இந்த வலையில் தேடவும்

Tuesday, April 5, 2011

அணு அண்டம் அறிவியல் -19

அணு அண்டம் அறிவியல் -19 உங்களை வரவேற்கிறது..

நிச்சயத்தன்மைக்கு Good -Bye
=========================

டி.வியில் வரும் 'புராணத்' தொடர்களைப் பார்பதற்குக் காமெடியாக இருக்கிறது. (அதுவும் 'பகுத்தறிவு' சானல்களில் தான் இந்த மாதிரி நிறைய வருகின்றன) அவற்றில் வரும் 'காமெடி'களுக்காகவே ஞாயிற்றுக்கிழமை ஒன்பது மணி ஸ்லாட்டை ஒதுக்க விடுகிறேன் :). சூரியனை அம்பு விட்டு கொன்று (?) விடுவதும் சந்திரனைப் பார்த்து சாபம் விடுவதும்..ஹ்ம்ம் கொஞ்சம் டூ மச் தான்!..இதை இங்கே ஏன் சொல்கிறேன் என்றால் அந்த மாதிரி தொடர்களில் பெரும்பாலும் அசுரனும் 'சாமியும்' சண்டை போடுவதைப்பார்த்திருப்பீர்கள்..அசுரன் இந்தப்பக்கம் இருந்து ஒரு அம்பை விடுவான்..நிறுத்தி நிதானமாக 'பகவான்' அந்தப் பக்கம் இருந்து மற்றொரு எதிர் அம்பை விடுவார்...இரண்டும் நடுவானில் மோதிக் கொண்டு பட்டாசு எல்லாம் வெடித்த பின் இரண்டும் காணாமல் போய்விடும்.

பொருட்களைப் ( particle ) பொறுத்த வரை இது சாத்தியம் இல்லை.அதாவது இரண்டு பொருட்கள் மோதிக் கொண்டால் அவை ஒன்றை ஒன்று 'கான்சல்' செய்து கொள்ள வாய்ப்பு இல்லை.(இயற்பியலில் 'anti matter ' என்ற ஒரு சமாச்சாரம் இருக்கிறது என்கிறார்கள்..இது இன்னும் நிரூபிக்கப்படவில்லை என்றாலும் ஒரு பொருளும் அதன் எதிர்ப்பொருளும் சந்தித்துக் கொண்டால் அவை ஒன்றை ஒன்று கான்சல் செய்து கொண்டு விடும் என்கிறார்கள்.. எனவே உங்கள் பெயர் குமார் என்றால் ரோட்டில் 'ஆன்டி குமார்' யாராவது தென்பட்டால் உடனே ஒளிந்து கொள்ளுங்கள்..அவரிடம் போய் வழிந்து கொண்டு கைகுலுக்கி விடாதீர்கள்)

ஆனால் இரண்டு அலைகள் (WAVES ) ஒன்றுடன் ஒன்று சந்தித்துக் கொண்டால் அவை இடங்களில் தங்களைக் கான்சல் செய்து கொள்ள வாய்ப்பு இருக்கிறது.படத்தைப் பாருங்கள்.


மேலே உள்ள இரண்டு அலைகள் சேரும்போது கிடைக்கும் resultant அலை நீல வண்ணத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. அதில் இருக்கும் இரண்டு கறுப்புப் புள்ளிகளைக் கவனியுங்கள்.இரண்டு அலைகளின் கூட்டு விளைவுகளுக்கு ஏற்ப அவை நகருகின்றன. சில சமயம் உச்சத்திலும் சில சமயம் எதுவுமே இல்லாமல் பூச்சியத்திலும் இருக்கின்றன. இந்தப் படத்தையும் பாருங்கள்..


இதே மாதிரியான ஒரு INTERFERENCE விளைவை ஒளி (Light ) வெளிப்படுத்துகிறது. இதற்கான ஆய்வு DOUBLE SLIT EXPERIMENT என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதை முதன் முதலில் நியூட்டன் செய்து பார்த்ததாக சொல்கிறார்கள்..(பின்னர் தாமஸ் யங்)ஒளி புகாத ஒரு திரையை எடுத்துக் கொண்டு அதில் இரண்டு நெருக்கமான துளைகளைப் போட வேண்டியது. அந்த திரைக்குப் பின்னால் இன்னொரு 'ஒளி உள்வாங்கும் திரையை' வைக்க வேண்டியது. முன்னால் ஓர் ஒளி மூலத்தை வைக்க வேண்டியது. ஒளியானது இரண்டு துளைகள் வழியாகவும் பயணித்து திரையில் கருப்பு வெள்ளைக் கோடுகளாக விழுந்தது. (கிட்டத்தட்ட ஒரு bar -code மாதிரி) ஒளி 'அலையாக' இருந்தால் மட்டுமே இது சாத்தியம்..



