കാഴ്‌ചയ്‌ക്കു മറഞ്ഞിരിക്കുന്നത്‌
വായുവിലൂടെ ഒഴുകിനടക്കുന്ന തീരെ ചെറിയ പൊടികണങ്ങൾ നമുക്കു കാണാൻ കഴിയുന്നില്ല. എന്നാൽ സൂര്യകിരണങ്ങൾ ജനലഴികളിലൂടെ മുറിയിലേക്ക്‌ അരിച്ചിറങ്ങുന്നെങ്കിലോ? അപ്പോൾ, അദൃശ്യമായിരുന്നത്‌ ദൃശ്യമായിത്തീരും. അതേ, ആ പ്രകാശരശ്‌മികളുടെ സഹായത്തോടെ മുമ്പ്‌ അദൃശ്യമായിരുന്ന പൊടികണങ്ങൾ നമുക്കു കാണാൻ കഴിയും.
ദൃശ്യപ്രകാശത്തെ കുറിച്ചു കൂടുതലായി ചിന്തിക്കൂ. നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക്‌ അതു വെള്ളയോ നിറമില്ലാത്തതോ ആയി കാണപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ സൂര്യപ്രകാശം ശരിയായ കോണിൽ ഒരു തുള്ളി വെള്ളത്തിലൂടെ കടക്കുകയാണെങ്കിൽ എന്താണു സംഭവിക്കുക? വെള്ളം ഒരു പ്രിസം പോലെ പ്രവർത്തിക്കുകയും മനോഹരങ്ങളായ മഴവിൽ വർണങ്ങൾ ദൃശ്യമാകുകയും ചെയ്യും!
വാസ്‌തവത്തിൽ, നമുക്കു ചുറ്റുമുള്ള വസ്‌തുക്കൾ പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യത്യസ്‌ത ഘടകവർണങ്ങൾ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതുകൊണ്ടാണു നമുക്കു നിറങ്ങൾ കാണാൻ കഴിയുന്നത്‌. ഉദാഹരണത്തിന്‌ പുല്ലിന്റെ കാര്യമെടുക്കുക. അതു പച്ച വെളിച്ചം ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നുണ്ടോ? ഇല്ല. മറിച്ച്‌ പച്ച ഒഴികെയുള്ള ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ എല്ലാ ഘടകവർണങ്ങളും അത്‌ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും പച്ചയെമാത്രം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അങ്ങനെ, പുല്ലിനു പച്ച നിറമുള്ളതായി നാം കാണുന്നു.
മനുഷ്യനിർമിത ഉപകരണങ്ങളുടെ സഹായത്താൽ കാണുമ്പോൾ
നഗ്നനേത്രങ്ങൾകൊണ്ടു കാണാനാവാത്ത പല സംഗതികളും ആധുനിക കണ്ടുപിടിത്തങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ ഇന്നു മനുഷ്യനു കാണാൻ കഴിയുന്നു. നിർജീവമെന്നു തോന്നുന്ന ഒരു തുള്ളി വെള്ളം ഒരു സാധാരണ സൂക്ഷ്‌മദർശിനിയിലൂടെ നിരീക്ഷിക്കുകയാണെങ്കിൽ ചലിക്കുന്ന അനേക തരം ജീവികളെക്കൊണ്ട്‌ അതു നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നതായി നിങ്ങൾ കണ്ടെത്തും. ഇനി സാധാരണ കാഴ്‌ചയ്‌ക്ക്‌ വളരെ മിനുസമെന്നു തോന്നുന്ന ഒരു മുടിനാരിഴ എടുത്താലോ? അത്‌ വളരെ പരുപരുത്തതായി കാണപ്പെടും. വളരെ ശക്തിയേറിയ സൂക്ഷ്‌മദർശിനികൾക്കു വസ്‌തുക്കളെ പത്തുലക്ഷം മടങ്ങു വലിപ്പത്തിൽ കാണിക്കാൻ കഴിയും. ഒരു തപാൽ സ്റ്റാമ്പിനെ ഒരു ചെറിയ രാജ്യത്തിന്റെ വലിപ്പത്തിൽ കാണിക്കാൻ അവയ്‌ക്കു കഴിയും എന്നർഥം!
