அணுவைத் துளைத்து…..! (02)

ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவை (H) எடுத்துக் கொள்ளுங்கள். அதன் அணுக்கரு, ஒரேயொரு புரோட்டோனையும், அதைச் சுற்றி வருவதற்கு ஒரேயொரு எலெக்ட்ரோனையும் தன்னுள் வைத்திருக்கிறது. இந்த ஹைட்ரஜன் அணுக்கருவைச் சுற்றும் எலெக்ட்ரோன் ஒரு வட்டப் பாதையில் சுற்றி வருகிறது என்றுதான் இதுவரை நாம் கற்றுக்கொண்டு வந்திருக்கிறோம். ஆனால், ஒரு எலெக்ட்ரோன் எப்படி முகில்போல (புகைபோல) முழு அணுக்கருவையும் சூழ்ந்திருக்க முடியும்? பல எலெக்ட்ரோன்கள் அவசரகதியில் சுற்றிவந்தால் மட்டுமே இவ்வாறு நடைபெற வாய்ப்பிருக்கிறது. ஒரேயொரு எலெக்ட்ரோனால் இது சாத்தியமேயில்லாதது அல்லவா? சரி, இதைப் புரிந்து கொள்வதற்கு முன்னர் அணுபற்றிய சில முக்கிய தகவல்களைத் தெரிந்து கொள்ளலாம் வாருங்கள். 

'எர்னெஸ்ட் ரதஃபோர்ட்' (Ernest Rutherford - கி.பி.1871- 1937) என்பவர் இங்கிலாந்தைச் சேர்ந்த இயற்பியல் விஞ்ஞானி. 'அணுக்கருவியலின் தந்தை' (Neuclear Physics) என்று அறியப்படுபவர். 1911ம் ஆண்டில் இவர் ஒரு பரிசோதனையை முன்னெடுத்தார். மெல்லிய தங்கத் தகடொன்றினூடாக ஊடுருவிச் செல்லக்கூடியவாறு, ஆல்ஃபாத் துகள்களைச் (Alpha Particles) செலுத்தினார். ஆல்ஃபாத் துகள்களைக் கிரகித்ததும் ஒளிரக்கூடியதுபோல, வட்டவடிவத் திரையையும் அமைத்துக் கொண்டார். ஆல்ஃபாத் துகள்கள் என்பவை நேர்மின்னேற்றத்தையுடைய (+) துகள்களாகும். தங்கத் தகட்டினூடாகச் செலுத்தப்பட்ட ஆல்ஃபாத் துகள்களின் 99 சதவீதத்துக்கும் மேட்பட்ட பெரும்பகுதித் துகள்கள், தகட்டினை ஊடுருவிச் சென்று எதிர்த்திசையில் இருந்த திரையில் ஒளிர்ந்தன. ஆனால், வெகுசில துகள்கள் மட்டும் ஏதோவொன்றுடன் மோதி, வந்த திசைக்கே திருப்பியனுப்பப்பட்டன. நேறேற்றமுடைய துகள்களைத் திருப்பி அனுப்ப வேண்டுமாயின், அங்கும் நேரேற்றமுடைய இன்னுமொரு துகள் இருக்க வேண்டுமென்பதை ரதஃபோர்ட் புரிந்து கொண்டார். புரோட்டோன் (Proton) துகள்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட நாளாக அது இருந்தது. 

 

இந்தத் தங்கத் தகட்டுப் பரிசோதனை மூலம், சில ஆச்சரியமான முடிவுகளுக்கு வந்தார் ரதஃபோர்ட். 'தங்கத் தகட்டிலிருக்கும் அணுக்கள் எல்லாம் பெரும்பான்மையான பகுதியை வெற்றிடமாகவே கொண்டிருக்கின்றன' என்றும், 'அணுவொன்றின் மத்தியில் நேரேற்றமுடைய கரு இருக்கிறது' என்றும், 'அணுவுடன் ஒப்பிடும்போது, அந்த அணுக்கரு மிகமிகச் சிறியது' என்றும் அவரது முடிவுகள் இருந்தன. அவையெல்லாம் மிகச்சரியான கணிப்புகளாகவே இன்றுவரை இருப்பது ஆச்சரியம்தான்.

