E= MC2 - போஸ் – ஐன்ஸ்டீன் செறிவொடுக்கம் | ஆயிஷா.இரா.நடராசன்

போஸ் – ஐன்ஸ்டீன் செறிவொடுக்கம்

போஸ்- ஐன்ஸ்டீன் கண்டன்சேட் (BEC) எனும் குவாண்ட நிலைமத்திற்கு வயது 100. 1924ல் திடப்பொருள், திரவப்பொருள், வாயுப்பொருள் கடந்து போஸ் ஐன்ஸ்டீன் செறிவொடுக்கம் எனும் ஐந்தாம் நிலையை பிளாஸ்மா எனும் நான்காம் நிலை கடந்து அவர்கள் அறிவித்தார்கள். ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனும் நம் சத்யேந்திரநாத் போசும் இது நூறாவது ஆண்டு 70 வருடங்கள் கழித்து 1995ல் கார்னெல், வெய்மென் மற்றம் கெட்டர்லே ஆகியோர் தனித்தனியே போஸ்- ஐன்ஸ்டீன். செறிவொடுக்கம் இருப்பது உண்மைதான் என்று நிருபித்து 2001ல் நோபல் பரிசு பெற்றனர். சத்யேந்திரநாத் போசுக்கு நோபல் மறுக்கப்பட்ட 100 -வது வருடமும் இது தான் எனவே 2024 தேர்தல் ஆண்டு மட்டுமே அல்ல.

அது சரி போஸ் ஐன்ஸ்டீன் செறிவொடுக்கம் எனும் பருப்பொருளின் ஐந்தாம் நிலை எப்போது எட்டப்படுகிறது. திடப்பொருளை சூடேற்றிடதிரவம் ஆகும், அதை சூடேற்றினால் வாயுநிலை எனும்ஆவியாதல் நடக்கும் என்றால் செறிவொடுக்கம் எனும் நிலை எப்போதுசாத்தியம்? போஸ்செறி பொருட்கள் (அதாவதுபோசான்போன்றவை) உள்ள அணுக்களின் டீபிராக்ளி (de Brglie) அலைநீளம் சராசரி அணு இடைதொலைவிற்கு சமமாக இருந்தால் எல்லா அணுக்களும் ஒற்றைத்தன்மை குவாண்ட நிலையை அடைகின்றன. இதுதான்போஸ்- ஐன்ஸ்டீன் செறிவொடுக்கம் ஃபோட்டான்வேகத்தைஅளவிடஇதுஉதவுகிறது.

அணுலேசர்களைஇன்றுஇந்தநிலைகொண்டேஉருவாக்குகிறார்கள். E= MC2என்பதுஏன்?  என்பதைஅறிந்திடஇன்றுபோஸ் ஐன்ஸ்டீன்செறிவொடுக்கம்பயன்படுகிறது. எதனால் E= MC2என்பதற்குநான்ஒருபுத்தகம்ஆங்கிலத்தில்வாசித்தேன். திருவாளர் (ஜேம்ஸ்) பாண்டுபலவகைவடைகளைசுட்டதேர்தல்பிரச்சாரநாட்களைபதட்டமின்றிகழிக்கஇந்தஅற்புதநூல்உதவியது.

Albert Einstein's theory of relativity: Listen to the genius himself  explain E=mc2 formula | Science | News | Express.co.uk

