கண் காணாததை காணுதல்

காற்றில் மிதக்கும் தூசி நம் கண்ணுக்கு தெரிவதில்லை. கண் காணாத தூசியை ஜன்னல் வழியே அத்துமீறி நுழையும் சூரிய ஒளி, டார்ச் லைட் அடித்து காட்டுவதைப்போல் பளிச்சென்று காட்டிவிடுகிறது.

அதேபோல், சூரிய ஒளி நம் கண்ணுக்கு வெள்ளையாக அல்லது நிறமற்றதாக தெரிகிறது. ஆனால் அதே ஒளிக்கதிர்கள் சரியான கோணத்தில் நீர்த்துளிகளில் பட்டதும் என்ன மாயம்! தண்ணீர் என்ற ஊடகத்தின் வழியே பாயும் கதிர்கள் வானவில்லின் வர்ணஜாலங்களை தோற்றுவிக்கிறதே!

நம்மை சுற்றியிருக்கும் பொருட்கள் பல்வேறு அளவுகளில் ஒளி அலைநீளங்களை பிரதிபலிப்பதால் நம் கண்களுக்கு வண்ணங்கள் தெரிகின்றன. உதாரணத்திற்கு பசும் புல்லை எடுத்துக்கொள்வோம். அது பச்சை நிற ஒளியை உண்டாக்குவதில்லை. ஆனால் அது ஒளி அலைநீளங்களின் பச்சை நிறத்தை தவிர, மற்ற எல்லா நிறங்களையும் உள்ளிழுத்துக்கொள்கிறது. பிறகு பச்சை நிறத்தை மாத்திரம் பிரதிபலிக்கிறது. அதனால் நம் கண்ணுக்கு புல் பச்சையாக தெரிகிறது.

காண கைகொடுக்கும் கருவிகள்

இன்றைய மனிதன் புதிது புதிதாக கருவிகளை கண்டுபிடிக்க கண்டுபிடிக்க, ஒருகாலத்தில் நம் கண்ணுக்குப் புலப்படாதவை எல்லாம் பளிச்சென்று தெரிகின்றன. ஒரு சொட்டு தண்ணீரில் என்ன இருக்கப்போகிறது என்று நாம் நினைப்போம். ஆனால் அதே ஒரு சொட்டு தண்ணீரை சாதாரண நுண்ணோக்கியில் பார்த்தால், பல்வேறு கிருமிகள் கொசகொசவென்று நெளிவது தெரியும். பட்டுப்போல், பளபளக்கும் தலைமுடியிலிருந்து ஒரேவொரு இழையை நுண்ணோக்கியில் பார்த்தால், அதிலுள்ள வெடிப்புகளும் சொரசொரப்பும் தெரியும். இப்போது அபார சக்திவாய்ந்த நுண்ணோக்கிகள் எல்லாம் வந்துவிட்டன. அவை பொருளை பத்து லட்சம் மடங்கு பெரிதாக்கி காட்ட வல்லவை. ஒரு சாதாரண தபால் தலையைக்கூட ஒரு நாட்டின் பரப்பளவுக்கு பெரிதாக்கி காட்ட வல்லவை!

இன்று விஞ்ஞானிகளுக்கு கைகொடுக்க சக்திவாய்ந்த நுண்ணோக்கி வந்துவிட்டது. இதன் உதவியால் ஒவ்வொரு அணுவின் தோற்றத்தையும் தனித்தனியே அவர்களால் காண முடிகிறது. ஆகவே, கொஞ்ச காலத்திற்கு முன், அணுவை பார்க்க முடியும் என்று சொன்னால், மற்றவர்கள் நம்மை ஒரு மாதிரியாக பார்த்திருப்பார்கள். இப்போது அணு சக்தி நுண்ணோக்கி வந்துவிட்டதால், அணுவை பார்ப்பதெல்லாம் பெரிய விஷயமா என்கிறார்கள்.

