Tuesday, June 2, 2020
Book Reviewஅறிவியல்

காணாததைக் கண்டவர்கள்…’ஜீன் மெஷின்’ நூலின் சிறு பகுதி – தமிழில்: ஆயிஷா இரா. நடராசன்..!

235views
Spread the love

ஜீன் மெஷின் (Gene Machine) அதாவது மரபணு இயந்திரம் எனும் நூலை நம் நோபல் அறிஞர் வெங்கிராமகிருஷ்ணன் 2018ல் எழுதினார். 2009ல் வேதியலுக்கான நோபல் பரிசு, 2012ல் சர்பட்டம், 2015 முதல் லண்டன் ராயல் கல்வியக தலைவர் பதவி…! வெங்கட்ராமன் ராமகிருஷ்ணன் பிறந்தது சிதம்பரத்தில். இந்தியாவில் இயற்பியலில் முனைவர் பட்டம் பெற்றும் கூட அமெரிக்காவில் உயிரியல் மீது அலாதி ஈர்ப்பு ஏற்பட்டுவிட மறுபடி முதலில் இருந்து கல்லூரி படித்து இன்னொரு முனைவர் பட்டம் பெற்றார். ரிபோசோம்களை முதலில் ‘பார்த்தவர்… பகுத்தறிந்தவர் என்ற வரலாற்று சிறப்போடு நோபல் பரிசு பெற்றார். ரிச்சர்டு டாக்கின்ஸ். பில்பிரைசன் போன்றவர்களே வியந்து பாராட்டிய அற்புத அறிவியல் நூல் ‘ஜீன் மெஷின்.’ இரு துறை வித்தக அறிவால் உலகை அவர் வென்றெடுத்த கடும் உழைப்பை தேடலை பிடிவாதமான ஆய்வு ஆண்டுகளை சிறப்பாக விவரிக்கும் திக்… திக்… புத்தகம் முழுதும் இருந்தாலும், Seeing the invisible எனும் அந்த மூன்றாம் அத்தியாயம் செல்லுக்கு உள்ளே, கண்களுக்கு புலப்படாததை காணாததை கண்டவர்களது வரலாறைப் பேசி நம்மை கட்டிப்போடுகிறது. அந்த வரிசையில் நம் வெங்கி சாரும் இணைந்து உலகையும் காணாததை காணவைத்த கதையை நூலை வாங்கி நீங்கள் முழுமையாக வாசித்தறிய வேண்டுகிறேன்.

(மொ.பெ.)

கண்களுக்குப் புலப்படாததை… காணுதல்
கண்களால் காண்பது மட்டுமே மெய் என்கிறோம். உலகைக் குறித்த நமது புரிதல் நேரிடையாய் காண்பது என்பதை வைத்து அடிக்கடி மாறியே வந்துள்ளது என்பது ஆச்சரியமான ஒன்று. உதாரணமாக நூற்றாண்டுக் கணக்கில் நமது மனித உடல் பற்றி தவறான அனுமானங்களே நமக்கிருந்தன. காரணம் விலங்குகளை மட்டுமே வெட்டிச் சோதித்த கிரேக்க மருத்துவ நிபுணர் கேலனிடமிருந்தே அந்தப் புரிதல்கள் நமக்குக் கிடைத்தன. 1500களில் மனிதப் பிணங்களை அறுத்துச் சோதித்த ஆன்ட்ரியஸ் வெஸாலியசுக்குப் பிறகே மனித உடற்கூறியல் பற்றி நாம் புரிந்து கொள்ளத் தொடங்கினோம்.

Image result for Gene Machine

ரிபோம்சோம்களைக் காண்பது மற்றும் அவற்றின் வேலைப்பாட்டை அறிவது தொடர்பான விஷயத்தில் நாம் பயன்படுத்திய முற்கால அறிவியல் ‘பார்வை‘ முறை எதுவுமே எடுபடவில்லை. நம் கண்டுபிடிப்புக் கதைக்கு திரும்பும் முன் நமது ரிபோசோம்களை காண்கிற பிரச்சினையை முடிவுக்குக் கொண்டுவரும் முறையை வளர்த்தெடுக்க விஞ்ஞானிகள் அரை நூற்றாண்டு காலம் எடுத்த முயற்சிகளை முதலில் அறிவோம்.

மனித வரலாற்றில் பெரும்பாலான காலத்தை நமது வெறும் கண்களால் மட்டுமே காண முடிந்த காலத்தின் போதாமையோடே வாழ்ந்து வந்தோம். இந்த நிலை 1600 ஆண்டுகளின் மத்திய காலத்தில் டச்சு சணல் நார்த் துணி நிபுணர் ஆண்டனி வான் லியோவென்ஹாக், தான் வியாபாரம் செய்திட்ட ஜவுளிகளைக் கூர்ந்தாய்வு செய்ய முடிவெடுத்தபோது மாறியது. விதவிதமான ஆடிகளை உருவாக்கும் அவரது தேடலில் அவர் தன் காலத்தின் பலம்பொருந்திய நுண்நோக்கி ஒன்றை கண்டடைந்தார். அதைக்கொண்டு அவர் குளத்தின் நீர் முதல் தன் பல் இடுக்கின் அழுக்கு வரை யாவற்றையும் கண்டு அதிர்ந்து கொண்டிருந்தார். அவற்றில் சிறு உயிரிகள் இங்கும் அங்கும் ஓடிக்கொண்டிருப்பதைப் பார்த்து அதிசயித்து அவற்றிற்கு அனிமல் கூல்(விலங்கு மூலக்கூறு) எனப் பெயரிட்டார். அவையே இன்று நாம் அறிந்துள்ள நுண்உயிரிகள். விரைவில் ராபர் ஹீக் என்பாரும் அதே நுண்நோக்கிகளைப் பயன்படுத்தி தெள்ளுப் பூச்சி முதல் பலவகைத் திசுக்களையும் ஆராய்ந்தார்.

