அறிவியல் ஆயிரம்

விவரங்கள்

முனைவர் க.மணி

பிரிவு: தொழில்நுட்பம்

வெளியிடப்பட்டது: 03 அக்டோபர் 2011

• நியூட்ரினோ ஆய்வகம்

அண்மையில் வெளிவந்த நியூட்ரினோ பற்றிய தகவல், பிரபஞ்சம், அணு முதலானவை பற்றி நாம் செய்து வைத்திருக்கும் கொள்கைகளை தகர்த்துவிடும் போலுள்ளது. ஒளியை விஞ்சும் வேகத்தில் நியூட்ரினோ பயணம் செய்திருக்கும் நிலையில், ஐன்ஸ்டினின் கோட்பாடுகளை சந்தேகிக்க வேண்டியிருக்கிறது. காலத்தில் முன்னும் பின்னும் பயணம் செய்யவும், டெலிபோர்ட்டேஷன் செய்யவும் இனிமேல் முடியலாம். புராண சம்பவங்களும், ஈரேழு லோகங்களும் நிஜமாகலாம்.

இந்தப் பேரண்டத்தில் ஒளியின் வேகம்தான் அதிகபட்சம். வினாடிக்கு 300,000 கி.மீ வேகத்தில் ஒளி பரவுகிறது. எந்தப் பொருளாலும் ஒளியின் வேகத்தை விஞ்ச முடியாது. உண்மையில் அதை எட்டக்கூட முடியாது. ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டினின் சார்பியல் கோட்பாடு அடிப்படையே இதுதான். குவாண்ட்ட அறிவியல் இதை அஸ்திவாரமாக வைத்து வளர்ந்தது.

அஸ்திவாரம் இப்போது ஆட்டம் கண்டுவிடும் போலிருக்கிறது. காரணம், சென்ற மாதம் வெளிவந்த ஒரு அறிவியல் அறிக்கை. அணுக்கருவில் இருக்கும் நியூட்ரினோ என்ற ஒருவகை துகள், ஒளியை விட வேகமாகப் பயணம் செய்திருக்கிறது.

பௌதிக விஞ்ஞானத்தின் அடித்தளம் ஆடுகிறது என்பதால், உலகம் உடனே அழிந்துவிடும் என்றோ, பெட்ரோல் விலை மீண்டும் உயர்ந்துவிடும் என்றோ உடனே பயப்பட வேண்டியதில்லை. சராசரி மனித வாழ்க்கைக்கு இந்தப் புதிய கண்டுபிடிப்பினால் எந்தவித பாதிப்புமில்லை. விஞ்ஞானிகளுக்குத்தான் திண்டாட்டம். மொத்த அணு விஞ்ஞானத்தையும், பேரண்டவியலையும் ஆரம்பத்திலிருந்து புதிதாக மாற்றி எழுத வேண்டியிருக்கும்.

வேகத்தின் விதிமீறல்

இரண்டு இடங்களுக்கு இடையே தூரம் 730 கிலோமீட்டர். CERN என்ற ஆய்வுக்கூடம் ஸ்விட்சர்லாந்தில், ஜெனிவா என்ற இடத்தில் உள்ளது. நிலத்தடியில், 100 மீட்டர் ஆழத்தில் 27 கி.மீ சுற்றளவில், ஒரு ஊரையே சுற்றிவளைக்கும் அளவுக்கு வட்டமான சுரங்கம்; அதில் அணுக்கருவின் துகள்கள், பந்தய குதிரைகளைப்போல விரட்டி, மோதவிடப்படுகின்றன. இங்கிருந்து 730 கிமீ தொலைவுக்கு அப்பால் OPER எனும் இன்னொரு ஆய்வகம் உள்ளது. இதன் கருவிகள் நிலத்தடியில் 1,400 மீட்டர் ஆழத்தில் (கிட்டத்தட்ட 1.5 கி.மீ ஆழம்) புதைக்கப்பட்டுள்ளன. இதன் வேலை நியூட்ரினோ எனும் அணுக்கரு துகள்களின் திசை, வேகம், அளவு போன்ற முக்கிய தகவல்களை அறிவது.

