அறிவியல் அறிவோம்: காந்தத்தைத் துளைக்கும் புழு

கேலக்ஸிகளுக்கு இடையே பயணம் செய்ய முடியுமா என்ற தேடலில் பேராசிரியர் அல்வரோ சான்செஸ் என்னதான் சாதித்தார்?

முக்காலா முக்காலா என்று பிரபுதேவா நடனமாடிய ‘காதலன்’ படத்தின் பாடலை நினைத்துக்கொள்ளுங்கள். அதில் பிரபுதேவாவின் முகம், கால், கைகள் காணாமல் போக வெறும் உடை மட்டும் நடனமாடும். அதுபோன்றதொரு அற்புதத்தைத்தான் அல்வரோ சான்செஸ்ஸும் அவரது ஆய்வுக் கூட்டாளிகளும் செய்து காட்டினர்.

ஈர்ப்பும் காந்தமும்

பிரபஞ்சத்தில் உள்ள ஈர்ப்பு விசையை (Gravity) நம்மால் செயற்கையாக உருவாக்குவது இன்று சாத்தியமில்லாதது. அதனால் அத்தகைய ஈர்ப்பு விசை சார்ந்த புழுத்துளை மீது கவனம் செலுத்துவதை விட்டு நம்மால் உருவாக்கக்கூடிய காந்தவிசையைப் பயன்படுத்திப் புழுத்துளை போன்ற ஒன்றை அவர் நடைமுறைப்படுத்திப் பார்த்தார். அதற்காக மூன்று அடுக்காக உள்ள காந்தப் பந்து போன்ற கருவியைத் தயார் செய்தார்.

ஒற்றைத் துருவ காந்தம்

ஒரு பட்டைக் காந்தத்தில் (Bar magnet) வடக்கு முனையும் தெற்கு முனையும் இருக்கும். அதில் இரண்டு முனைகளையும் இணைத்து வளையம் வளையமாகக் காந்தப் புலக்கோடுகளும் இருக்கும். காந்தத்தை இரண்டாக உடைப்போம். உடைந்த இரண்டு துண்டுகளிலும் தனித்தனியாக வடக்கு- தெற்கு காந்த முனைகள் உருவாகிவிடும். எவ்வளவு சிறிதாக காந்தத்தை உடைத்தாலும் அதன் இரு முனைகளும் தெற்கு- வடக்கு துருவங்கள்தான். வட துருவம் அல்லது தென்துருவம் மட்டுமே உள்ள காந்தத்தைப் படைக்க முடியாது.

காந்தத்தின் இரு முனைகளும் தனித்தனியாக இருப்பது போல இடையே உள்ள காந்தப் புலக் கோடுகளை மறைக்கிற அற்புதத்தை அல்வரோ செய்துவிட்டார். அவர் உருவாக்கிய தெற்கு மற்றும் வடக்கு காந்த முனைகள் தனித்து, தலையில்லா உடம்புகள் போல காட்சியளித்தன.

அவர் ஒரு புள்ளியில் காந்தப் புலத்தின் வடக்குமுனையை உருவாக்கினார். அதிலிருந்து சற்றே தொலைவில் அந்தரத்தில் தெற்கு முனையை ஏற்படுத்தினார். இடையில் உள்ள காந்தப் புலத்தின் கோடுகளை மறைய வைத்துவிட்டார்.

முதல் அடி

விண்வெளி பற்றிய விஞ்ஞானக் கதைகளில் வருவதுபோல, அண்டவெளியைத் துளைத்து ஈர்ப்பு விசையை மறைத்துச் செல்லும் புழுத்துளை அல்ல இது. இதன் ஊடாக, விண்வெளிக் கப்பல்களைச் செலுத்த முடியாது. ஆனாலும் புழுத்துளை போன்ற சாத்தியங்களை நோக்கிய முதல் அடிதான் இது.

இதனை காந்தச் சுரங்கப் பாதை என கூறலாம். பூமிக்கு உள்ளே செல்லும் சுரங்கப்பாதையில் உள்ளே நுழையும் கார் புலப்படும். அதுபோல எதிர் முனையில் வெளிவரும் கார் காட்சிப் படும். இடையே சுரங்கத்துக்குள் உள்ள கார்கள் பூமியின் மேல் புறத்திலிருந்து காட்சிப்படாது.

அதே போலத்தான் இந்த ஆய்வில் அந்தரத்தில் ஒரு புள்ளியில் தொடங்கும் வடக்குக் காந்தப் புலத்தின் கோடுகள், இடையில் காட்சிப்படாமல், சற்றே தொலைவில் அந்தரத்தில் உள்ள தெற்கு காந்த முனையை அடைகின்றன.

மூன்றடுக்குக் காந்தப் பந்து

இந்த ஆய்வுக்கு மூன்று அடுக்குகளைக் கொண்ட பந்து போன்ற வடிவில் ஒரு கருவி தயார் செய்யப்பட்டது. அதன் முதல் அடுக்கில் பெர்ரோமாக்னேடிக் பொருள் கொண்டு காந்தப்புலம் உருவாக்கப்பட்டது.