Image result for chromosome

அவர்தான் தாவரத் திசுக்களில் காணப்பட்ட பெட்டிகளுக்கு செல் என்று பெயரிட்டு முதலில் விவரித்தார். ‘செல்’ எனும் கருத்தாக்கம் உயிரியலையே புரட்டிப்போட்டது. செல் என்பதே சுயமாக உய்த்திருக்க கூடிய ஆகச்சிறிய சுதந்திர உயிரணு எனவும், மேலும் செல்கள் ஒன்றிணைந்து திசுக்களாகவும் பின் முழு விலங்காகவும் பெருக்கம் அடைகின்றன என்றும் இன்று நாம் அறிவோம். நுண்நோக்கிகள் மேலும் துல்லியமிக்கவையாக உருவாக்கப்பட்டபோது விஞ்ஞானிகள் செல்களுக்கு உள்ளே இருந்த உள் உறுப்புகளையும் ‘காண’ முடிந்தது. நியூக்ளியஸ், குரோம்சோம்கள் எனும் நிறமிகள் மற்றும் ஏனைய நுண் அமைப்புகளை உலகம் விரைவில் கண்டது. இதுபோல விபரமாக காண முடிந்ததே மனித உடற்கூறியலைக் கடந்து செல்களின் உள் கட்டமைப்பு தொடர்பானதாக உயிரிலேயே உருமாற்றம் அடைய வைத்தது. சரி செல்லின் உள்ளே இருக்கும் இந்த நுண் உறுப்புகள் எதனால் ஆனவை.?

நாம் காணும் அன்றாட பொருட்களைப்போல செல்களும் அவற்றின் பாகங்களும் கூட மூலக்கூறுகள், அதாவது அணுக்களின் குறிப்பிட்ட விதமாக ஒன்றிணைந்த கூட்டுத்தொகுதியே ஆகும். பருப்பொருட்கள் குறித்த அணுக்கொள்கை பன்னெடுங்காலமாக உருவாகி கட்டமைக்கப்பட்ட ஆதார அறிவியல் ஆகும். எந்த அளவிற்கு அது முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது என்றால், ஒருவேளை நாம் அறிவியல் கோட்பாடுகள் யாவற்றையும் அழித்துவிடவேண்டி வந்தாலும் அடுத்த சந்ததிக்கு அனைத்துப் பொருட்களும் அணுக்களால் ஆனவை எனும் ஒரே ஒரு வரியைக் கடத்தினால் போதுமானது என்று பிரபல இயற்பியலாளர் ரிச்சர்டு ஃபைன்மென் குறிப்பிடுகிறார். அணுக்கள் தங்களைத் தாங்களே நிலையான சுற்றுப்பாதையில் பயணிக்கும் சிறு தொலைவான இடைவெளியில் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கும். அதே சமயம் ஒன்றாக்கி இறுக்கினால் ஒன்றை ஒன்று உந்தித் தள்ளும் உட் துகள்களால் ஆனவை. பதினெட்டு மற்றும் பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டுகளில் மூலக்கூறுகளை நேரடியாகக் கண்டு பதியமுடியாத போதும் விஞ்ஞானிகள் அவற்றின் இருப்பை மட்டுமல்ல அவற்றின் கட்டமைப்புகள், அவற்றில் அணுக்களின் அமைப்பு உட்பட யாவற்றையும் கணித்து வெளியிட்டது என்பது உலக ஆச்சரியங்களில் ஒன்றாகும். அவர்களால் மிக எளிய இருவகை அணுவின் கூட்டான சாதாரண சமையல் உப்பின் மூலக்கூறில் இருந்து இரண்டு டஜன் அணுக்களின் கூட்டான சிக்கலான சர்க்கரையின் மூலக்கூறு வரை அவர்களால் விவரிக்க முடிந்தது என்றாலும் அவற்றைவிட சிக்கலான பெரிய மூலக்கூறுகளின் கட்டமைப்பை விவரிக்க மிகக்கடினமானதாக ஆனது மட்டுமல்ல, நேரடியாக அவற்றை காணாமல் சாத்தியமில்லாததாகவும் உணரப்பட்டது.

Image result for அணுக்கொள்கை

ஒரு மூலக்ககூறை யாராலுமே நேரடியாகக் காண முடியாததன் காரணம், ஒளியின் அடிப்படைப் பண்புகளில் ஒன்றோடு தொடர்புடையது. ஒளி, ஃபோட்டான்கள் எனும் அடிப்படைத் துகள்களால் ஆனது என்பதை நாம் குவாண்ட இயற்பியல் வழி அறிவோம். ஒளி, துகளாகவும் அலையாகவும் இரட்டைத்தன்மை கொண்டதாக உள்ளது. ஒளியின் அலைப்பண்பால்தான் ஆடிகள், நுண்நோக்கிகள் போன்றவை இயங்குகின்றன. ஆனால் இதே பண்பால் ஒளி ஒரு சிறு துவாரம் வழிச் செல்லும் போதும் ஒரு பொருளின் முனைகளை கடக்கும்போதும் அலை வளைவு எனப்படும் முறையியலுக்கு உட்படுகின்றது. இயல்புநிலையில் பொதுவாக நாம் இதை உணர்வது கிடையாது. என்றாலும் இரண்டு மிக நுண்ணிய தனித்தனி பொருட்கள் ஒன்றை ஒன்று ஒட்டி இருப்பின் அவைகளின் பிம்பங்கள் வெளியே பரவி பிறகு ஒன்றிணைந்து, அவற்றை நுண்ணோக்கியில் காணும் ஒருவருக்கு பெரிய தெளிவில்லாத ஒற்றை பிம்பமே தெரியவரும். பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் ஜெர்மனியின் இயற்பியலாளரான எர்னஸ்ட் அபே- அப்படி சேர்ந்த பிம்பங்களை தனித்தனியாகக் கண்டுணர அந்த இரு நுண்பொருட்களும் குறைந்த பட்சம் ஒளியின் அலைநீளத்தில் சரிபாதி அளவாவது இடைவெளிவிட்டு இருக்க வேண்டும் என்பதைக் கணக்கிட்டார்.