நடந்தது இதுதான். செர்ன் ஆய்வகத்திலிருந்து, நியூட்ரினோ துகள்களின் கற்றை, டார்ச் லைட்டின் ஒளிபோல் ஓபெர் கருவிக்கு அனுப்பப்பட்டது. ஓபெர் கருவி, நியூட்ரினோவின் வேகம் முதலானவற்றை அளந்தது. அளந்தபோது, நியூட்ரினோவின் வேகம், ஒளியின் வேகத்தைவிட அதிகமாக இருந்தது. ஒளி 730 கிமீ தூரத்தைக் கடக்க எடுத்துக் கொள்ளும் நேரத்தைவிட 60 நேனோ செகன்டுகள் சீக்கிரமாகவே நியூட்ரினோ வந்தடைந்து விட்டது.

ஒருமுறை, இருமுறை அல்ல; கடந்த 2 ஆண்டுகளாக, 16,000 முறை இந்தச் சோதனை திரும்பத் திரும்ப செய்து பார்க்கப்பட்டது. இனிமேலும் பொறுக்க முடியாது என்று கருதி, உண்மையை உலகிற்கு சொல்லி விட்டார்கள்.

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டினின் பிரபலமான, பலமுறை நிரூபிக்கப்பட்டு, அசைக்க முடியாத அடித்தளமாக ஏற்றுக் கொள்ளப்பட்டு, பரவலாகப் பய‌ன்படுத்தப்பட்டு வரும் சார்பியல் கோட்பாட்டை உடைக்க யாருக்குத்தான் தைரியம் வரும். அறிவியலில் எந்தக் கோட்பாடும் நிரந்தர ஏகபோக உரிமை கொண்டாட முடியாது. உண்மையாக இருக்கும் வரை ஒரு கோட்பாடு பயன்பாட்டிலிருக்கும், சிறிது ஓட்டை விழுந்து விட்டாலும் அது தூக்கி வீசப்படும்.

நியூட்ரினோ

நியூட்ரினோ என்பது எலெக்ட்ரான் போன்ற ஒரு துகள். எலெக்ட்ரானுக்கு நெகட்டிவ் மின் ஏற்றம் உண்டு. நியூட்ரினோவுக்கு அது கிடையாது; எடையும் 10,000 மடங்கு லேசானது. சாதாரணமாக அணுவில் இது இருப்பதே தெரியாது. எலெக்ட்ரான்கள் வெளியே சுற்றிக் கொண்டிருக்க, உள்ளே புரோட்டான், நியூட்ரான்களால் ஆன அணுக்கரு இருக்கும்... இதுதான் அணுவின் பொதுவான வடிவம். நியூட்ரினோவைப் பற்றி யாரும் கவலைப் படுவதில்லை.

நாம் நினைப்பதுபோல், புரோட்டானும் நியூட்ரானும் தனித் துகள்கள் அல்ல. அவற்றையும் உடைக்கலாம். அவையும் சிறு பொருள்களால் ஆனவையே. சில நேரங்களில் நியூட்ரான் தானாகவே உடைந்து, பிரிந்து புரோட்டனாக மாறிவிடும். அதன் மின் தன்மை, நியூட்ரல் நிலை கெட்டு பாசிட்டிவாகிவிடும். உடைவதற்கு முன்புவரை நியூட்ரானை நியூட்ரலாக இருக்க உதவிய, உள்ளே மறைந்திருந்த எலெக்ட்ரான் அணுக்கருவிலிருந்து உதைத்துத் கொண்டு வெளிப்படும். அதே சமயம் எலெக்ட்ரானுடன் ஜோடியாக நியூட்ரினோவும் வெளிப்படும். இந்தத் துகள்தான் ஒளியை விஞ்சும் வேகத்தில் பயணம் செய்து குழப்பத்தை ஏற்படுத்தியிருக்கிறது.

