ಕಣಗಳ
ಅದ್ಬುತಲೋಕ
೧.ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣದ “ಕಣಗಳ” ಕಾಣುವ ಪರಿ ಪರಿ ವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಕಾಣುವ ಬಗೆ.
-ಬಿ.ಸುಂ.ಕೃಷ್ಣಮೂರ್ತಿ
ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣದ ಕಣಗಳು ಬುದ್ಧಿಗೆ ಗೋಚರಿಸುವ
ಬಗೆ ಅದ್ಬುತವಾದದ್ದು.ಕಣಗಳು ಮೊದಲು ಬುದ್ದಿಗೆ ಸಿದ್ದಿಸಿ,ನಂತರ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳಲ್ಲಿ
ರೂಪಗೊಂಡು,ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಹುಡುಕಾಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವುದು.ತದನಂತರ ತಮ್ಮ ಅಸ್ಥಿತ್ವನ್ನು
ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಹಿನ್ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ , ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಯಶಸ್ಸಿನಲ್ಲಿ ,ಸ್ವರೂಪಗೊಂದು,ಭೌತಿಕ
ನೆಲೆಗಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ,ಗಟ್ಟಿಯಾಗಿ ಪ್ರಪಂಚಕ್ಕೆ ಪರಿಚಯಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು.
ಟೆಲಿಸ್ಕೋಪ್ ತಯಾರಿಸುವ ಕಾರ್ಯಗಾರದಲ್ಲಿ
ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ ,ಟೆಲಿಸ್ಕೋಪ್ ಬಳಸುವುದು ಏಕೆ ಎಂದು ಮಕ್ಕಳನ್ನು ಪ್ರಶ್ನಿಸಿದಾಗ ಹಲವು ಉತ್ತರಗಳು
ಮೂಡಿದವು.ಬಾಲಕೊಬ್ಬನು ನೀಡಿದ ಉತ್ತರ
ಸರಳವಾಗಿತ್ತು.ಅತೀ ಚಿಕ್ಕದಾದ, ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣಿಸಲಾಗದ ವಸ್ತು/ಜೀವ ಸ್ವರೂಪ ಅಥವಾ
ಕಿರುದೆಂತನಿಸುವ ಆಕಾಶ ಕಾಯಗಳನ್ನು ನೋಡಲು ಬೆಳಕಿನ ಉಪಕರಣಗಳಾದ ಸೂಕ್ಶ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಅಥವ
ದೂರದರ್ಶಕವನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಎಂಬ ನೇರ ಸ್ಪಷ್ಟ ಉತ್ತರ.
ಆದರೆ ಹಲವಾರು ಬೆಳಕಿನ ವರ್ಷಗಳ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ
ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ಕಾಣಲಾಗದ ಆಕಾಶ ಕಾಯಕಗಳನ್ನಾಗಲಿ,ನ್ಯಾನೋ ಆಳತೆಗಳಿಗೂ ಅತೀಯಾಗಿ ಕಿರಿದಾಗಿರುವ ಪರಮಾಣು ಜಗತ್ತಿನ ಕಣಗಳನ್ನಾಗಲಿ ಕಾಣುವ
ಬಗೆಯಾದರು ಹೇಗೆ?.... ಯಾವ ರೀತಿಯ ದರ್ಶಕ ನಮ್ಮ ಬಳಿ ಇದೆ.ನೋಡುವ,ಅರಿಯುವ,ಕ್ರಮವಾದರು ಯಾವ ರೀತಿಯದು. ಅಣು,ಪರಮಾಣು.ಕಣ,ಉಪ ಕಣ,ಪ್ರಾಥಮಿಕ
ಕಣ,ಮೂಲಭೂತ ಕಣ...ಇವುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಾದರು ಹೇಗೆ..... ನಿಗೂಡವೆನ್ನಿಸುವ
ಲಕ್ಷ ,ಯಕ್ಷ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು.
