அறிவியல் ஆயிரம்

விவரங்கள்: பெ.வ.செகந்நாதன்; பிரிவு: தொழில்நுட்பம்; வெளியிடப்பட்டது: 26 ஜனவரி 2012

EPR சோதனை என்பதை அணு இயற்பியலில் உள்ள கருத்தைக் கொண்டு டேவிட் போஹம் (David Bohm) விளக்கினார். அதாவது இரண்டு சுழலும் மின்னணுக்களின் சுழற்சியைப் பற்றித் தெளிவாக அவர் அலசி ஆராய்ந்து தன் கருத்துக்களை வெளியிட்டார்.

51. துகள் சுழற்சி(particle spin) என்பது “துகள் தன் சொந்த அச்சை ஆதாரமாகக் கொண்டு சுழல்வதாகும்(rotation).”

52. இக்கருத்து அணுத்துகள் இயற்பியலுக்கும்(Sub atomic physics) பொருந்துவதாக உள்ளது.

53. துகள் சுழற்சி கொடுக்கப்பட்ட ஒரு சுழல் அச்சினுக்கு இரண்டு விவரங்களை மதிப்பைப் (value) பொறுத்தது.

(i) மின்னணு ஒரு திசையிலோ அல்லது அதன் எதிர்த்திசையிலோ சுழல்கிறது.

(ii) அதாவது இடமிருந்து வலமாகவோ (clockwise), அல்லது வலமிருந்து இடமாகவோ (anticlockwise) சுழல்கிறது.

54. இரண்டு மின்னணுக்களின் சுழற்சியின் மொத்த அளவு எப்போதும் மாறாததாக உள்ளது. (The amount of spin of two electrons is always the same)

55. சுழற்சியின் இந்த இரண்டு மதிப்புகளும் ‘மேல்’(up), ‘கீழ்’(down) எனப்படுகின்றன.

56. பழமையான இயற்பியல் இலக்கணங்களால்(classical terms) மின்னணு சுழற்சியைப் புரிந்துகொள்வது கடினம்.

57. அதாவது சுழல்வதற்கு ஆதாரமான சுழல் அச்சு தீர்மானமாக இப்படித்தான் என்று வரையறுக்க முடியாது.

58. மின்னணு சில இடங்களில் இருக்கக் கூடிய விருப்புத் தன்மையைக்(tendencies) கொண்டுள்ளன. (ஏன்?...)

59. மேலும் அவை ஒரு குறிப்பிட்ட சுழல் அச்சில் சுழலும் தன்மை கொண்டுள்ளன.

60. மின்னணு ஓர் அச்சை ஆதாரமாகக் கொண்டு ஒரு குறிப்பிட்ட திசையிலோ அல்லது அதற்கு எதிர்த்திசையிலோ சுழல்வதை, அளக்க முற்படுகையில் - ஒரு திட்டவட்டமான சுழல் அச்சு கிடைக்கிறது.

61. அளக்க ஆரம்பிப்பதற்கு முன் மின்னணு சுழற்சியில் மின்னணு ஒரு குறிப்பிட்ட அச்சை ஆதாரமாகக் கொண்டு சுழல்வதில்லை.

அதாவது மின்னணு ஏதோ ஓரு வகையான ஈடுபாட்டால் அல்லது தன்னுள் நிறைந்திருக்கும் ஆற்றலால் அவ்விதம் செயல்பட முனைகின்றது.

(பூமி தன் அச்சை ஆதாரமாகக் கொண்டு (23 1/2 டிகிரி) சுழல்கிறது. ஆர்யபட்டா எப்படி, எதன் துணையுடன் இக்கருத்தை வெளியிட்டார்? வானவியலில் இக்கருத்தின் பங்கென்ன? இவையெல்லாம் இன்றைய இளைய தலைமுறை யினர் எழுப்பும் வினாக்கள்.

இக்கருத்து சோதிடவியலில் வழக்கில் உள்ளது. வானவியல் கருத்துக்களையும், கோட்பாடுகளையும் கணிப்பிற்கு சோதிடவியல் பயன் படுத்துகிறது. அது விரிக்கின் பெருகும். அதற்கான இடமும், நேரமும் இதுவல்ல. அது பற்றித் தனிக் கட்டுரையில் பார்க்கவேண்டும்.

அயனம் என்றால் அசைதல் என்று பொருள். புவியின் அச்சு 23 1/2 o யில் மைய நேர்குத்துக்கோட்டிற்கு இரு புறமும், ஊசலாடுகிறது. அதனைக் கணித சோதிடம் கணக்கில் எடுக்கிறது. இதனை அயனாம்சம் என்பர்.

62. மின்னணு சுழற்சி பற்றிய இந்தத் தெளிவான புரிந்த நிலையில் நாம் EPR சோதனைகளையும், பெல் தேற்றத்தையும் பரிசீலிக்கலாம்.

EPR சோதனை - விளக்க விரிவாக்கம்

63. இச்சோதனையில் இரண்டு மின்ன ணுக்கள் எதிர் எதிர்த் திசைகளில் சுழல்கின்றன. அவற்றின் மொத்த சுழற்சி சுழி ஆகும்.

64. தனிப்பட்ட சுழற்சியின் திசை தீர்மானமாகத் தெரியாத நிலையில், இரண்டு மின்னணுக்களை அந்நிலையில் வைக்க எவ்வளவோ சோதனை முறைகள் உள்ளன.

65. ஆனால் ஒன்று சேர மொத்தமாக இரண்டு மின்னணுக்களின் சுழற்சியின் அளவு சுழியே. (கூறியது கூறல் முக்கியத்துவத்தின் காரணமாகக் கூறப்பட்டது.)

66. ஒரு சுழற்சியை கற்பனை செய்து பார்ப்போம். இந்த இரண்டு துகள்களும் ஒன்றை யொன்று விலகிச் செல்கின்றன. எப்படி? ஏதோ ஒரு முறையில் அவற்றின் சுழற்சி பாதிக்கப் படவில்லை என்போம்.