நூலின் தலைப்பே why E= MC2தான்!  அறிவியல் வரலாற்றின் மேல்குறைந்தபட்ச அக்கறை உள்ள ஒரு அரசாங்கமாக ஒன்றிய அரசகிடைத்திருந்தால் போஸ்- ஐன்ஸ்டீன் செறிவொடுக்க நூற்றாண்டுக்கு ஆதரவுபல்கிபெருகி இருக்கும் ஒருகருத்தரங்கமாவது நடத்தி அசத்தி இருப்பார்கள்… (சரி…  நூலுக்குள்செல்வோம்),
“ஏன் E=mc²?(மேலும் நாம் ஏன் கவலைப்பட வேண்டும்?)” என்பது கோட்பாட்டு இயற்பியலாளர்களான பிரையன் காக்ஸ் மற்றும் ஜெஃப் ஃபோர்ஷா ஆகியோரால் எழுதப்பட்ட  2009 இல் வெளியிடப்பட்ட புத்தகம். ஐன்ஸ்டீனின் சிக்கலான சார்பியல் கோட்பாடுகளை சுருக்கமாக 250 பக்க தொகுதியாக துகள் இயற்பியலை தொட்ட நூல் ஆசிரியர்கள் வெற்றிகரமாக விவரிக்கின்றனர். ஐன்ஸ்டீனின் அற்புதமான கோட்பாடுகளை உருவாக்கும் பயணத்துடன் புத்தகம் தொடங்குகிறது. அவர் அடிப்படைக் கொள்கைகளைப் பற்றி ஆழமாகச் சிந்தித்தார் அதி சிக்கலான இடியாப்ப சிக்கல்களுக்கு நேர்த்தியான தீர்வுகளைப் பெற கணிதத்தைப் பயன்படுத்தினார்.

பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய கணித நுண்ணறிவு

கணிதம் என்பது ஐன்ஸ்டீன் மற்றும் அவரது சகாக்களின் (போஸ் உட்பட) மொழியாகும், இதன் மூலம் அவர்கள் பிரபஞ்சம் பின்பற்றும் சட்டங்களைக் கண்டறிய முயன்றனர்.பித்தகோரியன் தேற்றத்தின் உதவியுடன், ஒளியின் வேகத்திற்கு அருகில் உள்ள கால விரிவாக்கத்தைக் கணக்கிட முடிந்தது. பித்தகோரஸின் தேற்றம் அங்குலங்கள் மற்றும் அடி போன்ற தூரங்களைக் கையாள்கிறது.ஐன்ஸ்டீன் அதை உந்தம் மற்றும் ஆற்றலுடன் தொடர்புபடுத்தி நீட்டித்தார். உந்தம் மற்றும் ஆற்றல் ஆகியவை தூரத்துடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், கணிதத்தின் மூலம், அவை பித்தகோரஸின் தேற்றம் போன்ற பகுதிகளாக கருதப்படலாம். ஐன்ஸ்டீன் தனது பொதுவான சார்பியல் கோட்பாட்டை 1915 இல் உருவாக்கினார். மேலும் இது ஈர்ப்பு விசையின் விளக்கத்திற்கு அடித்தளமாக அமைந்தது. சார்பியல் கோட்பாட்டின் படி, பொருள் (அல்லது ஆற்றல்) விண்வெளி காலத்தின் கட்டமைப்பில் சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது.இவ்வாறு, ஐன்ஸ்டீனின் புவியீர்ப்பு கோட்பாடு பிரபஞ்சத்தை மறுமதிப்பீடு செய்தது. பிரபஞ்சம் ஸ்பேஸ்டைமில் பொதிந்துள்ள வளைந்த பாதைகளில் பொருள் நகர்வதையும் இது குறிக்கிறது. அமெரிக்க தத்துவார்த்த இயற்பியலாளர் ஜான் ஆர்க்கிபால்ட் வீலரின் வார்த்தைகளில்,ஸ்பேஸ்டைம் நிறையை இருக்கிப்பிடிக்கிறது, அதை எப்படி நகர்த்துவது என்று சொல்கிறது… நிறை‘ஸ்பேஸ்டைமை, இருக்கிப்பிடித்துஅதை எப்படி வளைப்பது என்றும் சொல்கிறது” 1919 சூரிய கிரகணம் முதல் சமீபத்திய ஈர்ப்பு அலை அவதானிப்புகள் வரை பல சோதனைகள் செய்யப்பட்டன.யாவுமே ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் கோட்பாட்டை ஆதரிக்கின்றன ஊர்ஜிதப்படுத்துகின்றன.