അതിലും ശക്തമായ സൂക്ഷ്‌മദർശിനികളുടെ സഹായത്തോടെ ഗവേഷകർക്ക്‌ ഒരു പ്രതലത്തിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ പ്രതിച്ഛായകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും. ഇതിന്റെ ഫലമായി അടുത്തകാലം വരെ മനുഷ്യനു ദൃശ്യമല്ലാതിരുന്ന ഒരു ലോകം അവരുടെ മുമ്പിൽ തുറക്കപ്പെട്ടിരിക്കുകയാണ്‌.
ഇനി മറ്റൊരു സംഗതി പരിചിന്തിക്കുക. രാത്രിയിൽ ആകാശത്തേക്കു നോക്കുകയാണെങ്കിൽ നമുക്കു നക്ഷത്രങ്ങളെ കാണാം. എന്നാൽ എത്രയെണ്ണത്തെ? കൂടിപ്പോയാൽ ഏതാനും ആയിരങ്ങളെ നമുക്കു നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട്‌ കാണാൻ കഴിഞ്ഞേക്കും. എന്നാൽ ഏകദേശം 400 വർഷം മുമ്പ്‌ ദൂരദർശിനി കണ്ടുപിടിച്ചതോടുകൂടി മനുഷ്യൻ അതിലുമധികം കാണാൻ തുടങ്ങി. പിന്നീട്‌, 1920-കളിൽ മൗൺട്‌ വിൽസൺ ഒബ്‌സർവേറ്ററിയിലെ ശക്തിയേറിയ ഒരു ദൂരദർശിനിയിലൂടെ നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങൾ നമ്മുടെ ഗാലക്‌സിയെ കൂടാതെ വേറെ ഗാലക്‌സികളുണ്ടെന്നും അവയിലും നമ്മുടെ ഗാലക്‌സിയിൽ ഉള്ളതുപോലെതന്നെ അസംഖ്യം നക്ഷത്രങ്ങളുണ്ടെന്നും വെളിപ്പെടുത്തി. ഇന്ന്‌ മനുഷ്യ നിർമിതങ്ങളായ അത്യാധുനിക ഉപകരണങ്ങളുടെ സഹായത്താൽ ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ സഹസ്രകോടിക്കണക്കിനു ഗാലക്‌സികൾ ഉണ്ടെന്നും അവയിൽ പലതിലും ദശസഹസ്രകോടിക്കണക്കിന്‌ നക്ഷത്രങ്ങൾ ഉണ്ടെന്നും കണക്കാക്കുന്നു!
ക്ഷീരപഥമായി തോന്നുംവിധം അത്ര അടുത്തു സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതായി കാണപ്പെടുന്ന ശതകോടിക്കണക്കിനു നക്ഷത്രങ്ങൾ തമ്മിൽ അചിന്തനീയമായത്ര അകലം ഉണ്ടെന്ന വസ്‌തുത ദൂരദർശിനികൾ വെളിപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു എന്നത്‌ തികച്ചും അതിശയകരം തന്നെ. അതുപോലെ സാധാരണ കാഴ്‌ചയ്‌ക്ക്‌ ഉറച്ചു കട്ടിയായിരിക്കുന്നതായി കാണപ്പെടുന്ന വസ്‌തുക്കളുടെ ഏറിയഭാഗവും വാസ്‌തവത്തിൽ ശൂന്യമായ ആറ്റങ്ങളാൽ നിർമിതമാണെന്നു കാണാൻ ശക്തിയേറിയ സൂക്ഷ്‌മദർശിനികൾ സഹായിച്ചിരിക്കുന്നു.