ரதஃபோர்ட் சொன்னது போலல்லாமல், அதற்கு மிகாதிகமாகவே, அணுவொன்றின் பகுதிகள் வெற்றிடமாய் இருக்கின்றன. சொல்லப் போனால், அணுவின் 99.999999% பகுதி வெற்றிடமானவையே. ஒரு அணுவை எடுத்து, நம் பூமியளவுக்குப் பெரிதாக்குகிறீர்கள் என்று வைத்துக் கொள்ளுங்கள். பூமியின் நிலப்பரப்புப் பகுதியான வெளிவட்டத்தில், எலெக்ட்ரோன் சுற்றிக்கொண்டிருக்கிறது என்றும் வைத்துக் கொள்ளுங்கள். இப்போது அந்த அணுவினது கருவின் அளவைப் பார்த்தால், அது உங்கள் வீட்டின் அளவுதான் இருக்கும். கொஞ்சம் யோசித்துப் பாருங்கள். அணுவானது எவ்வளவு பெரிய வெற்றிடமாக இருக்கிறது என்று புரியும். அணுவைச் சுற்றும் எலெக்ட் ரோனை அழுத்தி அழுத்தி அணுக்கருவரை கொண்டுவந்துவிட்டால், பூமியளவு இருக்கும் அணு, வீடு அளவுக்கு மாறிவிடும். இப்போது புரிகிறதா, அணுவிலிருக்கும் துகள்களின் நிஜப் பருமன் எவ்வளவு நுண்ணியவையென்று? இதை இப்படியும் யோசித்துப் பாருங்களேன்! நீங்கள் ஒரு லீட்டர் நீரை எடுத்துப் பருகுகிறீர்கள். அதைப் பருகியதும் உங்கள் வயிறு நீரால் நிரம்பி, கும்மென்று ஆகிவிடும். ஆனால், ஒரு லீட்டர் நீரிலுள்ள அணுக்களில் 99.999999% வெற்றிடம் இருக்கிறது என்றுதானே சொன்னோம்! அப்படியென்றால், நாம் பருகியது ஒரு லீட்டர் நீரையல்ல. 0.000001 லீட்டர் நீரையல்லவா? அதாவது, நீங்கள் ஒரு லீட்டர் நீரென்று நினைத்து, நிஜத்தில் பருகியது, ஒரு குண்டூசி முனையளவு நீர்த்துளியைத்தானே. மிகுதியாய்ப் பருகியதெல்லாமே வெற்றிடத்தைத்தான். வெற்றிடம் என்றால் காற்று என்று நினைக்க வேண்டாம். எதுவுமேயில்லாத வெறும் வெளி அது. ஆனால், ஒரு குண்டூசி முனையளவு துளி நீரைப் பருகிய உங்களுக்கு எப்படி ஒரு லீட்டர் நீர் குடித்த உணர்வு தோன்றுகிறது? வயிற்றுக்குள் சென்ற அந்த குண்டூசி முனையளவு நீர் எப்படி 'கும்'மென்ற உணர்வைத் தந்து வயிற்றை உப்ப வைக்கிறது? இங்கு ராஜ்சிவா ஏதோ கதையளக்கிறார் என்று யோசிக்கத் தோன்றுகிறதல்லவா? 

அது ஒன்றுமில்லை. இவையெல்லாம் நம் எலெக்ட் ரோன் துகள் செய்யும் திருவிளையாடல்கள். எலெக்ட்ரோனின் திருவிளையாடல்கள் இத்துடன் நின்றுவிடவில்லை. அவையெல்லாம், நவீன அறிவியலின் ஆச்சரியப் படிக்கட்டுகள். அந்தப் படிக்கட்டுகளில் ஏறித்தான் பார்ப்போமே! வாருங்கள் என்னோடு......, 

(வளரும்) 

-ராஜ்சிவா-

அணுவைத் துளைத்து…..! (01)

 

கி.மு 400ம் ஆண்டளவுகளில் வாழ்ந்து வந்த கிரேக்க தத்துவ ஆசானான, டெமோகிரிடஸ் (Democritus), ஒரு பொருளின் பிரிக்க முடியாத மிகச்சிறிய துகளை ‘A-tomos’ என்று அழைத்தார். ‘அ-டோமோஸ்’ என்றால், ‘பிரிக்க முடியாதது’ (un-cuttable) என்று அர்த்தம். மண் துணிக்கையை அரைத்துச் சிறிதாக்கிக்கொண்டு செல்லும்போது, இறுதியாகப் பிரிக்கவே முடியாமல் எஞ்சும் சிறு துகள் வருமல்லவா? அதையே, ‘அடோமஸ்’ என்றார். அடோமஸிலிருந்து உருவான சொல் ‘Atom’. ஐரோப்பிய, அமெரிக்க மொழிகள் மற்றும் அறிவியல் தளங்களில், ‘Atom’ என்னும் சொல்லே பயன்படுகின்றது. தமிழில் ‘அணு’. திருக்குறளைத் தனித்தன்மையுடன் பெருமைப்படுத்திச் சொல்வதற்காக, ‘அணுவைத் துளைத்து, அதனுள் ஏழு கடல்களைப் புகுத்தும் வல்லமையுடையது குறள்’ என்று அவ்வை சொல்லியிருக்கிறாள். அணுபற்றி அவ்வை சொல்லியிருக்கிறாள் என்பதால் நாமும் தமிழராய்ப் பெருமை கொள்ளலாம். ஆனால், இன்று அணுவிற்குக் கொடுக்கப்படும் அடையாளமும், டெமோகிரிடஸ் மற்றும் அவ்வை சொல்லிய அணுவின் அடையாளமும் ஒன்று என்பதற்குச் சான்றுகள் இல்லை. அவர்கள் இருவரும், தாங்கள் வாழ்ந்த காலங்களில், மிகச்சிறிய துகளாக அறியப்பட்டவற்றை அடோமஸென்றோ, அணுவென்றோ அழைத்திருக்கிறார்கள். இன்று அணுவுக்குரிய அடையாளமும், புரிதலும் வேறானவை.