67. இவ்விரண்டு துகள்களும் எதிர்த் திசையில் செல்கின்றன. அவற்றின் ஒட்டு மொத்த சுழற்சி சுழியே ஆகும். அவற்றின் இடைத்தூரம் வெகுவாக, அதிகமாக, தனிப்பட்ட சுழற்சி அளக்கப்படுகிறது.

68. இச்சோதனையின் முக்கியமான கருத்தைக் கவனிப்போம். இந்த இரண்டு துகள்களுக்கும் இடையே உள்ள தூரம் மிக அதிகமானது என்போம். (தில்லியில் ஒன்றும், கன்னியாகுமரியில் மற்ற ஒன்றும் ஏன்? பூமியில் ஒன்றும், சந்திரனில் மற்றொன்றும்.) இவற்றில் ஒன்றின் சுழற்சி திசையை ‘மேல்’ என்றும், மற்றொன்றின் சுழற்சி திசையை ‘கீழ்’ என்றும் குறிப்பர்.

69. EPR சோதனையின் பார்வையாளர் சுழற்சியின் அச்சு எதுவெனத் தேர்ந்தெடுக்க சுதந்திரம் தரப்படுகிறார்.

70. ஒரு துகளின் சுழற்சி செங்குத்து அச்சில் சுழன்றால் அதனை ‘மேல்’ என்று காண்கிறோம்.

71. ஒட்டு மொத்த சுழற்சியின் அளவு சுழி ஆக இருப்பதால் இந்த அளவீடு இரண்டாவது துகளின் சுழற்சி ‘கீழ்’ என ஆகிறது. முதல் துகளின் சுழற்சியை அளவீடு செய்வதால், நாம் இரண்டாவது துகளின் சுழற்சியை மறைமுகமாய் அளவீடு செய்கிறோம். இம்முறையில் இந்தத் துகள்கள் எவ்வகையிலும் இடையூறு பெறுவதில்லை.

72. பார்வையாளர் அளவீடு செய்ய எந்த அச்சையும் சுதந்திரமாகத் தேர்ந்தெடுக்க அனுமதிக்கப்படுகிறார். இது ஒரு விதமான முரண்பாடாகத் தோன்றுகிறது அல்லவா? (ஆழ்ந்து சிந்திக்கவும்)

73. குவையக் கொள்கைப்படி அளவீடு எடுப்பதற்கு முன் இத்துகள் ஒருவித ஈடுபாடு உள்ளதாகவோ, உள் நிறைந்த சக்தி நிறைந்ததா கவோ உள்ளன. எந்நிலையிலும் இரண்டு துகள்களின் ஒரு குறிப்பிட்ட அச்சிற்கு, சுழற்சிகள் எப்போதுமே எதிர் எதிராகவே இருக்கின்றன. (The spins of two electrons about any axis will always be opposite, but they will exist only as tendencies or potentialities before the measurement is taken – Quantum Theory)

74. பார்வையாளர் ஒரு குறிப்பிட்ட அச்சினைத் தேர்ந்தெடுத்த பின், அளவீடு செய்யும்போது, இந்த இரண்டு துகள்களுக்கும் ஒரு திட்டவட்டமான சுழல் அச்சு அமைகிறது.

75. இறுதி நிமிடத்தில் கூட பார்வையாளர் தான் விரும்பும் சுழல் அச்சினைத் தேர்ந்து எடுக்கலாம். அப்போது மின்னணு வெகுவாக ஒன்றை விட்டு ஒன்று வெகு தூரத்தில் இருக்கும். இது மிகவும் முக்கியமான இக்கட்டான நிலையாகும்.

(தொடர்வோம்)

(அறிவியல் ஒளி - 2012 ஜனவரி இதழில் வெளியான படைப்பு)

விவரங்கள்: சி.சண்முகம்; பிரிவு: தொழில்நுட்பம்; வெளியிடப்பட்டது: 26 ஜனவரி 2012

அடர்த்தி வித்தியாசமுள்ள இரு பொருள்களை ஒரு திரவத்தினுள் போட்டு அசைக்கும் போது அடர்த்தி அதிகமான பொருள் கீழிறங்கிச் சென்று விடுவதையும், சற்று அடர்த்தி குறைவான பொருள் அதற்கு மேல் அமைத்துக் கொள்வ தையும் பார்க்கலாம். ஈர்ப்பு விசையை முக்கியமாகப் பயன்படுத்தி தனித்தனியாகப் பிரித்தெடுக்கும் இம்முறையின் தத்துவம்தான் சமையலறையிலும் மிகப் பெரிய தொழிற்சாலைகளிலும் செயல் படுகிறது.

ஒரு சில வித்தியாசங்களும் உண்டு. அரிசி களைதல் என்றழைக்கப்பட்டாலும் உண்மையில் அரிசியில் உள்ள கனமான, அதாவது அடர்த்தி அதிகமான கற்களைக் களைதல் என்ற பொருளில் தான் அதை எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். அடர்த்தி அதிகமான கற்கள் நமக்குத் தேவையில்லை. அவற்றைத் தூக்கி எறிகிறோம். சற்று அடர்த்தி குறைவான அரிசிதான் நமக்குத் தேவை என்று அதை எடுத்துக்கொள்கிறோம்.

