இயலாத ஒன்றாகும். ஏனெனில் X-Rays களை குவிக்க (Focus) செய்யக் கூடிய ஓர் வில்லையை (Lens) நாம் வடிவமைக்க முடியாது. ஆனால் இதற்கு மாற்றாக எந்தவொரு அலையினதும் பிரதான பண்பான Diffraction இனைப் பயன்படுத்தி குறிப்பிட்ட ஒரு பதார்த்தத்தின் கட்டமைப்பை X-Ray கதிர்களைக் கொண்டு அறியும் தொழிநுட்பத்தை இன்று நாம் கொண்டுள்ளோம். இது எவ்வாறு சாத்தியமாகின்றது?

19 ஆம் நூற்றாண்டில் Grating (அசையச் செய்தல்) மூலம் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியைக் கொண்டு பல குறுக்கிடும் அலை வடிவங்களைத் தோமஸ் யங் உருவாக்கினார்.

இதன் தொடர்ச்சியையும் அணுக்கருவின் கண்டுபிடிப்பு குறித்த பார்வையினையும் அடுத்த வாரம் எதிர்பாருங்கள்..