செர்ன் ஆய்வகத்தில் செயற்கையாக நியூட்ரினோக்கள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. உண்மையில் நியூட்ரினோக்கள் அத்தனை அரிதானவை அல்ல. சமுத்திரத்தில் மீன்கள் நீந்துவதுபோல, நியூட்ரினோ சமுத்திரத்தில் நாம் ஒவ்வொரு வினாடியும் நீந்திக்கொண்டிருக்கிறோம். சூரியன், ஒளியையும் வெப்பத்தையும் தருவது மட்டுமன்றி, அடை மழைபோல் நியூட்ரினோவையும் நாலா பக்கமும் கொட்டுகிறது. நியூட்ரினோவுக்கு கிட்டத்தட்ட எடையே இல்லாததாலும் அணுக்களுடன் இது எந்தவித மின்காந்த தொடர்பும் வைத்துக் கொள்ளாதததாலும், இதனால் எந்தவித பாதிப்பும் நமக்கு இல்லை. ஒவ்வொரு வினாடியும் 10 பில்லியன் நியூட்ரினோ துகள்கள் நமது கண் வழியாகப் புகுந்து தலைவழியாக வெளியேறிவிடுகின்றன. ஒரு சதுர சென்ட்டிமீட்டர் பரப்பிலேயே 10 பில்லியன் நியூட்ரினோக்கள் ஒரு வினாடி நேரத்தில் சூரியனிலிருந்து பூமிப்பரப்பில் விழுகிறது எனில், பூமியின் மொத்த பரப்பின் மீதும் எவ்வளவு கொட்டிக் கொண்டிருக்கும் என்று யோசித்துப் பாருங்கள். பூமியின் ஒரு பக்கம் நுழைந்து எதுவுமே நிகழாதது போல இவை மறுபக்கம் வெளியேறி விடுகின்றன. இந்தப் பேரண்ட வெளியில் ஒவ்வொரு நட்சத்திரமும் நியூட்ரினோவை வாரி இறைத்தபடி உள்ளன. குறிப்பாக நட்சத்திரம் வெடித்து சூப்பர் நோவா ஆக ஆகும் முன் கொள்ளை கொள்ளையாக நியூட்ரினோவை வீசும்.

நமது சூரியனிலிருந்து வருகின்ற நியூட்ரினோக்கள், ஆகாயத்தில் வெடித்துச் சிதறும் நட்சத்திரங்களிலிருந்து வருகின்ற நியூட்ரினோக்கள், செயற்கையாக செர்ன் ஆய்வகத்தில் உருவாக்கப்பட்டு அனுப்பப்படும் நியூட்ரினோக்கள் ஆகியவற்றைப் பிரித்து அறிவது கஷ்டம். எனினும் அறிய முடியும். எதிலும் பட்டும் படாமல், புகுந்து செல்லும் நியூட்ரினோவில் ஒரு சிறுபகுதி 'செரன்கோவ்' வெளிச்சத்தை, மின்மினிப்பூச்சி போல் பளிச்சிட்டு வெளிப்படுத்தும். இதற்காக பூமிக்கடியில் வேறு நியூட்ரினோ தொல்லை இல்லாத இடத்தில் 10,000 டன் அதிசுத்தமான தண்ணீர் நிரம்பிய தொட்டியையும் அதைச்சுற்றி ஒளிப்புள்ளிகளை காணும் கேமராக்களையும் வைப்பார்கள்.