உலோகத் தொழிற்சாலைகளில் அடர்த்தி அதிகமான தாதுப்பொருள்கள்தான் நமக்குத் தேவை. அவை படுகையின் அடியில் தங்கி விடுகின்றன. அடர்த்தி அதிகமான தும்பு, தூசு, களிமண், மணல் போன்றவை நமக்குத் தேவையில்லை. ஆக, அரிசி களைதல் என்று சமையலறையில் நிகழ்த்தப்படும் செயலின் தத்துவம்தான் ஈர்ப்பு விசையில் பிரித்தல் செயலிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தொழிற்சாலைகளில் நுரை மிதப்பு முறை என்ற ஒன்று கடைபிடிக்கப்படுகிறது. குறிப்பாக சல்பைடு தாதுப் பொருள்களுக்கு இம்முறை கையாளப்படுகிறது. இம்முறையில் பெரிய தொட்டிகளில் பொடியாக்கப்பட்ட சல்பைடு தாதுப் பொருள்களைக் கொட்டி, அதனுடன் சிறிது பைன் எண்ணெயையும் சேர்த்து பின் தொட்டியில் நிறைய நீர் ஊற்றி அழுத்தமான காற்றை அதனுள் செலுத்துவர். சிறிது நேரத்தில் நீரின் மேற்பரப்பில் நுரை திரண்டு மிதக்கும். அந்த நுரையில் தூய்மையான, இலேசான, எண்ணெயில் ஒட்டக்கூடிய சல்பைடு தாதுப் பொருள் களின் துகள்கள் மட்டும் ஒட்டிக் கொண்டு மிதக்கும். தேவையற்ற கனமான பொருள்கள் தொட்டிக்குள் அடியில் தங்கிவிடும். மேலே மிதக்கும் நுரையை வழித்து எடுத்துக்கொள்வர்.

இந்த முறையைக் கவனிக்கும் போது நம் சமையலறையில் கையாளும் முறை நம் நினைவுக்கு வராமலில்லை. தயிரிலிருந்து வெண்ணெயைப் பிரித்தெடுக்க நாம் என்ன செய்கிறோம்? தயிருடன் நீர் சேர்த்துப் பாத்திரத்தில் ஊற்றி, பின் மத்து எனப்படும் ஒரு கருவியை இரு உள்ளங்கைகளுக்கிடையில் பிடித்துக்கொண்டு இப்படியும், அப்படியுமாக உருட்டும் வேலையை மத்தினால் கடைதல் என்றழைக்கிறோம் அல்லவா? சிறிய பாத்திரத்திற்குள் கைகளினால் கடையும் வேலையைப் பெரிய தொட்டிகளில் அழுத்த மான காற்றைச் செலுத்தி தொழிற்சாலைகளில் செய்கிறார்கள் அவ்வளவுதான்!

இங்கு வெண்ணெய் திரண்டு, அடர்த்தி குறைவதனால் மோரின் மேல் மிதக்கிறது. அங்கு தாதுப் பொருள்களின் அடர்த்தி குறைவு. அதனால் நுரையில் அது மிதக்கிறது. நுரை மிதப்பு முறை என்று உலோகவியல் தொழிற்சாலைகளில் அழைக்கப்படும் முறையில் அடங்கியுள்ள தத்துவ மும் தயிர் கடைதல் என்று சமையலறையில் கடைப்பிடிக்கப்படும் முறையில் உள்ள தத்து வமும் ஒன்றுதான்.

(கையினால் கடைதலைச் செய்தபோது இயற்பியலில் வரும் இணையின் திருப்புத்திறன் தத்துவத்தையும் நாம் பயன்படுத்துகிறோம் என்பதை மறக்கக் கூடாது.) இவ்வாறாக வேதி யியல் பாடங்களில் நாம் படிக்கும் பல செயல் முறைகளும் அவற்றுள் அடங்கியுள்ள தத்துவங் களும் நமக்குப் புதியதல்ல. நாம் நம் வாழ்வில் கடைப்பிடிக்கும் பல விவரங்கள்தாம் அவை என்பதை அறிந்துகொண்டு விட்டால் அப்பாடங்களையும் அவற்றினுள் அடங்கியுள்ள தத்துவங்க ளையும் எளிதில் மறக்க முடியாதல்லவா? எந்த ஒரு பாடமும் நமக்குப் புரிய வேண்டுமானால் அது கற்றுக்கொடுக்கப்படும் விதம் ஒரு பக்கம் முக்கியம் என்றால் புரிந்துகொள்ளும் மாணவர்கள் அதை எந்தக் கோணத்தில் பார்க்கிறார்கள் என்பதும் முக்கியம். சரியான கோணத்தில் பார்க்கத் தொடங்கி விட்டால் கடினமான பாடம் என்று ஒன்று உண்டா என்ன?

வேதியியலில் உள்ள பல கோட்பாடுகளில் முக்கியமான ஒன்று கலப்பினச் சேர்க்கை என்பதாகும். உயிரியியலில் கூட கலப்பினச் சேர்க்கை என்ற கோட்பாடு உள்ளது. செயல்படும் விதங்கள் இரண்டிலும் வேறுபட்டாலும் அடிப்படைக் கருத்தை ஒன்றாகத்தானிருக்கிறது.

வேதியியலில் கலப்பினச் சேர்க்கை என்ற கோட்பாடு விளங்கவேண்டுமென்றால் முதலில் வலுவெண் கோட்பாட்டிலிருந்து நாம் தொடங்க வேண்டும். இதை எளிமையாகப் புரிந்துகொள்ள வழக்கமாகக் கையாளும் கரி அணுவை எடுத்துக் காட்டாக எடுத்துக்கொண்டு விளக்கத் தொடங்குவோம். எந்த அணுவிலும் அதன் இறுதிச் சுற்றுப் பாதையில் உள்ள இணை சேராத மின்னணுக்களின் எண்ணிக்கையே வலுவெண் என்பதாகும், என்று வேதியியல் விளக்கம் தருகிறது. சாதாரண நிலையில் கரி அணுவில் மின்னணுக்கள் அமைந்துள்ள நிலையைப் பார்ப்போம்.

