இந்த வலையில் தேடவும்

Showing posts with label பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள். Show all posts
Showing posts with label பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள். Show all posts

Tuesday, August 24, 2010

பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள்-VI





அது தான் நான்கு விசைகளைப் பற்றியும் சொல்லியாகி விட்டதே? இன்னும் எதற்கு 'ஆறாம்' பாகம் என்றால் இதில்தான் முக்கியமான மேட்டரே உள்ளது..இன்றைய அறிவியல் உலகின் 'Hot' topic என்னவென்றால் இந்த நான்கு விசைகளை எப்படி சம்பந்தப் படுத்துவது என்பதுதான்... இந்த விசைகள் ஒவ்வொன்றும் ஒன்றுக்கொன்று எந்த பேச்சு வார்த்தையும் இல்லாமல் டி.வி.சீரியல்களில் வரும் மாமியார் மருமகள் போல விறைத்துக் கொண்டு உள்ளன... அதனால் இந்த விசைகளுக்கு இடையே உள்ள தொடர்பு என்னப்பா? என்று விஞ்ஞானிகள் தலையைப் பிய்த்துக் கொண்டு உள்ளார்கள்....


அறிவியலின் முக்கிய நோக்கம் என்ன என்றால் இயற்கையை ஆராய்ந்து அறிந்து அதில் நிலவும் மாறாத விதிகளைக் கண்டறிவது தான்.... இன்றைக்கு அறிவியலில் கிட்டத் தட்ட நூற்றுக்கும் மேற்பட்ட 'விதிகள்' உள்ளன....(ஆர்கிமிடிஸ் விதியில் இருந்து ஐன்ஸ்டீன் விதிகள் வரை) இத்தனையையும் ஒன்று படுத்தி ஒரே விதியில் அடக்கி விட முடியுமா (பார்வதி சிவனிடம் சகல வேதங்களையும் சுருக்கி ஓர் இரண்டு எழுத்தில் சொல்லுங்கள் என்றதற்கு அவர் கூலாக 'ராம' என்று கூறியது போல) என்று விஞ்ஞானிகள் நப்பாசைப் பட்டுக் கொண்டு உள்ளார்கள்... அதாவது பிரபஞ்சத்தின் ரகசியத்தை சுருக்கி (கதை கதையாக சிவப்பு அட்டை போட்ட தடிமனான புத்தகங்களில் எல்லாம் எழுதாமல்) ஒரு எட்டணா போஸ்ட் கார்டில் எழுதிவிட முடியுமா என்று சின்சியராக உழைத்துக் கொண்டு உள்ளார்கள்...அதற்கு 'theory of everything '(TOE )’ என்று இப்போதே அதிகப்பிரசங்கித் தனமாக பேரெல்லாம் வைத்து விட்டார்கள்...

இந்த 'விசை' என்றால் என்ன என்று முதலில் பாப்போம்...விசை என்றவுடன் அது என்னவோ போட்டோவில் 'வெங்கடாஜலபதி' கையில் இருந்து டார்ச் லைட் வெளிச்சம் மாதிரி ஒன்று வருமே ? அந்த மாதிரி ஒரு பொருளில் இருந்து கிளம்பும் என்று நினைக்க வேண்டாம்... விஞ்ஞானிகள் விசை என்பதை இரண்டு பொருட்களுக்கு இடையே நடக்கும் 'துகள்' பரிமாற்றம் என்கின்றனர்.... அதாவது இரண்டு பொருட்கள் இடை விடாமல் ஒன்று மாற்றி ஒன்று இந்தத் 'துகள்' களை 'exchange ' செய்து கொண்டே இருக்கும் போது அவை இரண்டுக்கும் நடுவே 'விசை' செயல் படுகிறது என்று வைத்துக் கொள்ளலாம்.... [உங்களுக்கு பாங்கில்(bank ) பற்று-வரவுப் பரிமாற்றம்(transactions ) இருக்கும் வரை உங்களுக்கும் பாங்குக்கும் ஒரு invisible 'விசை' இருப்பதாகக் கொள்ளலாம்... பாங்கில் எதையுமே போடவில்லை எதையுமே எடுக்கவில்லை என்றால் அந்த 'force ' முடிந்து விடுகிறது...]ஓகே... இந்தத் துகள் துகள் என்கிறீர்களே அப்படி என்றால் என்ன என்று கேட்டால், 'துகள்' என்பது மேலும் பிளக்க முடியாத 'இயற்கையின்' படைப்பு.... உதாரணமாக ரோட்டில் உள்ள ஒரு கல்லை இரண்டாக உடைக்க முடியும்....இந்த இரண்டு துண்டுகளையும் இரண்டாக உடைக்க முடியும்....அப்படியே உடைத்துக் கொண்டே போனால் கடைசியில் உங்களுக்கு ஒரு குட்டி 'சிலிகான்' அணு கிடைக்கலாம்(பிரஹலாதன் சொன்ன படி மஹா விஷ்ணு எல்லாம் இருப்பாரா என்பது தெரியாது....) ... அதாவது பதினாலு 'ப்ரோட்டான்' பதினாலு 'ந்யூட்ரான்' கொண்ட அமைப்பை (கரு) பதினாலு எலக்ட்ரான்கள் (2 ,8 ,4 என்ற மட்டங்களில் ) கடனே என்று சுற்றி வரும் ஒரு அமைப்பைப் பார்க்கலாம்... இதில் இந்த எலக்ட்ரானை மேலும் உடைக்க முடியாது.... எலக்ட்ரானுக்கு உள்ளே என்ன இருக்கும் என்று இதுவரை தெரியவில்லை.... எனவே எலக்ட்ரான் ஒரு 'துகள்' ஆகும்.... (அடிப்படைத் துகள்) இந்தப் ப்ரோடானையும் ந்யூட்ரானையும் நன்றாக சுத்தியல் வைத்து உடைத்துப் பார்த்தால்,அதற்கு உள்ளே 'குவா குவா' என்று 'குவார்க்குகள்' கும்மாளம் அடிப்பதைப் பார்க்கலாம்... அதாவது ப்ரோடான் என்பது இரண்டு 'மேல்' குவார்க் + ஒரு 'கீழ்' குவார்க் சேர்ந்தது... ந்யூட்ரான் என்பது ஒரு 'மேல்' குவார்க் + இரண்டு 'கீழ்' குவார்க் சேர்ந்தது...


இந்த 'குவார்க்' குகளுடன் சேர்ந்து 'லெப்டான்' எனப்படும் அடிப்படைத் துகள்கள் 'பெர்மியான்' (fermions) என்று அழைக்கப்படுகின்றன... இந்த 'பெர்மியான்'கள் (12 'பெர்மியான்'கள் + அவற்றின் 12 உல்டா 'பெர்மியான்' (anti fermions ) கள்....மொத்தம் 24 ) சேர்ந்து இந்த பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அத்தனைப் பொருட்களையும் (உங்கள் வீட்டில் உள்ள பூனைக் குட்டியில் இருந்து அண்ட வெளியில் உலவும் விண்மீன்கள் வரை) உருவாக்குகின்றன.... அடுத்து 'போசான்' (boson) எனப்படும் அடிப்படைத் துகள்கள் நான்கு ஆதார விசைகளை உருவாக்குகின்றன... எனவே தான் அறிவியல் இந்த விசைகளை 'விசைகள்' என்று அழைக்காமல் 'பரிமாற்றங்கள்' என்று அழைக்கிறது... (fundamental interactions)


ஞானிகள் காலம் காலமாகக் கேட்கும் 'நான் யார்?' என்ற கேள்வியை அப்படியே அறிவியலிடம் கேட்டால் அது,அது வந்துப்பா, நீ யாரென்றால் பெர்மியான்களும் (fermions) போசான்களும் (bosons )சேர்ந்து உருவான ஒரு கலவை என்று ரொம்ப ஈசியாகக் கூறி விடும்....(இந்தப் பிரபஞ்சத்தில் பெர்மியான் மற்றும் போசானைத் தவிர எதுவுமே இல்லை.... டென்சன் ஆகாதீர்கள் ....அறிவியல் இப்படித் தான் சொல்கிறது.... ) அதாவது பெர்மியான்கள் எலக்ட்ரான், ப்ரோட்டான், நியூட்ரான் போன்ற பொருளின் அடிப்படைத் துகள்களை உருவாக்குகின்றன.... போசான்கள் அவற்றுக்கு இடையே 'exchange ' செய்யப்பட்டு பொருட்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்த்தோ விலக்கியோ செய்து இந்தப் பிரபஞ்சத்தை நிலை நிறுத்துகின்றன... அதாவது இந்தப் பிரபஞ்சத்தை ஒரு திரைப்படமாகக் கற்பனை செய்தால் பெர்மியான்கள் தான் நடிகர்கள், நடிகைகள், காமெடியன்கள், வில்லன்கள் .... போசான்கள் என்பவை அவர்கள் பேசும் வசனங்கள், அவர்கள் பாடும் டூயட்டுகள், அவர்கள் போடும் சண்டைகள் என்று வைத்துக் கொள்ளலாம்... டைரக்டர் தான் யாரென்று தெரியவில்லை..... (அந்த ஆளைத் தான் கையில் அருவாளை வைத்துக் கொண்டு நிறைய பேர் தேடி வருவதாகக் கேள்வி...)

இங்கே ஒரு விஷயம்.... பெர்மியான்களும் போசான்களும் வேறு... பெர்மியான்கள் போசான்களைத் தோற்றுவிப்பது இல்லை...(சாமி ஆள விடு! தெரியாம இந்த பிளாக்குக்கு வந்துட்டேன்! என்றெல்லாம் புலம்பக் கூடாது ஆமாம்) நாம் பார்த்த உதாரணத்தில் பெர்மியான்கள் என்பவை நடிகர்கள் போல போசான்கள் என்பவை அவர்கள் பேசிக்கொள்ளும் வசனங்கள் போல என்று பார்த்தோம்.... இது அவ்வளவு சரி இல்லை (அப்புறம் ஏன் சொன்னாய் ? என்கிறீர்களா?) ஏன் என்றால் வசனங்கள் நடிகர்களிடம் இருந்தே வருகின்றன....(டப்பிங் தவிர) ஆனால் இந்த போசான்கள் பெர்மியான்களிடமிருந்து புறப்படுவது இல்லை.... இரண்டு பெர்மியான்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று தொடர்பு கொள்ள இந்த போசான்களை வெளியில் இருந்து எடுத்து உபயோகித்துக் கொள்கின்றன... கீழே பெர்மியான்களும் போசான்களும் கொடுக்கப் பட்டுள்ளன....