ஒளி துளை-1 இன் வழியாக நுழைந்து வெளிவருவதும் துளை-2 இன் வழியாக நுழைந்து வெளிவருவதும் ஒரே காலத்தில் நடைபெறுவது இல்லை..இந்த நேர வித்தியாசத்தின் காரணமாக இரண்டு அலைகளுக்கும் PHASE மாறுபட்டு விடுகிறது. ஓர் அலையின் முகடு (crest ) இன்னொரு அலையின் பள்ளத்தை(trough ) சந்தித்தால் இரண்டும் கான்சல் ஆகி
திரையில் கறுப்புப் புள்ளி கிடைக்கிறது. ஓர் அலையின் முகடு இன்னொன்றின் முகடுடன் சேர நேர்ந்தால் இரண்டும் இணைந்து பெரிதாகி திரையில் வெளிச்சப் புள்ளி கிடைக்கிறது


இங்கே இன்னொரு ஆச்சரியம் காத்திருந்தது. ஒரு துளையை மூடினால் திரையின் சில இடங்களில் பிரகாசமான கோடுகள் அதிகரித்தன. மூடிய துளையைத் திறந்தால் திரையில் மங்கலான கறுப்புப் கோடுகள் அதிகரித்தன

ஐன்ஸ்டீன் சொன்னபடி ஒளி ஒரு 'துகளாக' இருந்தால் இரண்டாவது துளையைத் திறக்கும் போது அதன் வழியே அதிக ஒளித்துகள்கள் (போட்டான்கள்) பயணித்து திரையில் நிறைய வெளிச்சப் புள்ளிகள் தோன்ற வேண்டும்..ஆனால் உல்டாவாக நிறைய கறுப்புப் புள்ளிகள் தோன்றின.(அதாவது ஒரு துளையில் பயணித்த ஒளி அலை இன்னொரு துளையில் பயணித்த ஒளி அலையை phase மாறுபாட்டின் காரணமாக கான்சல் செய்து விடுகிறது)

கீழே உள்ள படத்தைப் பாருங்கள்..(click the image to enlarge)

ஒரு விளையாட்டு வீரர் நிறைய கால்பந்துகளை விடாமல் உடைத்துக் கொண்டே இருக்கிறார்..எதிரில் உள்ள சுவரில் இரண்டு பெரிய இடைவெளிகள் உள்ளன. பந்துகள் அந்த இடைவெளியின் உள்ளே நுழைந்து பின் பக்கத்தில் உள்ளே வலையில் சேகரிக்கப்படுகின்றன. வீரர் ஒரே மாதிரி, ஒரே வேகத்தில் பந்துகளை உதைப்பதாகக் கொள்வோம்..கடைசியில் இந்த பக்கம் வந்து பார்த்தால் அவருக்கு அதிர்ச்சியான ஒரு Pattern காத்திருக்கிறது. கல் குட்டுகள் போல சில இடங்களில் பந்துகள் குவிந்தும் சில இடங்களில் ஒரு பந்து கூட இல்லாமல் வெறுமையாகவும் இருந்தது.வீரர் எல்லா பந்துகளையும் ஒரே மாதிரி தான் எறிந்தார்.பின்னர் எப்படி சொல்லி வைத்த மாதிரி பந்துகள் சில இடங்களில் அடையவே இல்லை?



ஒளி மின்சாரத்தை உருவாக்குவதை (photo electric effect ) அது ஒரு துகள் என்று கருதினால் மட்டுமே நம்மால் நம்ப முடியும்..ஒளியின் இந்த 'இரட்டை துளை விளைவை' அது ஒரு அலை என்று கருதினால் மட்டுமே நம்ப முடியும்..அப்படியானால் ஒளி என்பது என்ன? ஒரே சமயத்தில் இரண்டுமாக இருக்கிறதா?ஒரே சமயத்தில் ஒளி இரண்டாகவும் இருக்கிறது என்பதை நம் common -sense நம்ப மறுக்கிறது.ஆனால் குவாண்டம் உலகில் இது தான் உண்மை.

