28/11/2019

அணு உடைப்பு - அடிப்படை வேதியியல் 3

பொருட்களை மூலக்கூறு நிலையில் இருந்து தனிம நிலைக்கு உடைத்து விடலாம். ஆனால் தனிம நிலையில் உள்ள பொருட்களை அணுநிலைக்கு உடைப்பது செயற்கையாக இயலாத செயல். தனிமத்தையே உடைக்க முடியாத போது அணுவை எப்படி உடைப்பது?

அணுவை உடைக்க முடியாது. அதே நேரத்தில் அணுவின் புற விளைவுகளை வைத்து அணுவின் உள்  விளைவுகளை கணிக்க முடியும் என தீர்மானித்தனர் அறிவியலாளர்கள்.

அணுவின் விளைவுகள் மிக எளிமையானது. அதே நேரத்தில் மிகமிக சிக்கலானது. ஏன் என்றால் அணுவை துகளா அலையா என நிர்ணயிக்க முடியவில்லை. இயற்பியல் விதிப்படி அணு ஒரு துகள். அதற்கு அலை தன்மையை கொடுக்க முடியாது. 

அலைதன்மையுடன் அணுவை அணுகினால் இயற்பியல் உலகின் அத்தனை விதிகளும் பொய்யாகி விடும். அதே நேரத்தில் துகள் தன்மையையும் கொடுக்க முடியாது. ஏனென்றால் அணுவை ஒரு துகளாக அணுகினால் அணுவியல் விளைவுகளுக்கு அர்த்தமே இல்லை. தனிமங்களின் எண்ணிக்கை கேலிக்கூத்தாகிவிடும். இது இயற்பியல் உலகின் விதிகளை பொய்யாக்குவதோடு மட்டுமல்ல கேலிக்கும் ஆளாக்கிவிடும்.

இந்த பிரச்சனையை தீர்க்க அணு என்பது துகள்/அலை கலந்த கலவை என அறிவியலாளர்கள் சமாதானப்படுத்திக் கொண்டனர். சமாதானம் தானே தவிர முழுமையான அறிவியலாக அணுநிலை மாறவில்லை.

அணுவின் விளைவுகள் அலை தன்மையோடு ஒத்துபோகிறது. அணுவின் அமைப்போ துகள் தன்மையோடு ஒத்து போகிறது. இந்த குழப்பங்களை தீர்க்க அணுவின் மையத்திற்கு துகள் தன்மையையும். எல்லைக்கு அலை தன்மையையும் கொடுத்தார்கள். ஓரளவு இந்த கோட்பாடு அணுவின் நிலையை விளக்கியது.

துகள் தன்மையான மையத்திற்கு நியூட்ரான் என பெயர் வைத்தனர். தமிழில் அணுக்கரு. எல்லைக்கு எலக்ட்ரான் என பெயர் வைத்தனர். தமிழில் மின்னி. 

நியூட்ரான், எலக்ட்ரான் சேர்ந்த அமைப்பு தான் அணு. நியூட்ரான் எலக்ட்ரான் என்ற இரு நிலையில் இருந்தாலும் அணு என்பது ஒன்று தான். நியூட்ரான் எலக்ட்ரானை பிரிக்க முடியாது. இந்த இரண்டும் ஒன்றோடு ஒன்று இரண்டற கலந்தவை. இந்த கலவையே அணு. - இந்த கோட்பாடு ஓரளவு அணுவின் புற விளைவுகளை விளக்கியது. தனிமம் முதல் காற்று வரையிலான இயல்புலகின் அத்தனை விதிகளையும் மெய்பித்துக் காட்டியது.

தனிமம் முதல் காற்று வரை சரி. ஆனால் ஒளிக்கு அணுவின் எலக்ட்ரான், நியூட்ரான் அமைப்பு விளக்கம் தரவில்லை. இப்போது மீண்டும் பழைய குழப்ப நிலைக்கே சென்றனர் அறிவியலாளர்கள்.


ஒளி நிலையை விளக்க வேண்டும் என்றால் அணுவின் அமைப்பில் நிச்சயம் மாற்றம் செய்தாக வேண்டும். என்ன மாற்றம் செய்வது? நீண்ட காலம் அறிவியலாளர்களால் விடை காண முடியவில்லை.

