29/11/2019

அணுத்துகள்கள் - அடிப்படை வேதியியல் 4

ஒளியை கொண்டு அணுவை தாக்கும் ஆய்வில் அறிவியலாளர்களை ஒரு நிகழ்வு உற்று நோக்க வைத்தது. ஒளியை கொண்டு அணுவை தாக்கினால் அணு பல துகள்களாக உடைகிறது. ஆனால் ஒரு துகளிடம் மட்டும் ஒளி தோற்று போகிறது. தோல்வி என்றால் சாதாரன தோழ்வி அல்ல. மரண தோல்வி. ஆம்!, ஒளிக்கு மரணமே சம்பவித்து விடுகிறது.

ஒளியை கொண்டு அணுவை தாக்கும் போது ஏராளமான ஒளிச்சிதறல்கள் நிகழ்கின்றன. ஆனால் மூன்று மட்டும் நிலைத்து நிற்கிறது. அந்த மூன்றில் ஒன்று ஒளியையே விழுங்கி விடுகிறது. ஒளியே கொல்லப்படுமானால் நிச்சயம் ஒளியை விட ஆற்றல் பெற்ற ஒன்று அணுவில் உள்ளது.

இப்போது அறிவியலாளர்கள் அடுத்த கட்ட இறுதி முடிவுக்கு வந்தனர்.

அணு என்பது தனிப்பொருள் அல்ல. அணுத்துகள்களால் ஆனது தான் அணு. அணுத்துகள்கள் என்பது எண்ணிலடங்காதவை. எண்ணிலடங்கா அணுத்துகள்கள் இருந்தாலும் மூன்று மட்டுமே அணுவை இயல்பு உலகிற்கு எடுத்து செல்கின்றன. இந்த மூன்று மட்டுமே இயல்பு உலகில் நேரடி விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன.

இயல்பு உலகோடு நேரடி தொடர்புடைய அணுத்துகளுக்கு எலக்ட்ரான் என பெயர் வைத்தனர். தமிழில் வெளி மின்னி என பெயரிட்டு அழைக்கலாம். இயல்பு உலகோடு மறைமுக தொடர்பை கொண்டுள்ள அணுத்துகளுக்கு புரோட்டான் என பெயர் வைத்தனர். தமிழில் நேர் மின்னி என அழைக்கலாம்(வேறு பொருத்தமான பெயர் வேண்டும்). ஒளியை விழுங்கும் அணுத்துகளுக்கு நியூட்ரான் என பெயரிட்டுள்ளனர். தமிழில் அணுக்கரு அல்லது மையக்கரு என அழைக்கலாம்.

எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் இந்த மூன்று அடிப்படை துகள்கள் சேர்ந்தது தான் அணு. எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் இவற்றோடு இன்னும் ஏராளமான அணுத்துகள்கள் உள்ளன. அத்தனை அணுத்துகள்களும் சேர்ந்து தான் அணுவின் விளைவுகளை தீர்மானிக்கின்றன.

மூன்று அடிப்படை துகள்களை தவிர மற்ற துகள்களை பற்றி குவாண்டவியல் பகுதியில் படிக்கலாம்.

இனி வேதியியலுக்குள் நேரடியாக செல்வோம்.

அணுத்துகள்களான எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் என்பவைகளின் இயந்திரவியலை பொருத்து அவற்றின் விளைவுகள் அமைகின்றன. (இயந்திரவியல் குறித்து அடிப்படை இயற்பியல் பகுதியில் எழுதியுள்ளேன்.)

அணுவின் புற விளைவில் ஆதிக்கம் செலுத்துவது எலக்ட்ரான் தான். ஏனென்றால் அணுவின் புற எல்லையாக இருப்பது இந்த எலக்ட்ரான்.

ஒரு அணுவின் புற எல்லையாக உள்ள எலக்ட்ரானை வேறு ஒரு அணுத்துகள் தாக்கும் போது எலக்ட்ரான் மறைமுக அணுத்துகள்களாக உடைகிறது. இந்த உடைப்பு புதிய இயந்திர விளைவை ஏற்படுத்துகிறது. இந்த விளைவுகளுக்கு ஏற்ப அணுவில் மாற்றம் நிகழ்கிறது. இந்த மாற்றமே தனிமங்களை கட்டமைக்கிறது.