நம் கண்களுக்குப் புலப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் ஆகத்துல்லியமாக 500 நேனோ மீட்டர்கள் (ஒரு நேனோ மீட்டர் என்பது ஒரு மீட்டரின் பில்லியனில் ஒரு பகுதி) எனவே 250 நேனோ மீட்டர்களுக்கு உள்ளே ஒன்றுக்கு ஒன்று அருகாமையில் உள்ள நுண்பொருள் எதுவும் தனித்தனியே நம் கண்களுக்குத் தெரியாது. இரு பொருட்கள் தனித்தனிவையாக பிரித்துணரப்படும் நுண்ணிய தொலைவு ‘தெளிவு வரம்பு’ என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒளியை பயன்படுத்தும் போது துல்லியங்கள் மற்றும் மிக நுண்ணிய கூறுகள் 250 நேனோ மீட்டருக்குக் குறைவான அருகாமையில் அமைந்தால் நாம் காண முடியாமல் மங்கலாகி மறைந்துபோகும்.
ஆனால் இருபதாம் நூற்றாண்டின் தொடக்கத்திலேயே மனிதர்களால் குறிப்பிட்ட தொகுதியளவிலான ஒரு பொருள் வகையில் எவ்வளவு மூலக்கூறுகள் உள்ளன என்பதைக் கண்டறியவும் அந்த மூலக்கூறின் அணுக்கள் தோராயமாக ஒன்றிற்கு ஒன்று என்ன தொலைவில் இருக்கமுடியும் என்பதையும் மதிப்பிடவும் திறன் இருந்தது. அந்த மதிப்பு ஒளியின் அலைநீளத்தை விட ஆயிரக்கணக்கான மடங்கு சிறியதாக இருந்தது. இதன் அர்த்தம் என்னவென்றால் எத்தகைய உயர்வான மேம்படுத்தப்பட்ட நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தினாலும் தனி மூலக்கூறுகளை பிரித்துப் பார்ப்பது சாத்தியமில்லை. மூலக்கூறுகள் நிரந்தரமாகவே மனிதனுக்கு காணக் கிடைக்காதவையாக இருந்துவிடும். ஒளிக்கு மாற்று வடிவம் ஒன்று 1895ல் வில்ஹெல்ம் ராண்ட்ஜென் கண்டுபிடித்த ஆர்வத்தைக் கிளரும் கதிர்வீச்சுகளிடம் இருந்து கிடைத்தது.

Image result for venki ramakrishnan

ஜெர்மன் விஞ்ஞானியான அவர் காற்றுப் புகா குழாய்களில் இருந்து வெளியேறியவற்றைப் பரிசோதித்தபோது கிடைத்தது அது. இந்த குழாய்களில் இரு மின் தகடுகளை உயர் மின்னூட்டத்தில் காற்று புகா வண்ணம் இயக்கினார். மின்சாரம் பாயும் போது எதிர்மின்வாய் தகடு வெப்பமேறிட எலெக்ட்ரான்களை உமிழ்ந்து நேர் மின்வாய்த் தகடான ஆதோடு நோக்கி வெற்றிடம் வழியே அனுப்புகிறது. இதனால் மர்மக்கதிர் ஒன்று வெளிவருவதையும் இருளிலும் கூடப் பேரியம் உலோகக்கலவையை ஒளிரவைக்கும் பண்பு அதற்கு உள்ளதையும் வில்ஹெம் ராண்ட்ஜன் கண்டார். இந்த அறியப்படாத வகை கதிர்களுக்கு அவர் எக்ஸ்கதிர்கள் என்று பெயரிட்டு அவற்றின் பண்புகளை ஆராயத்தொடங்கினார். அவை எதையும் ஊடுருவும் தன்மையோடு இருந்தன. நம்மால் உட்புகுந்து காண முடியாத மனிதக் கை போன்ற ஒளியால் ஊடுருவ முடியாதவைகளை ஊடுருவி இக்கதிர்கள் முதன்முறையாக எலும்புகளைக் காட்சிப்படுத்தின.

எக்ஸ்கதிர்கள் என்பவை எவை? உண்மையில் அவை துகளா, அலையா என்பது உட்பட எவருக்கும் எதுவும் அப்போது தெரியாது (ஆனால் இப்போது அவையும் ஒளிபோலவே ஃபோட்டான்கள் எனவும், துகளாகவும் அலையாகவும் இரட்டைத் தன்மை கொண்ட எக்ஸ்கதிர்கள் என்பதையும் அறிவோம்)1912ல் மாக்ஸ் வான் லாயு (Max von Laue) மற்றும் அவரது இரு சகாக்கள், எக்ஸ் கதிர்களைத் துத்தநாக சல்ஃபைடு படிகக்கல் மீது வீசும்போது என்ன நடக்கும் என்பதைக் காண முற்பட்டனர். துத்தநாக சல்ஃபைடு. இரண்டே வகை அணுக்களால் ஆனது. துத்தநாகம் மற்றும் சல்ஃபைடு ஒளிபோல சிதறல் அடையாமல் எக்ஸ் கதிர்கள், புள்ளிகளாகக் குவியம் பெறுவதை கண்டனர். வான் லாயு, என்ன நடக்கிறது என்பதை உடனே புரிந்துகொண்டார். அவர் படிகக்கல்லை பயன்படுத்திருந்தார். படிகக்கல் என்பது வளமையான மூலக்கூறுகளின் முப்பரிமாண உருண்டைப் பந்துகளை ஒன்றாகக் கட்டியது போன்ற அமைப்பு. எக்ஸ்கதிர்கள் படிகக்கல் மீது விழும்போது அவை அலைகளாக இருப்பின் ஒவ்வொரு அணுவும் அவற்றை எல்லா திசைகளிலும் சிதறவைக்கும். நீங்கள் குளத்தில் கல் எரிந்தால் அலைகள் உருவாவது போல அனைத்து திசை நோக்கியும் அவை பயணிக்கும்.