சார்பியல் கோட்பாட்பாட்டின் எதிர்காலம்

சரி, நியூட்ரினோ ஒளியைவிட வேகமாக சென்றால் என்ன? செல்லக்கூடாதா? ஐன்ஸ்ட்டினின் சார்பியல் கோட்பாட்டின் ஆதாரமே ஒளியின் உச்ச வேக வரம்பு வேகம் பற்றியதுதான். மேலும் ஒளியின் வேகம்தான் சார்பற்றது எனவே அதை ஆதாரமாக வைத்துத்தான் மற்றவை சார்புடையவை என்று நிரூபிக்கப்படுகிறது. உதாரணமாக, நீங்கள் அசையாமல் நின்று கொண்டிருந்தாலும் வினாடிக்கு 100,000 கிமீ வேகத்தில் ஓடிக்கொண்டிருந்தாலும் இரு சந்தர்ப்பங்களில் ஒளியின் வேகத்தை நீங்கள் ஒரே அளவாகத்தான் அளப்பீர்கள். நடைமுறையில் விஷயம் அப்படி இல்லை. அறுபது கிலோமீட்டர் வேகத்தில் ஓடும் மோட்டார் சைக்கிளில் இருப்பவருக்கு ஓரத்தில் ஒதுங்கி நிற்பவர்கள் 60 கி.மீ வேகத்தில் பின்னோக்கி நக‌ர்வதாகத் தெரிவார்கள். அதே சமயம் பக்கத்தில் 60 கிமீ வேகத்தில் ஓடும் பஸ், அவருக்கு அசையாமல் பக்கமாக நிற்பதுபோல தெரியும். அவர் கணக்குப்படி பஸ் நிற்கிறது; நிற்கின்ற பிளாட்பார ஆள் வேகமாக நகர்கிறார். இதே முறையில் நீங்கள் ஒளியை அளக்க முயன்றால் ஒளியின் வேகம் எல்லா நிலைகளிலும் மாறாமல் ஒரே அளவாகத்தான் இருக்கும். நின்றாலும், ஓடினாலும் அதன் வேகம் மாறாது. ஒளியின் வேகம் மாறாது என்பதால் மற்றவை மாறியாக வேண்டும். ஐன்ஸ்ட்டின், அளக்கின்ற உங்கள் அளவுகோளின் நீளமும், கடிகாரத்தின் டிக் டிக்கும் மாறும் என்கிறார்.

உங்கள் வேகம் ஒளியின் வேகத்தை நெருங்கும்போது உங்களின் (அடிக்கோல்) இடம் நசுங்கிவிடும், காலம் தளர்ந்து நிதானமாகிவிடும். இதுதான் சிறப்பு சார்பியல் கொள்கை. பொது சார்பியல் கொள்கையில் ஐன்ஸ்ட்டின், கிராவிட்டியின் இயல்பை விளக்குகிறார். இந்தக் கொள்கையிலிருந்து பிறந்ததுதான் E=MC2 என்ற பிரபலமான சம‌ன்பாடு. விஞ்ஞானம் பற்றி அக்கறையே இல்லாதவர்கள்கூட இந்த ஃபார்முலாவைத் தெரிந்து வைத்திருப்பார்கள். இந்த சம‌ன்பாட்டில் முக்கிய பங்கு வகிப்பது c2எனும் குறி. C என்பது ஒளியின் வேகத்தைக் குறிப்பது. வினாடிக்கு 300,000 கி.மீ. இந்த அளவை அதனாலேயே பெருக்கினால் எத்தனை பெரிய எண் வருமோ, அதை பொருளின் நிறை(எடை)யால் பெருக்கினால் கிடைப்பது அந்தப் பொருளில் பொதிந்திருக்கும் சக்தியின் அளவு. ஒரே ஒரு கிராம் பொருளை, முழுவதும் சக்தியாக மாற்றினால் இந்த ஃபார்முலாவின்படி இந்தியாவுக்கு ஒரு நாளுக்கு வேண்டிய மொத்த மின்சாரத்தையும் பெற்றுவிடலாம். இதுதான் அணுசக்தி.

ஒளியின் வேகத்தை உச்சம் என்று கொள்ளும் வரைதான் இந்த ஃபார்முலா உண்மை. ஒளியின் வேகம் உச்சமில்லை எனில், பொருள்-சக்தி பற்றிய சமன்பாடு செல்லாது. மொத்த கால்குலேஷன்களையும் மறுபரிசீலனை செய்தாக வேண்டும். வேறு என்னென்ன அதிசயங்களை அந்த புதிய கால்குலேஷன் வெளிப்படுத்துமோ தெரியவில்லை. முழுவதையும் எப்போது நாம் அறியப்போகிறோம்? அறிதொறும் அறியாமைதானா?

ஏழுலகங்கள் உண்டா?

ஐன்ஸ்டினின் கோட்பாட்டை வேதங்களைப்போல போற்றிவந்த நிலையில், அது நிலைகுலைவதை யாராலும் சகித்துக் கொள்ள முடியவில்லை. நியூட்ரினோவின் விதிமீறலுக்கு மாற்று விளக்கம் தந்து ஐன்ஸ்டினைக் காப்பாற்ற தியரிட்டிகல் இயல்பியல் வல்லுநர்கள் முயலலாம்.