ಕಾಣವುದು ಅಸಾಧ್ಯವಾದರು ಅವುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯು
ಅನುಭವಕ್ಕೆ, ಗ್ರಹಿಕೆಗೆ ಖಂಡಿತಾ ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ,ಈ ಸತ್ಯವೇ ವಿಸ್ಮಯವಾದದ್ದು..ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ
ಪರಿಚಯವಿರುವ ಅಣು/ಕಣಗಳು: ಪ್ರೋಟಾನು,ನ್ಯುಟ್ರಾನು ಹಾಗೂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು. ಇವುಗಳ
ಗಾತ್ರ,ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ,ವಿದ್ದ್ಯುದಂಶ,ಇನ್ನಿತರ ಗುಣ ವಿಶೇಷಗಳನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ಪರಮಾಣು ಭೌತ
ವಿಜ್ಞಾನ ಕುರಿತು ಸ್ವಲ್ಪ ಪರಿಚಯವಾಗಬೇಕು.ಇವೆಲ್ಲ ವ್ಯೆಜ್ಞಾನಿಕ ತಿಳುವಳಿಕೆಯ
ಭಾಗವಾಗುವುದರಿಂದ, ಅತೀ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದರು,ಕಾಣದ್ದಿದ್ದರು ಅವುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯ ವಿಚಾರದಲ್ಲಿ ಗೊಂದಲ
ಮೂಡುವುದಿಲ್ಲ.
ಆದರೆ ಅಣು-ಕಣ, ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಿಕವಾಗಿಯಾದರು
ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು ಆರಂಭಿಸಿದಾಗ ವಿಷಯ ಗಂಭಿರವಾಗುತ್ತ, ಸವಾಲಾಗಿ ಪರಿಣಮಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ
ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ ಅಣು-ಕಣ, ಪರಮಾಣುವಿನ ತೂಕ ಕಂಡು ಹಿಡಿಯಲು,
ಆಸಾಧ್ಯ ಎಂಬುದನ್ನು ಬರೀ ಆಲೋಚನೆಗಳಿಂದಲೇ ತಿಳಿಯಬಹುದು.
ಇಂದು
ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಮೂಹ ವರ್ಣಪಟಲಮಾಪಕ ಎಂಬ ಉಪಕರಣ ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಪರಮಾಣುವಿನ ತೂಕವನ್ನು
ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ.ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿ ಜೆ.ಜೆ. ಥಾಮ್ಸನ್, 1912 ರಲ್ಲಿ ಕಂಡು ಹಿಡಿದ ಈ ಉಪಕರಣ, ಕಳೆದ ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ಸುಧಾರಣೆ
ಹೊಂದಿದೆ. ಬಂದೂಕಿನ ರೂಪದಂತೆ ಕಾಣುವ ವರ್ಣಪಟಲಮಾಪಕ ಉಪಕರಣದಲ್ಲಿ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕಣಗಳ ಕಿರಣವನ್ನು
ಉಂಟುಮಾಡಿ, ಕಿರಣವನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಪರಮಾಣುಗಳ ಅನಿಲವು ಮೇಲೆ ಸಿಡಿಸಿದಾಗ , ಅನಿಲವು ಅಯಾನೀಕೃತಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
ಉಪಯೋಗಿಸಿದ ಕಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಪರಮಾಣುಗಳ ಅನಿಲಕ್ಕೆ ,ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳು ಸೇರಿ,ಅಥವ ಅನಿಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಂಡು ಪರಮಾಣುಗಳ ಅನಿಲ "ಅಯಾನೀಕೃತವಾಗುತ್ತದೆ”.ಅಲ್ಲದೆ ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಸಿಡಿಸಿದ ಕಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಅಯಾನೀಕೃತವಾದ ಪರಮಾಣುಗಳ ಅನಿಲ ಋಣಾತ್ಮಕ ಅಥವಾ ಧನಾತ್ಮಕ
ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ .
ತದನಂತರ ಅಯಾನೀಕೃತವಾದ ಪರಮಾಣುಗಳ ಅನಿಲವನ್ನು
, ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ಅಯಸ್ಕಾಂತ ಕ್ಷೇತ್ರವಿರುವ ಕೊಳವೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾಯಿಸಿದಾಗ ವಿದ್ಯುದಂಶವಿರುವ
ಅಯಾನುಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದಾಗಿ ವೇಗವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ
ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಲದಿಂದಾಗಿ, ಅಯಾನುಗಳು ಪಥವು ಬಾಗಿ, ಅಯಾನುಗಳು ಚಲಿಸುವ ಮಾರ್ಗ ಬದಲಾಗಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ನಂತರ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಕೊಳವೆಯ ತುದಿಯಲ್ಲಿರುವ “ಫ್ಯಾರಡೆ ಕಪ್” ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫ್ಯಾರಡೆ ಕಪ್ಪನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ತಂತಿಗಳಿಗೆ
ಜೋಡಿಸಲಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್
ಪ್ರವಾಹವು ಉತ್ಪಾದನೆಯಗುತ್ತದೆ. ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಲದಿಂದಾಗಿ ಹಾಗೂ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರ ಬಲದಿಂದಾಗಿ
,ಪರಮಾಣುವಿನ ವೇಗವು ಎಷ್ಟು ವೇಗವರ್ಧಿತವಾಯಿತು ಮತ್ತು ಯಾವ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಎಂಬುದನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
ನ್ಯೂಟನ್ನ ಚಲನೆಯ ಎರಡನೆಯ ನಿಯಮವಾದ F
= ma ಸೂತ್ರವನ್ನು
ಮರುಜೋಡಿಸಿದಾಗ ಬರುವ m = f / a ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅಯಾನುಗಳು
ತೂಕವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ವಿವರಗಳು***ತಿಳಿಸಿರುವಷ್ಟು ಸುಲಭವಲ್ಲದಿದ್ದರು,
ವರ್ಣಪಟಲಮಾಪಕ ಸಾಧನ ಬಳಸುವದರಿಂದ, ಅಣುಗಳ
ತೂಕ/ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯ ಎಂಬುದು ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ.
1910 ರಲ್ಲಿ,ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಜೆಜೆ ಥಾಮ್ಸನ್ ಬಳಸಿದ ಸಮೂಹ ವರ್ಣಪಟಲಮಾಪಕದ ಪ್ರತಿಕೃತಿ.ಚಿತ್ರ ಕೃಪೆ:ಕ್ರಿಯೇಟಿವ್ ಕಾಮನ್ಸ್.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಸಹ ಸಮೂಹ ವರ್ಣಪಟಲಮಾಪಕವನ್ನು ಬಳಸಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳನ್ನು
ಬಳಸುವಾಗ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ , ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಸರಿಯಿದ್ದಾಗ ಪರಮಾಣುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು
ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿ ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಮೂಹ ವರ್ಣಪಟಲಮಾಪಕವನ್ನು ಬಳಸಿ
, ಜಲಜನಕ ಪರಮಾಣುವಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು 1.660538921 ( 73 ) × 10-27 ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಷ್ಟು ಎಂದು ನಿಗದಿಪಡಿಸಿರುತ್ತಾರೆ.
(ಆವರಣದಲ್ಲಿರುವ ದಶಮಾಂಶ ಸ್ಥಾನದ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಖಚಿತವಾಗಿ ತಿರ್ಮಾನಿಸಿಲ್ಲ).
ಇಂದು ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನ ಹಾಗೂ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಜ್ಞಾನ ವಿದ್ಯಾಭ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ
ವರ್ಣಪಟಲಮಾಪನ ವಿಜ್ಞಾನವೇ ಒಂದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಕಲಿಕಾ ವಿಭಾಗವಾಗಿದೆ.ಹಲವು ರೀತಿಯ ವರ್ಣಪಟಲಮಾಪಕ
ಉಪಕರಣಗಳು ವಿವಿಧ ಉದ್ದೆಶಗಳಿಗಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ.
ಇದು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವ
ವಿಧಾನವಾದರೆ ,ಅಣು/ಪರಮಾಣು/ಕಣಗಳ ಸಂಭದಿಸಿದ ವಿಶೇಷವಾದ ಗುಣ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು
ಬುದ್ದಿಮತ್ತೆಗೆ ,ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಸವಾಲಾದ ವಿಚಾರವೇ ಹೌದು.
“ಕಣಗಳ ಅದ್ಬುತಲೋಕ” ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ.........