Image result for venki ramakrishnan

ஏதாவது ஒரு திசையின் முடிவான அலை எக்ஸ்கதிர் பட்டபோது ஒவ்வொரு அணுவும் ஏற்படுத்திய அலைகளின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமமாக இருக்கும்.
இரு அலைகள் ஒன்றிணையும்போது கூட்டலையின் ஆற்றல் ஒன்று கூடிய இரு அலைகளின் இயல்பு நிலையைச் சார்ந்தது. அவற்றின் அகடு மற்றும் முகடு ஒரே இடம் சார்ந்திருப்பின் அவை ஒரே படிநிலை. எனவே அவை ஒன்றிணையும் போது இருமடங்கு ஆற்றல் பெறும். அதே சமயம் எதிர்எதிர் நிலையாக அகடும் முகடும் அமையும் போது அவை ஒன்றை ஒன்று நீக்கும் தன்மைக்கொண்டவை இரண்டுமாயும் அன்றி இரண்டு அலைகளின் அகடுகளும், முகடுகளும் சீரற்று இருக்கும் நிலையில் இணையவும், நீக்கவும் அல்லாது மத்திம விளைவு ஏற்படும்.
படிகக்கல்லின் ஒவ்வொரு அணுவும் எங்கே உள்ளது என்பதை பொருத்து அவற்றால் உருவாக்கப்படும் எக்ஸ் கதிர் அலைகள் பயணிக்கும் திசையும் இருக்கும் என்பதை வான் லாயு புரிந்துகொண்டார். அவை ஒன்றுக்கு பின் ஒன்றாகவோ அல்லது ஒன்றை முந்திக்கொண்டு ஒன்றோ இருக்குமே ஒழிய அவை ஒன்றை ஒன்று ஒன்றிணையவோ அல்லது நீக்கவோ சாத்தியமில்லை. ஆனால் சில திசைகளில் பயணிக்கும் பலவகை அணுக்களிடமிருந்து சிதறிய அலைகளின் அகடும், முகடும் அலைநீளங்களின் முழு அளவு கடந்தும் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக பயணிக்கும் இந்த இடங்களில் மட்டும் நிலமை வேறு. அவை ஒன்றை ஒன்று சேரவோ அல்லது நீக்கவோ செய்யலாம்.

இதனால் வான் லாயுக்கு அவரது புகைப்படங்களில் புள்ளிகள் மட்டுமே கிடைத்தன. இந்த புள்ளிகள் எந்த திசையில் எல்லாம் அணுக்களால் சிதறுண்ட அலைகள் ஒன்றோடு ஒன்று இணைந்தன என்பதை காட்டி நின்றன. இந்த ஆய்வு எக்ஸ்-கதிர்களை நாம் அலைகளாக கருதலாம் என்பதை ஊர்ஜிதம் செய்தது. படிகக்கல் சீரான அணு அமைப்பால் ஆனது என்பதற்கான முதல் ஆதாரமாகவும் இந்த ஆய்வு அமைந்தது. எனவே இந்த படிகக்கல்லில் துத்தநாகம் மற்றும் சல்ஃபைடு அணுக்கள் எத்தகைய நெருக்கத் தொலைவோடு இருந்தன என்பதை கண்டதோடு வான்வாயுவால் எக்ஸ் கதிர்களின் அலை நீளத்தையும் கணக்கிட முடிந்தது. ஒளியின் அலைநீளத்தை காட்டிலும் பல்லாயிரம் மடங்கு சிறிய இடைவெளியில் நுண்பொருட்களான அணுக்கள் எப்படி அமைந்துள்ள என்பதை ‘காண்கிற’ புதிய முறையும் கிடைத்திருந்தது. இரண்டு ஆண்டுகள் கழித்து 1914ல் வான் லாயுவிற்கு இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு இதற்காக வழங்கப்பட்டது.

Image result for அணு

வான் லாயு, தான் ஆய்வுசெய்த படிகக்கல்லில் துத்தநாகமும் சல்ஃபைடு அணுக்களும் எப்படி அமைப்பாக்கம் பெற்றுள்ளன என்பதை துல்லியமாக கண்டறிந்ததாக அறிவித்தார். ஆனால் இங்கே அவரது கணிப்பு பொய்த்தது. கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைகழகத்தின் இளம் பட்டபடிப்பு மாணவர் லாரன்ஸ் பிராக் என்பார் வான் லாயுவின் யோசனைகளால் கவரப்பட்டார். அவரது முடிவுகளை அலசி புதிர்களை களைந்து சரியான மூலக்கூறு கட்டமைப்பை அறியும் நேர்த்தியான வழி ஒன்றை லாரன்ஸ் பிராக் கண்டுபிடித்தார். படிகக்கல் மூலக்கூறுகளின் அணுக்கள் தங்களுக்குள் பலவிதமான தளங்களின் தொகுதிகளை உருவாக்குகின்றன என்பதை அவர் இந்தத் தளங்களின் தொகுதிகள் திசைக்கு திசை வேறுபடுவதோடு விதவிதமான இடைவெளிகளிலும் தோன்றும். ஒரு குறிப்பிட்ட தளத்தில் அமைந்த அணுக்களால் சிதறடிக்கப்படும் எக்ஸ்கதிர்களின் பாதை அந்த தளத்தை எதிரொளிப்பதாகவும் எடுத்துக்கொள்ளப்படவேண்டும். அடுத்தடுத்த தளங்களால் சிதறடிக்கப்படும் அலைகள் ஒரு தளமாய் அமைந்து ஒன்றோடு ஒன்று இணைந்து விளிம்புக் குவியப்புள்ளியாக உருவாகிறது.