ஒரு எல்லைக்குப் பிறகு நம் கர்வத்தையும் common -sense ஐயும் கழட்டி வைத்துவிட்டுத் தான் உள்ளே போக வேண்டும் என்கிறார்கள்
விஞ்ஞானிகள்...

ஆச்சரியத்தில் எல்லாம் ஆச்சரியமாக இந்த துளை அமைப்பின் வழியே ஒரே ஒரு எலக்ட்ரானை அனுப்பும் போது அதுவும் திரையில் இதே மாதிரி கருப்பு-வெள்ளை pattern களை
உருவாக்கியது. (தன்னுடன் தானே Interfere செய்து கொண்டு!) அப்படியானால் எலக்ட்ரானும் அலை தானா? லூயிஸ் டி ப்ராக்லி (
15 August 189219 March 1987)என்ற ஆள் கொஞ்சம் ஓவராகப் போய் 'உலகில் எல்லாம் அலை தான்..நானும் நீயும் கூட அலைதான், எனக்கும் உனக்கும் கூட அலைநீளம் (wavelength ) உண்டு' என்றார்..கொஞ்சம் பயமுறுத்தும் படி சொல்வதென்றால்:டி ப்ராக்லி அலைநீளம் (De Broglie Wavelength ):

\lambda = \frac{h}{p} = \frac {h}{{m}{v}} \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}

இங்கே 'p ' என்பது பொருளின் உந்தம்(நிறை x திசைவேகம்) ..பிளான்க் மாறிலி 'h 'என்பது ரொம்ப ரொம்ப சிறிய எண்ணாக இருப்பதால் நல்ல வேளையாக நமக்கு அலைநீளம் ரொம்ப ரொம்ப சிறியதாக இருக்கிறது.எலக்ட்ரான்களுக்கு நிறை மிகவும் குறைவு என்பதால் அதற்குக் கணிசமான அலைநீளம் கிடைக்கிறது.

அதாவது ஒரு பொருளின் நிறை குறையக் குறைய அது அலையாக மாறும் பண்பை அதிகம் பெறுகிறது! நமக்கெல்லாம் நிறை கணிசமாக இருப்பதால் நாமெல்லாம் திடப் பொருள்களாக , 'குமார் இங்கே தான் இருக்கிறார்' என்று திட்டவட்டமாக சொல்லமுடியும் படி நிச்சயத்தன்மையில் இருக்கிறோம். நிறை மிகவும் குறைந்து விட்ட எலக்ட்ரான் போன்ற
சமாச்சாரங்களுக்கு அதன் அலைப்பண்புகள் காரணமாக அவை இங்கே தான் இருக்கின்றன,இப்படி தான் இருக்கின்றன என்று நிச்சயமாக காட்ட முடியாது. ஸ்க்ராடிஞ்சரின் சமன்பாடுகளை வைத்துக் கொண்டு பாருப்பா இந்த எலக்ட்ரான் இங்கே இருப்பதற்கு வாய்ப்புகள் அதிகம் என்று தான் சொல்ல முடியும்..(கழுத கெட்டா குட்டிச் சுவர்ல போய்ப் பாரு என்ற மாதிரியான அனுமானம் தான்)


'wave -particle duality ' என்ற இந்த புதிர் நல்ல வேளையாக மிகச் சிறிய உலகங்களில் மட்டுமே பிரதானமாக இருக்கிறது...அப்படி மட்டும் இல்லை என்றால் நாம் ஒரு தீவிரவாதியைப் பிடித்து 'உள்ளே' தள்ளினால் அவன் சர்வ சாதாரணமாக அலையாக மாறி அடுத்த நிமிடம் எஸ்கேப் ஆகி விட முடியும்!

