அறிவுக்கு ஆயிரம் கண்கள் 17: சூரியனின் வெப்பத்தையும் விஞ்சும் மின்னல்

குளிர்சாதனப் பெட்டியில் இருக்கும் ஐஸ்கட்டியை எடுத்து வெளியே வைத்தால் உருகித் தண்ணீர் ஆகிவிடும். ஐஸ்கட்டி என்னும் திடநிலையில் இருந்து நீர் என்னும் திரவ நிலைக்கு அது மாறுகிறது. தண்ணீரைக் காய்ச்சினால், ஆவியாகும். இது வாயு நிலை. நூறு டிகிரி செல்சியஸுக்கு நீரைச் சூடாக்கினால் அது ஆவியாகும். இந்த நீராவியை இன்னும் இன்னும் அதிக வெப்பப்படுத்திச் சூடேற்றினால் என்னாகும்?

பத்தாயிரம் டிகிரி செல்சியஸுக்கு மேல் சூடேற்றினால் பிளாஸ்மா (plasma) என்னும் நிலையை அடையும். திட, திரவ, வாயு ஆகிய மூன்று அடிப்படை நிலைகளில்தான் நாம் பொருட்களை காண்கிறோம், பாடப்புத்தகத்தில் வாசித்தும் இருக்கிறோம். நான்காவது அடிப்படை நிலையே பிளாஸ்மா.

எப்படி உருவாகும்?

பிளாஸ்மா என்றால் என்ன? ஓர் அணுவின் கருவில் நியூட்ரான் என்னும் மின்னூட்டம் இல்லாத துகளும் புரோட்டான் என்னும் நேர் மின்னூட்டம் கொண்ட துகளும் இருக்கும். எலெக்ட்ரான் என்னும் எதிர் மின்னூட்டம் கொண்ட துகள்கள் அணுக்கருவைச் சுற்றிக்கொண்டிருக்கும். நேர் மின்னூட்டம், எதிர் மின்னூட்டம் கொண்ட துகள்கள் ஒரே எண்ணிக்கையில் இருக்கும்போது, ஓர் அணுவுக்குள் மின்னூட்டம் சமநிலையில் இருக்கும்.

நாம் அதிக அளவு வெப்ப ஆற்றலைக் கொடுக்கும்போது, அணுவைச் சுற்றிக்கொண்டிருக்கும் எலெக்ட்ரான்கள், அணுவிலிருந்து விலகிவிடும். அதனால், அணுவில் இருக்கும் மின்னூட்டம் சமநிலையில் இருக்காது. இதை அயனி (ions) என்று சொல்வார்கள். பிளாஸ்மா என்பது அயனிகளால் ஆன வாயு என்று புரிந்துகொள்ளலாம். வாயுநிலையில் அணுவாக இருப்பது, பிளாஸ்மா நிலையில் அயனியாக மாறிவிடும்.

வெப்ப ஆற்றல் கொடுத்துத்தான் பிளாஸ்மா நிலையை உருவாக்க வேண்டும் என்கிற அவசியமில்லை. வேறு வகையில் அதிக ஆற்றலைக் கொடுத்தும் பிளாஸ்மாவை உருவாக்கலாம். கரோனா காலத்தில் மருத்துவத்திலும் பிளாஸ்மா என்னும் பதத்தை, பிளாஸ்மா சிகிச்சை மூலம் கேள்விப்பட்டிருப்போம். நம் நோய் எதிர்ப்பாற்றலுக்கு முக்கியக்கூறாக விளங்கும் ரத்த பிளாஸ்மா செல்களுக்கும், அயனியாக இருக்கும் பிளாஸ்மாவுக்கும் தொடர்பில்லை.

மின்னல் சாதாரணமல்ல

வானில் மேகங்கள் உராயும்போது அவற்றின் பரப்புகளில் மின்னூட்டம் உருவாகும். ஒரு மேகத்தின் பரப்பில் நேர் மின்னூட்டமும், இன்னொன்றுக்கு எதிர் மின்னூட்டமும் இருக்கிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம். மின்னூட்டத்தில் வேறுபாடு இருப்பதை உணர்ந்துகொண்டு, ஒரு பக்கமிருந்து இன்னொரு பக்கம் துகள்கள் செல்லும். இப்படித்தான் மின்சாரம் உண்டாகிறது.

நம் வீட்டில் தாமிரக் கம்பிகள் மின்சாரத்தைக் கடத்துகின்றன. ஆனால், வானில் இரு மேகங்களுக்கு இடையே தாமிரக் கம்பிகள் இல்லை. வெறும் காற்றுதான் இருக்கிறது. இருந்தாலும், அதிக அளவில் மின்னூட்ட வேறுபாடு இருக்கும்போது, வேறு வழியில்லாமல் காற்று வழியே மின்சாரம் பாயும். தாமிரம்போல காற்று ஒரு மின்கடத்தி அல்ல. அதனால், முழுமையாக மின்சாரத்தைக் கடத்த முடியாமல் போக, அது வெப்பமாக மாறும். கொஞ்சநஞ்ச வெப்பம் அல்ல. இருபத்தைந்தாயிரம் டிகிரி செல்சியஸ் அளவுக்குச் சூடாகும். இந்த வெப்பநிலையில் காற்று மூலக்கூறுகள் அயனியாகும். அதனால், காற்று, பிளாஸ்மா நிலையை அடையும்.

இரு மேகங்களுக்கு இடையே ஏற்படும் மின்னூட்ட வேறுபாட்டுக்குப் பதிலாக, மேகத்துக்கும் பூமியின் பரப்புக்கும் இடையே உருவாகும் மின்னல்கள் நமக்கு ஆபத்தாக முடிகின்றன. இருபத்தைந்தாயிரம் டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலை என்பது சூரியப்பரப்பின் வெப்பநிலையைவிட ஐந்து மடங்கு அதிகம். இந்த வெப்பநிலை உருவானால் ஒரு மரம் எரியாமல் எப்படி இருக்கும்?

கட்டுரையாளர், இஸ்ரேல் டெக்னியன் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் ஆராய்ச்சியாளர் தொடர்புக்கு: hemazephyrs@gmail.com