கோணத்திற்கும், தளங்களுக்கு இடையிலான தூரத்திற்குமான தொடர்பு பிராக்ஸ் விதி என்று அழைக்கப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட எந்த நிலையிலும் பிராக்கின் நிபந்தனையை முழுமை அடைந்த பல தளங்கள், ஒவ்வொன்றும் தங்கள்மீது விழும் எக்ஸ் கதிர் கற்றைக்கான கோணத்தில் புள்ளிகளை ஏற்படுத்தும். மேலும் நீங்கள் படிகக்கல்லை சுழற்றும்போது அதே பிராக் நிபந்தனையை முழுமை செய்யும் பல தளங்கள் பலவகை கூடுதல் புள்ளிகளை குவிக்கும். நீங்கள் படிகக்கல்லை முழுமையாக ஒரு சுற்று சுழற்றி முடிக்கும் போது அதன் சாத்தியமான எல்லா புள்ளிகளையும் அளவிட்டுமுடித்திருப்பீர்கள்.தனது இந்த பகுப்பாய்வு முறையில் பிராக், வான் லாயுவினுடைய படிகக்கல்லின் அணுஅமைப்பை முழுமையாக கணக்கிட்டிருந்தார். பிறகு தனது அறிக்கையை 1912 நவம்பரில் கேம்பிரிட்ஜ் தத்துவ கழகத்தில் சமர்ப்பித்தார் எனினும் அவர் அப்போது மாணவராகவே இருந்தமையால் அவரது பேராசிரியர் எலெக்ட்ரான் கண்டுபிடிப்பாளர் ஜெ.ஜெ. தாம்சன் அக்கழகத்தின் சஞ்சிகைக்கும் பிராக்கின் கட்டுரையை முன்மொழிய வேண்டி இருந்தது. பின்னர் பிராக் தனது கோட்பாட்டை எளிய எல்லா இடங்களிலும் கிடைத்த மலிவான சமையல் உப்பின் மூலக்கூறை கட்டுடைக்க பயன்படுத்தினார்.

Image result for சோடியம் குளோரைடு

வேதியியலாளர்கள் சமையல் உப்பின் மூலக்கூறில் ஒரு சோடியம் அணுவும் ஒரு குளோரின் அணுவும் ஒன்றாக இணைந்திருப்பதாக முடிவெடுத்த இருந்தனர். அதை அவர்கள் சோடியம்குளோரைடு என்று அழைத்தனர். ஆனால் பிராக் படிகக்கல்லை எக்ஸ்கதிர் பகுப்பாய்வுக்கு உட்படுத்தியபோது அதில் சோடியம்குளோரைடு என்கிற ஒன்றே இல்லை என்பதைக் கண்டார். மாறாக அந்த படிகக்கல் சோடியம் மற்றும் குளோரின் அயனிகளின் முப்பரிமாண சதுரங்க அட்டை அமைப்பாக இருந்தது. (இதில் சோடியம் அணு ஒரு எலெக்ட்ரானை இழந்திருந்தது. குளோரின் அணு எலெக்ட்ரானை கூடுதலாக பெற்றிருந்தது எனவே இரண்டும் எதிர் மின்னூட்டம் பெற்றவையாக இருந்தன) இந்த அயனிகள் படிகக்கல்லின் மின்விசையால் ஒன்றிணைந்திருந்தன.

ஆனால் அந்த காலகட்டத்தில் எல்லா வேதி- அறிஞர்களும் ஒரு கல்லூரி மாணவர் மிக சாதாரண விஷயமான சமையல் உப்பு பற்றிய தங்கள் அனுமானம் தவறு என்று சுட்டிக்காட்டியதை விரும்பி ஏற்றுவிடவில்லை. அவர்களில் லண்டன் இம்பீரியல் கல்லூரி வேதியியல் பேராசிரியரான ஹென்றி ஆம்ஸ்ட்ராங் என்பவர் நேச்சர் இதழில் ‘பாவம் சமையல் உப்பு’’ எனும் தலைப்பிட்டு ’பிராக்கின் சோடியம் குளோரைடு கட்டமைப்பு என்பது இயல்பறிவுக்கு பொருந்தாது என்று சாடினார் ஒரு ஆங்கிலேயருக்கான அவமானத்தின் உச்சமாக ‘அது வேதியியல் கிரிக்கெட்டுமல்ல. பலமடங்கு அதீத அபத்தம்’ என்றும் எழுதினார். ஆனால் பிராக் கண்டுபிடித்தது உண்மை என நிருபணமானது மட்டுமல்ல அவர் அதை தொடர்ந்து எளிய பலமூலக்கூறுகளின் வடிவமைப்பை கட்டுடைத்து வெளியிடத் தொடங்கினர். முதல்முறையாக ஒருவரால் மூலக்கூறுகளை ‘காண’ முடிந்தது. இப்படி படிகக்கல்லாகிய முப்பரிமாண அமைப்பாக்கப்பட்ட அணுக்கள் ஒரு மூலக்கூறில் எப்படி இடபகிர்மானம் பெறுகின்றன என்பதை சிதறடித்தல் புள்ளிகள் வழியே அறியும் முறை எக்ஸ் கதிர் படிகவியல் என்று தனிதுறையாக அழைக்கப்படுகிறது.

Image result for எக்ஸ் கதிர் படிகவியல்

பிராக்கின் தந்தை பெயர் வில்லியம் பிராக் (இருவருக்கும் அதே பெயர்தான் எனவே மகன் வில்லியம் லாரன்சு பிராக் என சேர்த்துக்கொண்டார்.) இவர் ஒரு இயற்பியல் பேராசிரியர். தன் காலத்தின் எக்ஸ்கதிர்கள் படிகவியல் கருவிகளில் உயர்ந்த பலவற்றை அவர் கண்டுபிடித்தார். மகன் பிராக் தன் கோட்பாட்டை அடைந்த பிறகு அவரும் அவரது தந்தையும் பல ஆய்வுகளை ஒன்றாக மேற்கொண்டனர். மகன் பிராக் கேம்பிரிட்ஜிலேயே தங்கி படித்த அதே சமயம் ஏற்கனவே உலகப்புகழ் பெற்றிருந்த தந்தை பிராக் தன் பையனின் கண்டுபிடிப்புகளை சர்வதேச உரை பயணமாக மாற்றி இருந்தார். தான் இன்னமும் மாணவராக இருப்பதால் தன் கண்டுபிடிப்பின் பெருமைகள் தன் தந்தைக்கே போய்விடுமோ என்று மகன் பிராக் மன கலக்கம் கொண்டு சிலகாலம் தந்தை மகனுக்கும் உறவு விரிசலும்கூட ஏற்பட்டது. ஆனால் நோபல் தேர்வுக்குழுவிடம் யாரோ சரியாக விஷயத்தை விவரித்துவிட 1915ல் தந்தை மற்றும் மகன் பிராக் இருவருமாக இயற்பியல் நோபலை பகிர்ந்தனர். வில்லியம் லாரன்சு பிராக்கிற்கு அப்போது இருபத்தைந்து வயது. இன்று வரை அறிவியலுக்கான நோபல் பெற்றவர்களில் மிகவும் வயது குறைவானவர் அவரே. அவரால் நோபல்பரிசை பெற ஸ்டாக்ஹோம் செல்ல முடியவில்லை. காரணம் முதல் உலக யுத்தம் தொடங்கி விட்டிருந்தது. உண்மையில் அவரது சகோதரர் ராபர்ட் பிராக் பரிசு அறிவிக்கப்படுவதற்கு ஒரு வாரம் முன்பு யுத்தகளத்திலேயே இறந்திருந்தார். பிராக் 1922ல் ஒரு வழியாக தன் நோபல் உரையை நிகழ்த்தினார்.

