அணு அண்டம் அறிவியல்-6b

ஒளி என்பது சின்னச் சின்னத் துகள்கள் தான் ( ஃபோடான்கள்) என்று இயற்பியல் உலகம் ஓரளவு convince ஆகி இருந்தது.... இது ஏன் என்றால் போன பதிவில் நாம் பார்த்த ஒளி மின் விளைவு மற்றும் நீல்ஸ் போர் (1885 -1962 )-என்பவர் முன்னிறுத்திய அணு மாதிரி.....நீல்ஸ் போர் எப்படி அணு மாதிரியைக் கண்டு பிடித்தார் என்று பார்க்குமுன் ஒரு சிறிய முன்னோட்டம்:

பொருட்கள் சின்னச் சின்ன (மேலும் பிரிக்க முடியாத) துகள்களால் ஆனவை என்ற கருத்து இந்தியர்களுக்குச் சொந்தமானதா அல்லது கிரேக்கர்களுக்கா என்று சரியாகத் தெரியவில்லை.....

கி.மு . 460 இல் கிரேக்க நாட்டில் வாழ்ந்த டெமாக்ரிடஸ் என்பவர் இதைப் பற்றி விரிவாக ஆராய்ச்சி செய்ததாக சொல்கிறார்கள்....(ஒரு சிலர் இந்தியாவில் எழுதப்பட்ட உபநிஷத்துகளிலேயே இன்றைய இயற்பியலின் ஸ்ட்ரிங் தியரி வரை சொல்லப் பட்டு விட்டதாக கதை விடுவதுண்டு....)அவர் அந்த துகள்களை மேலும் 'பிரிக்க முடியாத' என்று பொருள் வரும்படி 'ATOM ' (அணு) என்று அழைத்தார்....அணு இருக்கிறது என்று அவர் எப்படி நம்பினார் என்றால் பொருட்களின் வேதியியல் பண்புகளினால்....அதாவது தண்ணீரில் சர்க்கரையைக் கரைத்தால் அது கண்ணுக்குத் தெரியாமல் கரைந்து விடுகிறது....சர்க்கரைத் துகள்கள் மாயமாக மறைந்திருக்க வாய்ப்பு இல்லை...எனவே அவை நாம் கண்ணால் காண முடியாத அளவு சிறியதாக மாறியிருக்க வேண்டும்.....அதாவது சர்கரையின் மிகச் சிறிய துகளும் தண்ணீரின் மிகச் சிறிய துகளும் ஒன்றாக சேர்ந்திருக்க வேண்டும்....பொருட்களை ஒன்றோடு ஒன்று நன்றாகக் கலக்க வைக்க இயற்கை மிகச் சிறிய அணுக்களை உபயோகிக்கிறது ஒன்று அவர்யோசித்தார் ...ஒரு கல்லையும் இன்னொரு கல்லையும் எப்படி கச்சிதமாக ஒன்றாக இணைக்க முடியும்....இரண்டையும் நன்றாகப் பொடி செய்து மணலாக மாற்றிய பின் தானே?

அணுக்கள் வெவ்வேறு சைசிலும், வெவ்வேறு கனங்களிலும் இருப்பதாக அவர் நம்பினார்...உதாரணமாக கல்லின் அணுக்கள் கனமாகவும் வாயு ஒன்றின் அணுக்கள் லேசாகவும் இருக்க வேண்டும் என்று அவர் நினைத்தார்....

இப்படி ஒரு பிட்டைப் போட்டு விட்டு அவர் போய் சேர்ந்து விட்டாலும் அடுத்த ரெண்டாயிரம் ஆண்டுகளாக அணுக்களைப் பற்றி குறிப்பிடும் படியாக எதுவும் நடக்கவில்லை....அணுவாவது மண்ணாங்கட்டி யாவது என்று கிரேக்கர்களும் இந்தியர்களும் போர்களில் பிசியாகி விட்டார்கள்....

நவீன காலத்தில் அணுவைப் பற்றிய சிந்தனைகளை மீண்டும் தூசி தட்டி பரணில் இருந்து இறக்கிய பெருமை ஜான் டால்டன் (1766 -1844 )என்பவரைச் சேரும்.... இவர் தண்ணீர், அம்மோனியா, கார்பன் டை ஆக்சைடு போன்ற சமாசாரங்களை எடுத்துக் கொண்டு சில வேதியியல்ஆராய்ச்சி செய்ததில் அவை மேலும் பிரிக்க முடியாத ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட தனிமங்களால் (elements ) ஆனவை என்று கண்டார்...மேலும் அவை ஹைட்ரஜன், ஆக்சிஜன், நைட்ரஜன், கார்பன், கந்தகம் மற்றும் பாஸ்பரஸ் என்று வகைப் படுத்தினார்.....ஆச்சர்யமாக அவற்றின் எடைகளை முறையே 1 ,2 ,3 என்று வகைப்படுத்தினார் (ஹைட்ரஜன்=1 )புரட்சிகரமாக அவர் கீழ்க்கண்ட கருதுகோள்களையும் வெளியிட்டார்...

* ஒரு தனிமத்தின் அணுக்கள் மற்ற தனிமத்தின் அணுக்களை விட வேறானவை....அவைகள் தங்கள் எடைகளின் மூலம் வேறுபடலாம்

* ஒரு குறிப்பிட்ட தனிமத்தின் எல்லா அணுக்களும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்

* ஒரு தனிமத்தின் அணுக்கள் மற்ற தனிமத்தின் அணுக்களுடன் இணைய முடியும்...அவ்வாறு இணையும் போது நீர் முதலிய வேதியியல் சேர்மங்கள் (chemical compounds )தோன்றும்

* அணுவை உருவாக்கவோ உடைக்கவோ முடியாது.....