பெர்மியான்கள்
=============

குவார்க்குகள்- மேல்(up), கீழ்(down), அழகான(charm), வித்யாசமான(Strange), உயர்ந்த(top), அடங்கிய(bottom)

லெப்டான்கள் - எலக்ட்ரான், எலக்ட்ரான் நியூட்ரினோ ,ம்யுயான், ம்யுயான் நியூட்ரினோ, டவ், டவ் நியூட்ரினோ

போசான்கள்

=========

க்ளுஆன், W அண்ட்Z போசான், போடான், கிராவிடான்


இந்த அடிப்படைத் துகள்களுக்கு இருக்கும் ஒரு பண்பு 'SPIN ' எனப்படும் 'சுழற்சி' என்பது.(மற்ற பண்புகள் அதற்கு உள்ள 'மின்னூட்டம் ' (charge) அதன் நிலை நிறை (rest mass) போன்றவை .....பெர்மியான்கள் சுழற்சி "அரை முழு ஒற்றை எண் (half integer)" போசான்களின் சுழற்சி ஒரு "முழு எண்...(integer )" ஆகவும் உள்ளது... அதாவது சுழற்சி அரை என்பது (1 /2 SPIN ) அந்த துகளை இரண்டு தடவை ஒரு முழு சுற்று சுற்றினால் (720 டிகிரி) தான் அந்தத் துகள் முன்பு இருந்த மாதிரியே இருக்கும் என்பதாகும்... (அது எப்படி? 360 டிகிரியிலேயே,ஒரு சுற்றிலேயே, அது தனது பழைய நிலைக்கு வந்து விடுமே என்று நீங்கள் அதிகப் பிரசங்கித் தனமாகக் கேட்டால் அதற்கு ரெடிமேடாக probability amplitude என்றெல்லாம் கூறிக் குழப்பி விட்டு விடுவார்கள்...எனவே அவர்கள் எது சொன்னாலும் சரி சரி என்று தலையாட்டி விடுங்கள்) சுழற்சி ஒன்று (SPIN 1 ) என்பது அந்த துகளை ஒரு முழு சுற்று சுற்றினால்(360 டிகிரி) அது முதலில் இருந்த படியே இருக்கும் என்பது..


நாம் பார்த்த நான்கு ஆதார விசைகளும் (அணுக்கரு வலிய விசை,அணுக்கரு வலுக்குறைந்த விசை, மின் காந்த விசை, ஈர்ப்பு விசை) கீழ்க்கண்ட அடிப்படைத் துகள்கள் 'பெர்மியான்' களுக்கு இடையே கடத்தப்படுவதால் உருவாகின்றன...(ஐயோ எனக்கே இந்தப் பதிவை எப்போது முடிப்பேன் என்று உள்ளது!இதை எல்லாம் புட்டுப் புட்டு வைக்க வேண்டும் என்றால் quantum mechanics -இல் டாக்டர் பட்டம் எல்லாம் வாங்கி இருக்க வேண்டும் ....நாமெல்லாம் டாக்டர் விடுங்கள் ஆஸ்பத்திரியின் 'பியூன்' பட்டம் கூட வாங்க முடியாது )


அணுக்கரு வலிய விசை- க்ளுஆன்கள் அணுக்கரு மெலிய விசை - W மற்றும் Z போசான்கள் மின் காந்த விசை - போட்டான்கள் ஈர்ப்பு விசை - க்ராவிடான்கள் (இவை இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை.... உங்கள் வீட்டின் கொல்லைப் பக்கத்தில் நாளை முதல் ஏதாவது துகள் அலைந்து கொண்டிருந்தால் அதைப் பார்த்து "ஏம்ப்பா, உன் பேர் க்ராவிடானா ? என்று கேட்கவும்....உம் என்றால் அப்படியே ஒரு சாக்குப் பையில் பிடித்து வைத்துக் கொண்டு 'stephen Hawking ' அவர்களுக்கு mail செய்யவும் ...

போசான்களை 'exchange ' செய்யும் கலவரத்தில் நம் 'பெர்மியான்களின்' திசை வேகம், மின்னூட்டம் முதலிய பண்புகள் சற்று மாற்றம் அடைந்து exchange முடிந்த பின் பெர்மியான்கள் கொஞ்சம் (சில சமயங்களில் முற்றிலுமாக ) மாறி விடுகின்றன,,,, இந்த 'மாறிய ' பெர்மியான்கள் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கவோ விலக்கவோ செய்யும்... சரி ஒரு எலக்ட்ரான் இன்னொரு எலக்ட்ரானை ஏன் விலக்க வேண்டும்? "மின் காந்த விசை","ஒரே மின் சுமை உள்ள துகள்கள் ஒன்றை ஒன்று விலக்கும்" என்றெல்லாம் நீங்கள் சிம்பளாகக் கூறி தப்பித்துக் கொள்ள முடியாது! அந்த மின் காந்த விசை என்றால் என்ன? நான்கு அடிப்படை விசைகளில் ஒன்று... அதாவது அடிப்படைத் துகளான எலக்ட்ரானும் இன்னொரு எலக்ட்ரானும் இன்னொரு அடிப்படைத் துகளான 'போடான்'' என்ற துகளைப் பரிமாறிக் கொள்ளும் போது அவற்றின் குவாண்டம் நிலைகள் (quantum states ) முன்பு இருந்ததை போல் இல்லாமல் மாறி விடுகிறது...

quantum mechanics -இல் ஒரு முக்கியமான விதி உள்ளது... அதை 'Pauli 's exclusion principle ' என்று கூறி பயமுறுத்துவார்கள்....அதாவது இரண்டு ஒரே மாதிரியான 'பெர்மியான்கள்' (ஒரே சுழற்சி உள்ளவை) ஒரே சமயத்தில் ஒரே குவாண்டம் நிலையில் இருக்க முடியாது....(இந்த குவாண்டும் நிலை என்றால் என்ன என்பதை இப்போதைக்கு என்னால் விளக்க முடியாது...ச்சே! மணி ஆறரை ஆகிறது ,இந்த தலை சுற்றும் விஷயங்களை எல்லாம் மூடி வைத்து விட்டு, கண் மூடிக் கொண்டு நேதுநூரியின் 'எவரி மாட' காம்போஜியில் கேட்டு மெய் மறக்கலாம் என்று தோன்றுகிறது...) போடான்களை உமிழ்ந்த பின் எலக்ட்ரான்களின் குவாண்டம் நிலைகள் மாறி விடுவதால் அவைகள் பவ்லியின் விதிக்கு உட்பட்டு “சரிப்பா நம்ம ரெண்டு பேருக்கும் ஒரே குவாண்டம் ஸ்டேட்டாம்....எதுக்கு வம்பு! அப்பறம் அந்த பவ்லி மைக்ரோ ஸ்கோப்பை தூக்கிகினு வந்துரப் போறான் நம்ம அப்பால போயிறலாம்” என்று ஓடுகின்றன.... அது தான் வெளியில் இருந்து பார்க்கும் நமக்கு எலக்ட்ரான்கள் ஒன்றை ஒன்று விலக்குவதாகத் தெரிகிறது....


ஓகே இன்னும் சுலபமாகக் கூற வேண்டும் என்றால்... நீங்களும் உங்கள் நண்பரும் ஓர் ஏரியில் படகில் (boat ) சென்று கொண்டு இருப்பதாகக் கொள்வோம்... இருவரும் தனித்தனி படகில் ... அப்போது நீங்கள் உங்களிடம் உள்ள கனமான பந்து ஒன்றை உங்கள் நண்பரிடம் வீசினால் உங்கள் படகு பின்னால் (அவரது படகை விட்டு விலகி) செல்லும் அல்லவா? அதே போல உங்கள் நண்பர் உங்களை நோக்கி பந்தை எறிந்தால் அவரது படகும் உங்களை விட்டு விலகும்... இதைப் பார்த்து விட்டு 'இரண்டு படகுகளும்' ஒன்றை ஒன்று விலக்குகின்றன என்று சொல்ல முடியாது அல்லவா?(பந்தை தூரத்தில் இருந்து கவனிக்காமல்)ஓகே இங்கே 'படகு' என்பது நமது 'எலக்ட்ரான்' 'குவார்க்' போன்ற 'பெர்மியான்கள்'..பந்து தான் அவற்றுக்கு இடையே கடத்தப் படும் 'போசான்கள்'

இது ஓர் தோராயமான உதாரணம் தான்...குவாண்டம் உலகில் எல்லாம் கொஞ்சம் சொதப்பலாக உள்ளன.... அதே போல் ஒரு ப்ரோடானும் ஓர் எலக்ட்ரானும் ஏன் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்க வேண்டும் என்றால் நாம் quantum electrodynamics (QED ) பென்மேன் படங்கள் (Feynman diagram ) என்றெல்லாம் போக வேண்டும்... (நம்ம லெவலுக்கு இங்கேயே நிறுத்திக் கொள்வோம்...இன்னொரு பதிவில் quantum mechanics பற்றி விரிவாகப் (?) பார்க்கலாம் ) இப்போதைக்கு அந்த 'படகு' உதாரணத்தையே எடுத்துக் கொண்டால் இருவரும் ஒருவரை நோக்கி ஒருவர் பந்தை எறிந்த பின் இரண்டு படகுகளும் ஒன்றை நோக்கி ஒன்று கிட்டத்தில் வருவதாக வேண்டுமானால்(common சென்சுக்கு எதிராக) வைத்துக் கொள்ளலாம்....