பிராக் ஆரம்பத்தில் ஆய்வு செய்த சாதாரண மூலக்கூறுகள் ஒரு சில அணுக்களால் மட்டுமே ஆனவையாக இருந்தன. புகைப்படத்தில் காணப்பட்ட புள்ளிகளை பிராக் விதிப்படி ஓரளவு யூகித்து அணுக்களின் கட்டமைப்பை சொல்ல முடிந்தது. ஆனால் நிறைய அணுக்களால் ஆன பெரிய மூலக்கூறுகளில் இதே யூகங்களை சரியாக கணிப்பது மிகவும் கடினமாக இருந்தது. இந்த இடத்தில் மேலும் தரம் உயர்த்தப்பட்ட வேறொரு புதிய முறை தேவைப்பட்டது. வரைபட முறையில் எக்ஸ்கதிர் கணக்கீடுகளை நேரடியாக படமாக்கி மூலக்கூறுகளில் அணுக்கள் எங்கே எப்படி உள்ளன என கணக்கிடமுடியாதா?

வரைபட இயல் முறை எப்படி கணக்கிடப்படும் என்பதை புரிந்து கொள்ள ஒரு உருபெருக்கியான ஆடி எப்படி பெருக்கப்பட்ட பிம்பத்தை தருகிறது என நினைத்துப்பாருங்கள். பொருளின் ஒவ்வொரு பகுதியிலிருந்தும் ஒளி சிதறல் அடைகிறது. பொருளின் ஒவ்வொரு பகுதியும் பிம்பமாக சிதறடிக்கப்பட்ட ஒளிமூலம் ஆடியால் சேர்க்கப்பட்டு குவித்து வழங்கப்படுகிறது. முக்கியமான விஷயம் என்னவென்றால் அங்கே லென்சு அதாவது ஆடி இருக்கிறதோ இல்லையோ சிதறடிக்கப்பட்ட கதிர்கள் அங்கே எப்போதும் உண்டு. ஆடி அதை சரியாக சேகரித்து நமக்கு வழங்குகிறது. மூலக்கூறுகளில் உள்ள அணுக்களின் அமைப்பை காணமுடியாத அளவுக்கு ஒளியின் அலைநீளம் பலஆயிரம் மடங்கு அதிகமாக உள்ளது என்பதை ஏற்கனவே விவாதித்தோம். அதே சமயம் எக்ஸ்-கதிர்கள் சரியான அலைநீளம் உள்ளவையாக இருக்கின்றன. படிகக்கல்… புள்ளிகள் என குழப்பாமல் எக்ஸ் கதிர் மற்றும் ஆடிகளை பயன்படுத்தி பிம்பத்தை படம் பிடிக்க முடியாதா?

Image result for x rays molecule

பிரச்சினை என்னவென்றால் எக்ஸ் கதிர்களோடு மூலக்கூறுகளை படம் பிடிக்க போதுமான அளவு சிறந்த ஆடிகள் நம்மிடம் இல்லை. அப்படியே இருந்தாலும் ஒரு கவலைதரும் பிரச்சினை உள்ளது. ஒளி போலன்றி எக்ஸ் கதிர்கள் தாங்கள் பாயும் மூலக்கூறுகளை சேதப்படுத்திவிடுகின்றன. ஒரு தனி மூலக்கூறு தேவையான விவரத்தை சேகரித்து ‘காண’ வேண்டுமாயின் அதன்மீது பாய்ச்சப்படும் அளவு எக்ஸ் கதிர்கள் அதை முழுமையாய் அழித்துவிடுகிற முடிவுக்கு உங்களை தள்ளிவிடுகிறது. ஒரு படிகக்கல் அப்படி அல்ல. அதிலிருந்து சிதறல் ஏற்பட்டு புள்ளிகளில் எக்ஸ் கதிர்கள் மில்லியன் கணக்கான மூலக்கூறுகளில் இருந்து வெளிப்படுகின்றன. இவற்றை உருபெருக்கி உணர நீங்கள் ஆகக்குறைந்த அளவு எக்ஸ் கதிர்களை பாய்ச்சினால் போதுமானது என்பதே படிகக்கற்களை பயன்படுத்த முக்கிய காரணம்.ஆனால் எக்ஸ் கதிர் உருப்பெருக்கத்தை ஆடிகள் இல்லாமலேயே கணித முறையீட்டின்படி ஆடிகள் செய்வதையே எப்படி செய்யலாம் என்பதை மனிதர்கள் விரைவில் கண்டடைந்தார்கள். அதாவது ஒரு பொருள் மீது பட்டு சிதறும் அலைகளை கணித முறையில் இணைத்தும் சேர்த்தும் ஒரு பிம்பமாக பெறுதல் (கணிதத் தேர்ச்சி கண்டவர்களின் மொழியில் சிதறும் கதிர்களை ஃபூரியர் (Foorier) உருமாற்றத்திற்கு உட்படுத்துவது). ஆனால் எக்ஸ்-கதிர் குவியப்புள்ளிகளின் அளவீடுகளை இணைத்து கணினியில் கணக்கீடுகள் மூலம் பிம்பமாக்கி புகைப்படமாக பெறுவதில் ஒரு பெரிய சிக்கல் இருந்தது.

