இந்திய அறிவியல் நாள் | ராமன் - கிருஷ்ணன் விளைவு இன்றுவரை செலுத்திவரும் தாக்கம்

இந்திய அறிவியலை உலக அளவில் தலைநிமிர்த்திய பெரும் ஆளுமை சர்.சி.வி.ராமன். அவரும் அவரது ஆராய்ச்சி மாணவரான கே.எஸ்.கிருஷ்ணனும் சேர்ந்து 1928, பிப்ரவரி 28 அன்று ஒரு புதிய கண்டுபிடிப்பை நிகழ்த்தினர்.

இது ‘ராமன் விளைவு’ என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு அறிவியலில் ஒரு மகத்தான புரட்சியை ஏற்படுத்தப்போகிறது என்று அப்போது யாருக்கும் தெரியாது.

ஆனால், இன்று ராமன் விளைவைப் பயன்படுத்தாத அறிவியல் துறைகளே இல்லை! இயற்பியல், வேதியியல், உயிரியல், மருந்தியல், புவியியல், அகழ்வாராய்ச்சி, உயிர் வேதியியல், தடயவியல், அழகு சாதனவியல் என ராமன் விளைவின் பயன்பாடுகள் பரந்து விரிந்துகிடக்கின்றன.

ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றல் கொண்ட ஒளியை ஒரு திடப்பொருள் மீதோ, திரவப்பொருள் மீதோ, வாயு மூலக்கூறுகளின் மீதோ விழச்செய்தால், அப்பொருளில் உள்ள அணுக்கள் மூன்று விதமான ஆற்றல் கொண்ட ஒளிக்கதிர்களைச் சிதறடிக்கும். இதுவே ராமன் விளைவு.

இந்த மூன்றில் ஓர் ஒளிக்கதிர், விழுந்த ஒளிக்கதிரின் அதே ஆற்றலோடு திரும்பவரும். இரண்டாவது ஒளிக்கதிர், விழுந்த ஆற்றலைவிடக் கொஞ்சம் அதிகஆற்றலைக் கொண்டிருக்கும். மூன்றாவது ஒளிக்கதிர், விழுந்த ஒளிக்கதிரின் ஆற்றலைவிடக் குறைந்த ஆற்றலோடு வெளிவரும்.

இப்படி வெளிவரும் மூன்று ஒளிக்கதிர்களின் ஆற்றலும் வீச்சும் எந்தப் பொருள் அதைச்சிதறடித்ததோ அப்பொருளில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் கட்டமைப்பை, வேதிப்பிணைப்பைப் பொறுத்தே அமையும்.

எனவே,சிதறடிக்கப்பட்ட ஒளிக்கதிர்களின் ஆற்றலையும் அதன் வீச்சையும் ஆராய்வதன் மூலம் ஒரு பொருளின் அணுக்கட்டமைப்பு, மூலக்கூறுக் கட்டமைப்பு, வேதிப்பிணைப்பு ஆகியவற்றைப் பற்றி நாம் அறிந்துகொள்ளலாம்.

1960களுக்குப் பிறகு, ராமன் நிறமாலைமானி லேசர் ஒளியைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டது. இதன் பிறகுதான் ராமன் விளைவின் உண்மையான பயனை உலகம் கண்டுகொண்டது.

இன்றைய மருந்தியல் ஆய்வுத் துறை ராமன் நிறமாலை மானி இல்லாமல் இயங்காது. ஒரு மருந்தில் என்னென்ன மூலக்கூறுகள் இருக்கின்றன, முதன்மை மூலக்கூறுகள் எத்தனை சதவீதம், போலியான மாத்திரைகள், தவறான மூலக்கூறுகள், தயாரிக்கும்போது வேறு வேதிப்பொருள்கள் உருவாகின்றனவா, ஆய்வகங்களில் புதிய மருந்தை செயற்கைத் திசுக்களில் பயன்படுத்திப் பார்க்கும்போது அது எவ்வாறு வேலை செய்கிறது, ஒரு குறிப்பிட்ட மருந்து எந்த அளவுக்குத் தரக்கட்டுப்பாட்டு விதிப்படி தயாரிக்கப்பட்டிருக்கிறது என்பதையெல்லாம்கூட இதன்மூலம் கண்டறிந்துவிடலாம்.

புவியியல் துறையில் நடக்கும் ஆராய்ச்சியிலும் இது முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. ஒரு பாறையில் என்னென்ன கனிமங்கள் இருக்கின்றன, பாறையில் திரவங்கள் புகுந்திருக்கின்றனவா, விண்கல்பூமியில் விழும்போது அதில் உள்ள கனிமங்களைக் கண்டறிவது போன்றவற்றில் ராமன் நிறமாலைமானி பயன்படுகிறது. இயற்கையில் கிடைக்கும் ரத்தினக் கற்களில் இருக்கும் கனிமங்கள், பண்புகள் ஆகியவற்றைக் கண்டறியவும் பயன்படுகிறது.

நீர் மூலக்கூறுகள் உள்ள பொருள்களின் கட்டமைப்பை ஆய்வுசெய்யவும் ராமன் நிறமாலைமானியைப் பயன்படுத்த முடியும்.குறிப்பாக உயிருள்ள மனிதன், விலங்குகளின் உடல் நீர் மூலக்கூறுகளை அதிகம் கொண்டிருக்கும் அந்தமூலக்கூறுகளின் வகையைக் கண்டறிய இது பயன்படுகிறது. அதேபோல் கிராபீன், கார்பன் நானோ குழாய்களின் பண்புகளைக் கண்டறியப் பயன்படுகிறது.கீழடி அகழ்வாராய்ச்சியில் கிடைத்தஉடைந்த பானை ஓடுகள் பளபளப்பாக இருந்தன.

ராமன் நிறமாலைமானி கொண்டு அவற்றை ஆராய்ந்தபோது, அதில் கார்பன் நானோ குழாய்கள் இருந்ததுதான் பளபளப்புக்குக் காரணம் என்றுகண்டறியப்பட்டது. இது பின்னாளில் ‘நேச்சர்’ ஆய்விதழில் கட்டுரையாக வெளியானது. வைரத்தின் தரத்தை உறுதிசெய்யவும் இது பயன்படுகிறது. நாம் பயன்படுத்தும் கணினியில் உள்ளஹார்ட் டிஸ்க் தயாரிப்பில்அதன் கார்பன் படலங்களின் தன்மையைக் கண்டறிவதன் மூலம் ஹார்ட் டிஸ்கின் தரத்தைக் கண்டறிய இது உதவுகிறது.

சில ஆராய்ச்சிக் கருவிகளைத் திடப்பொருளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும்.சிலவற்றைத் திரவங்களுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும். ஆனால், ராமன் நிறமாலைமானியைத் திட,திரவ, வாயுப் பொருள்கள் என அனைத்துக்கும் பயன்படுத்த முடியும். உயிரியல் துறையிலும் குறிப்பாக டி.என்.ஏ, புரதம், லிபிட், கார்போஹைட்ரேட் போன்றவற்றின் பண்புகளைக் கண்டறிய இது பயன்படுகிறது.

செல்களின் வெவ்வேறு வகையைக் கண்டறியப் பயன்படுகிறது. அதேபோல் மனித செல்களில் ஏதேனும் ஆபத்து ஏற்படக்கூடிய கிருமிகளோ, வேதிப்பொருள்களோ சேர்ந்திருந்தால் அதை அடையாளம் காணவும் உதவுகிறது. புற்றுநோய் பாதிக்கப்பட்ட உடலிலிருந்து எடுக்கப்படும் திசு, ரத்தம், எச்சில், விந்து, சிறுநீர் போன்றவற்றை ராமன் நிறமாலைமானி கொண்டு ஆராய்வதன் மூலம், என்ன விதமான புற்றுநோய் என்றுகண்டறிய முடியும்.

கரோனா கிருமிகளை மிக வேகமாக அடையாளம் காண்பதிலும், அதற்கேற்பத் தடுப்பு மருந்து உருவாக்கத்திலும் ராமன் நிறமாலைமானி பயன்பட்டது. தற்போது ஸ்டெம்செல் சிகிச்சையிலும் ராமன் நிறமாலைமானியின் பங்கு உள்ளது.

அழகு சாதனப் பொருள்கள் நமது தோலில் எந்த அளவுக்கு நுழைகின்றன, வேதிக்கலவை தோலில் இருக்கும் மூலக்கூறுகளை எந்த அளவுக்குப் பாதிக்கிறது என்று கண்டறியவும் நிறமாலைமானி உதவுகிறது. சர்வதேச அளவில் போதைப்பொருள் தடுப்புத் துறைக்கு மிகவும் உதவிகரமாக இருப்பதும் இந்த ராமன் நிறமாலைமானிதான். தடயவியல் துறையில் ராமன் நிறமாலைமானியின் பங்கு முக்கியமானது.

குற்றம் நடந்த இடத்தில் இருக்கும் பல்வேறு தடயங்களை, குறிப்பாக ரத்த மாதிரிகள், வியர்வை போன்றவற்றை வேறுபடுத்தி அறிய இது உதவுகிறது. அதேபோல் ஓர் இடத்தில் துப்பாக்கிச்சூடு நடந்திருந்தால் என்ன மாதிரியான துப்பாக்கிக் குண்டு, வெடிகுண்டு வெடித்த இடத்தில் என்ன மாதிரியான வெடிகுண்டு, போலி ஆவணங்களில் இருக்கும் போலி முத்திரைகள், கையொப்பங்களைக் கண்டறிவது எனப் பல்வேறு வகையில் நிறமாலைமானி பயன்படுகிறது.

பழங்காலத்து வண்ண ஓவியங்கள், கலைப்பொருள்களில் உள்ள வேதிக்கலவையை, பாதிப்பு ஏற்படுத்தாமல் இது கண்டறிகிறது. அதேபோல் நிலத்திலும் நீரிலும் கலந்துள்ள ஆபத்தான வேதிமாசுகளை எளிதில் இனங்காணவும், தொழிற் சாலைகள் வெளியிடும் புகை, கழிவுநீரில் அனுமதிக்கப்பட்ட அளவைவிட வேதிமாசு அதிகமாக இருக்கிறதா என்று கண்டறிய, தரக்கட்டுப்பாட்டு ஆய்வகங் களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2021இல் செவ்வாய் கோளில் தரையிறக்கப்பட்ட பெர்சவீரன்ஸ் ரோவரில் இரண்டு சிறிய ரக ராமன் நிறமாலைமானிகள் பொருத்தப்பட்டு, பாறைகளில் இருக்கும் கனிமங்கள், மண்ணின் தன்மை போன்றவற்றை ஆராய்ந்து வருகின்றன.

விவசாயத் துறையில் பயன்படுத்தப்படும் தடைசெய்யப்பட்ட பூச்சிக்கொல்லி களை இனம் காணவும், ஒரு நிலத்தில் எவ்வளவு பூச்சிக்கொல்லிகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன என்று கண்டறியவும் சமீபத்தில் மேம்படுத்தப்பட்ட ‘பரப்பு சார்ந்த ராமன் நிறமாலைமானி’ (Surface Enhanced Raman Spectroscopy - SERS) மிகச் சிறப்பாகப் பயன்படுகிறது. உணவுப்பொருள் கலப்படத்தைக் கண்டறியவும் இது பயன்படுகிறது.

இப்படி ராமன் விளைவின் பயன்களைச் சொல்லிக் கொண்டே போகலாம். நமதுநடைமுறை வாழ்வோடு ராமன் நிறமாலைமானியின் பயன்பாடுகள் இரண்டறக் கலந்திருக்கின்றன. அறிவியல் கண்டுபிடிப்பு எந்த அளவுக்கு மனித குலத்துக்குத் தேவை, அதனால் மனித சமூகம் எந்த அளவுக்குப் பயன்பெறுகிறது என்பதை இந்த ஓர் உதாரணத்திலிருந்து புரிந்துகொள்ளலாம்.

சமூகத்தை முன்னேற்றப் பாதையில் கொண்டுசெல்ல வேண்டுமென்றால், அறிவியல் துறையில் அரசு அதிகம் முதலீடு செய்ய வேண்டும். அறிவியல் ஆராய்ச்சிகளை ஊக்குவிக்க வேண்டும். அதுதான் ராமன், கிருஷ்ணனுக்கு அறிவியல் தினத்தில் நாம் செலுத்தும் நன்றிக்கடன்!

- ஜோசப் பிரபாகர் | தரமணி மையத் தொழில்நுட்பக் கல்லூரி இயற்பியல் விரிவுரையாளர்; josephprabagar@gmail.com