Carbon C 1s²2s²2p²

இந்த அமைப்பின்படி பார்த்தால் ஒரு கரி அணுவில் இரண்டு இணை சேராத மின்னணுக்கள் உள்ளன. ஆதலால் அதன் வலுவெண் இரண்டு என்றாகிறது. ஆனால், கரி அணுக்கள் உள்ள கூட்டுப்பொருள்கள் அனைத்திலும் கரி அணுவின் வலுவெண் நான்காகத்தான் உள்ளதே தவிர எங்கேயும் இரண்டைக் காணோம். அதாவது இருக்கவேண்டிய நியதிக்கும், உண்மையில் நடக்கின்ற நடப்புக்கும் தொடர்பில்லாமல் இருக்கிறது.

இயற்கையில் நடக்கும் நிகழ்வுகளை விளக்கத்தான் நியதிகளும், கோட்பாடுகளும் உருவாக்கப்படுகின்றன. அவற்றைக் கொண்டு தான் தீர்வுகள் விளக்கப்படுகின்றன. நியதிக்கும், நடப்புக்கும் வேறுபாடு இருந்தால் என்ன செய்வது? நடக்கின்ற நிகழ்வுகளுக்குத்தான் நாம் நியதி கற்பிக்கலாமே தவிர நாம் கூறிவிட்ட நியதிக்கேற்ப நிகழ்வுகள் நடந்தாக வேண்டுமென்று நாம் எதிர்பார்க்க முடியாது. அப்படி எதிர்பார்த்தால் செருப்புக்குத் தகுந்தாற் போல காலின் அளவை மாற்றிக்கொள்ள முயற்சிக்கும் செயலுக்கு ஒப்பாகும். அது முட்டாள்தனமானது என்பதை சொல்லத் தேவையில்லை.. சரி! இந்தப் பிரச்னைக்குத் தீர்வு என்ன?

(அடுத்த இதழில்)

(அறிவியல் ஒளி - 2012 ஜனவரி இதழில் வெளியான படைப்பு)

விவரங்கள்: ம.அருள்தளபதி; பிரிவு: தொழில்நுட்பம்; வெளியிடப்பட்டது: 26 ஜனவரி 2012

புழை இருவாய்க்கு எந்தவித சார்பு மின்னழுத்தமும் அளிக்காதபோது, சமநிலையில் ‘பொ்மி மட்டமானது’ p- பகுதி மற்றும் n – பகுதி ஆகிய இரு பக்கத்திலும் ஒரே நிலையில் இருக்கும். இது படம்-1 (a) ல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

திருப்பிய சார்பு மின்னழுத்தம் அளிக்கப்படும்போது மின்னழுத்த ஆற்றல் தடுப்பின் உயரம் (potential energy barrier height) E_h அதிகரிக்கிறது. எனவே n – பகுதியிலுள்ள ஆற்றல் மட்டமானது p – பகுதி ஆற்றல் மட்டத்துடன் ஒப்படும்போது கீழப்புறமாக இடப்பெயா்வு அடைகிறது. ( படம் -1 b ). இப்பொழுது p – பகுதியிலுள்ள இணைதிறன் பட்டையிலுள்ள மின்னணுக்கள் மின்னழுத்த ஆற்றல் தடுப்பைக் குடைந்துகொண்டு ( tunnel) n – பகுதியிலுள்ள அனுமதிக்கப்பட்ட காலியான கடத்து பட்டைக்குச் செல்கின்றன. இதனால் இருவாயில் திருப்பிய சார்பு மின்னோட்டம் பாய்கிறது. புழை இருவாய்க்கு அளிக்கப்படும் மின்னழுத்த அளவை மேலும் அதிகரித்தோமானால், அதிக எண்ணிக்கையிலான மின்னணுக்கள் தடுப்பு அரணைக் குடைந்துகொண்டு மறுபக்கத்திற்கு செல்கின்றன. ஆகையால் திருப்பிய மின்னோட்டமானது மேலும் அதிகாpக்கிறது மற்றும் இருவாய் மின்தடை குறைகிறது. இது புழை இருவாயின் மின்னழுத்த – மின்னோட்ட சிறப்பியல்புக்கோட்டில் (படம் -2 a) ல் (1) என்ற பகுதியில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

முன்னோக்கிய சார்பு மின்னழுத்தம் அளிக்கப்படும்போது மின்னழுத்த ஆற்றல் தடுப்பின் உயரம் (Potential energy barrier height) E_h குறைகிறது. எனவே n – பகுதியிலுள்ள ஆற்றல் மட்டமானது p – பகுதி ஆற்றல் மட்டத்துடன் ஒப்பிடும்போது மேல் புறமாக இடப்பெயா்வு அடைகிறது. (படம் -1 c). எனவே n – பகுதியிலுள்ள நிரப்பப்பட்ட கடத்துப் பட்டைப் பகுதியிலிருந்து மின்னணுக்கள் மின்னழுத்த ஆற்றல் தடுப்பைக் குடைந்துகொண்டு p – பகுதியிலுள் காலியான நிலையிலுள்ள இணைதிறன் பட்டைக்குச் செல்கின்றன. இது முன்னோக்க டையோடு மின்னோட்டத்தைத் தருகிறது. இது மின்னழுத்த – மின்னோட்ட சிறப்பியல்புக்கோட்டில் ( படம் -2 a ) ல் ( 2 ) என்ற பகுதியில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

முன்னோக்கிய சார்பு மின்னழுத்தத்தை மேலும் அதிகரிக்க, ஆற்றல் நிலையானது படம் - 1 (d) ல் காட்டியுள்ள நிலையை அடைகிறது. இந்நிலையில் மிகப்பெரும்பான்மை எண்ணிக்கையிலான மின்னணுக்கள் மின்னழுத்த ஆற்றல் தடுப்பைக் குடைந்துகொண்டு மறுபக்கத்திற்கு செல்கின்றன. இந்நிலையில் மின்னோட்டமானது மிக உயா்நிலையான முகட்டு நிலையை ( peak level) I_p யை அடைகிறது.