கி.மு.400 ஆண்டளவில் டெமோகிரிடஸ் அணுவைப் பற்றிக் கூறியதற்கு 2200 வருடங்களுக்குப் பின்னர்தான், அதாவது கி.பி.1808 இல், ‘ஜோன் டால்டன்’ (John Dalton) என்னும் இங்கிலாந்து வேதியியலாளர் அணுவைப் பற்றிய தெளிவான வரைவை முதன்முதலாக முன்வைத்தார். அதன்பின்னர் அணு, எலெக்ட்ரோன்கள், புரோட்டோன்கள், நியூட்ரோன்கள் என்பவற்றால் ஆனதென்று படிப்படியாகக் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் எப்போது, யாரால் நிகழ்த்தப்பட்டன என்று நான் மேலும் விபரமாகத் தொடர்ந்து எழுதினால், இந்த இடத்திலேயே இதைப் போட்டுவிட்டு, ‘விவேகம்’ படத்தின் டீசரைப் பார்க்கப் போய்விடுவீர்கள். அதனால், அணுவின் ஆரம்ப சரித்திரத்தை இந்த இடத்தில் சற்று வைத்துவிடுவோம். இப்போது இதைப் பாருங்கள்.

ஒரு ‘அணுவின்’ (Atom) உருவத்தை நீங்கள் என்ன வடிவத்தில் கற்பனை செய்து வைத்திருக்கிறீர்கள்? புரோட்டோன்களும், நியூட்ரோன்களும் ஒன்றுசேர்ந்த கருவை, எலெக்ட்ரோன்கள் வட்டப் பாதையில் சுற்றுவது போலத்தானே உங்கள் மனதில் அணுவின் படம் வரையப்பட்டிருக்கிறது? சூரியனைச் சுற்றிவரும் கோள்களைப் போல, வட்டக் கோடுகளுடன் எலெக்ட்ரோன்கள் சுற்றுவதாகத்தானே தெரிந்து வைத்திருக்கிறீர்கள்? அணுவொன்றின் தன்மையைப் பொறுத்து அது எத்தனை எலெக்ட்ரோன்களைக் கொண்டிருக்கிறதோ, அதற்கேற்ப வட்டப் பாதைகள் இருக்கும். இப்படித்தான் அணு இருக்குமென்று நீங்கள் நினைத்தால், ஏமாந்து போவீர்கள். நவீன இயற்பியலின்படி, அணுவானது நீங்கள் நினைத்தே பார்க்க முடியாத வடிவத்தில் இருக்கும்.

நவீன இயற்பியலில், அணுவைச் சுற்றிக்கொண்டிருக்கும் எலெக்ட்ரோன்கள் ஒரு புகை மூட்டம்போல அல்லது முகில் கூட்டம்போல அணுக்கருவைச் சூழ்ந்திருக்கும். இதை ‘எலெக்ட்ரான் கிளௌட் மொடல்’ (Electron Cloud Model) என்பார்கள். இங்குதான் உங்கள் முதல் கேள்விகள் ஆரம்பமாகும். “அணுக்கருவைச் சுற்றும் சில எலெக்ட்ரோன்கள், நாம் தெரிந்து வைத்திருப்பதுபோல வட்டமாகத்தானே சுற்றி வர வேண்டும்? அவை எப்படிப் புகைபோலவோ, முகில்போலவோ அணுக்கருவைச் சூழ்ந்திருக்க முடியும்?”. இந்தக் கேள்விகளுக்கான பதில்கள்தான், நவீன அறிவியலின் விந்தை உலகின் கதவுகளாக இருக்கப் போகின்றன. இதன்மூலம் திறந்து விரியப் போகும் அறிவுலகத்தின் ஒவ்வொரு செயலும் நீங்கள் நம்ப முடியாதது. மாய யதார்த்தத் திரைப்படமொன்றைப் பார்க்கப் போகும் உணர்வுகளை உங்களுக்குத் தரப் போகிறது. யதார்த்த உலகில் எவை எவையெல்லாம் சாத்தியமற்றவையென நீங்கள் எண்ணிக்கொண்டிருப்பவை எல்லாம், இங்குப் பனிச்சறுக்குப் போல இலகுவாகச் சாத்தியமாகிவிடும்.

அந்தச் சாத்தியங்களை இனி நாம் ஒவ்வொன்றாகப் பார்க்கப் போகிறோம். அணுவைத் துளைத்து அதனுள் நுழையலாம். வாருங்கள்……! (இன்னும் வரும்)

- ராஜ்சிவா