Category: ವಾಡಿಕೆಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ (classical physics)

ಬಣ್ಣಗಳ ಬದುಕು

  By ,

– ಪ್ರಶಾಂತ ಸೊರಟೂರ.

“ಕೆಂಕಿಹಹನೀನೇ

ಕಾಮನಬಿಲ್ಲಿನ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ನೆನಪಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಲು ಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ಹೇಳಿಕೊಡಲಾಗುತ್ತಿದ್ದ ಈ ಸಾಲು ನಿಮಗೆ ನೆನಪಿರಬಹುದು. ಕೆಂಪು, ಕಿತ್ತಳೆ, ಹಳದಿ, ಹಸಿರು, ನೀಲಿ, ನೇರಳೆ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಕಾಮನಬಿಲ್ಲಿನ ಸೊಬಗನ್ನು ಯಾರು ತಾನೇ ಮರೆಯಬಲ್ಲರು? ಬಣ್ಣಗಳು ನಮ್ಮ ಬದುಕಿನಲ್ಲಿ ತುಂಬುವ ಚೆಲುವನ್ನು ಯಾರು ತಾನೇ ಅಲ್ಲಗಳೆದಾರು? ನಮ್ಮ ಬದುಕಿಗೆ ನಲಿವಿನ ಬಣ್ಣ ತುಂಬುವ, ಬಣ್ಣಗಳ ಬದುಕಿನ ಬಗ್ಗೆ ನಿಮಗೆ ಗೊತ್ತೆ? ಬಣ್ಣಗಳು ಹೇಗೆ ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ? ಬೆಳಕಿಗೂ ಬಣ್ಣಕ್ಕೂ ಇರುವ ನಂಟೇನು? ಮುಂತಾದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳ ಜಾಡು ಹಿಡಿದುಕೊಂಡು ಬಣ್ಣಗಳ ಬದುಕಿನಲ್ಲಿ ಇಣುಕೋಣ ಬನ್ನಿ.

ನೀಲಿ, ಕೆಂಪು, ಹಸಿರು, ಕಡುಗೆಂಪು, ಕಂದು, ಕಪ್ಪು, ಬಿಳಿ ಹೀಗೆ ಹಲವಾರು ಬಗೆಯಲ್ಲಿರುವ ಬಣ್ಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವೇನು? ಮೊದಲಿಗೆ ಕೆಲವು ಹೇಳಿಕೆಗಳನ್ನು ಮುಂದಿಡೋಣ.

1) ಬಣ್ಣಗಳಿಗೆ ಕಾರಣ ಬೆಳಕು.

2) ವಸ್ತುಗಳ ಗುಣಗಳಿಂದಾಗಿ (characteristics) ಬಣ್ಣಗಳು ನಮಗೆ ಕಾಣುತ್ತವೆ.

3) ಬಣ್ಣಗಳು ನಮಗೆ ಕಾಣಲು ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿನ ಮತ್ತು ಮಿದುಳಿನ ಕಟ್ಟಣೆ ಕಾರಣ.

ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದು ಸರಿ? ಎಲ್ಲವೂ ಸರಿ! ಹೌದು, ಬಣ್ಣಗಳ ಇರುವಿಕೆಗೆ, ನಾವು ಅವುಗಳನ್ನು ಕಾಣುವಂತಾಗಲೂ ಈ ಮೇಲಿನ ಮೂರು ಅಂಶಗಳೂ ಕಾರಣ.

ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಏನಿದೆ ಅಂತಾ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವುದು ಬಣ್ಣಗಳ ಬದುಕನ್ನು ಅರಿಯುವಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಮುಂದಿನ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ನಮಗೆ ಬೆಳಕಿನ ಮುಖ್ಯ ಸೆಲೆಯಾಗಿರುವುದು ನೇಸರ (sun). ನೇಸರಿನಿಂದ ಸೂಸುವ ಶಕ್ತಿ (energy) ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಅಲೆಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ (electric) ಮತ್ತು ಸೆಳೆತದ (magnetic) ರೂಪದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ ಇವುಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಸೂಸುವಿಕೆ (electromagnetic radiation) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ನೇಸರಿನಿಂದ  ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಸೂಸುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ಹೊಮ್ಮುವ ಶಕ್ತಿ (energy) ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿದ್ದರೂ, ಆ ಶಕ್ತಿ ಒಂದೇ ಬಗೆಯ ಅಲೆಯಲ್ಲಿ ಹರಡುವುದಿಲ್ಲ. ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಉದ್ದ (length) ಮತ್ತು ಕಡುತನ (intensity) ಹೊಂದಿರುವ ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಸಾಗುತ್ತದೆ.

ಕೆಲವು ಶಕ್ತಿಯ ಅಲೆಗಳು ತುಂಬಾ ಉದ್ದವಾಗಿದ್ದರೆ, ಕೆಲವು ಅಲೆಗಳು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಉದ್ದ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಉದ್ದಲೆಗಳು (long waves) ಮತ್ತು ಉದ್ದ ಕಡಿಮೆಯಿರುವ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಚಿಕ್ಕಲೆಗಳು (short waves) ಅನ್ನುತ್ತಾರೆ. ತುಂಬಾ ಉದ್ದವಾದ ಅಲೆಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡ ಕಟ್ಟನ್ನು ಅಲೆಪಟ್ಟಿ ಇಲ್ಲವೇ ಅಲೆಸಾಲು (spectrum) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.

ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಅಲೆಯುದ್ದ (wave length) ಹೊಂದಿರುವ ಅಲೆಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 390 nm (ನ್ಯಾನೋ ಮೀಟರ‍್) ನಿಂದ 700 nm ಉದ್ದವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಲೆಗಳನ್ನು ನಾವು ಕಾಣಬಲ್ಲೆವು. ಹೀಗಾಗಿಯೇ ನಡು ಉದ್ದದ ಈ ಅಲೆಗಳ ಗೊಂಚಲನ್ನು ಕಾಣಿಸುವ ಬೆಳಕು (visible light) ಇಲ್ಲವೇ ಬೆಳಕು (light) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.

ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಗುಂಪಿಸಿದಾಗ ಅಂದರೆ 390 nm ನಿಂದ 700 nm ಅಲೆಗಳ ನಡುವಿರುವ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಹಿಗ್ಗಿಸಿ ನೋಡಿದಾಗ ಅದರಲ್ಲಿ ಮತ್ತಷ್ಟು ಒಳಗುಂಪುಗಳು ಕಾಣಿಸುತ್ತವೆ. ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಅಲೆಗಳ ಈ ಒಳಗುಂಪುಗಳೇ ’ಬಣ್ಣದ ಅರಿವು’ (colour sensation) ಹೊಮ್ಮಿಸಲು ಕಾರಣ. ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಉದ್ದ ಹೊಂದಿರುವ ಅಲೆ ನೇರಳೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಉದ್ದ ಇರುವ ಅಲೆ ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣದ ಅರಿವನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುತ್ತವೆ. ನೇರಳೆ ಮತ್ತು ಕೆಂಪು ಅಲೆಗಳ ನಡುವಿರುವ ಅಲೆಗಳು ನೀಲಿ, ಹಸಿರು, ಹಳದಿ, ಕಿತ್ತಳೆ ಹೀಗೆ ತಮ್ಮ ಅಲೆಯುದ್ದಕ್ಕೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಬಣ್ಣದ ಅರಿವನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುತ್ತವೆ.