 

Why Does E=mc2? - University College Oxford

 

ஐன்ஸ்டீனின் ஸ்பேஸ்டைம் மற்றும் டைம் டைலேஷன் (கால விரிவடைதல்)

இடமும் காலமும் இணைந்து ஸ்பேஸ்டைம் எனப்படும் ஒரு ஒருங்கிணைந்த உட்பொருளை உருவாக்குகின்றன. விண்வெளி காலத்தில் (அதாவது ஸ்பேஸ்டைமில்) நிலையான வேகத்தில் நகரும்.ஒரு பொருள் விண்வெளியில் வேகமாக நகர்ந்தால், நிலையான ஒருங்கிணைந்த இயக்கத்தை பராமரிக்க அது மெதுவாக நகரும்.எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, இடம் மற்றும் காலம் ஆகிய இரண்டிலும் இயக்கத்தின் ஒருங்கிணைந்த விளைவு எப்போதும் ஒரு மாறிலி. இந்த கருத்து லொரண்ட்ஸ் (Lorentz)காரணியைப் பயன்படுத்தி கணித ரீதியில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.ஒளியின் வேகத்திற்கு அருகில் உள்ள பொருட்களைப் போலவே மிக வேகமாக நகரும் போது காலம், நீளம் மற்றும் பிற விஷயங்கள் எவ்வாறு பாதிக்கப்படுகின்றன என்பதைக் கண்டறிய இது நமக்கு உதவுகிறது. சுவாரஸ்யமாக, ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் ஃபோட்டானுக்கு, நேரம் கடக்காது!.ஃபோட்டானின் பார்வையில், ஒரு புள்ளியில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு அதன் பயணம் உடனடியானது.ஃபோட்டானுக்காககாலம் நிற்கிறது. மறுபுறம், ஓய்வில் இருக்கும் பொருளுக்கு, காலம் சாதாரண விகிதத்தில் செல்கிறது. ஐன்ஸ்டீனின் கோட்பாடு மற்றும் நீளச் சுருக்கம் பிரபஞ்சத்தில் ஒளியின் வேகம் நிலையானது. இருப்பினும், ஒளியின் வேகத்தைப் போலல்லாமல், காலம் மற்றும் வெளி இரண்டும் நிலையானவை அல்ல, அவை இயக்கத்தால் பாதிக்கப்படுபவை. பொருள்கள் ஒன்றுக்கொன்று அதிக வேகத்தில் நகரும் போது, இது போன்ற விளைவுகள் ஏற்படலாம்:

1. காலம் விரிவடைதல்
2. காலம் மிகவும் மெதுவாக நகர்தல்
3. நீளச் சுருக்கம் – இயக்கத்தின் திசையில் பொருள்களின் சுருக்கம்.நாம் அன்றாட வாழ்வில் கால விரிவாக்கத்தை நாம் காண்பது இல்லை, ஆனால் ஒளியின் வேகத்தை நாம் அணுக நேர்ந்தால், சார்பியல் விளைவுகள் மிகவும் வேறுபட்டவை. விண்வெளியில் பயணம் செய்யும் போது ஒளியின் வேகத்தைத் தொட்டால், “காலத்தை மிச்சப்படுத்த முடியும்” என்ற கோட்பாட்டு நிகழ்தகவை இந்த யோசனை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், அதே காலம் நம்மைப் பொறுத்தவரை அப்போது ஓய்வில் இருக்கும் பார்வையாளர்களுக்கு அது நீண்டகாலமாகத் தோன்றலாம். (உதாரணமாக, ஐன்ஸ்டீன் இரட்டையர் விவரிப்பில் இண்டர்ஸ்டெல்லரில் கூப்பர் வளரவில்லை, மர்ஃப் வயது முதிர்ந்தார்).