இந்த சமாச்சாரங்கள் அப்படியே சரியானவை என்று இன்றைய நாளில் நாம் கூற முடியாது...உதாரணமாக அணுவை நாம் இன்று பிளந்து விட்டோம்....இருந்தாலும் அணு என்பதைப் பற்றிய மிக ஆழமான அறிவியல் சித்தாந்தம் டால்டனால் தான் தொடங்கி வைக்கப் பட்டது...

டால்டன் அணு இருப்பதை எப்படி உறுதி செய்தார் என்று பார்க்கலாம்...அவர் 1 கிராம் ஆக்சிஜனை எடுத்துக் கொண்டு அதனுடன் எத்தனை கிராம் கார்பனை சேர்த்தால் கார்பன் மோனாக்சைடு என்ற சேர்மம் கிடைக்கும் என்று பார்த்தார் ....அது 1 .33 கிராம் கார்பனாக இருந்தது......அடுத்து 1 கிராம் ஆக்சிஜனுடன் எத்தனை கிராம் கார்பனை சேர்த்ததால் கார்பன் டை ஆக்சைடு கிடைக்கும் என்று பார்த்த போது அது 2 .66 கிராம் கார்பனாக இருண்டது...... அதாவது சரியாக இரண்டு மடங்கு (முழுஎண் ) .....இதை வைத்துக் கொண்டு பார்த்தால் கார்பன் டை ஆக்சைடின் ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் இரண்டு ஆக்சிஜன் அணுக்கள் மற்றும் ஒரு கார்பன் அணுவுடன் இருக்கவேண்டும் என்றும் ஊகித்தார்....

இன்னும் புரியும் படி சொல்ல வேண்டும் என்றால் ஒரு கைப்பிடி மணலையும் ஒரு கைப்பிடி சர்க்கரையையும் கலந்து 'மணல்-சர்க்கரை' என்ற ஒன்றை நாம் உருவாக்குவதாகக் கொள்வோம்.....இப்போது இரண்டு கைப்பிடி மணலையும் இரண்டு கைப்பிடி சர்க்கரையையும் கலந்து இன்னொரு மணல் சர்க்கரையை உருவாக்கலாம்....இப்போது இரண்டின் எடைகளையும் ஒப்பிட்டுப் பார்க்கலாம்....இரண்டாவதாகச் செய்த மணல்சர்கரையின் எடை முதலாவதாகச் செய்த மணல்சர்கரையின் எடையை விட சரியாக இரண்டு மடங்கு இருக்கும் என்று சொல்ல முடியுமா? நிச்சயமாக இல்லை....அது முழு எண்களில் இருக்காது....சரி இப்போது மணலை கொஞ்சம் கொஞ்சமாக எண்ணி 100 மணல் துகள்களையும் சர்க்கரையை எண்ணி 100 சர்க்கரைத் துகள்களையும் சேர்த்து மணல் சர்க்கரையை உருவாக்கலாம்...அடுத்து 200 மணல் துகள்களையும் 200 ச.துகள்களையும் சேர்த்து மணல் சர்க்கரையை உருவாக்கலாம்...இப்போது இரண்டின் எடைகளை ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால் அவை சரியாக 2 :1 என்ற விகிதத்தில் இருக்கும் அல்லவா...கார்பனோ ஆக்சிஜனோ தொடர்ச்சியான ஒன்றாக இருந்தால் நாம் கைப்பிடியில் எடுப்பது போல குத்து மதிப்பாகத் தான் ஒன்றுடன் ஒன்று சேரும்...ஆனால் அவை சின்னச் சின்ன துகள்களாக இருந்தால் கணக்கு சரியாக வரும்.....

அணுக்கள் இருப்பதை உறுதி செய்த இன்னொரு விஷயம் 'brownian motion '...உங்கள் வீடு ஒட்டு வீடாக இருந்து ஓடுகளில் ஓட்டை இருந்து அதன் வழியாக சூரியக் கதிர்கள் வரும் போது கொஞ்சம் கவனியுங்கள்.....அதில் குப்பையெல்லாம் தாறுமாறாக சந்தைக் கடை மனிதர்கள் போல அலைந்து கொண்டிருப்பதைப் பார்க்கலாம்....நேரம் இருந்தால் இந்த சைட்டைக் கிளிக் செய்யவும்.....ஒரு அனிமேஷன் தெரிகிறதா? இதில் தெரிகிற பெரிய சிவப்பு பந்து தான் நம் குப்பைத் துகள்கள்.....இந்தத் துகளை காற்றின் அணுக்கள் வெவ்வேறு திசைகளில் இருந்து ஒரு ஒழுங்கில்லாமல் தள்ளுவதால் அந்தத் துகள் விசை அதிகம் உள்ள திசைக்கு எதிராக அசைகிறது.....ஒரு football மாட்ச்சில் உங்களுக்கு விளையாடுபவர்கள் கண்ணுக்குத் தெரியாமல் பந்து மட்டும் கண்ணுக்குத் தெரிந்தால் எப்படியோ அப்படி தான் இந்த பிரௌனியன் motion என்பது.... இங்கே கண்ணுக்குத் தெரியாத விளையாட்டு வீரர்கள் தான்நம் அணுக்கள்....

டால்டன் அணுவைக் கண்டு பிடித்து விட்டாலும் தனிமங்கள் ஏன் ஒன்றுடன் ஒன்று சேர வேண்டும் என்பது அப்போது தெளிவாகத் தெரியவில்லை......J .J .தாம்சன் என்பவர் எலக்ட்ரானை கண்டுபிடிக்கும் வரை.... தாம்சன் எப்படி எலக்ட்ரானிக் கண்டுபிடித்தார் என்பது அடுத்த பதிவில்....

~சமுத்ரா