அறிவியலில் ஒரு லெவலுக்கு மேல் 'ஏன்' என்ற கேள்வியைக் கேட்க முடியாது..கேட்கக் கூடாது... அந்த லெவலுக்கு தான் 'விதி '(law ) என்று பெயர் இடுகிறார்கள்... உதாரணமாக பூமி ஏன் சூரியனைச் சுற்றி வருகிறது என்று கேட்டால் போன நூற்றாண்டில் நியூட்டன் முதல் விதிப்படி என்றார்கள் . அதாவது எந்த ஒரு பொருளும் வெளி விசை ஒன்று அதன் மேல் வந்து செயல்படும் வரை அது ஒரே நேர்கோட்டில் சென்று கொண்டிருக்கும் என்பது(இங்கே 'விதி' வருவதால் அதை நீங்கள் ஏன் அப்படி நேர்கோட்டில் சென்று கொண்டிருக்கும் என்று கேட்கக் கூடாது )...பூமி சூரியனால் ஈர்க்கப்பட்டு (universal law of gravitation ... )அந்த விசை பூமி சூரியனுக்குள் போய் விழுந்து விடும் அளவு பெரிசாகவும் இல்லாமல் ,பூமி சூரியனை விட்டு 'எஸ்கேப்' என்று கூறிக் கொண்டு ஓடி விடும் அளவு சிறியதாகவும் இல்லாமல் ஒரு மீடியமாக இருப்பதால் அந்த விசை பூமியின் நேர்கோட்டுப் பாதையை மாற்றி தொடர்ச்சியாக பூமியை ஒரு நீள் வட்டத்தில் சுற்றி வர வைக்கிறது... இந்த நூற்றாண்டில் 'ஐன்ஸ்டீன்' சொன்ன படி ஈர்ப்பு என்பது காலவெளியில் ஏற்படும் பள்ளங்கள்,,,,இங்கேயும் நீங்கள் 'ஏன்' என்று கேட்க முடியாது.... நாம் முன்பு கூறிய படி 'எல்லாவற்றிற்கும் ஆன கொள்கை' (TOE ) ஒன்று கண்டுபிடிக்கப் பட்டால் கூட அதையும் நாம் 'ஏன் 'என்று கேட்க முடியாது.... ஆனால் இதில் சிக்கல் என்ன என்றால் எல்லாவற்றிற்கும் ஆன கொள்கை (TOE ) என்றால் அது 'ஏன்' என்ற கேள்விக்கும் விடை அளிக்க வேண்டியிருக்கும்... விடை அளிக்கவில்லை என்றால் அது TOE இல்லை...அதாவது எல்லாவற்றிற்கும்...இன்றைக்கு காலையில் உங்கள் வீட்டுக்கு ஏன் வேலைக்காரி வரவில்லை என்பதிலிருந்து பிரபஞ்சத்தில் ஏன் விண்மீன்கள் 'red -shift ' காட்டி விலகி ஓடுகின்றன என்பது வரை எல்லாம்.....:-)

இப்போது இந்த நான்கு விசைகள் (sorry பரிமாற்றங்கள்) எந்த 'range ' வரை செல்லும் என்று பார்க்கலாம்...

------------------------------------------------------------------
விசை உச்ச வரம்பு
-------------------------------------------------------------
வலு விசை 10−15
மெலிய விசை 10−18
மி.கா. விசை முடிவிலா தூரம்
ஈர்ப்பு விசை முடிவிலா தூரம்
-------------------------------------------------

விசைகளின் ஒருங்கிணைப்பு
----------------------------------------
மேலே உள்ள டேபிளைப் பார்க்கவும்... வலுவான மற்றும் வலுக்குறைந்த அணு விசைகள் மிக மிக குறுகிய மனப்பான்மையுடன் செயல் படுகின்றன.... அதாவது அணுக்கருவின் விட்டம் வரை தான்,,,, அதைத் தாண்டினால் மி.கா.விசை மற்றும் ஈர்ப்பு இவை ரெண்டும் தான்... பின்னைய இந்த இரண்டு விசைகளும் முடிவிலாத தூரம் வரை பாயக் கூடியவை....(என்னே பரந்த மனப்பான்மை?) இந்த விஷயம் தான் இந்த நான்கு விசைகளையும் ஒருங்கிணைக்கிறேன் பேர்வழி என்று கிளம்பும் விஞ்ஞானிகளை பிரேக் போட்டு நிறுத்துகிறது.... அதாவது முதல் இரண்டு விசைகளும் (என்ன தான் வலுவாக இருந்தாலும்) குவாண்டம் தூரங்களில் செயல்படுகின்றன.....அந்த தூரங்களில் நடக்கும் விசயங்களை 'குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ்' மட்டுமே விளக்க முடியும்... 'குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ்' கூட 'இது தாம்பா ,இப்படி தாம்ப்பா' என்றெல்லாம் சூடம் அணைத்து சத்தியம் எல்லாம் செய்யாமல் இப்படி நடப்பதற்கு தான் வாய்ப்பு அதிகமாக உள்ளது என்று ரொம்ப தன்னடக்கத்துடன் கூறுகிறது....(sum over possibilities)

அதாவது ஒரு எலக்ட்ரான் ஒரு இடத்தில் இருந்து இன்னொரு இடத்துக்குச் சென்றால் அது இப்படி தான் போச்சு என்று சர்வ நிச்சயமாக யாராலும் படம் வரைந்து காட்ட முடியாது...அது ஒரு கிறுக்கு பிடித்த துகள்....(ஏன் எல்லா அடிப்படை துகள்களும் கிறுக்கு தான்) சில சமயங்களில் 'short cut ' டில் செல்லும.... சில சமயத்தில் ஊரெல்லாம் சுற்றி விட்டு ,சிக்கன் பிரியாணிஎல்லாம் சாப்பிட்டு விட்டு மெதுவாக வந்து சேரும்...தேவை இருந்தால் அலையாக மாறி ஒரே எலக்ட்ரான் ஒரே சமயத்தில் இரண்டு மூன்று பாதைகளில் (கிருஷ்ண பரமாத்மா சரச லீலை செய்வது போல்) பயணம் செய்து ஸ்டாப் வந்தவுடன் திரும்பவும் ஒரு துகளாக மாறி எதுவுமே தெரியாத மாதிரி உட்கார்ந்து கொள்ளு ம்..போதாக் குறைக்கு ஹைசன்பெர்க் என்ற ஆசாமி பொழுது போகாமல் கண்டு பிடித்த 'நிச்சயமில்லாத் தத்துவம்' (uncertainty principle ) வேறு....[நிச்சயமில்லாத் தத்துவம் பற்றி இன்னொரு பதிவில் பார்க்கலாம்]


தூரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க எல்லாம் கொஞ்சம் தெளிவாகின்றன.... ஒரு கல்லை இங்கிருந்து அங்கு எறிந்து விட்டு அது எந்தப் பாதையில் சென்றது என்று 90 % சரியாகக் கூற முடியும்...(அடப் பாவி இங்கயும் 90 % தானா?) அல்லது பூமி சூரியனை இந்தப் பாதையில் தான் சுற்றுகிறது என்று துல்லியமாகக் கூற முடியும்....எனவே இங்கே சவால் என்ன என்றால் 'குட்டியூண்டு' தூரத்தில் செயல் படும் குவாண்டும் விதிகளையும் பிரம்மாண்ட தூரங்களில் ஆட்டம் போடும் ஈர்ப்பின் 'general theory of relativity ' யையும் எப்படி சம்பந்தப் படுத்துவது என்பது தான்....


காந்த விசையையும் மின் விசையையும் வெற்றிகரமாக இணைத்து 'மின் காந்த விசை' ஆக்கியது போல இப்போதைய பிளான் என்ன என்றால் 'அணுக்கரு மெலிய விசையையும் மி.கா.விசையையும் இணைத்து 'மின் மெலிய கொள்கை' (electro weak theory ) ஒன்றை உருவாக்குவது... இந்த மி.மெ. விசையை மின் வலிய விசையுடன் இணைத்து ஒரு 'பெரிய ஒருங்கிணைந்த கொள்கை' (grand unified theory ) யை உருவாக்குவது... இந்த பெ.ஒ. கொள்கையை குவாண்டம் ஈர்ப்புடன் (quantum gravity ) இணைத்து 'எல்லாவற்றிற்கும் ஆன கொள்கை' (theory of everything ) ஒன்றை உருவாக்குவது.... ஆஹா! ரொம்ப ஈஸி ஆகத் தெரிகிறதா? ஓகே try பண்ணுங்கள்...


குவாண்டம் விதிகளையும் மிக அதிக தூரங்களில் செயல்படும் ஈர்ப்பின் ரகசியங்களையும் ஒருங்கிணைக்க விஞ்ஞானிகள் 'கிராவிடான்' என்ற துகளை உற்சாகமாகத் தேடிக் கொண்டு உள்ளார்கள்...சற்று முன் சொன்ன படி உங்களுக்கு எங்காவது 'கிராவிடான்' கிடைத்தால் விட்டு விடாதீர்கள்... அதன் மூலம் உங்களுக்கு ஒரு பெரிய தொகை பரிசாகக் கிடைக்கலாம்...


(அப்பா ஒரு வழியாக இந்த பதிவும் 'பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள்' தொடரும் இனிதே(?)முடிவடைந்தன...)


~சமுத்ரா

Monday, August 9, 2010

பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள் - V

எத்தனை பேர் இந்த blog-ஐ follow செய்கிறார்கள் என்று ஆபீசில் கேட்டார்கள் ... என்னையும் சேர்த்து ஒருவர் தான் என்றேன்..இந்த blog-ஐ ஆரம்பித்ததற்கு முதல் காரணம் அறிவியலை (எனக்குத் தெரிந்த வரைக்கும்) தமிழில் எழுதுவது தான்... அறிவியலை அறிந்து கொள்ள எத்தனையோ நல்ல web-site கள்,புத்தகங்கள் உள்ளன... ஆனாலும் பெரும்பாலானவை என்னென்னவோ குறிகளைஎல்லாம் சமன்பாடுகளில் போட்டு பயமுறுத்துகின்றன...சில தமிழ்-அறிவியல் சைட்டுகளோ , Fluctuations in Matter Density என்பதை "பிண்டத் திணிவு ஏற்ற இறக்கம்" என்றெல்லாம் கூறி மொழி பெயர்ப்பதில் தம் திறமைகளைக் காட்ட முயல்கின்றன...இப்படியெல்லாம் செய்யாமல் ஏதோ நமக்குத் தெரிந்த வரை அறிவியலை எளிமையாக்கிக் கூறினால் அறிவியல் தாகம் கொண்ட ஏதேனும் ஒரு ஜீவனாவது சந்தோஷப்படும் என்ற ஒரே நம்பிக்கையில் தொடர்ந்து எழுதுகிறேன்..]