സൂക്ഷ്‌മ കണികകൾ
ഒരു സാധാരണ സൂക്ഷ്‌മദർശിനിയിലൂടെ കാണാൻ കഴിയുന്ന ഏറ്റവും ചെറിയ തരിയിൽ 1,000 കോടിയിലധികം ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്‌! എന്നാൽ 1897-ൽ ആറ്റങ്ങളിൽ കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇലക്‌ട്രോണുകൾ എന്ന സൂക്ഷ്‌മ കണികകൾ ഉള്ളതായി കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടു. കാലാന്തരത്തിൽ ആറ്റത്തിന്റെ കേന്ദ്രം അഥവാ ന്യൂക്ലിയസ്‌—ഇലക്‌ട്രോണുകൾ ന്യൂക്ലിയസിനു ചുറ്റുമാണു കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നത്‌—ഇലക്‌ട്രോണിനെക്കാൾ വലിപ്പമുള്ള പ്രോട്ടോൺ, ന്യൂട്രോൺ എന്നീ കണികകൾ അടങ്ങിയതാണെന്നു മനസ്സിലാക്കി. ഭൂമിയിൽ പ്രകൃത്യാ കാണപ്പെടുന്ന 88 വ്യത്യസ്‌ത ഇനം മൂലകങ്ങളിലെ 88 തരം ആറ്റങ്ങൾക്കും അടിസ്ഥാനപരമായി ഒരേ വലിപ്പമാണെങ്കിലും അവയുടെ ഭാരം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കും. അവയിലോരോന്നിലും ഈ മൂന്ന്‌ അടിസ്ഥാന കണികകളുടെ എണ്ണം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നതാണ്‌ അതിനു കാരണം.
ഇലക്‌ട്രോണുകൾ—ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിന്റെ കാര്യത്തിലാണെങ്കിൽ ഒരു ഇലക്‌ട്രോൺ—ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിനു ചുറ്റും ഒരു സെക്കൻഡിന്റെ ഓരോ ദശലക്ഷത്തിൽ ഒന്ന്‌ സമയത്തിലും ശതകോടിക്കണക്കിനു പ്രാവശ്യം കറങ്ങുന്നു. ആറ്റത്തിന്‌ ഖരപദാർഥത്തിന്റെ സവിശേഷതകളും ഒരു നിശ്ചിത രൂപവും ഉണ്ടായിരിക്കുന്നതിന്റെ കാരണം ഇതാണ്‌. ഏകദേശം 1,840 ഇലക്‌ട്രോണുകൾ ഒരുമിച്ച്‌ എടുത്താലേ ഒരു പ്രോട്ടോണിന്റെയോ ന്യൂട്രോണിന്റെയോ പിണ്ഡത്തിനു തുല്യമാവുകയുള്ളൂ. ഈ പ്രോട്ടോണുകൾക്കും ന്യൂട്രോണുകൾക്കും തന്നെ ഏതാണ്ട്‌ ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ ലക്ഷത്തിലൊന്ന്‌ വലിപ്പമേ ഉള്ളൂ എന്ന്‌ ഓർക്കുക!
ആറ്റം എത്ര ശൂന്യമാണെന്നുള്ളതു സംബന്ധിച്ച്‌ ഒരു ഏകദേശ ധാരണ കിട്ടണമെങ്കിൽ ഒരു ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസും അതിനു ചുറ്റും കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇലക്‌ട്രോണും തമ്മിലുള്ള അകലം മനസ്സിൽ കാണാൻ ശ്രമിക്കുക. ഒരു പ്രോട്ടോൺ മാത്രം അടങ്ങുന്ന ആ ന്യൂക്ലിയസിന്‌ ഒരു ടെന്നീസ്‌ ബോളിന്റെ അത്രയും വലിപ്പം ഉണ്ടെന്നിരിക്കട്ടെ. കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇലക്‌ട്രോണിന്റെ സ്ഥാനം എവിടെയായിരിക്കുമെന്നോ? ഏകദേശം മൂന്നു കിലോമീറ്റർ അകലെ!
ഇലക്‌ട്രോൺ കണ്ടുപിടിച്ചതിന്റെ ശതാബ്ദി ആഘോഷങ്ങളെ കുറിച്ചുള്ള ഒരു റിപ്പോർട്ട്‌ ഇങ്ങനെ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു: “ആരും കണ്ടിട്ടില്ലാത്ത, തിരിച്ചറിയത്തക്ക വലിപ്പം ഇല്ലെങ്കിലും അളക്കാവുന്നത്ര ഭാരമുള്ള, വൈദ്യുത ചാർജുള്ള, പമ്പരം പോലെ കറങ്ങുന്ന ഒന്നിന്റെ പേരിൽ ആഘോഷങ്ങൾ നടത്തുന്നതിനെ കുറിച്ച്‌ ആരുംതന്നെ രണ്ടുവട്ടം ചിന്തിക്കുന്നില്ല. . . . നമുക്ക്‌ ഒരിക്കലും കാണാൻ കഴിയാത്ത വസ്‌തുക്കൾ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു എന്നതിനെ ഇന്ന്‌ ആരും ചോദ്യം ചെയ്യുന്നില്ല.”