மேலும் முன்னோக்கிய சார்பு மின்னழுத்தத்தை அதிகரித்தோமானால் படம் 1.(e) ல் காட்டியுள்ள நிலை ஏற்படுகிறது. n – பகுதி கடத்துப் பட்டையின் நிலை மற்றும் p – பகுதி இணைதிறன் பட்டையின் நிலை ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைவு மாறுபடுவதால், மின்னழுத்த ஆற்றல் தடுப்பைக் குடைந்தகொண்டு மறுபகுதிக்குச் செல்லும் மின்னணுக்களின் எண்ணிக்கை குறைகிறது, எனவே, எதிர்மின்தடையின் (negative resistance) காரணமாக மின்னோட்டமும் குறைகிறது. இது மின்னழுத்த – மின்னோட்ட சிறப்பியல்புக்கோட்டில் (படம் -2 a) ல் (3) என்ற பகுதியில் காட்டப்பட்டுள்ளது. இப்பகுதி எதிர் மின்தடைப் பகுதி (negative resistance region) என்றழைக்கப்படுகிறது.

முன்னோக்கிய சார்பு மின்னழுத்தத்தை மேலும் அதிகரித்தோமானால் n பகுதியிலுள்ள கடத்து பட்டையும் p- பகுதியிலுள்ள இணைதிறன் பட்டையும் நேரே ஒருங்கிணைவு நிலையில் இல்லாமல் படம் 1 (e) ல் காட்டியுள்ள நிலையில் இருக்கும்.. எனவே, மின்னணுக்கள் குடைந்து கொண்டு மறுபகுதிக்குச் செல்வது நின்றுவிடும், ஆகையால் மின்னோட்டமானது சுழி ( zero ) நிலையை அடைகிறது. இது மின்னழுத்த – மின்னோட்ட சிறப்பியல்புக்கோடு படம் 2 ல் காட்டப்பட்டுள்ளது,

இருந்தாலும் முன்னோக்கிய சார்பு மின்னழுத்தத்தை இதற்கு மேலும் அதிகரித்தோமானால், மின்னோட்டமானது ஒரு சாதாரண சந்தி இருமின்வாயின் முன்னோக்கிய சார்பில் மின்னோட்டம் எவ்வாறு அதிகரிக்கிறதோ அதேபோல் சுழியிலிருந்து அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது இது மின்னழுத்த – மின்னோட்ட சிறப்பியல்புக் கோட்டில் படம் -2 (a) ல் பகுதி (4) எனக் குறிக்கப்பட்டுள்ளது. படம் - 2 (a) ல் குடைவு மின்னோட்டம் தொடா்கோடாகவும், ஊடுருவல் மின்னோட்டம் விட்டு விட்டு உள்ள கோடாகவும் காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த இரண்டும் இணைந்ததாக மின்னழுத்த –மின்னோட்ட சிறப்பியல்புக்கோடு வரைபடம் 2 (b) ல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இதில் I_p உயா்மின்னோட்ட அளவான முகடு மின்னோட்டத்தைக் (peak current) குறிக்கிறது. I_v என்பது குறைந்த மின்னோட்ட அளவான பள்ள மின்னழுத்தத்தைக் (valley current) குறிக்கிறது. v_F என்பது முன்னோக்கிய மின்னழுத்தமாகக் (forward voltage) குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

(அறிவியல் ஒளி - 2012 ஜனவரி இதழில் வெளியான படைப்பு)

விவரங்கள்: கோபால்; பிரிவு: தொழில்நுட்பம்; வெளியிடப்பட்டது: 25 ஜனவரி 2012

உலக மக்களில் பெரும்பான்மையினர், அணு உலைத் தொழில் நுட்பம் உள்ளார்ந்த வகையில் பாதுகாப்பற்றது என அதை நிராகரித்து வருகின்றனர். மேலை நாடுகளில் உள்ள அணு உலைகள் முடங்கியும், மூடப்பட்டும் இறங்கு முகத்தில் இருக்கின்றன. நம் விஞ்ஞானிகளோ அறிவியலைத் துறந்து, தர்க்க உதவி நாடி அமெரிக்கா, பிரான்சில் அணு உலைகள் தற்போது அணு உலைகள் உற்பத்தி செய்யும் சதவீதங்களைச் கூறிவருகின்றனர். இது தேய்பிறைக்கு வந்துவிட்ட நிலவைப் பார்த்து அதோ பார்… முழு நிலவு தான்… அங்கு இருக்கிறது என்று ஏதுமறியாக் குழந்தைக்குச் சொல்வதற்கு ஒப்பானது.

அத்தொழில் நுட்பத்தில் அணுக்கழிவுகளை பாதுகாப்பாகக் கழிக்க வழிமுறைகள் இல்லை என்பது உலக அளவில் கண்ட உண்மை நிலை. ஆனால் நம் அணு விஞ்ஞானிகளோ தங்களுக்கு அணு உலைக் கழிவுகளைப் பாதுகாப்பாகக் கழிக்கத் தெரியும் என்று வாய்வார்த்தையாகக் கூறிவருகின்றனர். அப்படி இருந்தால் காப்புரிமை போட்டு அமெரிக்கா, ஜப்பான், ஜெர்மனிக்குச் சொல்லித் தருவதாக ஏன் நம் அணு விஞ்ஞானிகள் அவர்கள் நாட்டில் அறைகூவல் விடவில்லை…?