பிரபஞ்சத்தை ஆட்டுவிக்கும் நான்கு விசைகளில் மூன்றைப் பார்த்து விட்டோம்.. (அப்பாடா!) இனி நான்காவதாக வரும் gravity எனப்படும் "ஈர்ப்பு விசை"....என்னதான் இந்த விசை பிரம்மாண்டமான நம் பூமியையே சூரியனை சமர்த்தாக சுற்றி வரச் செய்தாலும் ,அண்ட வெளியில் கிரகங்களும் விண்மீன்களும் கன்னாபின்னா வென்று சிதறி ஓடாமல் தடுத்து அடங்கி இருக்க வைத்தாலும் , அறிவியல் இந்த விசையை நான்கு விசைகளில் மிகவும் 'வீக்' ஆன விசையாகத்தான் பார்க்கிறது... மிக மிகப் பெரிய பரிமாணங்களில் (macroscopic scale) மட்டுமே இந்த விசை உள்ளே வருகிறது... எனவே மிகச் சிறிய தூரங்களிலும் (quantum distance) , மிக மிக மிக குட்டியான எலக்ட்ரான் முதலிய துகள்களுக்கு இடையே நடக்கும் பரிவர்த்தனைகளின் (interaction between atomic particles) போதும் அறிவியல் இந்த விசையை 'நீ ஒன்னும் வேணாம் போ" என்று ஒதுக்கி வைத்து விடுகிறது... இதற்கு ஒரு காரணம்: ஈர்ப்பு விசை அது செயல்படும் பொருட்களின் நிறையுடன் நேரடித் தொடர்பு உடையது....எலக்ட்ரான் போன்ற துகள்கள் கிட்டத்தட்ட 'நிறையற்ற' (massless) துகள்கள் என்பதால் இந்த விசையும் கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜியம் ....அதாவது இரண்டு எலக்ட்ரான்கள் ஈர்ப்பு விசையின் காரணமாக ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கவே செய்கின்றன.... ஆனால் நாம் முன்பு பார்த்த 'மின் காந்த விசை" (electromagnetic interaction) யின் முன்பு ஈர்ப்பு எல்லாம் ஜுஜுபி... நம் மி.கா. விசை இரண்டு எலக்ட்ரான்களுக்கு மத்தியில் செயல்பட்டு அவற்றை (இரண்டும் ஒரே இனம் என்பதால்) ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகி ஓடச் செய்கிறது...இன்னொரு விஷயம் மற்ற விசைகளை நம்மால் உணரவும் , detect செய்யவும் முடியும்... உதாரணமாக ,மின் காந்த விசையை உணர்வதற்கு ஒரு மெல்லிய இரும்புக் கம்பியை கொண்டு போய் உங்கள் வீட்டில் உள்ள plug point ஒன்றின் துளையில் நுழைக்கவும்... (Disclaimar: பின் விளைவுகளுக்கு இந்த blog பொறுப்பல்ல...) ஆனால் ஈர்ப்பு விசையை 'உணரவோ' ஒரு கருவியின் மூலம் detect செய்யவோ முடியாது.... அதனால் தான் நியூட்டனுக்கு முன்னர் மக்கள் 'ஆப்பிள்' மரத்திலிருந்து 'கீழே' தானே விழும்? விசையும் கிடையாது பசையும் கிடையாது என்று நினைத்துக் கொண்டு இருந்தனர்...


ஆனால் நியூட்டன் கொஞ்சம் மாற்றி யோசித்ததால் (அதாவது: மேலே உள்ள படத்தைப் பார்க்கவும்..பூமியின் மேற்பரப்பில் உட்கார்ந்து கொண்டிருக்கும் ஒருவருக்கு (A) ஆப்பிள் 'கீழே' விழுகிறது... பூமி ஒரு உருண்டை என்பதால் அவருக்கு நேர் எதிரே பூமியின் அடுத்த பக்கத்தில் (தலை கீழாக) உட்கார்ந்து கொண்டுள்ள ஒருவருக்கும் (B ) அது 'கீழே' (அம்புக் குறி காட்டி உள்ளது போல்) தானே விழ வேண்டும்? அப்படியென்றால் 'B' க்கு ஆப்பிள் கிடைக்கவே கிடைக்காது... அது விண் வெளியில் பறந்து போய் விடும்,,,, எனவே நியூட்டன் எல்லாப் பொருள்களையும் பூமி 'தன்னை' நோக்கி இழுக்கிறது என்ற முடிவுக்கு வந்தார்... மேலும் பூமி மாத்திரம் ஆப்பிளை இழுப்பதில்லை.... ஆப்பிளும் பூமியை இழுக்கிறது என்று கண்டு பிடித்தார்... ஆப்பிளை நோக்கி பூமி மேலே வருவது கொஞ்சம் ஓவர்... ஏன் வருவதில்லை என்பதை உங்கள் ஹை ஸ்கூல் டீச்சரிடம் கேட்டுக் கொள்ளவும்,,,



தாவது 'R' தொலைவில் வைக்கப்பட்டுள்ள 'M1'நிறையுள்ள ஒரு பொருளுக்கும் 'M2' நிறையுள்ள ஒரு பொருளுக்கும் இடையே செயல் படும் ஈர்ப்பு விசையை கணக்கிட F=G M1M2 / (R*R) ..இங்கே G= ஈர்ப்பு மாறிலி.. என்ற சூத்திரத்தை உபயோக்கிறார்கள்...



கலிலியோவிற்கு முன் மக்கள் கனமான ஒரு பொருள் வேகமாகவும் லேசான ஒரு பொருள் மெதுவாகவும் கீழே விழும் என்று நம்பினர்.... கலிலியோ இதைத் தவறு என்று நிரூபித்து இரண்டும் ஒரே சமயத்தில் தரையை அடையும் என்றார்.... (ஆனால் ஏன் ஒரு கோழி இறகு ஒரு கல்லை விட மெதுவாக விழுகிறது என்றால் அது காற்றின் தடை என்றார்... (நிலாவுக்கு ச் சென்ற விண்வெளி வீரர்கள் நிலவில் இந்த ஆய்வைச் செய்து இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் விழுவதைக் கண்டதாகக் கேள்வி...) இது ஏன் என்று டீச்சரை எல்லாம் கேட்க வேண்டாம்...நானே சொல்கிறேன்... அதாவது கல்லும் ,கோழி இறகும் ஒரே 'முடுக்கத்தில்' (g ) கீழே இழுக்கப் படுகின்றன... (acceleration) கல் ஒன்றை கீழே போட்ட முதல் நொடியில் அதன் வேகம் ஒரு செகண்டுக்கு 9.81 மீட்டராகவும் அடுத்த நொடியில் வேகம் ஒரு நொடிக்கு 2 x 9.81 மீட்டராகவும் அடுத்த நொடியில் வேகம் ஒரு நொடிக்கு 3 x 9.81 மீட்டராகவும் இருக்கிறது... இறகுக்கும் இதே கேஸ் தான் .... இந்த முடுக்கம், acceleration என்பது விசை மற்றும் பொருளின் நிறை இரண்டின் விகிதம் ஆகும் ...அதாவது: a = F/M... (இதை ந்யூட்டனின் இயக்கவியல் இரண்டாம் விதி என்பார்கள்)
கனமான பொருளுக்கு M அதிகம்... எனவே அதைப் புவி இழுக்கும் F உம் அதிகம்... லேசான பொருளுக்கு M குறைவு... எனவே அதைப் புவி இழுக்கும் விசை F உம் குறைவு... எனவே இரண்டு கேசிலும் a என்பது மாறாமல் உள்ளது...
(அதாவது 2/4= 1024567890/ 2049135780 என்பது போல...)




இரண்டாவது விஷயம் ஈர்ப்பு எப்போதும் positive...(what an optimist!) அதாவது ஈர்ப்பு இரண்டு பொருட்களை ஈர்க்குமே தவிர விலக்காது... ஓகே அப்படியென்றால் நான்கு விசைகள் இருந்தாலும் நீங்களும் உங்கள் பக்கத்து சீட்டில் அமர்ந்து வேலை பார்க்கும் பெண்ணும் ஏன் ஒன்றை ஒன்று ஈர்க்கப்பட்டு ஒட்டிக் கொள்வதில்லை? ( im NOT talking about biology now) முதல் இரண்டு அணுக்கரு விசைகளும் அணுவின் கருவைத் தாண்டி கூட வாரா... அப்படி இருக்கும் போது உங்களைத் தாண்டி எப்படி அடுத்தவரிடம் போகும்? ஈர்ப்பு விசை உங்கள் நிறையைச் சார்ந்தது என்பதால் உங்கள் 6.5 kg நிறை (64 kg எடை) எல்லாம் ஒட்டிக் கொள்ளும் அளவு விசையை எல்லாம் தோற்றுவிக்காது... அடுத்தது மின் காந்த விசை கொஞ்சம் மனசு வைத்தால் நீங்களும் உங்கள் பக்கத்து சீட் ஆர்த்தியும் ஒட்டிக் கொள்ள முடியும்... ஆனால் பாருங்கள் உங்கள் உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆர்த்தியின் உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை எதிர்க்கின்றன... உங்கள் உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் ஆர்த்தியின் உடலில் உள்ள ப்ரோடான்- களை ஈர்க்கின்றன... ஆர்த்தியின் உடலில் உள்ள ப்ரோடான்கள் உங்கள் உடலில் உள்ள எலக்ட்ரான்களை ஈர்க்கின்றன... இதற்கு மேல் சொன்னால் அடிக்க வருவீர்கள்... எனவே இந்த விசைகள் கச்சிதமாக 'கான்செல் ' ஆகி விடுவதால் நீங்களும் ஆர்த்தியும் ஒட்டிக் கொள்வதில்லை....


OK..இதுவரை நியூட்டன் பார்வையில் ஈர்ப்பைப் பற்றிப் பார்த்தோம்...இனி ஐன்ஸ்டீன் என்ன சொன்னார் என்று பார்க்கலாம்... இதற்கு நீங்கள் இதுவரை கற்பனை செய்திராத ஒரு 'நான்காம்' பரிமாணத்தை (fourth dimension ) கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ள வேண்டி உள்ளது... இந்த நான்காம் பரிமாணம் வேறொன்றும் இல்லை... சில சமயம் நாம் துச்சமாக மதிக்கும் , சில சமயம் ஐயோ போய் விட்டதே என்று வருந்தும் 'காலம்' (time ) தான்...ஐன்ஸ்டீன் சொன்னது நம்மை சுற்றி வெறும் வெளி(space ) மட்டும் இல்லை..வெளியும் காலமும் பின்னிப் பிணைந்த சிக்கலான 'காலவெளி' (spacetime ) யாக உள்ளது...அதாவது நியூட்டனின் படி காலமும் வெளியும் எப்போதும் மாறாதவை... எதனாலும் பாதிக்கப் படாதவை... ஆனால் ஐன்ஸ்டீன் வந்த பிறகு பொருள்கள் தம்மைச் சுற்றி உள்ள வெளியையும் காலத்தையும் மாற்றக் கூடும் என்பது தெரிந்தது... ஈர்ப்பைப் பற்றி இரண்டு கேள்விகளை ஐன்ஸ்டீன் கேட்டதாகக் கூறுகிறார்கள்..ஒன்று: அது ஏன் எப்போதும் பொருட்களை ஈர்க்கிறது? ஏன் விலக்குவதில்லை? இரண்டு: இரண்டு பொருட்களுக்கு இடையில் உள்ள தூரத்தை மாற்றினால் அவைகளுக்கு இடையே உள்ள ஈர்ப்பு 'விசை' உடனடியாக மாற வேண்டும்... அதாவது ஈர்ப்பு விசை முடிவே இல்லாத பயங்கர வேகத்தில் பயணிக்க வேண்டும்... ஆனால் சார்பியல் கொள்கைப்படி (relativity theory ) பிரபஞ்சத்தில் எந்த ஒரு பொருளும் 'ஒளி' யை விட வேகமாகப் பயணிக்க முடியாது...