ಮೇಲಿನ ಪ್ಯಾರಾಗಳಿಂದ ನೇಸರನು ಹೊರಸೂಸುವ ಬೆಳಕಿನ ಬಣ್ಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡೆವು. ಇದೇ ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಇರುಳು ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ ನಮಗೆ ಬೆಳಕು ನೀಡುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಸೆಲೆಗಳೂ (electric source) ಕೂಡ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಸೆಲೆಗಳು ಯಾವ ಉದ್ದದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಸೂಸುತ್ತವೋ ಆ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕು ನಮಗೆ ದೊರೆಯುತ್ತದೆ. ಎತ್ತುಗೆಗೆ: ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಳಕೆಯ ಬಲ್ಬ್ ಹಳದಿ ಬಣ್ಣದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸೂಸುವುದರಿಂದ ಅದರಿಂದ ಹೊಮ್ಮುವ ಬೆಳಕು ಹಳದಿ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಟ್ಯೂಬ್ ಲೈಟ್ ಬಿಳಿಬಣ್ಣದ ಅಲೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಹೊಮ್ಮಿಸುವುದರಿಂದ ನಮಗೆ ಅದರ ಬೆಳಕು ಬಿಳಿಯಾಗಿ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ. [ಗಮನಕ್ಕೆ: ಎಲ್ಲ ಬಣ್ಣಗಳ ಅಲೆಗಳು ಸಮನಾಗಿ ಬೆರೆತಾಗ ನಮಗೆ ಬಿಳಿಯ ಬಣ್ಣದ ಅನುಭವವಾಗುತ್ತದೆ.]

ವಿದ್ಯುತ್ ಸಲಕರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಸುವನ್ನು ಬೆಳಕಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲು ಸಲಕರಣೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಯಾವ ಬಿಸುಪಿಗೆ (temperature) ಉರಿಸಲಾಗಿದೆ ಅನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ ಅದರಿಂದ ಹೊಮ್ಮುವ ಬೆಳಕಿನ ಬಣ್ಣ ತೀರ್ಮಾನವಾಗುತ್ತದೆ. ಎತ್ತುಗೆಗೆ: ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಳಕೆಯ ಬಲ್ಬ್ ನಲ್ಲಿ ಮಿಂಚು ಹರಿಸಿ ಟಂಗ್‍ಸ್ಟನ್ ತಂತಿಯನ್ನು ಸುಮಾರು 2130-3130 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‍ವರೆಗೆ ಕಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಬಿಸುಪಿನಲ್ಲಿ ಕಾದಾಗ ವಸ್ತುವೊಂದು ಹಳದಿ ಹರವಿನಲ್ಲಿ (yellow range) ಅಲೆಗಳನ್ನು ಸೂಸುತ್ತದೆ ಹಾಗಾಗಿ ಅದು ಹಳದಿ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಪ್ಲೋರೆಸೆಂಟ್ ಬಲ್ಬ್ ಸುಮಾರು 4700 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‍ವರೆಗೆ ಬಿಸುಪು ಏರಬಲ್ಲದು. ಈ ಬಿಸುಪಿನಲ್ಲಿ ಬಿಳುಪಿಗೆ ಹತ್ತಿರವೆನಿಸುವ ತಿಳಿನೀಲಿ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಗಳು ಸೂಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ.

ಸರಿ. ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಅಲೆಗಳು ತಮ್ಮ ಅಲೆಯುದ್ದಕ್ಕೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಬಣ್ಣದ ಅರಿವು ಹೊಮ್ಮಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಕೊಂಡೆವು ಆದರೆ ನಮಗೆ ನೇಸರಿನಿಂದ ದೊರೆಯುವ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಈ ಎಲ್ಲ ಬಣ್ಣಗಳಿದ್ದರೂ ವಸ್ತುಗಳು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಬಣ್ಣದಲ್ಲೇಕೆ ಕಾಣುತ್ತವೆ? ಅನ್ನುವ ಪ್ರಶ್ನೆ ನಮಗೀಗ ಎದುರಾಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾದರೆ ಈಗ ವಸ್ತುಗಳ ಗುಣಗಳು ಬಣ್ಣಗಳ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ ಎಂದು ನೋಡೋಣ.