இரண்டாவது மற்றும் மூன்றாவது அடுக்குகளுக்கு மெட்டாமெட்டிரியல் எனப்படும் புதுமைப் பொருள்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன. இரண்டாம் அடுக்கில் மிகுமின்கடத்தி (superconducting) தகடுகள் பொருத்தப்பட்டு காந்தப் புலம் விலக்கம் (deflect) செய்யப்பட்டது.

மாயமான காந்தப்புலம்

இரண்டாம் அடுக்கு மின்காந்தத்தை ஒடுக்கியது. அதைச் சிறிய குழல் வடிவமாக ஆக்கியது. அதாவது வடக்கு - தெற்கு காந்த முனைகளுக்கு இடையே சுரங்கம் போல காந்தப்புலம் ஆகியது.

இரண்டாவது அடுக்கு விலக்கம் செய்த காந்தப் புலத்துக்கு நேர் எதிரான காந்தப் புலத்தை மூன்றாவது அடுக்கு ஏற்படுத்தியது. இரண்டும் ஒன்றையொன்று ரத்து செய்தன. அதனால் காந்தப்புலம் காட்சியிலிருந்து மறைந்தது.

இன்னும் கனவுதான்

பந்தின் ஒருமுனையில் வடக்குக் காந்த முனையும் மறு புள்ளியில் தெற்கு காந்த முனையும் தனித்தனியாகத் தனித்து இருப்பது போல இந்த ஆய்வில் தோற்றம் ஏற்பட்டது. இரண்டு முனைகளுக்கும் இடையே காந்தப் புழுத் துளை ஏற்பட்டது. அதில் வெளிப்பார்வைக்குத் தென்படாமல் காந்தப்புலம் பாய்ந்தது. எந்த வகையிலும் காந்தப்புலம் புலப்படாமல் மறைந்த நிலையில் பந்தின் உள்பக்கமாகச் சென்றது. எனவே, பந்தின் ஒருமுனையிலிருந்து காந்தப்புலம் மறு முனையில் திடீர் என முளைப்பது போலக் காட்சி தந்தது.

காந்தப் புலத்தை மறைத்து, தொலைவில் இரண்டு புள்ளிகளில் வடக்கு- தெற்கு காந்த முனைகளை ஏற்படுத்தும் இந்த முறை விஞ்ஞானக் கதைகளில் வரும் மனிதர்கள் போல ‘சர் சர்’ என்று விண்வெளியில் வெகு தொலைவுக்கு பயணம் செய்ய உதவாது.

ஆனாலும் எம்.ஆர்.ஐ. போன்ற ஸ்கேன் கருவிகள் இதனால் மேம்படும் என்கிறார் அல்வரோ சான்செஸ்.

இனி கைக்குள்ளே எம்ஆர்ஐ கருவி

மனித உடல் பெரும்பாலும் நீர்தான். இந்த நீரில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அணுவின் புரோட்டான்களை எம்.ஆர்.ஐ. கருவியில் மிகுகாந்தப்புலத்தில் ஒரு திசையில் ஒருமுகப்படுத்துவார்கள். உடலின் எந்தப் பகுதியை ஆராய வேண்டுமோ அந்தப் பகுதியை நோக்கி ரேடியோ அலைகளை அனுப்பி அங்கு புரோட்டான்களின் ஒருமுகத்தன்மையை குலைப்பார்கள். அந்த குறிப்பிட்ட பகுதியில் கலைந்து குலைந்த புரோட்டான்கள் மறுபடி ஏனைய புரோட்டான்களோடு ஒருமுகப்படும்போது வெளியிடும் ரேடியோ அலைகள் உடலின் அந்தப் பகுதியை ஒளிரச்செய்கிறது. இதை வைத்து அந்தப் பகுதி காட்சிப்படுத்தப்படுகிறது.

உருளை போன்ற பெட்டியாக உள்ள எம்ஆர்ஐ கருவியால் நமது உடலைச் சுற்றி உருளை வடிவில் காந்தப் புலம் உருவாக்கப்படுகிறது. உடலின் பழுதடைந்த பகுதி இப்படித்தான் ஆராயப்படுகிறது.

பேராசிரியர் கண்டறிந்தபடி குழல் போன்ற வடிவில் எளிதில் காந்தப்புலத்தை ஏற்படுத்த முடிந்தால் ஆராயப்பட வேண்டிய உடல் பகுதிக்கு மட்டும் காந்தப்புலத்தைச் செலுத்தலாம். உருளைக்குள் நோயாளியை படுக்க வைக்காமலேயே எம்.ஆர்.ஐ படம் எடுக்க முடியும்.

கையடக்கமான எம்.ஆர்.ஐ. கருவிகளைச் செய்ய முடிந்தால் அறுவைசிகிச்சை செய்யும்போதே எம்.ஆர்.ஐ. கருவியைப் பயன்படுத்தி மேலும் நுட்பமாக மருத்துவம் செய்யலாம்.

இந்த ஆய்வு காட்டும் முறையில் நமக்குத் தேவையான இடத்தில் காந்தப் புலத்தை மறையச் செய்ய முடிந்தால், ஒரே நேரத்தில் பல கோணங்களில் பற்பல உணர்விகளைப் பயன்படுத்தி மேலும் துல்லியமான எம்.ஆர்.ஐ. படங்களை எடுக்க முடியும் என்றும் விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர்.

தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com