கொஞ்சம்  குழப்பமாக தான் இருக்கும். பொறுமையாக படியுங்கள்.

அறிவியல் என்பது திரும்ப திரும்ப படித்தால் மட்டுமே புரியும். கதை என்றால் சுவாரசியம் இருந்தால் படித்து விடலாம். எளிதாக புரிந்தும் விடும். ஆனால் அறிவியல் என்பது ஆய்வு செய்ய வேண்டும். ஆய்வு செய்ய செய்யத்தான் ஆர்வம் வரும். ஆர்வம் வந்துவிட்டால் அப்புறம் எல்லாம் எளிமையாக புரிய ஆரம்பித்து விடும்.
atom particles மாதிரி படம் மட்டுமே
அணுவில் உள்ள எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் என்ற துகள்களை நாம் நேரடி அணுத்துகள்கள் என அழைக்கலாம். மற்றவைகளை மறைமுக அணுத்துகள்கள் என அழைக்கலாம். ஏனென்றால் நேரடி அணுத்துகள்கள் மட்டுமே நிரந்தர நிலைப்பு தன்மை கொண்டுள்ளன. உடைந்தாலும் மீண்டும் கட்டமைக்கும் தன்மை பெற்றுள்ளன. மறைமுக துகள்கள் அப்படி அல்ல. அவைகள் மீளும் தன்மை அற்றவை. நேரடி துகள்கள் உடைவதால் மட்டும் உண்டாகுபவை. (குவாண்டவியலில் இது குறித்து விரிவாக தெரிந்து கொள்ளலாம்.)

மீளா தன்மை உடையதாலும், நேரடி அணுத்துகள்களின் உறுப்புக்கள் என்பதாலும் மறைமுக அணுத்துகள்களை ஒரு பொருளாக ஏற்க முடியாது. அதே நேரத்தில் அவை பொருளின் அங்கம் என்பதை மறக்க கூடாது.

நேரடி அணுத்துகள்களான எலக்ட்ரான் உடையும் போது முக்கிய மறைமுக அணுத்துகளாக வெளிப்படுவது போட்டான். எலக்ட்ரான் உடையும் போது ஏரளமான மறைமுக அணுத்துகள்கள் தோன்றினாலும். பெரும்பான்மையாக போட்டான்கள் தான் தோன்றும். இந்த போட்டான்கள் தான் ஒளி. இந்த ஒளியே பிரபஞ்சத்தில் ஏகப்பட்ட அணு உடைப்புகளை நிகழ்த்துகிறது.

ஒளியின் தாக்கத்தால் ஏற்படும் அணு உடைப்பு இயந்திரவியல் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது. இதனால் அணுக்களில் இயந்திரவியலை தாண்டி மாற்றம் நிகழ்வது இல்லை. இதனாலேயே தனிமங்கள் இயற்கையில் 94 என்ற எண்ணிக்கைக்குள் கட்டுப்பட்டு உள்ளன.

ஒரு அணுவின் எலக்ட்ரானும் மற்றொரு அணுவின் எலக்ட்ரானும் உடைபட்டு மீள்தன்மையாகும் போது தங்களுக்குள் முழுமையை பகிர்ந்து கொள்கின்றன. உடைப்பும் பகிர்வும் இயந்திரவியலை மீறுவதில்லை.

எலக்ட்ரான்களின் பகிர்வை பொருத்து தனிமங்கள் அமைவதை ஆய்வு செய்யும் துறை தான் வேதியியில் துறை.

வேதியியல் துறையில் அதிகமாக எலக்ட்ரான் பிணைப்புகள் தான் ஆய்வுக்கு உதவுகிறது. எலக்ட்ரான் பிணைப்புகளை பொருத்தே அணுக்கள் தனிமங்களாக கட்டமைகின்றன.

தனிமங்கள் மூலக்கூறுகளாகவும், மூலக்கூறுகள் பொருட்களாகவும் பொருட்கள், திட, திரவ, காற்று, நிலைகளில் இயங்கவும் எலக்ட்ரான்களின் பிணைப்பே காரணமாக அமைகிறது. 

எலக்ட்ரான்கள் ஏன் பிணைகின்றன என்பது பற்றி அடுத்த இறுதி பகுதியில் பார்க்கலாம்.

தொடரும்.

No comments:

Post a comment