இதற்கு எல்லாம் ஒரே தீர்வு எப்படியாவது அணுவை உடைப்பது தான். அணுவுக்குள் என்ன இருக்கிறது என்பதை கண்டு பிடித்தால் மட்டுமே அணுவின் உண்மை நிலையை அறிய முடியும். சரி அணுவை எப்படி உடைப்பது?

செயற்கையாக நம்மால் அணுவை உடைக்க முடிவதில்லை. அதேநேரத்தில் இயற்கையில் ஒளி மிக எளிதாக அணுவை உடைக்கிறது. முள்ளை முள்ளால் எடுப்பது போல ஒளியை கொண்டே அணுவை உடைக்கும் அதிரடி முடிவுக்கு வந்தனர் அறிவியலாளர்கள்.

அணுவை ஒளியாக கருதி, அணுவின் மீது ஒளியை பாய்ச்சினார்கள். என்ன ஆச்சரியம்! அற்புதம் நிகழ்ந்தது. அணு தூள் தூளாக உடைந்து சிதறியது. அறிவியலார்களால் நம்பவே முடியவில்லை. அணுவை உடைப்பது இவ்வளவு எளிதான செயலா என ஆச்சரியத்தில் உறைந்து நின்றனர். கண்கட்டு வித்தையாக இருக்குமோ என திரும்ப திரும்ப ஆய்வை செய்து பார்த்தனர். எல்லா முறையும் அணு ஒரே போலவே தூள் தூளானது. வித்தையும் இல்லை. விசித்திரமும் இல்லை. அணு உடைவது உண்மையே! என்ற இறுதி முடிவுக்கு வந்தனர் அறிவியலாளர்கள்.

அணு உடைந்து விட்டது. தூள் தூளாகிவிட்டது. எல்லாம் சரி. ஆனால் இது நடந்தது எல்லாம் ஒளியால். அணு உடைந்து தூள் தூளானதும் ஒளியாக! இப்போது அறிவியலாளர்கள் இருதலை கொள்ளியாக, மதில்மேல் பூனையாக முடிவு எடுக்க முடியாத நிலைக்கு தள்ளப்பட்டனர். ஒன்று அணுவை ஒளியாக கருத வேண்டும். அல்லது ஒளியை அணுவாக கருத வேண்டும்.

சிலர் அணுவை ஒளி என்றனர். சிலர் ஒளியை அணு என்றனர். அறிவியலாளர்கள் வசதிக்கு ஏற்ப அணு/ஒளி கோட்பாடை அங்கும் இங்குமாக பயன்படுத்திக் கொண்டனர். அறிவியலாளர்களின் இந்த மதில்மேல் பூனை நிலைக்கு பூனைக்கு மணி கட்டுவது யார்? என்ற ஏக்கம் நீண்ட காலம் இருந்தது.

20 நூற்றாண்டு ஆரம்பத்தில் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் தைரியமாக பூனைக்கு மணி கட்டினார். அணு என்பது ஒளி என்ற முடிவை அதிரடியாக அறிவித்தார். இ=எம்சி2 கோட்பாட்டை முன்வைத்தார். ஆரம்பத்தில் யாரும் ஏற்றுக்கொள்ளவில்லை. ஆனால் 20 நூற்றாண்டின் மிகப்பெரிய கோட்பாடு இந்த இ=எம்சி2 கோட்பாடு தான்.

ஒளியின் வேகத்தில் இயங்கும் எந்த பொருளும் ஒளியாகிவிடும் என்பதே இ=எம்.சி2 கோட்பாட்டின் சாராம்சம். ஒளியை கொண்டு அணுவை தாக்கினால் அணுவும் ஒளியாகிவிடும்.  

குவாண்டவியல் கொள்கை பிறக்கும் வரை ஐன்ஸ்டீன் கொள்கைகள் கொடிகட்டி பறந்தன.

21ம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில் அணுகொள்கை தலைகீழாக மாறியது. அணு என்பது ஒளி அல்ல. அணுத்துகள் தான் ஒளி! என்ற மகத்தான உண்மை பிறந்தது. 

ஒளிச்சிதறகள் எல்லாம் அணுத் துகள்களாக ஒன்றான் பின் ஒன்றாக பெயர்சூடிக் கொண்டன. ஒளியின் வாலை அணுத்துகள் ஒன்று ஒட்ட நறுக்கிய காட்சி அறிவியலாளர்களை மிரள வைத்தது.

தொடரும்...

No comments:

Post a comment