எனவே , ஐன்ஸ்டீன் 'GRAVITY ' என்பது ஒரு விசை மாதிரி அல்ல ..பூமி போன்ற கனமான பொருள்கள் தங்களைச் சுற்றியுள்ள காலவெளியில் ஏற்படுத்தும் 'பள்ளம்' என்று கூறினார்... நியூட்டன் முதல் விதிப்படி எந்த ஒரு பொருளும் தன் மேல் ஏதேனும் தடை செயல் படும் வரை நேர்கோட்டில் சென்று கொண்டே இருக்கும்....(அல்லது சிவனே என்று உட்கார்ந்து கொண்டு இருக்கும்) பூமியும் தான் உண்டான அந்த நாளில் எந்த வேகத்துடன் தூக்கி எறியப்பட்டதோ (சூரியனிடமிருந்து) அதே வேகத்தில் இன்றும் நேர்கோட்டில்(?!) பயணித்துக் கொண்டு உள்ளது... ஏனென்றால் அதைத் தடுத்து நிறுத்த வெளியிலிருந்து எந்த விசையும் இல்லை... ஆனால் பாருங்கள் இந்த சூரியன் தன் பூதாகாரமான நிறை காரணமாக தன்னைச் சுற்றியுள்ள (கால) வெளியை வளைக்கிறது...(உங்கள் பெட்டின் (பெட்) மேல் கனமான ஒரு பந்தை வைத்தால் ஒரு குழி ஏற்படுமே அது போல) எனவே நம் பூமியின் பயணப் பாதை சூரியனால் வளைக்கப் பட்டு ஒரு நீள் வட்டமாக உள்ளது... ஆனால் நான்கு பரிமாணத்தில் நம் பூமியின் பயணப் பாதை ஒரு 'நேர் கோடு' தான்.....for example , பூமியின் மேற்பரப்பில் நீங்கள் நேர்கோட்டில் நடந்து செல்வதாகக் கொள்வோம்... நம் பூமி ஓர் உருண்டை என்பதை நீங்கள் உணரவே மாட்டீர்கள் ...உங்கள் பாதை எப்போதும் நேர்கோடாகவே இருக்கும்... ஆனாலும் நீங்கள் பூமியை வட்டமாக சுற்றி வந்து கொண்டே இருப்பீர்கள்.. இதே போல் தான் பூமி தான் ஒரு நேர்க்கோட்டில் செல்வதாக ஜாலியாக நினைத்துக் கொண்டு இருந்தாலும் அது சூரியன் உண்டாக்கும் கால வெளிப் பள்ளத்துக்குள் (spacetime distortion ) அகப்பட்டு ஒரு நீள் வட்டப் பாதையிலேயே குண்டுச் சட்டியில் குதிரை ஓட்டிக் கொண்டு உள்ளது....
ஓகே இன்றைக்கு இது போதும்... மீண்டும் 'பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள் -VI இல் சந்திக்கும் வரை உங்களிடமிருந்து விடை பெறுவது

சமுத்ரா











Tuesday, July 27, 2010

பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள் -IV



நாம் முந்தைய பதிவுகளில் பார்த்த அணுக்கரு விசைகள் (வலுமிக்க மற்றும் குறைந்த) அணுக்கருவின் உள்ளே மிக மிக ரகசியமாக செயல் படுபவை. ஆனால் இப்போது நாம் பார்க்கப் போகும் 'மின் காந்த விசை' (electro magnetic interaction) நமக்கெல்லாம் மிக மிகப் பரிச்சயமான ஒன்று. நாமெல்லாம் T.V யில் 'மானாட மயிலாட' பார்பதற்கும் (electric current) ரோட்டில் நடந்து செல்பவர்களை அலட்சியப் பார்வை பார்த்த படி காரை ஓட்டிச் சென்று (friction) 'Cafe Coffee day' யில் காபியை உறிஞ்சிக் குடிப்பதற்கும் (grip) இந்த ஐயா தான் துணை புரிகிறார்.
எனவே அடுத்த முறை நீங்கள் A.C. ரூமில் உட்கார்ந்து இன்னும் எப்படியெல்லாம் காசு சேர்க்கலாம் என்று நினைக்கும் போது இந்த பாவப்பட்ட மின் காந்த விசை அவர்களை அல்லது நமக்காக வேண்டி இதையெல்லாம் கன கச்சிதமாகப் படைத்த கடவுளை கொஞ்சம் நினைத்துக் கொள்ளவும்

Ok.. அணுக் கருவின் உள்ளே எதற்காக ப்ரோடான்களும் நியூட்ரான்களும் குடும்பம் நடத்துகின்றன என்பதை முந்தைய பதிவுகளில் பார்த்தோம்.

ஆனால் இந்த எலக்ட்ரான்கள் என்பவை எதற்கு? ப்ரோடான்களும் நியூட்ரான்களும் அணுக்கருவை விட்டு வெளியே வந்தால் ரொம்ப நேரம் இருக்காது. சிதைந்து விடும்.. (சரியான, 'படி தாண்டாப் பத்தினிகள் அவை ...) எனவே 'வெளி உலகத்துடன்' தொடர்பு கொண்டு தான் இருப்பதை உலகுக்குத் தெரிவிக்க 'அணு' விற்கு தூதுவர்கள் தேவை... (இதற்கு தான் எலக்ட்ரான்கள்)

அதாவது , ஓர் அணு இன்னொன்றுடன் சேர்ந்து மூலக்கூறு ஆவதற்கும்
ஒரு தனிமத்தின் மூலக்கூறுகள் இன்னொரு தனிமத்தின் மூலக்கூறுகளுடன் சேர்ந்து 'சேர்மங்கள்' ஆவதற்கும் எலக்ட்ரான்கள் தேவை.. (உதாரணமாக நாமெல்லாம் டெய்லி பயன்படுத்தும் நீர், உப்பு இவை, இரண்டு வெவ்வேறு அணுக்கள் எலெக்ட்ரான்களின் மூலம் கை கோர்த்துக் கொள்வதன் மூலம் கிடைப்பவை)

நாம் ஏன் வெளி உலகுடன் தொடர்பு கொள்கிறோம் என்று யோசித்துப் பாருங்கள்.. நமக்கு ஏதேனும் வேண்டும் என்ற போது தானே ? ஓர் அணு என்பது இன்னொன்றுடன் தேவை இல்லாவிட்டால் சேராது. (ரொம்ப மூடி டைப்) நமக்கெல்லாம் மூன்று விதமான ஆசைகளைக் கொடுத்து உலகில் முட்டி மோதிக் கொள்ளுங்கள் என்று இறைவன் விதித்து விட்டதைப் போல
அணுக்களுக்கும் பாவம் எலெக்ட்ரான்களைக் கொடுத்து இயற்கை ஆட்டுவிக்கிறது.
நம் வீட்டில் காபிப் பொடி தீர்ந்து விட்டால் பக்கத்து வீட்டுக் கதவைத் தட்டி ' மாமி கொஞ்சம் காபிப் பொடி கிடைக்குமா?" என்று கேட்பது போல எலெக்ட்ரான் தாகம் கொண்ட அணுக்கள் பக்கத்து
அணுவிடம் 'உனக்கு தான் நிறையே இருக்கே, ரொம்ப தான் 'பிகு' பண்ணாதே, ஒண்ணோ ரெண்டோ கொடு , கடனா தானே கேட்கறேன்?' என்று கேட்டு ஒப்பந்தம் செய்து கொள்ளும்... (கையெழுத்து எல்லாம் போடுமா தெரியாது)

இப்போது (நாம் ஏற்கனவே ஹை ஸ்கூலில் படித்த) சில விஷயங்களை நினைவு கூர்வது அவசியம்.. ஒன்று: எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவை விட்டு மிக மிக தூரத்தில் சுற்றுகின்றன. (உதாரணமாக அணுக்கருவை ஒரு கால் பந்து என்று கொண்டால் அணு என்பது ஒரு கால்பந்து மைதானம். எனவே அணுவிலும் பெரும்பாலும் வெட்ட வெளி தான் உள்ளது. ஏன் இவ்வளவு தூரமாகச் சுற்றுகிறாய்? நீயெல்லாம் ஒரு ஆம்பளையா? என்று எப்போதாவது ஒரு எலக்ட்ரானை பார்த்தால் மறக்காமல் கேட்கவும்..)
இரண்டு: ப்ரோடான்களும் நியூட்ரான்களும் மேலும் பிளக்கக் கூடியவை.( ஒரு ப்ரோடானை போஸ்ட் மார்டம் செய்து பார்த்தால் அதற்கு உள்ளே 'க்வார்கு' கள் (QUARK ) களி நடனம் செய்வதாக அறிவியல் வல்லுனர்கள் கூறுகிறார்கள் (உங்க கடமை உணர்ச்சிக்கு ஒரு அளவே இல்லையா?) ('க்வார்கு' கள் பற்றி இன்னொரு பதிவில்....) ஆனால் இன்னும் எந்த ஆசாமியும் இதுவரை எலக்ட்ரானை நோண்டி உள்ளே பார்க்கவில்லை. நான் பார்க்கிறேன் என்று நீங்கள் கிளம்பி விட வேண்டாம்.. இதற்கு இரண்டு காரணங்கள்... ஒன்று எலக்ட்ரான் ப்ரோடானை விட ஆயிரம் மடங்கு சிறியது... (ப்ரோடானைஎல்லாம் நாம் Microscope மூலம் கூட பார்க்க முடியாது.. ஒரு அனுமானத்தின் பேரில் சொல்வது தான்) இரண்டாவது எலக்ட்ரான் செய்யும் மாயா-ஜாலம்...

உதாரணமாக நீங்கள் ஓர் எலக்ட்ரானைப் பிடித்துச் சிறையில் அடைத்தால் அது ஒரு அலையாக மாறி
சிறைக் கம்பிகளிடையில் புகுந்து எஸ்கேப் ஆகி விடக் கூடும்.(ஆம். இந்த மாதிரி சில விஷயங்கள் அறிவியல் மேதாவிகளின் சிலரின் கர்வத்திற்கு சில சமயம் 'Speed Brake ' போடுகின்றன.) நம் எலக்ட்ரான் சில சமயம் ஒரு பொருளாக (particle) உள்ளது, சில சமயம் அலையாக (wave )ஓடுகிறது. இது எப்படி சாத்தியம் என்று Mr .கடவுளைக் கேட்கவும்....எனவே நீங்கள் அணுவைப் பார்க்கும் போது அது ஒரு விறகு-அடுப்பை புகை சூழ்ந்து இருப்பதைப் போலத் தெரியலாம்.