ஏற்கன‌வே 'தந்திக் கொள்கை' (இழைக் கொள்கை என்றாலும் சரியே) மேதைகள் வெட்ட வெளியில் மூன்றுக்கும் மேற்பட்ட பரிமாணங்கள் இருப்பதாகச் சொல்லுகிறார்கள். அதாவது நாமிருக்கும் இடத்திலேயே மேலும் ஏழு இடங்கள் மறைந்திருப்பதாக சொல்கிறார்கள். இடத்துக்குள்ளேயே இடமாக, ஒன்றுக்குள் ஒன்றாக, வெங்காயத் தோல்போல் உள்ளன‌. நமது உலகம் முப்பரிமாண இடத்தில் இருக்கிறது.

நம் புலன், கருவிகளுக்கும் புலப்படாமல் மற்ற பரிமாண இடங்கள் நீரில் உப்புபோல கலந்து, கரைந்து மறைவாக உள்ளன. ஒருவேளை, செர்ன் சோதனையில் ஒளியை விஞ்சிய வேகத்தில் வெளிப்பட்ட நியூட்ரினோ இன்னொரு பரிமாணம் வழியாக 'ஷார்ட் கட்' டில் வந்திருக்கலாமோ என்று தோன்றுகிறது.

ஒருவேளை இது உண்மை ஆகும் பட்சத்தில், நம்மால் காலத்தில் முன்-பின்னாக செல்லமுடியும்; பிரபஞ்சத்தில் ஒருபக்கம் நுழைந்து இன்னொரு பக்கம் வெளிப்படமுடியும். விஞ்ஞானக் கதைகள் நிஜமாகலாம், புராண நிகழ்ச்சிகள் உண்மையாகலாம்.

- முனைவர் க.மணி

கைபேசி: 9944562192
மின்னஞ்சல்: இந்த மின்-அஞ்சல் முகவரி spambots இடமிருந்து பாதுகாக்கப்படுகிறது. இதைப் பார்ப்பதற்குத் தாங்கள் JavaScript-ஐ இயலுமைப்படுத்த வேண்டும்.

விவரங்கள்

மு.குருமூர்த்தி

பிரிவு: தொழில்நுட்பம்

வெளியிடப்பட்டது: 08 ஆகஸ்ட் 2011

இன்று மருத்துவத்துறையில் நாம் பயன்படுத்தும் எக்ஸ் கதிர்களாலும், திசுஅடுக்கு கதிர்வீச்சு வரைவிகளாலும் (CTScan) உடல் உறுப்புகளில் கதிர்வீச்சு பாதிப்பு ஏற்பட வாய்ப்பு உள்ளது. காந்த ஒத்ததிர்வு வரைவி(MRI)களைப் பயன்படுத்தும்போது உறழ்சாயங்களை (contrasting agents) உட்கொள்ளுவதோ, ஊசியின் வழியாக செலுத்திக்கொள்ளுவதோ அவசியமாகிறது. இந்த தடைகள் ஏதுமின்றி ஒளிரும் புரதங்களின் உதவியால் உயிரிகளின் உள்ளுறுப்புகளை தெளிவாக பார்க்கமுடியும் என்பதுதான் இன்றைய அறிவியல் தகவல். ஊடுகதிர் படம் எடுப்பதும், உறுப்புகளின் மேற்பகுதியை செதுக்கி எடுத்து ஆராய்வதும் இனிமேல் தேவையில்லை என்கிறார்கள் யெஷிவா பல்கலைக்கழகத்தின் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டின் மருத்துவக்கல்லூரி ஆராய்ச்சியாளர்கள்.

புதிய முறையினால் உயிரிகளின் உறுப்புகள் கதிர்வீச்சிற்கு ஆளாவதும் அதன் காரணமாக பக்க விளைவுகள் தோன்றுவதும் இல்லாமல் போகும். புற்றுநோய்க்கு எதிரான மருந்துகள் எந்த அளவிற்கு வேலை செய்துள்ளன என்பதை அறியவும் புற்றுநோய்க்கட்டிகளை எளிதில் கண்காணிக்கவும் இயலும்.