மூடி மறைக்கப்பட்ட உண்மைகள்: இந்தியாவில் ஆற்றல்துறையின் கீழ் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டிற்கான அமைப்பு (Bureau of Energy Efficiency) இருக்கிறது. அதன் வலைதளத்தில், இந்தியாவில் குறைந்தது 25,000 மெகாவாட் மின்சக்தியைச் சேமிக்க முடியும்; நாட்டின் ஒட்டுமொத்த ஆற்றலில் 23% சேமிக்க முடியும் என்று கூறப்பட்டுள்ளது. மின்சேமிப்பிற்கான இந்தக் கணக்கீடு மிகமிகக் குறைந்த அளவாக இருந்தாலும் இது மிகக் கணிசமான தொகை. ஆனால், இதுவே இந்தியாவின் தற்போதைய மின் தேவைகளை நிறைவு செய்யப் போதுமானது; தற்போதைய தட்டுப்பாடுகளை நீக்குவதோடு, கூடுதலான மின்சாரத்தை உபரியாக்கவும் முடியும்.

முதன்மையான ஆற்றல் மூலம் என்று அமெரிக்கா, ஜப்பான், பிரான்சு, ஜெர்மனி, சீனா போன்ற பல அரசுகள் கருதுகிற, பரைசாற்றுகின்ற ஒன்றில், 1994லிருந்து 2010 வரை 16 வருடங்களாக விஷயம் தெரிந்திருந்தும் இந்தியாவில் எந்த திறம்பட்ட நடவடிக்கையும் மேற்கொள்ளவில்லை. வெறுமனே திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாடு பற்றி 2001ல் சட்டம் போட்டோம், திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டின் மூலம் தன்னார்வமாகச் சேமித்தோருக்கு போட்டி நடத்தினோம், கட்டுரைப் போட்டி நடத்தினோம் என இருந்தது இந்திய ஆற்றல் துறை!

இந்தியாவில் நாட்டில் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாடு பற்றிய அறிவைப் பயன்படுத்திக் கொண்ட சில தொழில் நிறுவனங்கள், 1999 முதல் 2010 வரையில் தன்னார்வமாக 2461 மெகா வாட் அளவு மின்சாரத்தை சேமித்திருக்கின்றன. இதைச் சொல்வது இந்திய அரசின் ஆற்றல் துறைதான்! அதாவது மக்கள் வரிப்பணச் செலவு எதுவுமே இல்லாமல் 2461 மெகாவாட் மின் சக்தி உபரியாக்கப்பட்டிருக்கிறது. அதாவது கூடங்குள அணு உலைகளின் மின்திறனைக் காட்டிலும் கூடுதலான மின்திறனை அவர்கள் உபரியாக்கி இருக்கின்றனர். அந்த மிகச்சில தொழிற்சாலைகள் மட்டுமே 1999 முதல் 2010 வரையில் சேமித்த தொகை 13,399 கோடி. அவர்கள் இம்முறைகளை அமல்படுத்துவதற்குச் செய்த முதலீட்டை 20 மாதங்களில் திரும்பப்பெற்றனர். இதைச் சொல்வதும் இந்திய அரசின் ஆற்றல் துறைதான்!

2008ல் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டிற்கான தேசிய நடவடிக்கை (National Mission on Enhanced Energy Efficiency) அறிவிக்கப்பட்டு 4 வருடங்களில் 7500 மெகா வாட் அளவு மின்சாரத்தை சேமித்து மின் நிலைய நிறுவுதிறன் தவிர்க்கப்பட்டிருக்கிறது என்கிறது மத்திய திட்டக்குழு. அதாவது 2010 முதல் 2011 ற்குள் மட்டும் மக்கள் வரிப்பணச் செலவு எதுவுமே இல்லாமல் 5039 மெகாவாட் மின்சேமிப்பு நடந்திருக்கிறது என்கிறது. 2008-ல் தான் இந்திய அமெரிக்க அணு ஒப்பந்தம் கையெழுத்திடப்பட்டது என்பது கவனத்திற்கு உரியது.

1994-ல் இருந்தே திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டு முறைகளின் முக்கியத்துவம் அரசிற்குத் தெரிந்திருந்தும், புதிதாக கவனத்திற்கு வந்தது போல், 2011 முதல் 2015ற்குள் 19000 மெகா வாட் மின் சேமிப்பு செய்வோம் என்கிறது மத்திய அரசின் ஆற்றல் துறையின் வலைத்தளம்.

நிதி ஒதுக்கீடு: இவ்வளவு முக்கியமான திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டுத் துறைக்கு நிதி எவ்வாறு மத்திய அரசு வழங்குகிறது தெரியுமா? மாநில அரசுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட தொகையை (சில கோடிகள்) அளிக்க வேண்டும். அப்படி அளித்த தொகையிலிருந்து தொகுப்பு நிதி உருவாக்கி ஒவ்வொரு மாநிலத்திற்கும் மத்திய அரசு நிதி உதவி செய்யும்! 2009-2010 முதலான கடந்த மூன்று நிதி ஆண்டுகளுக்கு இந்தியா முழுமைக்குமாக உயர்ந்தபட்சமாக 70 கோடி ரூபாயை மாநில ஆற்றல் சேமிப்புத் தொகைக்கு திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டிற்கான அமைப்பு கொடுக்கலாம். (தெளிவில்லாமல் இருப்பது ஆற்றல்துறை வலைத்தளத்தினால்).

மத்திய அரசு திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டிற்கான தேசிய நடவடிக்கை (National Mission on Enhanced Energy Efficiency) என 2008ல் அறிவித்து, 24 ஜூன், 2010-ல் மத்திய மந்திரி சபை ஒப்புதல் வழங்கி, 11வது 5 ஆண்டுத் திட்ட காலத்தில் எஞ்சிய ஆண்டுகளுக்கு (2009-2010, 2010-2011, 2011-2012) அத்திட்டத்திற்கு 235.35 கோடி ரூபாய் என்று கணக்கிட்டு, 108.03 கோடி ரூபாயை நிதிநிலை அறிக்கையில் ஒதுக்கி உள்ளது.