இந்த 'விந்தை வீரர்' களை நம் அணுவிடம் பந்தப் பட்டு அணுக் கருவை சதா சுற்றி வரச் செய்வது நமது 'மின் காந்த விசை' .... அதாவது அணுக் கருவில் குடி கொண்டுள்ள ப்ரோடான் அரசிகளையும் வெளியே சுற்றும் எலெக்ட்ரான் வீரர்களையும் காதலில் விழ வைத்து 'தேவதையைக் கண்டேன் காதலில் விழுந்தேன்' என்று ஆவேசத்துடன் பாட வைக்கும் கவர்ச்சி விசை... (static force )

அதாவது , பொதுவாக ஓர் அணுவில் ப்ரோடான் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை சமமாகவே உள்ளது. (இயற்கை ஆண்களையும் பெண்களையும் சம எண்ணிக்கையில் படைப்பது போல) அப்படிப் பட்ட அணு, 'நமக்கு ஏன் இன்னொருத்தர் வம்பு"? என்று சும்மா இருக்கும்.(electrically neutral ) இந்த இடத்தில் இயற்கை ஒரு விதியை நியமித்து உள்ளது. அது :-

நாம் பார்த்துக் கொண்டிருக்கும் 'மின் காந்த விசை' ஒரு ப்ரோட்டானையும் (+) எலக்ட்ரானையும்(-) ஈர்ப்பது மட்டுமின்றி
எலக்ட்ரானையும்(-) எலக்ட்ரானையும்(-) விலக்குகிறது. அதாவது ஓர் எலக்ட்ரான் இன்னொன்றை தனக்கு எதிரியாகப் பார்க்கிறது.
எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருவைச் சுற்றுகின்றன என்று பொத்தாம் பொதுவாக நாம் சொன்னாலும் அது , ஒரு ஏழெட்டு பெண்கள் நவ- கிரகத்தை கோவிலில் சுற்றி வருவது போல் (ஒரே சுற்றுப் பாதையில்) இல்லாமல் நவ கிரகங்கள் சூரியனை சுற்றுவது போல் வெவ்வேறு 'ஆற்றல் மட்டங்களில்' (energy levels ) சுற்றுகின்றன.. அதாவது, எலக்ட்ரான்-எலக்ட்ரான் பகை காரணமாக, ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கைக்கு மேல் எலக்ட்ரான்கள் ஒரே ஆற்றல் மட்டத்தில்(quantum states ) இருக்க முடியாது. (exclusion principle )
அதாவது முதல் மட்டத்தில் 2 , இரண்டாவதில் 8 , மூன்றாவதில் 18
எலக்ட்ரான்கள் என்று ஒரு கணக்கில் இருக்க முடியும் (சண்டையில்லாமல்)
இதனை இப்போது ஒரு அடுக்கு மாடிக் கட்டிடத்திற்கு ஒப்பிடுவோம்.
கீழே Ground -floor இல் ஒனர் (அணுக்கரு) இருப்பதாக் கொள்வோம்.
முதல் தளத்தில் இரண்டு அறைகளும் இரண்டாவது தளத்தில் 8 அறைகளும், மூன்றாவதில் 18 ம் உள்ளதாக் கொள்வோம். (etc)
நம் ஒனர் ஒரு carzy fellow! அவரின் கொள்கைப் படி ஒன்று ஒரு தளம் முழுதும் காலியாக இருக்க வேண்டும். இல்லை முழுவதும் நிரம்பி இருக்க வேண்டும். அதாவது முதல் தளத்தில் ஒரு அறை மட்டுமே நிரம்பி இருந்தால் எப்பாடு பட்டாவது இன்னொருவரை அங்கே(இரண்டாவது அறைக்கு) கூட்டி வந்து வாடகைக்கு வைத்து விடுவார். அதே போல், இரண்டாவது தளத்தில் ஒரு அறை மட்டும் நிரம்பி இருந்தால் அங்கே இருப்பவரை ஏதாவது சாக்கு போக்கு சொல்லி வெளியே துரத்தி விட்டு விடுவார்.

அதே போல் ஓர் அணு தன் (எல்லா) ஆற்றல் மட்டங்களில் எலக்ட்ரான்கள் முழுவதுமாக நிரம்பி இருக்க வேண்டும் அல்லது காலியாக இருக்க வேண்டும் என்று நினைக்கிறது. (What a perfectionnist !) ஒரு சில அணுக்களில் இந்த 0 or 100 % அமைப்பு தற்செயல் ஆகவே இருந்து விடுகிறது.உதாரணம்: ஹீலியம்(அணு) :இதற்கு இரண்டு ப்ரோட்டான்கள். இரண்டு ப்ரோட்டான்கள் தரும் நேர் மின் விசையை சரி கட்ட இரண்டு எலக்ட்ரான்கள்....இந்த இரண்டு எலெக்ட்ரான்களும் அதன் முதல் ஆற்றல் மட்டத்தில் (s) நிரம்பி விடுவதால் அதற்கு எலக்ட்ரானை இழக்கவோ ஏற்கவோ வேண்டாம். ஆகவே தான் அது ,பிறர் வம்புக்குச் செல்லாமல் தான் உண்டு தன் வேலை உண்டு என்று உள்ளது. வேறு எந்த தனிமத்துடனும் சேராது. (ஒரு ஹலோ கூட சொல்லாது ) இதை அறிவியல் 'உம்மணா மூஞ்சி' வாயு (Inert gas ) என்கிறது. இதே போல் தான் இரண்டாவது மட்டத்தில் எட்டு எலக்ட்ரான் நிரம்பிய 'நியான்' மந்த வாயு.. ஆனால் இந்த அதிர்ஷ்டம் எல்லா அணுக்களுக்கும் கிடைப்பதில்லை..
உதாரணம்: ஹைட்ரஜன் :1 ப்ரோடான் 1 எலக்ட்ரான்.
அதற்கு இரண்டாம் கூடு நிரம்புவதற்கு இன்னும் 1 எலக்ட்ரான் தேவை.எனவே அது இன்னொரு ஹைட்ரஜன் அணுவுடன் சேர்ந்து இரண்டு அணுக்களும் தம் எலக்ட்ரானைப் பகிர்ந்து கொள்ளும். இரண்டுக்கும் தமது கூட்டில் இரண்டு எலக்ட்ரான் இருப்பதாக ஒரு போலி கௌரவம் கிடைக்கும் ....இந்த அமைப்பு ஒரு
'ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறு ' (இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்கள்) எனப்படும். பொதுவாக ஒரு ஹைட்ரஜன் அணுவை தனித்துப் பார்ப்பது கடினம்... அது இன்னொன்றுடன் சேர்ந்து 'ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறாகவே இருக்கும்.

தம் கூடுகளை நிரப்பும் அல்லது காலி செய்யும் முயற்சியின் போது அணுக்கள் எலக்ட்ரானை இழக்கவோ , ஏற்கவோ செய்யும்.. எனவே எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை கருவின் உள் உள்ள ப்ரோடான் களை விட கூடவோ குறையவோ செய்யும். கூடினால் அந்த அணுவிற்கு எதிர் மின் சுமை கிடக்கும் (negative charge ) குறைந்தால் நேர் மின் சுமை கிடக்கும் (positive charge ) இந்த அமைப்பை நாம் 'அயனிகள்' என்கிறோம்.. (Ions ) எனவே வேதியியல் வினைகளில் பங்கு கொள்பவை அயனிகளே அன்றி அணுக்கள் அல்ல...
OK ..

இந்த விசைக்கு ஏன் 'மின் காந்த விசை' என்று பெயர் ? காந்தம் எங்கிருந்து வந்தது? என்றால் , முதலில் மக்கள் காந்த விசை -யும் மின் விசையும் வேறு வேறு என்று நினைத்தனர். "பாரடே" என்பவர்
ஒரு காந்தத்தின் பக்கத்தில் ஒரு மின் கடத்தும் கம்பியை கொண்டு சென்றால் அதில் மின்சாரம் வருவதையும் , மின்சாரம் பாயும் கம்பியின் அருகில் வைக்கப்படும் காந்த ஊசி விலகுவதையும் கண்டு பிடித்த் பின் இரண்டும் ஒரே விசை தான் என்று தெரிந்தது.....

மேலும் இந்த விசை நிலையான 'ப்ரோடான்-எலெக்ட்ரான்' களுக்கு நடுவே செயல் படும் போது 'நிலை' விசை (electro magnetic static force ) எனவும் ஓடுகின்ற எலக்ட்ரான் களால் ஏற்படும் மின் காந்த விசையின் போது இயக்க விசை (electro magnetic radiation ) எனவும் கூறப் படுகிறது.

விசைகளில் நான்காவதாக , ஆனால் முக்கியமானதாகக் கருதப்படும் 'ஈர்ப்பு விசை' பற்றி அடுத்த பதிவில்..



~சமுத்ரா


Friday, July 16, 2010

பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள்-III


விசைகளில் மூன்றாவதாக இருக்கும் ' வலுக் குறைந்த' அணு விசை பற்றி இந்தப் பதிவில் பார்க்கலாம்.


நமது அணுக்கரு 'ப்ரோட்டான்' மற்றும் 'ந்யூட்ரான்' களால் ஆனது என்று தெரியும்.அணுக்கருவினுள்ளே நாம் முந்தைய பதிவில் பார்த்த படி, 'வலுவான அணு விசை' ('ப்ரோட்டான்', 'ப்ரோட்டான்', மற்றும் 'ந்யூட்ரான்' களை உள்ளே பிணைத்து வைக்கும் விசை,விசை-I) மற்றும் மின் காந்த விலக்கு விசை ( ஒரே மின் சுமை கொண்ட ப்ரோட்டானையும் ப்ரோட்டானையும் விலகி ஓடச் செய்யும் விசை,விசை-II) இவை இரண்டுக்கும் இடையே இடை விடாமல் 'நீயா? நானா?' என்ற யுத்தம் நடந்து வருகிறது.


பெரும்பாலும் (சிறிய அணுக்களில்) விசை-I வெற்றி பெற்று வாகை சூடி விடுகிறது.