Bose Einstein Condensate (BEC)- The Ultracold And The Fifth, 55% OFF

ஒளியின் வேகம், காலமின்மை மற்றும் காலத்தில் ஒருமுக அம்பு பாதை:

ஒளியின் வேகத்தை எட்டும்போது, விண்வெளி ஒன்றுமில்லாமல் சுருங்குகிறது.எனவே, ஒளியின் வேகத்தை எதனாலும் மீற முடியாது. ஒரு ஃபோட்டான், ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் போது, அது காலத்தை அனுபவிப்பதில்லை.காலம் இல்லாமல் பிரபஞ்சம் இல்லை.எனவே, அது ஒரு “பரிமாணமற்ற பிரபஞ்சத்தில்” பயணிக்கிறது. ஃபோட்டான் (ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும்) நேரத்தை அனுபவிக்கவில்லை என்றால், பின்னர் அதற்கு வயதாகாது.ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் அந்த ஒற்றைத் தருணத்தில் அதன் முழு இருப்பும் சுருக்கப்படுகிறது. முழு கருத்தும் நேர்கோட்டு திசையில் உள்ளது.அதாவது, காலம் முன்னோக்கி நகரலாம் ஆனால் பின்னோக்கி செல்ல முடியாது. நிகழ்காலத்திலிருந்து கடந்த காலத்திற்குச் செல்லும் காலத்தை சிறப்பு சார்பியல் ஆதரிக்கவில்லை.இப்போது வரை,இந்தவிஷயம் இன்னும் கோட்பாட்டு ஊகத்தின் கீழ் உள்ளது.

அணுக்கள், நட்சத்திரங்கள் மற்றும் தனிமங்களின் தோற்றம் 

இயற்கையைப் புரிந்துகொள்வதற்கு, அணுக்களைப் புரிந்துகொள்வது தொடக்கப் புள்ளியாக இருக்க வேண்டும் என்று நூல் ஆசிரியர்கள் பரிந்துரைக்கின்றனர்.ஏனெனில், அணுக்கள் பருப்பொருள் அறிவியலின் கட்டுமானத் தொகுதிகளாக அமைகின்றன.மேலும், ஆற்றல் இல்லாமல் அணுக்கள் இல்லை. எனவே, அடுத்த தெளிவான கேள்வி வருகிறது, பிரபஞ்சம் எங்கிருந்து நமது கிரகத்தையும் நமது உடலையும் உருவாக்கும் கூறுகளைப் பெறுகிறது?பதில் – நட்சத்திரங்கள்! நட்சத்திரங்கள் இந்த கூறுகளை உருவாக்குவது மட்டுமல்லாமல், அவற்றை சிதறடிக்கும்.எனவே, நட்சத்திரங்களைப் பற்றி மேலும் அறிந்துகொள்வது – அவற்றின் பரிணாமம் மற்றும் இறுதியில் வெடிப்பு – தனிமங்களின் தோற்றத்தைக் கண்டறிய  நமக்கு போஸ் ஐன்ஸ்டீன் செறிவொடுக்கம் என்கிற ஐந்தாம் நிலை உதவுகிறது.கூடுதலாக, அதே அறிவைக் கொண்டு விண்மீன் திரள்கள், கோள்கள் மற்றும் நமக்குத் தெரிந்த உயிர்களின் உருவாக்கத்தையும் புரிந்து கொள்ள முடியும். நமது சூரியன் உட்பட நட்சத்திரங்கள் அணுக்கரு இணைவு மூலம் மிகப்பெரிய அளவிலான ஆற்றலை உற்பத்தி செய்கின்றன.இந்த ஆற்றல் தான் அதைச் சுற்றி வரும் கிரகங்களுக்கு ஒளி மற்றும் வெப்பத்தின் மூலமாகும்.இது பூமியில் உயிர்களை நிலைநிறுத்தும் ஆற்றல் மூலமாகும். நிறை,