அலைநீளம் நமக்கெல்லாம் மிகவும் குறைவு என்பதால் அதிர்வெண் மிகவும் அதிகம் என்று ஆகிறது..அப்படியானால் நாமெல்லாம் அதிக அதிர்வெண்ணில் அதிரும் அலைகளா?
சினிமாவில் எல்லாரும் ஆடுகிறார்கள் பாடுகிறார்கள் அசைகிறார்கள்..அவையெல்லாம் தனித்தனி STILL FRAME கள் தான்..அவற்றை மிக வேகத்தில் ஒன்றை அடுத்து இன்னொன்றை காட்டும் போது ஏதோ நகர்வது போல மாயத் தோற்றம் உண்டாகிறது. இது போல நாமும் அதிவேகத்தில் அதிரும் அலைகள் ஏற்படுத்தும் மாயத் தோற்றங்கள் தானா?

குவாண்டம் இயற்பியலின் மூலம் வி
ஞ்ஞானிகள் எதை அறிந்து கொண்டார்களோ இல்லையோ இதை தெளிவாக அறிந்து கொண்டார்கள்: மனிதன் ஒரு 'பார்வையாளன்'* மட்டுமே..
ஓர் எல்லைக்கு மேல் அவனால் இயற்கையின் ரகசியங்களை நிச்சயத்தன்மையுடன் அறிந்து கொள்ள முடியாது. வானை வளைப்பேன், விண்ணை அளப்பேன் என்றெல்லாம் சும்மா மீசையை முறுக்கிக் கொண்டு கவிதை வேண்டுமானாலும் எழுதலாமே தவிர உண்மையில் MAN HAS LIMITS !





உலகக்கோப்பை FINALS பார்த்தீர்களா? எந்த ஒரு விளையாட்டுக்கும் இல்லாத ஒரு CRAZE கிரிக்கெட்டிற்கு மட்டும் எப்படி வந்தது? 'பந்த்' களால் சாதிக்க முடியாததையும் கிரிக்கெட் மேட்ச் சாதித்து தெருவை வெறிச்சோடிக் கிடக்கச் செய்கிறது. பதினொரு பேர் மட்டும் விளையாடி ஜெயித்தால் அதை 'இந்தியா' வென்றது என்று பொதுவாகக் கூற வைக்கிறது. அரசாங்கத்தைப் பொது விடுமுறை விடலாமா என்று யோசிக்க வைக்கிறது. பட்டாசு வெடித்து, ஒருவரை ஒருவர் கட்டித் தழுவிக் கொண்டு 'பாரத் மாதா கி ஜே (?!)' என்று உணர்ச்சி வசப்பட வைக்கிறது. சரி இதை ஏன் இங்கே சம்பந்தம் இல்லாமல் சொல்கிறேன் என்றால், சம்பந்தம் இருக்கிறது...கிரிக்கெட்டிற்கும் குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ்-இற்கும் என்ன சம்பந்தம்? அடுத்த அத்தியாயம் வரை காத்திருங்கள்..

* TBD

முத்ரா

15 comments:

Mohamed Faaique said...

superb article my friend..... thnks..

சி.பி.செந்தில்குமார் said...

அண்ணன் பி எஸ் சி பிசிக்ஸ் போல..

Katz said...

hmm... waiting for next chap

Katz said...

;-)

சமுத்ரா said...

Katz.. wait..give me some time:)

இராஜராஜேஸ்வரி said...

விளக்கத்தை எதிர்பார்க்கிறேன்.

கக்கு - மாணிக்கம் said...

ஒளி நேர்கோட்டிலும் செல்கிறது ,வளைந்தும் செல்கிறது என்ற இரண்டு எதிர் எதிர் கருத்துக்களையே குவாண்டம் தியரியில் நம்ம ஐன்ஸ்டீன் தாத்தாவும் ஒப்புக்கொள்கிறார்.நல்ல பகிர்வு.நன்றி.

Chitra said...

You are a good teacher. :-)

Guna said...

NANDRU NANDRU NANDRU

Guna said...

NANDRU NANDRU NANDRU

Anonymous said...

you are doing a very great job. like me, a very normal person can easily understand this kind of hardest concepts.pls continue. Thanks lot.

Kannan

ஷர்புதீன் said...

:)

Abarajithan said...

//அண்ணன் பி எஸ் சி பிசிக்ஸ் //

நமக்குதான் எல்லாமே பிச்சிக்குது....

சமுத்ரா said...

Abarajithan , I cant believe that you are 16! You are a genius!:)

satya said...

very good concept. please start einstein theory and explain how he get the formula e=mc2 including physics and mathamatical explanation.

thank you Mr. samudra

you are a good teacher