இப்போது அணுவை ஒதுக்கி வைத்துவிட்டு, கொஞ்சம் அண்ணாந்து வானத்தைப் பார்க்கலாம். நட்சத்திரங்கள் மின்னிடும் இரவில், உங்களால் எத்தனை நட்சத்திரங்களைப் பார்க்க முடிகிறது? மிஞ்சி மிஞ்சி போனால், 1,000 நட்சத்திரங்களைப் பார்த்திருப்பீர்களா? சரி, 400 வருடங்களுக்கு முன் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட தொலைநோக்கியின் வழியே பாருங்கள். ஆயிரக்கணக்கான நட்சத்திரங்கள் தெரிகிறதா? 1920-⁠ல் கலிபோர்னியாவில், மவுண்ட் வில்சன் வானிலை ஆய்வுக்கூடத்தில் சக்திவாய்ந்த தொலைநோக்கி வழியே விஞ்ஞானிகள் பார்த்தபோது எண்ணற்ற நட்சத்திரங்கள் அடங்கிய நட்சத்திர மண்டலங்கள் தெரிந்தன. இன்று இன்னும் சக்திவாய்ந்த தொலைநோக்கிகள் வந்துவிட்டன. இவற்றின் மூலம் வானத்தை அண்ணாந்து பார்க்கும் விஞ்ஞானிகள், கோடிக்கணக்கில் நட்சத்திர மண்டலங்கள் உள்ளன என்கிறார்கள். ஒவ்வொரு மண்டலத்திலும் நூறு கோடியே! ஆயிரம் கோடியே! கோடி கோடியே!​—⁠சாரி, நட்சத்திரங்களை எண்ண முடியவில்லை!

ஒவ்வொரு நட்சத்திரத்திற்கும் இடையே தூரம் அதிகம். ஆனால் அவை கோடிக்கணக்கில் உள்ளதால் தொலைநோக்கி வழியே பார்க்கும்போது, பால்பிரவாகம் எடுத்து ஓடுவதைப்போல் தெரிகிறது. ஆகவேதான் நம் நட்சத்திர மண்டலத்திற்கு பால்வீதி மண்டலம் என்று பெயர். மறுபடியும் அணுவிடம் வருவோம். நம் கண்ணுக்கு திடமாக  அல்லது உறுதியாக தெரியும் பொருட்களை சக்திவாய்ந்த நுண்ணோக்கி வழியே பார்த்தால், அவை அணுக்களால் ஆனவை என்று தெரிகிறது. ஆனால் அணுக்களிளோ ஒன்றுமில்லா வெற்றிடங்கள் உள்ளன! அப்படியென்றால் எப்படி திடப்பொருளாக காட்சியளிக்கிறது?

அணுத் துகள்கள்

நுண்ணோக்கியில் மட்டுமே பார்க்கக்கூடிய துளி தூசியில்கூட கோடிக்கணக்கான அணுக்கள் உள்ளன! ஒவ்வொரு அணுவிற்குள்ளும் எலக்ட்ரான் என்னும் சிறிய துகள்கள் சுற்றிவருகின்றன என்ற உண்மை 1897-⁠ல் தெரியவந்தது. பிறகு, அணுக்கருவை சுற்றி வரும் எலக்ட்ரான்களை தவிர, அவற்றைவிட பெரிய துகள்களான புரோட்டான்களும் நியூட்டரான்களும் உள்ளன என்று தெரிந்தது. நம் பூமியில் 88 வகை அணுக்கள் அல்லது தனிமங்கள் உள்ளன. அவற்றின் அளவுகள் கிட்டத்தட்ட ஒன்றுபோல் உள்ளன. ஆனால் அணுக்களில் உள்ள எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகியவற்றின் எண்ணிக்கையைப் பொருத்து நிறையில் வேறுபடுகின்றன.

அணுவை சுற்றும் எலக்ட்ரான்கள் சூப்பர் வேகத்தில் சுழல்வதால்தான் ஒரு பொருள் பார்க்க திடமாக அல்லது உறுதியாக தெரிகிறது. உதாரணத்திற்கு ஹைட்ரஜன் அணுவை எடுத்துக்கொள்வோம். அதில் ஒரேவொரு எலக்ட்ரான் உள்ளது. இது அணுக்கருவை சுற்றும் வேகம் தெரிந்தால் நம் தலையே சுற்றும். ஒரு நொடியை பத்து லட்ச பகுதிகளாக பிரித்து, ஒரு பகுதியை மட்டும் எடுத்துக்கொள்ளுங்கள். அந்த ஒரு பகுதி நேரத்திற்குள் கோடிக்கணக்கான தடவை எலக்ட்ரான் சுற்றிவிடுகிறது! சுமார் 1,840 எலக்ட்ரான்கள் சேர்ந்ததால்தான் ஒரு புரோட்டான் அல்லது நியூட்ரானின் நிறைக்கு சமமாக இருக்கும். ஆனால், ஒரு முழு அணுவுடன் ஒப்பிடுகையில் புரோட்டானும் நியூட்ரானும் சுமார் 1,00,000 மடங்கு சிறியவை!