ஆடிக்கு, ஏனையவற்றோடு இணைக்கும் முன் ஒரு அலையின் எந்தப்பகுதிவந்து சேர்ந்துள்ளது என்பது தெரியும். வேறுவகையாக குறிப்பிடவேண்டுமாயின் ஆடிகள் தளங்களை அதாவது ஓரலையின் அகடு முகடு பற்றிய தெளிவு பற்றி அறிந்தவையாக இருந்து அவற்றை ஒன்றிணைக்கின்றன. ஆனால் ஒரு படிகக்கல்லில் இருந்து வெளிப்படும் எக்ஸ்- கதிர் அலை வளைவு புள்ளிக்குவியம் என நாம் கணக்கிடுவது ஒரு அலையின் வீச்சு அதாவது சராசரி நிலையின் முகடுக்குமேல் உயரம். இந்தக் கணக்கீட்டில் அலையின் தளம் குறித்த எதுவும் இல்லை. எந்த அலை எதற்கு முன்னும் பின்னும் உள்ளது. என்றறிவது (தளம்) நமக்கு கணக்கீட்டின்படி பிம்பத்தை வழங்கமுடியும். பிம்ப உருவாக்கத்தில் அலைவீச்சை விட தளம் அதிக பங்கெடுக்கிறது. நொந்துபோகவைக்கும் இந்த சிக்கல் படிக இயலில் தள சிக்கல்‘ என்று அழைக்கப்படுகிறது.

Image result for arthur lindo patterson scientist

தளங்களை அறியாமல் ஒரு கட்டமைப்பின் பிரதிபிம்பத்தை அடைவது சாத்தியமே இல்லாதது.
படிகவியலாளர் ஆர்தர் லிண்டோ பேட்டர்சன் சிக்கலின் ஒருவகையான பிரச்சினையை சாதுர்யமாக கையாள, தளங்களே இல்லாமல் கூட புள்ளிகளின் தீவிரத்தை அவற்றின் கணக்கீடுகள் மூலக்கூறின் மூல அணுக்களின் இடத்தை அறிய பயன்படுத்தலாம் என உணர்ந்த போது தீர்த்துவைத்தார். (மூல அணுக்கள் அதிக எலெக்ட்ரான் கொண்டவை என்பதால் அதிகம் சிதறும் தன்மை கொண்டவை) பிறகு இதைக் கொண்டு இந்த அணுக்கள் உருவாக்கும் தளங்களை கணக்கிட்டு முழுமையாய் அடையப்பட்ட வீச்சுக் கணக்கீடுகளையும் இணைத்து முழு மூலக்கூறில் மூல அணுக்களின் இடத்தை அடைய முடியும் இப்படி செய்யும்போது உங்கள் கணக்கீட்டிற்குள் வராத பிற அணுக்கள் ஒவ்வொன்றாக ‘ஆவி’ போல கிளம்பி வருவதை காணலாம் முடியும். இந்த அணுக்களின் புள்ளிகள் சம்பந்தப்பட்ட கணக்கீடுகளையும் ஒவ்வொன்றாய் இணைத்து முழு கணக்கீட்டை திரும்ப செய்யவேண்டும் பின் அடுத்த ஆவி கிளம்பும். ஒவ்வொரு ‘ஆவி’ அணுவாக கணக்கீட்டுக் கொண்டே சென்றால் முழுமையான கட்டமைப்பு கணக்கீடு கிடைக்கும்.

இந்த முறையின் முடிவாக கிடைப்பது ஒரு மூலக்கூறின் முப்பரிமாண பிம்பம் அல்லது வரைபடம் ஆகும். இந்த வரைபடங்கள் எலெக்ட்ரான் அடர்த்தி வரைபடங்ள் என அழைக்கப்படுகின்றன. ஏனெனில் எக்ஸ் கதிர் சிதறல் நடப்பது விவரிப்பதுகூட ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் எலெக்ட்ரான்கள் எத்தனை அடர்த்தியாக அமைந்துள்ளன என்பதையும்தான்.
ஆனால் நடைமுறையில் நியூக்ளியஸை சுற்றி எலெக்ட்ரான்கள் இறுக்கமாகவும் கொத்தாகவும் சூழ்வதால் இந்த வரைபட முறை உங்களுக்கு அணுக்களின் இருப்பிடத்தை சொல்லி விடுகின்றன. எல்லைக்கோட்டு வரைபடங்கள் போல வாசித்து அறியப்படுகின்றன. இடவியல் (உலக) வரைபடங்களில் மலை உச்சிகளை நாம் காண்பதுபோலவே இது இடங்களை சுட்டும் உலக வரைபட (மேப்) ங்களில் உயரமான பகுதிகளை இடவியல் முறைப்படி உயரக்கோடுகள் சுட்டுவதுபோல இங்கு அதிக அடர்த்தியாய் எலெக்ட்ரான்கள் இருக்கும் இடங்கள் சுட்டப்படுகின்றன. எனவே வரைபட முறையில் ஒரு மூலக்கூறில் அணுக்கள் எங்கே உள்ளன என்பதை காட்ட இவை பயன்படுகின்றன.

Image result for எக்ஸ் கதிர் சிதறல்

இந்த பேட்டர்சன் முறையைக் கொண்டு சற்றே சிக்கலான மூலக்கூறுகளின் அமைப்புகளை விஞ்ஞானிகளால் கணக்கீட்டு அறிய முடிந்தது. ஆனால் இந்த முறையை முழுமையாக செழுமைப்படுத்தியவர் என்றால் அது டொரோத்தி ஹாட்ஜ்கின் (குரோஃபுட் என்று அழைக்கப்பட்டார்)தான். ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலை கழகத்தின் சோமர் வைல் கல்லூரியில் முதலில் வேதியியல் துறையில் ஹானர்ஸ் பட்டம் வென்ற பெண் எனும் பெருமைக்கு உரியவர். பிறகு கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைகழகத்தில் ஜான் டெஸ்மாண்டு பெர்னால் கீழே முனைவர் பட்ட ஆய்வுகளில் ஈடுபட அவர் சென்றார்.