അതിസൂക്ഷ്‌മ കണികകൾ
പദാർഥങ്ങളുടെ കണികകൾ വളരെ വേഗത്തിൽ കൂട്ടിയിടിക്കാൻ ഇടയാക്കുന്ന ആറ്റം-സ്‌മാഷിങ്‌ മെഷീനുകൾ ഉപയോഗിച്ച്‌ ഇന്ന്‌ ശാസ്‌ത്രജ്ഞർക്ക്‌ ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസിനുള്ളിലേക്കു നോക്കാൻ കഴിയുന്നു. ഇതിന്റെ ഫലമായാണ്‌ പോസിട്രോൺ, ഫോട്ടോൺ, മെസോൺ, ക്വാർക്‌, ഗ്ലുവോൺ എന്നിങ്ങനെയുള്ള വിചിത്രമായ പേരുകളോടുകൂടിയ നിരവധി കണികകളെ കുറിച്ച്‌ നാം ഇന്നു കേൾക്കുന്നത്‌. ഏറ്റവും ശക്തികൂടിയ സൂക്ഷ്‌മദർശിനികളിലൂടെ പോലും ഇവയെ കാണാനാവില്ല. എന്നാൽ ക്ലൗഡ്‌ ചേംബർ, ബബിൾ ചേംബർ, പ്രസ്‌ഫുരണഗണിത്രം (scintillation counter) എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഉപകരണങ്ങളുടെ സഹായത്താൽ അവ ഉണ്ടെന്നുള്ളതിന്റെ സൂചനകൾ ലഭ്യമാണ്‌.
മുമ്പ്‌ ദൃശ്യമല്ലാതിരുന്ന പലതും ഇപ്പോൾ ഗവേഷകർ കാണുന്നു. നാല്‌ അടിസ്ഥാന ശക്തികളെന്ന്‌ അവർ വിശ്വസിക്കുന്നവയുടെ—വിദ്യുത്‌കാന്തികബലം, ഗുരുത്വാകർഷണശക്തി, ദുർബലവും പ്രബലവുമായ അണുകേന്ദ്രബലങ്ങൾ—പ്രാധാന്യം ഗ്രഹിക്കാൻ ഇത്‌ അവരെ സഹായിച്ചിരിക്കുന്നു. ചില ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ, ഗാലക്‌സികളുടെ കൂട്ടങ്ങൾ മുതൽ പദാർഥങ്ങളുടെ ഏറ്റവും ചെറിയ കണികകൾ വരെ പ്രപഞ്ചത്തിലെ സകലതിനും സുഗ്രാഹ്യമായ ഒരു വിശദീകരണം നൽകുമെന്ന്‌ അവർ പ്രത്യാശിക്കുന്ന “സകലത്തിന്റെയും സിദ്ധാന്തം” എന്നു വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒന്നിനു വേണ്ടിയുള്ള അന്വേഷണത്തിലാണ്‌.
നഗ്നനേത്രങ്ങൾകൊണ്ടു കാണാനാവാത്ത സംഗതികൾ കാണുന്നത്‌ നമ്മെ എന്തു പഠിപ്പിക്കുന്നു? തങ്ങൾ ഗ്രഹിച്ചിരിക്കുന്ന സംഗതികളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ അനേകരും ഏതു നിഗമനങ്ങളിൽ എത്തിച്ചേർന്നിരിക്കുന്നു? പിൻവരുന്ന ലേഖനങ്ങൾ ഈ ചോദ്യങ്ങൾക്കുള്ള ഉത്തരം നൽകും.
[3-ാം പേജിലെ ചിത്രങ്ങൾ]
നിക്കൽ ആറ്റങ്ങളുടെയും (മുകളിൽ) പ്ലാറ്റിനം ആറ്റങ്ങളുടെയും പ്രതിച്ഛായകൾ
[കടപ്പാട്‌]
Courtesy IBM Corporation, Research Division, Almaden Research Center