Physics 4 ever - #Know_Our_Physicists...... | Facebook

 

ஆற்றல் மற்றும் ஹிக்ஸ் புலம்:

நிறை என்பது ஒரு பருபொருளின் அல்லது “பொருட்களின்” அளவீடு மட்டுமல்ல, ஐன்ஸ்டீனின் சமன்பாட்டின் மூலம், நிறை என்பது பொருளுக்குள் சேமிக்கப்படும் “மறைந்த ஆற்றலின்” அளவீடும் தான் என்று நாம் முடிவு செய்யலாம். “… மறைந்திருக்கும் ஆற்றல் மீளமுடியாமல் நிறை என்ற கருத்துடன் பின்னிப்பிணைந்துள்ளது. “(பக்147) புத்தகத்தில், நூல்ஆசிரியர்கள் ஹிக்ஸ் போஸான் மற்றும் ஹிக்ஸ் புலம் ஆகியவை பிரபஞ்சத்தின் நிறையை  புரிந்துகொள்வதில் மையமாக உள்ளன. என்கின்றனர்,ஹிக்ஸ் புலம் என்பது விண்வெளி முழுவதும் ஊடுருவிச் செல்லும் ஆற்றல் துறையாகும்.இந்த புலத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது துகள்கள் நிறையைப் பெறுகின்றன. அவற்றின் தொடர்புகளின் அளவு, அவற்றின் வெகுஜனத்தை தீர்மானிக்கிறது.உதாரணமாக, ஹிக்ஸ் புலத்துடன் மிகவும் வலுவாக தொடர்பு கொள்ளும் துகள்கள் அதிக நிறை பெறுகின்றன.மறுபுறம், குறைவாக தொடர்புகொள்பவை குறைந்த நிறை பெறுகின்றன.

நிறை ஏன் மிகவும் முக்கியமானது?

நிறை முக்கியமானது, ஏனெனில் புவியீர்ப்பு போன்ற விசைகளுக்கு துகள்கள் எவ்வாறு இணங்குகின்றன. என்பதை நிறைதான் தீர்மானிக்கிறது.நிறை கொண்ட துகள்கள் ஈர்ப்பு விசையால் பாதிக்கப்படுகின்றன., ஃபோட்டான்கள் போன்ற நிறை இல்லாத துகள்களை ஈர்ப்புவிசை பாதிக்காது. ஈர்ப்புவிசையின் காரணமாகநிறை கொண்ட தனிமங்கள் ஒன்று சேர்ந்து நட்சத்திரங்கள், கோள்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் உள்ளிட்ட கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தில், துகள்கள் நிறை இல்லாமல் இருந்தன.இந்த நிகழ்வு தொடர்ந்திருந்தால்,துகள்கள் ஒன்றிணைந்து இன்று நாம் கவனிக்கும் கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவது சாத்தியமில்லை. பிரபஞ்சத்தில் உள்ள அடிப்படை நிறையற்ற மற்றும் பிரித்தறிய முடியாத சமச்சீர்நிலை ஹிக்ஸ் புலத்தால் உடைக்கப்பட்டது.இதன் விளைவாக, துகள்கள் நிறையைப்பெற்று தனித்தனியாக மாறியது. ஹிக்ஸ் பொறிமுறையின் காரணமாக சமச்சீரின் முறிவு மற்றும் நிறையைப் பெறுதல் ஆகியவை பொருளை ஒன்றிணைத்து விண்மீன் திரள்கள், நட்சத்திரங்கள், கிரகங்கள் மற்றும் இறுதியில் உயிர்களையும் உருவாக்க அனுமதித்தன. ஹிக்ஸ் போசானின் கண்டுபிடிப்பில் பெரிய ஹாட்ரான் மோதல் (LHC) பற்றியும் புத்தகம் பேசுகிறது.சுவிட்சர்லாந்தில் CERN இல் அமைந்துள்ள LHC ஆனது உலகின் மிகப்பெரிய மற்றும் சக்திவாய்ந்த துகள் முடுக்கி என்பது நாம் அறிவோம்.