மத்திய திட்டக்குழு ஆராய்ச்சிக்கான தொகைகளைப் பட்டியலிடுகிறது. அணு ஆராய்ச்சிக்கு 610 கோடி ரூபாயும், மற்ற ஆற்றல் தொடர்பான அனல், புனல், திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாடு உள்ளிட்ட அனைத்துத் துறைகளையும் சேர்த்து 70 கோடி ரூபாய் செலவழிப்பது எவ்வளவு நியாயம்?

திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டு முறைகளைப் பற்றிய விழிப்புணர்வு

திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டு முறைகளை பற்றியெல்லாம் நாட்டு மக்களுக்கு விழிப்புணர்வு ஏற்படுத்தப்படவில்லை என்பதோடு, இன்றளவும் இந்த பேருண்மை மூடி மறைக்கப்பட்டு வருகிறது. கூடங்குள அணுஉலைகளை ஒட்டிய இந்த விவாதத்தின் போதும் அது மக்கள் கவனத்திற்கு கொண்டு வரப்படவில்லை.

மின் பயன்பாட்டில் பெருமளவிலான (70% மேல்) பயன்பாடு மின் மோட்டர்களில் தான். கோவை போன்ற தொழில் நகரங்களில் தொழில் முனைவோர் நல்ல மோட்டார்கள் வாங்கத் திணறி வருகின்றனர். அதிகரித்து வருகிற மின்சார விலையின் தீவிரத்தில் தொழில்கள் முடங்கி வருகின்றன. ஏற்கனவே நசிந்து வருகிற விவசாயத்துறையில் இம்மாதிரியான திறம்பட்ட ஆற்றல் முறைகள் பம்ப் செட்டுகளின் வாழ்நாளை நீட்டிக்கும், அரசிற்கு ஆகும் செலவினத்தைக் குறைக்கும். நம் விவசாயிகள் விவரம் அறியாத நிலையில் அரசால் வைக்கப்பட்டு இருக்க, அவர்கள் படிப்பறிவு பெரிதும் இல்லாத நம் ரீவைண்டர்களிடம் கொடுத்து அடிக்கடி மோட்டாருக்கான காயில் சுற்றி வருகிறார்கள். இதனால் தேவையற்ற மின்விரையம் ஆகிறது.

மோட்டார் உற்பத்தித் தொழிலில் இருப்போர் திறம்பட்ட மோட்டார்களைத் தயாரிக்க தேவையான பாகங்கள் கோவை மட்டுமல்ல, இந்தியாவின் இதர இடங்களில் இருந்தும் கிடைப்பதில்லை. அதனால் திறம்பட்ட மோட்டர் பாகங்களுக்காக வெளிநாடுகளை நோக்கி கையேந்த வேண்டிய நிலை உள்ளது.

அரசால் திறம்பட்ட மின்மோட்டர் தயாரிக்க போதுமான ஊக்கம் அளிக்கப்படவில்லை. மக்களுக்குத் தெளிவாக இவை பற்றி எல்லாம் விளக்கப்படாததால், ஏற்கனவே பல்வேறு பொருளாதாரச் சுமையில் உள்ள மக்கள், குறைந்த விலை உள்ள மோட்டர்களையே வாங்குகின்றனர். இதனால் உயர்ந்த திறன் கொண்ட மோட்டார்கள் உருவாக்கப்படுவது மிகச் சொற்பமாக இந்தியாவில் இருந்து வருகிறது. இதனால் இந்த குறைந்த விலை மோட்டர்களை பயன்படுத்துவோருக்கு, மின்துறை, அரசு என்று அனைவருக்குமே நஷ்டம் தான்!

கிராமங்களில் உள்ள குண்டு பல்புகளை CFL விளக்குகளைக் கொண்டு மாற்றுகிறோம் என்ற திட்டத்தை மட்டும் மத்திய அரசு கூறுகிறது. அது பற்றி அணு உலை அமைக்கக் காட்டும் முனைப்பைக் காட்டவில்லை. இப்போது LED விளக்குகள் மிகக்குறைந்த அளவுதான் செலவிடுகின்றன என்று தெரிய வந்துள்ளதே! பெருந்தொழில் நிறுவனங்கள் LED விளக்குகளுக்கு மாறிப் பயனடைவதாக தகவல்கள் உள்ளதே! இது பற்றி செய்தியைக் கூட விவரமாக திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டிற்கான அமைப்பு தரவில்லை. LED விளக்குகளின் விலையைக் குறைக்க நடவடிக்கை எடுக்கவில்லை.

மேலை நாடுகளில் மின் மோட்டார்களை திறம்பட்டவையாக உருவாக்குவதற்கான தரக்கட்டுப்பாட்டு நிர்ணயங்கள் கட்டாயமாக்கப்பட்டுள்ளன. இந்தியாவில் Frost free ப்ரிட்ஜ், ஏ.சி., டியூப்லைட் (Tube light), பகிர்மான டிரான்ஸ்பார்மர்கள் (Distribution Transformers) என நான்கிற்கு மட்டும் தர நிர்ணயம் கொண்டுவரப்பட்டுள்ளது. ஏன் மின்மோட்டர்களுக்கான தரக்கட்டுப்பாடுகள் அமல்படுத்தவில்லை?

மக்கள் விஞ்ஞானம், மக்கள் பொருளாதாரம்: இந்தியாவின் தேசிய உற்பத்தித் திறன் கவுன்சில் தற்போதைய மின் தேவைகள் அனைத்தையும் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டு முறைகளைக் கடைப்பிடிப்பதன் மூலம் நாம் நிறைவு செய்துவிடலாம்; இம்முறைகளை குறுகிய காலத்தில், குறைந்த செலவில் செய்து முடிக்கலாம்; இவற்றுக்காகச் செலவிடப்படும் தொகை ஆற்றல் செலவுகள் குறைவதால் 3 வருடங்களுக்குள் திரும்பக் கிடைத்துவிடும் என்கிறது.