இப்போது, ஒரு அணுவில் எவ்வளவு வெற்றிடம் உள்ளது என்பதை தெரிந்துகொள்வோம். ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுக்கருவை ஒரு எலக்ட்ரான் சுற்றிவருவதாக கற்பனை செய்துகொள்ளுங்கள். அந்த அணுக்கருவில் ஒரேவொரு புரோட்டான் டென்னிஸ் பந்து அளவுக்கு இருக்கும் என்றால், எலக்ட்ரான் சுமார் மூன்று கிலோமீட்டர் தூரத்தில் சுற்றிவரும்! இவ்வளவு வெற்றிடமா!

எலக்ட்ரான் கண்டுபிடித்து நூறு ஆண்டுகள் ஆகிவிட்டதை விழா எடுத்து கொண்டாடியபோது, வெளியிட்ட அறிக்கை இது: “கண்ணுக்குத் தெரியாத ஒரு துகளுக்கு விழா எடுக்க வேண்டும் என்றால், யாராக இருந்தாலும், கண்டிப்பாக ஒன்றுக்கு பத்துமுறை யோசிப்பார்கள். இந்த அணுத்துகள் அற்பமாக தெரியலாம். ஆனால் பம்பரமாய் சுழல்கிறது; மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறது. இன்னும் எத்தனையோ வேலைகளை செய்கிறது. இவற்றிற்கும் எடை உண்டு. . . . ஆகவே, ஏதோ ஒன்று கண்ணுக்கு தெரியவில்லை என்ற ஒரே காரணத்திற்காக அது இல்லை என்று இனியும் அடித்துக்கூற முடியாது!”

அணுக்கருக்குள் நுழைந்து

இப்போது, அணுவை அணுவணுவாக ஆராயக் கருவிகள் ஆஜராகிவிட்டன. இவை அணுக்கருக்குள் என்ன இருக்கின்றன என்பதை கண்டுபிடிக்க உதவுகின்றன. இக்கருவியின் உதவியால் அணுக்கருக்குள் பாசிட்ரோன், போட்டான், மீசான், குவார்க் ஆகிய நுண் துகள்கள் அல்லது கற்பனை துகள்கள் இருப்பது தெரியவந்துள்ளன. இவற்றை மிகவும் சக்திவாய்ந்த நுண்ணோக்கியில் பார்த்தாலும் கண்ணுக்குத் தென்படுவதில்லை. ஆனால், கிளவுட்ஸ் சேம்பர்ஸ், டபுள் சேம்பர்ஸ், சின்டிலேஷன் கவுன்ட்டர் போன்ற கருவிகள் இத்துகள்கள் இருப்பதற்கான தடயத்தை சுட்டிக்காட்டுகின்றன.

சாதாரணமாக நம் கண்ணுக்கு தெரியாததை எல்லாம் இன்று விஞ்ஞானிகள் காண்கிறார்கள். அதனால், நான்கு அடிப்படை ஆற்றல்களின் மகத்துவத்தை புரிந்துகொண்டிருக்கிறார்கள். அவை: புவியீர்ப்பு விசை, மின்காந்த விசை. மின்காந்த விசையின் உட்பிரிவுகளான “மென் விசை,” “வன்விசை” ஆகியன. ஒரே விளக்கத்தின் மூலம் அணு முதல் அண்டம் வரை அனைத்தையும் ஒருங்கிணைக்கும் முயற்சியாக “ஏகவியல்” என்ற கோட்பாட்டை சில விஞ்ஞானிகள் உருவாக்கியுள்ளார்கள்.

கண்ணுக்குத் தெரியாதவை தெரிவிக்கும் உண்மைகள் யாவை? கண் காணாதவைகளை கண்ட பலர் என்ன சொல்கிறார்கள்? இதற்கான விடைகளை அடுத்த கட்டுரையில் காண்போம்.

[பக்கம் -ன் படங்கள்3]

நிக்கல் அணுவின் தோற்றம் (மேலே) பிளாட்டினம் அணுவின் தோற்றம்

[படத்திற்கான நன்றி]

நன்றி: IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center