விசை-I மிக மிக வலுவானது என்றாலும் அது கொஞ்ச தூரத்துக்குள் தான் வேலை செய்யும். (10 ^−15 மீட்டர்) [வீட்ல புலி, வெளியிலே எலி என்ற கதை தான் பாவம்] ஆனால் நம் விசை-II முடிவே இல்லாத தூரத்திற்குப் பாயும் வல்லமை கொண்டது. ( தூர்தர்ஷன் சக்திமான் மாதிரி)


ஒரு வஸ்து ஹைட்ரஜனா , ஆக்ஸிஜனா, கார்பனா, அல்லது கந்தசாமியா என்று தீர்மானிப்பது adhan உள்ள 'ப்ரோட்டான்' களின் எண்ணிக்கை ஆகும். உதாரணமாக அணுக்கருவில் ஒரு 'ப்ரோட்டான்' (மட்டும்) இருந்தால் அது ஹைட்ரஜன் ,இரண்டு என்றால் ஹீலியம், ஆறு என்றால் கார்பன் .....அந்த வஸ்து மற்ற தனிமங்களுடன் எவ்வாறு சேர்ந்து கூட்டுப் பொருளாக (உதாரணம்: தண்ணீர் , H மற்றும் O சேர்ந்தது) மாறுகிறது என்பதை அணுவின் வெளிக் கூட்டில் உலாவிக் கொண்டு இருக்கும் 'எலக்ட்ரான்கள்' நிர்ணயிக்கின்றன ....



சரி இந்த ந்யூட்ரான் என்ன செய்கிறது என்று கேட்டால் :-

(இயற்கை எந்தப் பொருளையும் காரணமின்றி படைப்பதில்லை....)


"ப்ரோட்டான்" எண்ணிக்கை குறைவாக உள்ள அணுக்கள் லேசாகவும் பெரும்பாலும் வாயுக்களாகவும் உள்ளன...அனால் நாமெல்லாம் வருவதற்கு (உயிர் வாழ்வதற்கு) நீர்மம் மற்றும் திட வடிவிலான அணுக்கள் வேண்டும்.... அதற்க்கு அணுக்கரு கனமாகவும் உள்ளே ப்ரோட்டான் களின் எண்ணிக்கை அதிகமாகவும் இருக்க வேண்டி உள்ளது.


ஆனால் இதில் ஒரு சிக்கல்... ப்ரோட்டான் -கள் எப்போதும் 'அக நானூறில்' தலைவனைப் பிரிந்து வாடும் தலைவிகள் போல விரக தாபத்தில் இருக்கின்றன.

'குஷி' படத்தில் 'ஜோதிகா' பாடுவது போல, "பெண்களைப் பார்த்தால் எரிச்சல் வரும்" என்ற கேஸ் தான்... எனவே ஒரு ப்ரோட்டான் இன்னொன்றை வெறுக்கிறது, விலக்கித் தள்ள முயல்கிறது... (விசை-II)அனால் , கனமான அணுக்களில் அதிக ப்ரோட்டான்-கள் இருக்க வேண்டி உள்ளது. அதே சமயம் அதன் விலக்கு விசைகளை யும் சமாளிக்க வேண்டி உள்ளது. என்ன செய்வது? இப்போது 'ந்யூட்ரான்' கள் உள்ளே வருகின்றன. நம் தலைவியின் விரக்தியை ஓரளவு தணிக்க உதவும் 'பாங்கிகள்' போல (சரியான உதாரணம் வேண்டும் என்றால் 'அரவாணிகள்' போல )...ஏனென்றால் நம் 'ந்யூட்ரான்' கள் பரமாத்மாவைப் போல ஆண்-பெண் நிலை கடந்த ஞானிகள்... (neutral charge)

இந்த 'ந்யூட்ரான்' கள் ப்ரோட்டானுக்கும் ப்ரோட்டானுக்கும் இடையே வந்து அதன் விலக்கு விசையின் வலிமையை ஓரளவு குறைக்கின்றன. கிரிக்கெட்டில் அம்பயர் போல அல்லது குத்துச்
சண்டையில் 'ரெபரி ' போல....ந்யூட்ரான் மட்டும் இல்லை என்றால் ப்ரோட்டான்-கள் செய்யும் அலப்பறையில் அணு எப்போதோ சுக்கு நூறாக உடைந்திருக்கும்.. எனவே இயற்கை ந்யூட்ரான்-களை சமாதானத் தூதர்களாக நியமித்து உள்ளது. பொதுவாக ஒரு அணுக்கருவில் ப்ரோட்டான் மற்றும் ந்யூட்ரான் களின் எண்ணிக்கை கிட்டத்தட்ட சமமாக உள்ளது.

ஒரு தனிமத்தின் (Element) அணுக்கருவில் ப்ரோட்டான் -களும் ந்யூட்ரான்-களும் கிட்டத்தட்ட சமமான எண்ணிக்கையில் இருக்கும் வரை அந்தத் தனிமத்தின் அணு(கரு) 'நிலையான' தாக இருக்கிறது. (இது ஏனென்று இன்னும் சரியாகத் தெரியவில்லை )தனிம வரிசை அட்டவணையில் (periodic table ) பார்த்தால் லெட்-208, (அதாவது 126 ந்யூட்ரான் 82 ப்ரோட்டான்)

என்ற தனிமம் கனமான அதே சமயம் நிலையான அணு என்கிறார்கள்...


ந்யூட்ரான்-கள் அளவுக்கு மீறிப் போகும் போது , நம் அணுக்கரு வலுக் குறைந்த விசை வருகிறது. (எதற்கு இத்தனை அம்பயர்கள்? என்று நினைத்தோ என்னமோ)

ந்யூட்ரான்-கள் அளவுக்கு மீறிப் போகும் போது ஒரு ந்யூட்ரானை வெளியே தள்ளி விட்டு விட வேண்டியது தானே? என்று கேட்டால் அது ஆகாது. ஏனென்றால் ,கனமான தனிமத்தில் அணுக்கள் நெருக்கமாக இருப்பதால் இந்த புறக்கணிக்கப்பட்ட ந்யூட்ரான், இன்னொரு அணுக்கருவில் மோதி விட்டால் ?அது ஏற்கனவே அதிக ந்யூட்ரான்களுடன் தத்தளித்துக் கொண்டு உள்ளது... இந்த ந்யூட்ரான் அதில் போய் மோதி விட்டால் அந்த அணு சிதைந்து , ஒரு 'கட்டுப் படுத்த முடியாத 'அணுக்கருப் பிளவில்' போய் முடிந்து விடலாம். (uncontrollable nuclear fission)

இப்படியெல்லாம் ஏதாவது ஏடாகூடமாக நடந்து தொலைத்து விடாமல் இருக்க நம் ' வலுக் குறைந்த' அணு விசை உதவி புரிகிறது. அதாவது இந்த விசை செயல்பட்டு அளவுக்கு அதிகமாக உள்ள ஒரு ந்யூட்ரானை ஒரு ப்ரோட்டானாக மாற்றி விடுகிறது. இந்த மாற்றத்தின் போது ஒரு எலக்ட்ரானும் வெளி வருகிறது (இப்போதைக்கு ந்யூட்ரான் = ப்ரோட்டான் + எலக்ட்ரான் என்று வைத்துக் கொள்வோம்) ஒரு ந்யூட்ரானின் நிறை ப்ரோட்டான் + எலக்ட்ரான் னை விட கொஞ்சம் அதிகம்... ஒரு ந்யூட்ரான் , ப்ரோட்டான் ஆக மாறியதும் இந்த எஞ்சியிருக்கும் நிறை (ஐன்ஸ்டீன் சொன்ன மாதிரி E=M*C*C) ஆற்றலாக மாற்றப் பட்டு வெளியே ஓடும் எலக்ட்ரானை விரைவாக அனுப்புகிறது. இதனை அறிவியல் 'Beta Decay ' என்கிறது.இந்த மாற்றத்தின் பிறகு அந்த அணு வேறு ஒரு தனிமமாக மாறி விடுகிறது. உதாரணமாக 'டிரிடியம்' என்ற தனிமம் மூன்று ந்யூட்ரான் களை யும் ஒரு ப்ரோட்டான் -ஐயும் கொண்டு உள்ளது. அணுக்கரு வலுக் குறைந்த விசை செயல் பட்டு ஒரு ந்யூட்ரானை ப்ரோட்டானாக மாற்றி விடுகிறது. இப்போது அது இரண்டு ப்ரோட்டான் மற்றும் ஒரு ந்யூட்ரான் உள்ள 'ஹீலியம்' மாக மாறி விடுகிறது. (ஒரு எலெக்ட்ரானை உமிழ்ந்த பின்)

அதாவது

3H1 => 3He2 + 0e-1

வலுக் குறைந்த அணு விசை பற்றி ஓரளவு புரிந்திருக்கும் என்று நம்புகிறேன். மற்ற இரண்டு விசைகள் பற்றி அடுத்த பதிவுகளில்....


பி. கு: பதிவில் போடப் பட்ட படத்திற்கும் வலுக் குறைந்த அணு விசைக்கும் என்ன சம்பந்தம் என்று கேட்க வேண்டாம் ப்ளீஸ்....

Saturday, July 10, 2010

பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள்- II


நீங்கள் உலகம் " பஞ்ச பூதங்களால் " ஆனது என்ற கருத்தைப் பெரும் பாலும் படித்திருப்பீர்கள். ஆனால் அறிவியல்இதனை ஏற்காமல் பூதம் பிசாசு எல்லாம் இல்லை, பார்த்து விடலாம் என்று அதிகப்ரசிங்கித் தனமாக பூதக்(?) கண்ணாடி வைத்துக் கொண்டு பொருட்களின் உள்ளேஎன்ன இருக்கிறது? என்று ஆராயத் தொடங்கியது. அப்படிப் பார்த்த போது, உள்ளே 'அணு' என்ற சமாச்சாரம் இருப்பதைக் கண்டது.
(இதை நாங்கள் வேத காலத்திலேயே சொல்லி இருக்கிறோம் என்று அடம் பிடிக்கக்
கூடாது )....அணு என்ற செங்கல்லால் தான் இந்த அண்டம் கட்டப்பட்டுள்ளது என்று ஒருதற்காலிக முடிவுக்கு வந்தது.

சில அதிருப்தி-வாதிகள் அணுவுக்குள்ளும் புகுந்து பார்த்து விடலாமே? என்ற கொலை வெறியுடன் உள்ளே சென்று நோக்கியதில் அணுக்கரு ஒன்றுஇருப்பதையும் அதில் 'ப்ரோடான்' மற்றும் 'ந்யூட்ரான்' என்ற சமாச்சாரங்கள்இருப்பதையும் கண்டனர். அது
மட்டும் இல்லாமல் அணுவின் பெரும் பகுதி வெற்றிடமாக இருப்பதையும்அணுவின் வெளி ஆரங்களில் 'எலக்ட்ரான்கள்' சுற்றி வருவதையும் ( பகவானை வலம் வரும் பக்தன் போல) கண்டு தெளிந்தனர். உள்ளே வாழும் இந்த 'ப்ரோடான்' கள் நேர் மின் விசை கொண்டவை. (உங்கள்வீட்டில் ஒரே சமயத்தில் பத்து பதினைந்து பெண்கள் இருந்தால்? (ஐயோ!ஒண்ணையே சமாளிக்க முடியலையே என்று யாரோ புலம்புவது காதில்விழுகிறது) சண்டைக்கு குறைவே இருக்காது இல்லையா? அதே போல இந்த 'ப்ரோடான்' கள் ஒன்றை ஒன்று விட்டு விலகிஓட முயற்சி செய்யும். அனால் அணுக் கருவுக்குள் செயல்படும் 'வலுவான அணுவிசை' (strong nuclear force) (விசை நம்பர் -1) அவற்றை நன்றாக FEVICON போட்டு ஒட்டி வைத்து
உள்ளது. இந்த விசையின் வரம்பு (range) மிகக் குறைவு என்றாலும் இதன் வலிமை
மிகப் பெரியது. (அதனால் தான் இந்த விசை நான்கு விசைகளில் முதலாவதாகவருகிறது)

இந்த விசை எவ்வளவு வலிமையானது என்றால் ஒன்றோடு ஒன்று ஒட்டி வாழும் ப்ரோடான் களை வலுக் கட்டாயமாகப் பிரிக்கும் போது பிரம்மாண்டமான விசை வெளிப்பட்டு ஒரு நகரத்தையே அழிக்கும் அளவு உருவெடுத்து விடுகிறது. (அணு குண்டு)
இந்த விசை மட்டும் இல்லை என்றால் (அல்லது கொஞ்சம் குறைவாகவோ அதிகமாகவோ இருந்திருந்தால்) நீங்களும் நானும் வந்திருக்க மாட்டோம்.

இந்த விசையில்லாமல் மேலும் இரண்டு விசைகளும் அணுக்கருவுக்குள் செயல் படுகின்றன. அவை:

> ப்ரோடான் -ப்ரோடான் ஈர்ப்பு விசை (விசை நம்பர் -4)
> ப்ரோடான் - ப்ரோடான் மின் காந்த விலக்கு விசை (

விசை நம்பர் -2 )

ஆனால் நம் தாதா வலிய விசையின் முன்பு இந்த இரண்டும் Client -இடம் கை கட்டி நிற்கும் project manager போல வாலைச் சுருட்டிக்
கொண்டு இருக்க வேண்டியது தான்..... :)

'வலுக் குறைந்த அணுவிசை' (weak nuclear force) (
விசை நம்பர் -3) பற்றி அடுத்த பதிவில் பார்க்கலாம். too tired now...ஒரு சனிக்கிழமை அன்று (மணி 7. 00 pm)இந்த மாதிரி
விசயங்களை ஆபீஸ்- இல் உட்கார்ந்து கொண்டு எழுதுவது எப்படி இருக்கும் என்று நினைத்துப் பார்க்கவும் please....


Tuesday, July 6, 2010

பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள்- I


பெண்ணே!

பிரபஞ்சத்தில் மொத்தம்

நான்கு விசைகள் தான் உண்டென

அறிவியல் கூறும்! -

உன்

கண்ணின்

கவர்ச்சி விசை

எந்த விசையில் சேரும்?

- இப்படியெல்லாம் அபத்தமாக கவிதை எழுதாமல் , (நான் தான் எழுதினேன்) பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகளை பற்றி கொஞ்சம் (அறிவியல் பூர்வமாக) பாப்போம்....


உங்களுக்கு உடனடியாக ஒரு நோபெல் பரிசு வேண்டும் என்றால், கீழே உள்ள எதாவது ஒன்றின் முடிச்சை அவிழ்க்கவும்.


> கரும் சக்தி அல்லது கரும் துளை

> எல்லாவற்றிற்குமான கொள்கை (Theory of everything) !

> பிரபஞ்சத்தின் நான்கு முக்கிய விசைகளுக்கு இடையே உள்ள தொடர்பு


இதில் கரும் துளை என்பது ஒரு மர்மமான பிரதேசம். இதைப்பற்றி ஆராய நீங்கள் ஒளியை அனுப்பினால் அந்த ஒளியையும்

இது விழுங்கி விடுகிறது.

ராம கிருஷ்ணர் கூறிய ஒரு கதை நினைவில் வருகிறது. "ஓர் உப்பு பொம்மை சமுத்திரத்தின் ஆழத்தை

அறிந்து வந்து எல்லாருக்கும் சொல்லலாம் என்று கிளம்பி கடலுக்கு உள்ளே சென்றதாம். ஆனால் உள்ளே சென்ற சில நிமிடங்களிலேயே கடலிலே கரைந்து கடலோடு கடலாக ஒன்றி விட்டதாம். அதே மாதிரி , ஒரு சாதகன் நான் கடவுளை அறிந்து வந்து எல்லோருக்கும் சொல்வேன் என்று உள்ளே (தனக்கு உள்ளே) கிளம்பினால் அந்தத் தேடுதலில் அவன் தன்னையே இழந்து விடுகிறான் "என்னும் கதை.


அதே போல் ஒரு ஒளிக் கற்றையை பார்த்து " நீ என் கண்ணு இல்ல? சமர்த்தா போயி உள்ள என்ன இருக்குனு பாத்துட்டு வந்து சொல்லு" என்று கூறி அனுப்பினால் அது திரும்பி வந்தால் தானே? அந்த படு பாவி கரும் துளை தன்னை வேவு பார்க்க வந்த ஒற்றனை

(கொஞ்சம் கூட ராஜ தர்மம் இல்லாமல்) விழுங்கி ஏப்பம் விட்டு விடுகிறது. செய்தி கேட்க வந்த புறாவை அந்த கரும் துளை ராஜா

புறாக்கறி ஆக்கி விழுங்கி விடுகிறான். :( :(


அதனால் இந்த கரும் துளை மற்றும் கரும் சக்தி ஆகிய வற்றை மறைமுகமாகத்தான் அறிந்து கொள்ள வேண்டி உள்ளது.


Hubble என்று ஒரு அறிவியல் ஆசாமி பிரபஞ்சம் விரிகிறது என்று ஒரு உண்மையைக் (?) கூறி குட்டையை நன்றாக குழப்பி விட்டு விட்டு சென்றார். ஹப்பிள் விதியை எளிமையாகச் சொன்னால், "ஒரு விண்மீன் நமக்கு எவ்வளவு தொலைவில் உள்ளதோ அது நம்மை விட்டு அவ்வளவு வேகமாக விலகி ஓடுகிறது. " (அய்யா சாமி, மனுசப் பயலே, ஆள விடு , நான் ஓடிடுறேன் , ஆராய்ச்சி பண்ண கிண்ண வந்துராதே, என்று நினைத்தோ என்னமோ?) . எது எது எது ( சாரி கொஞ்சம் உணர்ச்சி வசம் ஆயிட்டேன்) அதை அவ்வாறு ஓடவைக்கிறது? பிரபஞ்சத்தில் வியாபித்துப் பரவி இருக்கும் "கரும்" சக்தி என்கிறார்கள்.


உதாரணமாக , ஒரு பலூனை எடுத்துக் கொள்வோம். முதலில் ஒரு பெட்டிக் கடைக்குச் சென்று ஒரு பலூன் வாங்கவும்.

கடைக் காரரிடம் எதற்கும் ' நான்கு பரிமாண' பலூன் உள்ளதா ? என்று கேட்டுப் பார்க்கவும். அண்ணாச்சி அடிக்க வருவதற்கு முன்

கிடைத்த பலூனுடன் எஸ்கேப் ஆகி விடவும்.


இப்போது பலூனை மெதுவாக ஊதவும். (காரைக்குறிச்சி நாதஸ்வரத்தில் தோடி வாசிப்பது போல உற்சாகமாக ஊத வேண்டாம்.நம்மிடம் ஒரே ஒரு திருட்டு பலூன் தான் உள்ளது)

பலூன் பெரிதாக பெரிதாக , அதன் புள்ளிகள் , ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகி ஓடுவதைக் காணலாம். அது போல தான் நம்

நட்சத்திரக் கூட்டங்கள் ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகி ஓடிக் கொண்டு உள்ளன)


பலூனை ஊத ஊத அதன் உள்ளே செல்லும் காற்று அதைப் பெரிதாக ஆக்க முயற்சி செய்கிறது. அதே சமயம், அதன் சவ்வின் இறுக்கம் (tension) அதை வெடிக்க விட்டு சிறிதாக ஆக்க முயற்சி செய்கிறது. எது வலுவானதோ அது வெற்றி பெறும். அதாவது காற்றின் விசை பலமானது என்றால், பலூன் பெரிதாகிக் கொண்டே போகும் (முடிவே இல்லாமல்) இறுக்கம் அதிகமானால் , பலூன் வெடித்து சிதறி விடும்.


அதே மாதிரி தான் , நம் பிரபஞ்சத்தில் இப்போது ஈர்ப்பு விசைக்கும் கரும் சக்திக்கும் 'நீயா? நானா? என்ற ரன்னிங் race

நடந்து கொண்டு உள்ளது. நம் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள எல்லா பொருட்களின் மொத்த ஈர்ப்பு விசை (இறுக்கம்), அதைக் குறுக்கி அடக்கி, சிறிதாக்க

முயற்சி செய்து கொண்டு உள்ளது. ஆனால் கரும் சக்தியோ , (காற்று) அதற்கு எதிராக செயல் பட்டு , பிரபஞ்சத்தை விரிந்து ஓடச் செய்கிறது.

இரண்டில் எது வெற்றி பெறும் என்பதை, அறிவியல் வல்லுனர்களாலும் இப்போது கூற முடியவில்லை.


பிரபஞ்சம் விரிவதை இன்னொரு உதாரணம் மூலமாகப் பார்க்கலாம்.


ட்ரெயின் அல்லது பஸ்ஸில் செல்லும் போது ஜன்னல் வழியே கவனிக்கவும் ( figure- ரை அல்ல) அருகில் உள்ள கட்டிடங்கள் , மரங்கள் உங்களை விட்டு வேகமாக விலகி ஓடுகின்றன. அனால், தூரமாக உள்ள மரங்கள், கட்டிடங்கள், மெதுவாக உங்களை

விட்டுச் சென்று கொண்டு உள்ளது. இதற்கு நேர் எதிரான நிலை தான் நம் பிரபஞ்சத்தில் நிகழ்கிறது. அதாவது, தூர விண்மீன்

தூரம் தூரம் தூரமாக விலகி எட்டாக் கனியாக ஓடி விடுகிறது.....


Theory of everything

பற்றி இன்னொரு பதிவில் பார்க்கலாம். பிரபஞ்சத்தின் விசைகள் பற்றி விரிவாக பிரபஞ்சத்தின் ஆதார விசைகள்- II

இல் பார்க்கலாம்.



~சமுத்ரா