அதை விட முக்கியமானது, இம்முறைகளைக் கடைப்பிடிப்பதனால் 2 வழிகளில் நம் ஆற்றல் செலவுகள் குறைவதற்கான வாய்ப்பு இருக்கிறது.

1. நேரடியாக, நம் ஆற்றல் செலவுகள் குறைவதால் ஆற்றலுக்கு நாம் செலவிடும் கட்டணங்கள் குறைகின்றன.

2. இம் முறைகள் அரசு ஃ பிற அமைப்புகள் செய்யும் செலவுகளைக் குறைக்க வழிவகுப்பதால், அரசு மற்றும் பிற அமைப்புகளால் நிர்ணயிக்கப் படுகிற ஆற்றல் கட்டணங்கள் குறையும்! உதாரணமாக, தமிழக மின் துறை, தமிழகத்தில் குண்டு பல்புகளை சி.எப்.எல். பல்புகளால் மாற்றினால் 600 மெ. வா. மின்திறனை காலை, மாலை வேளைகளில் தேவையற்றதாக்கலாம். வருடத்திற்கு தமிழக அரசு அதிக விலை கொடுத்து இந்நேரங்களில் வாங்கும் மின்சாரத்திற்கான தொகையான சுமார் ரூ. 1200 கோடியை தேவையற்றதாக்கலாம்.

இந்தியாவில் ஒருங்கிணைந்த ஆற்றல் திட்டத்தை வகுக்கும் மத்திய திட்டக்குழு ஆற்றல்களுக்கான கட்டணங்களை கூட்டத் துடிக்கிறது. பாரதப் பிரதமரோ கட்டணங்களைக் கூட்டினால் தான் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாடு அதிகரிக்கும் என் கிறார். உண்மையில் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டு முறைகளைக் கடைப்பிடிப்பது ஆற்றல் கட்டணங்களைக் குறைத்து மக்களின் பொருளாதார நெருக்கடியைக் குறைப்பதாக இருக்கும், மாற்றமில்லாமல் மக்கள் அனைவரும் விரும்புவதாக இருக்கும். நம் பொருளாதார நிபுணரான பிரதமர் மக்கள் சார்பாக ஏன் சிந்தித்துச் செயல்படுவதில்லை?

உண்மை இப்படி இருக்க தற்போதைய தமிழக மின் தட்டுப்பாட்டைப் போக்க அணுசக்தியைத் தவிர வழியே இல்லை என்று மேதகு முன்னாள் குடியரசுத் தலைவரான அப்துல்கலாம் அவர்களும் பொருளாதார நிபுணரான பிரதமரும், எவ்வாறு கூறுகின்றனர்?

இந்தியாவில் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டின் முக்கியத்துவம், பயன்பாட்டாளர்களுக்கான அதன் பயன்களையும் மக்களுக்கு விளக்குவதே இல்லை. இது வளர்ந்த நாடுகளில் உள்ள நிலைக்கு முற்றிலும் மாறானது. வளர்ந்த நாடுகள், புதிய ஆற்றல் மூலங்களுக்கான தேவையைக் குறைப்பதில் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாடு முதன்மையான பங்கு வகிக்கின்றன என்பதை நன்கு உணர்ந்து அதற்கேற்ப செயல்திட்டங்களை வகுக்கின்றன.

ஆற்றல் பிரச்சனைகளை இப்படி அணுகவில்லை எனறால் வண்டியில் உள்ள ஓட்டை ட்யூபில் நாம் காற்றடித்துக் கொண்டே இருப்பதற்குச் சமம்!

வீட்டின் தண்ணீர்த் தேவைக்கு ஒழுகுகிற மேல்நிலைத் தொட்டியை வைத்துக் கொண்டு ஏற்கனவே உள்ள கிணறு போதவில்லை, புதிதாகக் கிணறு தோண்ட வேண்டும் என்று சொல்வதற்குச் சமம்! ஒழுகல்கள் அனைத்தையும் அடைத்த பின் தேவை இருக்கிறது என்று கணக்கீட்டில் தெரியவந்தால் புதிய கிணறுகள் அவசியம் என்ற நிலையை உலக அறிவியலாளர்கள் எடுக்கின்றனர். இதை அறிய அறிவியல் அறிய வேண்டியது இல்லை. இது சராசரி புத்திக் கூர்மையில் தெரியவருவது. நம் அணு விஞ்ஞானிகளோ ஒழுகல்கள் அல்ல, ஓட்டைகள் இருந்தாலும், கணக்கிடக் கூட தரவுகள் இல்லாத நிலையில் புதிய மூலங்கள் அவசியம் என்று புதிது புதிதாய்க் கிண்றுகள் தோண்டும் கனவை மெய்ப்பிக்க இறங்கி உள்ளனர் தலைகீழாக.

எதைச் செய்வது புத்திசாலித்தனம்…?

உலகமே நீடித்து நிலைத்த வளர்ச்சிக்கும், மக்களுக்கும் சாதகமற்றது என்று அறிந்து ஒதுக்கும் ஒன்றை வரப்பிரசாதம் என்பதும், உலகமே அதிமுக்கியமானதாகக் கருதும் திறம்பட்ட ஆற்றல் பயன்பாட்டை மக்களின் கண்ணில் கூடக் காட்டாது மறைப்பதும் அரசாலும், அரசு விஞ்ஞானிகளாலும் இங்கு நடைபெற்று வருகிறது.

நம் ஊரில் ‘விஞ்ஞானம்’ என்பது வேறுபட்டது போலும்!

- கோபால் (இந்த மின்-அஞ்சல் முகவரி spambots இடமிருந்து பாதுகாக்கப்படுகிறது. இதைப் பார்ப்பதற்குத் தாங்கள் JavaScript-ஐ இயலுமைப்படுத்த வேண்டும்.)