ஜெல்லிமீன்கள், பவளங்கள் இவற்றிலிருந்து பெறப்பட்ட பல்வண்ண ஒளிரும் புரதங்களைக் கொண்டுதான் இதுவரை செல்கள், நுண்மங்கள், மூலக்கூறுகள் இவற்றையெல்லாம் விஞ்ஞானிகள் ஆராய்ந்துவந்தனர். உயிருள்ள பாலூட்டிகளில் காணப்படும் ஹீமோகுளோபின் நீலம், பச்சை, சிகப்பு ஆகிய நிறங்களை உட்கவர்ந்துகொள்ளும் இயல்புடையது. இதனால், உயிருள்ள பாலூட்டிகளின் உட்புறத்தைக் காண்பது எட்டாக்கனியாகவே இருந்துவந்தது.
 
தாவரங்களில் காணப்படும் பைட்டோகுரோம் எனும் நிறமி ஒரு அற்புதமான செயலைச் செய்கிறது. ஒளி இருப்பதையும் இல்லாததையும் தாவரத்திற்கு உணர்த்தும் வேலையை இந்த நிறமிதான் செய்கிறது. இந்த நிறமியின் மூலம் தாவரம் பகலையும் இரவையும் வேறுபடுத்தி உணர்ந்து கொள்கிறது. விதை முளைத்தல், பூத்தல் போன்ற செயல்களை தாவரங்கள் பிழையின்றி செய்ய உதவுவதும் இந்த நிறமிதான். பைட்டோகுரோம் நிறமியை அடிப்படையாகக் கொண்டுதான் இப்போதைய ஒளிரும் புரதம் (infra Red Fluorescent Protein) உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. மின்காந்த நிறமாலையின் அகச்சிவப்புக்கதிர் பகுதியில் இந்த புரதங்கள் ஒளியை உமிழவும், உட்கவரவும் வல்லவை. மின்காந்த நிறமாலையின் இதே பகுதியில்தான் பாலூட்டிகளின் திசுக்கள் ஒளிஊடுருவும் தன்மை படைத்தவையாகவும் இருக்கின்றன.

கல்லீரலில் இரத்தம் மிகுதியாக இருப்பதால் இந்த உறுப்பை காட்சிப்படுத்துவது கடினம். சுவாசப்பாதையின் திசுக்கள், குடல், கண், சிறுநீர்பாதை இவற்றின் மீது படர்ந்துள்ள சவ்வுகளை எளிதில் தொற்றி நோயுண்டாக்கும் வல்லமை படைத்த வைரஸ்களின் தொகுப்பு அடினோவைரஸ் எனப்படுபவை. ஒளிரும் புரதங்களுக்கான ஜீன்களுடன் அடினோவைரஸ் கிருமிகளும் எலியின் உடலில் செலுத்தப்படும். இதனால், இரண்டாவது நாளில் இருந்து கல்லீரலில் நோய்க்குறிகள் தோன்றும். கல்லீரலில் நோய்த்தொற்று தோன்றியவுடன் ஒளிரும் புரதங்களும் உருவாக்கப்படுகின்றன. அகச்சிவப்புக்கதிருக்கு எலியின் உடல் உட்படுத்தப்படும்போது உமிழப்படும் ஒளியில் இருந்து பாதிக்கப்பட்ட உறுப்பின் காட்சியைக் காண இயலும். நோய்த்தொற்றுக்கு ஆளான இரண்டாம் நாளில் ஒளி உமிழ்தல் தொடங்கும். ஐந்தாம் நாளன்று காட்சி மிகத்தெளிவாகத் தெரியும். இந்த ஒளிரும் புரதங்கள் நஞ்சற்றவை என்பது வியப்பான செய்தி.

இன்னும் படிக்க: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/07/110718101208.htm

தகவல்: மு.குருமூர்த்தி (இந்த மின்-அஞ்சல் முகவரி spambots இடமிருந்து பாதுகாக்கப்படுகிறது. இதைப் பார்ப்பதற்குத் தாங்கள் JavaScript-ஐ இயலுமைப்படுத்த வேண்டும்.)