ತನ್ನ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಬೆಳಕನ್ನು ವಸ್ತುವೊಂದು ಹೇಗೆ ಹಿಂಪುಟಿಸುತ್ತದೆ (reflects), ಚದುರಿಸುತ್ತದೆ (scatters), ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ (absorbs) ಇಲ್ಲವೇ ಸೂಸುತ್ತದೆ (radiates) ಅನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ ಆ ವಸ್ತು ಯಾವ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ ಅನ್ನುವುದನ್ನು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವೊಂದು ತನ್ನ ಗುಣಕ್ಕೆ (characteristics) ತಕ್ಕಂತೆ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿರುವ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಅಲೆಯುದ್ದದ ಅಲೆಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಕೆಲವನ್ನು ಚದುರಿಸಬಹುದು. ಯಾವ ಅಲೆಯುದ್ದದ ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಯನ್ನು ಆ ವಸ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಚದುರಿಸುವುದೋ, ಆ ಅಲೆಯ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ವಸ್ತು ನಮಗೆ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ.

ಎತ್ತುಗೆಗೆ:

  • ಕಿತ್ತಳೆ ಹಣ್ಣು ತನ್ನ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಗಳಲ್ಲಿ 590 nm ನಿಂದ 620 nm ಉದ್ದದ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಚದುರಿಸುತ್ತದೆ. 590-620 nm ಅಲೆಗಳು ಕಿತ್ತಳೆ ಬಣ್ಣದ ಅರಿವನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುವ ಅಲೆಗಳು ಹಾಗಾಗಿ ನಮಗೆ ಕಿತ್ತಳೆ ಹಣ್ಣು ’ಕಿತ್ತಳೆ’ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸುತ್ತದೆ!
  • ಕ್ರಿಕೆಟ್ ಚೆಂಡು 620-740 nm ಅಲೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಚದುರಿಸುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಈ ಅಲೆಗಳು ’ಕೆಂಪು’ ಬಣ್ಣದ ಅರಿವನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುವುದರಿಂದ ಕ್ರಿಕೆಟ್ ಚೆಂಡು ನಮಗೆ ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ.
  • ಗಾಳಿಪಾಡಿನಲ್ಲಿರುವ ತುಣುಕುಗಳು ಹಗಲಲ್ಲಿ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಚದುರಿಸುವುದರಿಂದ ಬಾನು ನೀಲಿ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ.

ವಸ್ತುವೊಂದು ಬೆಳಕಿನ ಎಲ್ಲ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಸಮನಾಗಿ ಚದುರಿಸಿದರೆ ಆ ವಸ್ತು ಬಿಳಿ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ ಅದೇ ವಸ್ತುವೊಂದು ಬೆಳಕಿನ ಎಲ್ಲ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಂಡು ಯಾವುದೇ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಚದುರಿಸದಿದ್ದರೆ ಆ ವಸ್ತು ನಮಗೆ ’ಕಪ್ಪು’ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಬಿಳಿ ಮತ್ತು ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣಗಳ ಅರಿವಿನ ನಡುವೆ, ಅಲೆಗಳ ಚದುರುವಿಕೆಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ವಸ್ತುಗಳು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಗಳಲ್ಲಿರುವ ಬಣ್ಣದ ಅರಿವು ಮತ್ತು ವಸ್ತುಗಳ ಗುಣಗಳು ಅವುಗಳ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ತೀರ್ಮಾನಿಸುವುದರ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡೆವು ಈಗ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣು ಮತ್ತು ಮಿದುಳು ಬಣ್ಣಗಳ ಬದುಕಿನಲ್ಲಿ ಏನು ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅರಿಯೋಣ.