 

 

இறுதியாகநமக்கு புரிந்தவரை, புத்தகம் நன்றாகத் தொடங்கியது.விண்வெளி, காலம், ஒளியின் வேகம் மற்றும் சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாடு பற்றிய கருத்துக்களை என்னால் புரிந்து கொள்ள முடிந்தது. இருப்பினும், ஸ்பேஸ்டைம் மொமெண்டம் வெக்டார்களின் பகுதிக்குள் நுழையும்போது அது ஒரு திடீர் திருப்பத்தை எடுக்கிறது.இந்த “வெக்டர்கள்” காரணமாக எனது பள்ளி கல்லூரி படிப்பில் இருந்து விலகி நீண்ட காலமாக புதைந்து கிடக்கும்  இயற்பியல் அறிவுக்காக நான் தலையை சொறிந்து கொள்ள வேண்டியிருந்தது. விஞ்ஞானக் குறியீடு பற்றிய விளக்கங்களும் எனது வேகத்தைத் தடுத்தன.சிக்கலான கருத்துகளை பரந்த அளவிலான வாசகர்களுக்கு எடுத்துச்செல்வது அறிவியலில் எளிதான காரியம் அல்ல என்பதை நான் புரிந்துகொள்கிறேன்.எனவே, அறிவியல் புத்தகங்கள் சிரமம் மற்றும் வேகத்தில் வேறுபடுவது மிகவும் இயல்பானது. இவை  எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, “ஏன் E=mc²?”ஒரு சுவாரஸ்யமான புத்தகம்.இது எனது புரிதல்மீது  சவால் ஏற்படுத்தி எனது அறிவுத் தளத்தை விரிவுபடுத்தியது.ஐன்ஸ்டீன் போஸ் குறித்து என் ஆர்வத்தைத் தூண்டியது.கூடுதல் தகவல்களை உள்வாங்குவதற்கும் கருத்துகளைப் பற்றிய ஆழமான புரிதலைப் பெறுவதற்கும் நான் நிச்சயமாக எப்போதாவது இதை மீண்டும் வாசிப்பேன்.நீங்கள் சிக்கலான சார்பியல் கோட்பாடுகளில் மூழ்க விரும்புபவராக இருந்தால், தொடங்குவதற்கு இது ஒரு நல்ல புத்தகம் என்று சான்றளிக்கிறேன்.

போஸ்- ஐன்ஸ்டீன் ஒன்றிணைந்த நூற்றாண்டில் இதை வாசிப்பது நன்று அதைவிட அறிவியல் வளர்ச்சிக்கு ஆதரவானவர்களுக்கு வாக்களித்தும் போஸ்- ஐன்ஸ்டீன் நூற்றாண்டை நாம் கொண்டாடலாம்.

எழுதியவர் 

ஆயிஷா இரா. நடராசன் நேர்காணல்: கல்வித் துறை சார்ந்த எழுத்து, வாசிப்பு  இயக்கம் தேவை! | Ayesha Ira. Natarajan Interview - hindutamil.in

ஆயிஷா.இரா.நடராசன்

 




இப்பதிவு குறித்த தங்கள் கருத்துக்களை அவசியம் கீழே உள்ள Comment Boxல் பதிவிட வேண்டுகிறோம்.

புக் டே இணையதளத்திற்கு தங்களது புத்தக விமர்சனம்,   கட்டுரைகள்  (அறிவியல்பொருளாதாரம்இலக்கியம்), கவிதைகள்சிறுகதை என அனைத்து  படைப்புகளையும், எங்களது [email protected] மெயில் அனுப்பிட வேண்டுகிறோம்.

 



 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *