அணுக்கரு : நம் கண்ணுக்குத் தெரியும் சின்னஞ்சிறு உலகம்! : பாகம் 2

கடந்த தொடரில் பண்டைய கிரேக்க விஞ்ஞானிகளது அணுக்கரு தொடர்பான முதலாவது விஞ்ஞானபூர்வமான கண்ணோட்டம் என்னவென்பது குறித்துப் பார்த்தோம்.

அதற்கான இணைப்பு கீழே :

அணுக்கரு நம் கண்ணுக்குத் தெரியும் சின்னஞ்சிறு உலகம் – பகுதி 1 – Atomic Nucleus the smallest part that we can see

அதன் தொடர்ச்சி இனி :

அணுக்கரு தொடர்பான நமது கண்ணோட்டம் பண்டைக் காலத்தில் இருந்து பல முறை மாற்றமடைந்து வந்துள்ளது. இது வெறுமனே நிறம் மற்றும் உருவம் சார்ந்தது அல்ல. அமிலங்களது (acids) அடிப்படை அணுக்கள் கூரானவை என்றோ அல்லது செப்பின் (Copper) அணுக்கள் சிவப்பானவை என்றோ நாம் உருவகப் படுத்த முடியாது.

வித்தியாசமான பதார்த்தங்கள் (Substances) வித்தியாசமான அணுக்களால் கட்டைமைக்கப் பட்டிருக்கலாம். அதாவது தங்கத்துக்கு (Gold) தனியான அணுக்களும் கார்பனுக்குத் தனியான அணுக்களும், இரும்புக்குத் தனியான அணுக்களும் என்று உள்ளன. ஆனால் ஐஸ்கிறீமுக்குத் தனியான அணுக்கள் என்று கிடையாது.

சில பதார்த்தங்கள் தமக்கென தனித்துவமான ஒற்றை அணுக்கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ள போதும் ஐஸ்கிறீம் போன்ற பல கலவைகளிலான உணவுப் பொருட்கள் பல அணுக்கள் இணைந்த சிக்கலான மூலக்கூற்றுக் கட்டமைப்பைக் கொண்டிருக்கும். கி.மு 450 இல் சிசிலியில் வாழ்ந்த எம்பெடொக்ள்ஸ் என்ற கிரேக்க அறிஞர் முதன் முறையாக பூமியில் உள்ள அனைத்து அணுக்களும் பூமி, காற்று, நெருப்பு மற்றும் தண்ணீர் ஆகிய 4 அடிப்படை மூலகங்களால் ஆனவை என்ற சிந்தனையை முன் வைத்தார்.

இவருக்கு முன் வாழ்ந்த தேல்ஸ் போன்ற குறிப்பிடத்தக்க அறிஞர்கள் அனைத்து பதார்த்தங்களுக்கும் அடிப்படை தண்ணீர் தான் என்ற கருத்தைக் கொண்டிருந்த போது எம்பெடொக்ள்ஸ் இன் அடிப்படை சிந்தனை திறன் மிக்கதாக இருந்தது. ஆனாலும் அனைத்து மூலகங்களுக்கும் அடிப்படையான கூறு எது என்ற விதத்தில் பார்த்த போது தேல்ஸ் இன் கூற்றும் தனித்துவமானதாகவே தெரிந்தது. ஆனால் ஆயிரக் கணக்கான ஆண்டுகளாக விஞ்ஞானிகள் மேற்கொண்ட கடும் முயற்சிக்குப் பின் இப்போது எமக்கு அனைத்துப் பதார்த்தங்களும் கிட்டத்தட்ட நூற்றுக்கும் சற்று அதிகமான அடிப்படை மூலகங்களால் ஆனவை என்று தெரியும்.

மேலும் பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அனைத்துப் பதார்த்தங்களும் இந்த நூற்றுக் கணக்கான அடிப்படை மூலகங்களின் வெவ்வேறு சேர்க்கைகளாகவோ தனித்தோ ஆனவை என்றும் நாம் கண்டறிந்துள்ளோம். இம்மூலகங்களில் கார்பன், ஆக்சிஜன், ஹைட்ரஜன், அயர்ன் (இரும்பு) ஆகியவை நமக்கு நன்கு பரிச்சயமானவை ஆகும். சில மூலகங்கள் மிகக் கவர்ச்சியானவையாகவும், மிக அரிதாகவும் காணப்படுகின்றன. உதாரணமாக லுத்தேட்டியம் (Lutetium) இனைக் கூற முடியும்.

இன்றைய பௌதிகவியலாளர்களுக்கும், வானியலாளர்களைப் போன்று விடை காண வேண்டிய பல அடிப்படைக் கேள்விகள் உள்ளன. உதாரணமாக பிரபஞ்சத்தில் இந்த அனைத்து மூலகங்களும் எங்கிருந்து வருகின்றன? இந்த மூலகங்கள் எவ்வாறு குறிப்பிட்ட விகிதாசாரத்தில் இணைந்து பதார்த்தங்கள் ஆகின்றன? பூமியில் ஏன் தங்கத்தை விட அதிக கார்பன் உள்ளது? பூமியில் உயிரினங்களின் அடிப்படைக் கூறாக ஏன் கார்பன் அணு உள்ளது? போன்ற கேள்விகள் அவற்றில் சிலவாகும். எமது பிரபஞ்சத்தில் வேறு கிரகங்களில் வாழக் கூடிய உயிரினங்கள் சிலவற்றின் அடிப்படை அணுக்கூறாக கார்பன் அல்லாத வேறு மூலகங்களும் இருக்கக் கூடும் என்றும் விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர்.

ஆயினும் பூமியில் வாழும் உயிரினங்களுக்கு கார்பன் அணு மட்டுமன்றி ஹைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன், நைட்ரஜன் மற்றும் வேறு சில முக்கிய மூலகங்களும் உயிர் வாழ்க்கைக்குத் தேவையான பல சுழற்சிகளுக்கு தேவைப் படும் மூலகங்களாக உள்ளன. எமது வாழ்க்கைக் கட்டமைப்பே இந்த மூலகங்களின் போதுமான அளவு இருப்பில் தான் தங்கியுள்ளது. இதனால் தான் இந்த அடிப்படை மூலகங்கள் யாவும் எங்கிருந்து பூமிக்கு வந்து சேர்ந்தன? என்ற கேள்விக்கான பதிலை ஆராய்தல் இந்தக் கட்டுரையின் முக்கிய நோக்கங்களில் ஒன்றாக உள்ளது.

நாம் அறிய வேண்டிய இன்னொரு முக்கியமான மர்மம் நாம் அறிந்திருக்கும் மூலகங்களது அணுக்கள் தமக்கே உரிய தனித்துவங்களை ஏன் பிரதிபலிக்கின்றன என்பதாகும். ஏனென்றால் மனிதர்களாகிய நாம் உட்பட உயிரினங்களது கட்டமைப்பைத் தீர்மானிக்கும் கார்பன் அணுவானது ஈய (Lead) அணுவுக்கு இணையான மிக மெல்லிய நிறையைக் (Heavy) கொண்டிருந்தால் நாம் நிச்சயம் வெளிப்பட முடியாது. எனவே ஈய அணுக்கள் ஏன் மற்ற அணுக்களுடன் ஒப்பிடும் போது மிகவும் மெல்லிய நிறையைக் கொண்டிருக்கின்றன போன்ற கேள்வி உட்பட பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படைக் கூறுகளை ஆக்கும் அணுக்களின் எண்ணிக்கை மில்லியன்களாக அல்லாது கிட்டத்தட்ட 100 மூலகங்களாக அல்லது எம்பெடொக்ள்ஸ் கருதியது போன்று 4 அடிப்படைக் கூறுகளாக உள்ளன ஆகிய கேள்விகளுக்கான பதில்களும் இனி ஆராயப் படும்.

பூமியில் இருக்கும் சடப்பொருட்களது அடிப்படைக் கூறுகளை ஆய்வது மட்டுமன்றி நாம் பிரபஞ்சத்தின் அனைத்து சடப் பொருட்களையும் கூட உற்று நோக்கவுள்ளோம். பிரபஞ்சத்தில் எமக்கு மிக சமீபத்தில் உள்ள நட்சத்திரமான சூரியன் ஐயமின்றி பூமியில் உயிர்வாழ்க்கைக்கு மிக ஆதாரமான சக்தியை வெளியிடும் சாதனமாகும். இங்கு எமது அனைத்து சக்தி வகைகளும் ஏதோ ஒரு விதத்தில் சூரியனைச் சார்ந்துள்ளன. தாவர வகைகள் வளர்வதற்குத் தேவையான சக்தி (ஒளித் தொகுப்பு), மற்றும் பூமியின் சுற்றுச் சூழல் அல்லது வளிமண்டலம் இயங்கத் தேவையான சக்தி, மனித இனத்தின் அனைத்து நவீன தொழிநுட்ப சாதனங்களும் இயங்கத் தேவையான சக்தி என அனைத்தும் சூரியனிடம் இருந்து கிடைப்பது தான்.

பூமி அடங்கலாக எமது சூரிய குடும்பம் பில்லியன் கணக்கான வருடங்கள் பழமையானது என 20 ஆம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்தில் கண்டு பிடிக்கப் பட்டது. இதன் பின் சூரியனின் சக்தி ஆதாரம் குறித்த பூர்வீகம் மிகவும் மர்மமான விடயமாக மாறியது. எந்த மாதிரியான ஒரு சக்தி வடிவம் சூரியனை பில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளாக ஒளிரச் செய்து கொண்டிருக்கின்றது? இதற்கான விடை யாருக்கும் தெரியவில்லை. நூறு வருடங்களுக்குப் பின் இப்போது எமக்கு இதற்கான விடை தெரியும். ஏன் மற்றும் எவ்வாறு சூரியனும், பிற நட்சத்திரங்களும் ஒளிர்கின்றன என்பதை விளக்குவதும் இந்தக் கட்டுரையின் இன்னொரு முக்கியமான நோக்கமாகும்.

இக்கேள்விகள் அனைத்துக்குமான விடையைக் காண நாம் முதலில் அணுக்கரு (Atomic Nucleus) அதாவது அனைத்து அணுக்களினதும் அடிப்படைக் கூறு (Core) என்னவென்பதைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். நியூக்ளி (Nuclei) என்றும் அழைக்கப் படும் இந்த மையம் எவ்வாறு எங்கு ஆக்கப் பட்டுள்ளது என்பதைப் புரிந்து கொள்ள முயல்தல் அனைத்து அடிப்படை மூலகங்களதும் தன்மையை விளக்க உதவும். இந்த அணுக்கருக்கள் எவ்வாறான வேதியியலில் (transformations) எவ்வகை சக்தியை வெளிப்படுத்துகின்றன என்பது சூரியன் எப்படி எமக்கு வெப்பத்தை வழங்குகின்றது என்பது மட்டுமல்ல அனைத்து நட்சத்திரங்களதும் முழு ஆயுள் காலத்தையும் கூட கண்டறிய உதவும்.

அணுக்கரு தொடர்பாக நமக்கு நன்கு பரிச்சயமான விடயங்களாக மனித இனம் இதனைப் பயன்படுத்தும் இரு எதிர்மறை பயன்பாடுகளைக் கூறலாம். முதலாவது மனித இனத்தையும், இயற்கையையும் நிர்மூலமாக்கக் கூடிய அணுகுண்டுகள்.. (Nuclear Bombs)
அடுத்தது அணுசக்தியைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கும் மின்சாரம் காரணமாக சுற்றுச் சூழலுக்கு ஏற்படக் கூடிய அணுக்கழிவு.. (Nuclear Power Plants) இதன் தொடர்ச்சியை அடுத்த வாரம் எதிர்பாருங்கள்..