பெர்னால் பல்துறை அறிஞர். ஆனால் ஒரு வகை அறிவார்த்த பட்டாம்பூச்சி. அதாவது எதையும் முழுமையாக செய்யாமல் பலதுறைகளில் பல தொடக்கங்களை சாதித்தவர். அவருக்கு நிறைய கவனசிதறல்கள் உண்டு. பெர்னால் ஒரு தீவிர கம்யூனிஸ்ட். சோவியத் யூனியனின் பற்றாளர். ஜோசப் ஸ்டாலினின் கண்மூடித்தனமான ஆதரவாளர், இரண்டாம் உலகப்போரின்போது பிரிட்டிஷ் அரசாங்கம் நார்மண்டியில் ஆப்ரேஷன் நெப்டியூன் மூலம் பிரான்சை மீட்டெடுக்க எங்கே தரை இறங்கலாம் என்று கணக்கிட்டு சொல்லுமாறு அவரைக் கேட்டுக்கொண்டது. பெண்கள் விஷயத்திலும் தீவிர பற்றாளர். ஒரே நேரத்தில் பலபெண்கள். ஆனால் தன் வாழ்நாள் முழுவதுமே அவர் மீதான நம்பிக்கையை அவர்கள் கைவிடவில்லை. உண்மையில் மோசமாக அவர் நோய்வாய்ப்பட்ட அவரது இறுதி காலத்தில் அவர்கள் தங்களுக்குள் நேரத்தை பகிர்ந்து அவருக்கு நர்சுகளாக பணிவிடை கூட செய்தார்கள்.

தனது அறிவாற்றல் மிக்க கவனசிதறல்கள் நடுவிலும் அவரது மேதை மாணவர்கள் உலகின் சாதனையாளர்களாக மிளிர்ந்தார்கள். ஹாட்ஜ்கின் அவர்களில் குறிப்பிடத்தக்கவர். தனது முனைவர் பட்ட ஆய்வு முடிந்ததும் அவர் ஆக்ஸ்போர்டு திரும்பினார். ஆனால் கல்வி உலகம் பெண்களை வேலைக்கு அமர்த்த முன்வராத காலம் அது. அங்கே சரியான துறை சார்ந்த பணி ஹாட்ஜ்கினுக்கு அமையவில்லை. ஆனால் அதிர்ஷ்டவசமாக அவரது பழைய கல்லூரி சோமர்வைல், அவருக்கு ஆய்வுகள் மேற்கொள்ள நிதி ஆதாரத்தோடு கூடிய ஆராய்ச்சியாளராக ஏற்றது. பல்கலைகழகத்தின் இயற்கை வரலாற்று அருங்காட்சியகத்தின் பரணில் அவருக்கு குட்டி ஆய்வுகூடம் உருவாக்கி கொடுத்தார்கள். மாடிப்படிகளில் தன் படிககற்களோடு நிலைத்தடுமாறாமல் அவர் ஏறவேண்டி இருந்தது. தனக்கான அங்கீகாரம் இன்மை மற்றும் கடின வேலை சூழல் இவற்றை புறந்தள்ளி பிடிவாதமாக உழைத்த அவர், அதீத புத்திசாலித் தனத்துடன் பென்சிலீன் மற்றும் பி12 வைட்டமின் ஆகிய மூலக்கூறுகளை வரைபடமாக்கிட படிககற்களை தேர்வு செய்து வேலையில் இறங்கினார். குறிப்பாக பி12 வைட்டமின் மூலக்கூறு நூற்றுகணக்கான அணுக்களால் ஆனது என்பதால் அதன் கட்டமைப்பை காண்பது பிரமாண்ட வேலை.

Image result for bernal scientist

ஒரு கட்டத்தில் பெர்னால் அவரிடம் கண்டிப்பாக அவர் நோபல் பரிசு பெறுவது உறுதி என்று கூறினார். அதற்கு ஹாட்ஜ்கின் தான் ராயல் கல்வியகத்திற்கு தேர்வாக வாய்ப்புள்ளதா என கேட்கிறார். அது இதைவிட கடினம் என பெர்னால் பதிலுரைத்தார். பெண்கள் நோபல்கூட பெற்றுவிடலாம் ராயல் கல்வியகத்திற்கு தேர்வாவது அன்று அதன் மூன்னூறு வருட வரலாற்றில் இல்லை. எனினும் ஹாட்ஜிகினின் கண்டுபிடிப்புகளை தவிர்க்க அவர்களால் முடியவில்லை 1947 ல் ராயல் கல்வியகத்தின் பெண் உறுப்பினர் ஆனார். 1964ல் ஹாட்ஜ்கின் நோபல் பரிசு பெற்றார். பத்திரிகை தலைப்பு செய்தியில் ‘ஆக்ஸ்போர்ட் பல்கலை கழக குடும்பதலைவிக்கு நோபல் பரிசு என்று இருந்தது. ‘இல்லத்தரசியும் மூன்று குழந்தைகளின் தாயுமான ஹாட்ஜ்கினுக்கு நேற்று, வேதியலுக்கான நோபல் பரிசு அறிவிக்கப்பட்டது, என்று அந்த பத்திரிக்கை செய்தி தொடங்கியது. பத்திரிக்கையாளர்கள் பலருக்கு படிகவியல் மூலம் அணுக்களை வெளிச்சத்திற்கு கொண்டுவந்த அவரது அயராத அறிவியல் பங்களிப்புகளைவிட அவரது குடும்ப வாழ்வும் குழந்தைகளை பெற்றெடுத்து வளர்ப்பதும் பெரிதாக இருந்தன.

Image result for ஆயிஷா இரா. நடராசன்

— தமிழில்: ஆயிஷா இரா. நடராசன்

Leave a Response

Top Reviews

Video Widget

gallery