ನಿಮಗಿದು ಗೊತ್ತೆ?, ಸಾವಿರಾರು ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣುಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಬರೀ ಮೂರು ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ಸೂಲುಗಳನ್ನು (cells) ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆ ಮೂರು ಬಣ್ಣಗಳೆಂದರೆ ಕೆಂಪು, ಹಸಿರು ಮತ್ತು ನೀಲಿ. ಈ ಮೂರು ಬಣ್ಣಗಳ ಕಡುತನದ (intensity) ಮಟ್ಟವನ್ನು ಹೊಂದಿಸುತ್ತಾ ಸಾವಿರಾರು ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಸೂಲುಗಳು ಗುರುತಿಸಬಲ್ಲವು. ಮೂರು ಬಣ್ಣಗಳ ನೆರವಿನಿಂದ ಉಳಿದೆಲ್ಲ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿನ ಬಗೆಯನ್ನು ಮೂರ್ಬಣ್ಣತನ (trichromatic) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.

ನಮ್ಮ ನೋಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾದ ಕಣ್ದೆರೆಯಲ್ಲಿ (retina) ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ಬಗೆಯ ಸೂಲುಗಳು (cells) ಇರುತ್ತವೆ. ಒಂದು, ಶಂಕದ ಆಕಾರದಲ್ಲಿರುವ ಸೂಲುಗಳು ಮತ್ತು ಎರಡು, ಸರಳಿನ ಆಕಾರದಲ್ಲಿರುವ ಸೂಲುಗಳು. ಆಕಾರಗಳಿಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಶಂಕಸೂಲುಗಳು (cone cells) ಮತ್ತು ಸರಳುಸೂಲುಗಳು (rod cells) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 45 ಲಕ್ಷ ಶಂಕಸೂಲುಗಳು ಮತ್ತು ಸುಮಾರು 9 ಕೋಟಿ ಸರಳುಸೂಲುಗಳಿರುತ್ತವೆ.

ಶಂಕಸೂಲುಗಳು ನಮ್ಮ ಬಣ್ಣದ ಅರಿವಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿವೆ. ಶಂಕಸೂಲುಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಂಪು, ಹಸಿರು ಮತ್ತು ನೀಲಿ ಬಣ್ಣಗಳಿಗೆ ಹುರುಪುಗೊಳ್ಳುವ ಮೂರು ಬಗೆಯ ಸೂಲುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಅಂದರೆ ಶಂಕಸೂಲುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಸೂಲುಗಳು ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣದ ಬೆಳಕಿಗೆ (ಅಲೆಗಳಿಗೆ) ಹೆಚ್ಚು ಹುರುಪುಗೊಂಡರೆ, ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಸೂಲುಗಳು ಹಸಿರು ಬಣ್ಣಕ್ಕೂ, ಮತ್ತೊಂದು ಬಗೆಯ ಸೂಲುಗಳು ನೀಲಿ ಬಣ್ಣಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಹುರುಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ಬರೀ ಮೂರು ಬಗೆಯ ಬಣ್ಣದ ಸೂಲುಗಳಿದ್ದರೂ, ನಾವು ಬೇರೆ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಗುರುತಿಸಬಲ್ಲೆವು ಅನ್ನುವುದು ಪ್ರಶ್ನೆಯಲ್ಲವೇ? ಈ ಮುಖ್ಯ ಮೂರು ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಬೇರೆ ಬಣ್ಣದ ಬೆಳಕು (ಅಲೆಗಳು) ನಮ್ಮ ಕಣ್ದೆರೆಯ ಮೇಲೆ ಬಿದ್ದಾಗ, ಕೆಂಪು, ಹಸಿರು ಮತ್ತು ನೀಲಿ ಬಣ್ಣದ ಶಂಕಸೂಲುಗಳು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕಡುತನದಲ್ಲಿ (intensity) ಹುರುಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಎತ್ತುಗೆಗೆ: ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿನ ಮೇಲೆ ಹಳದಿ ಬೆಳಕು ಬಿದ್ದಾಗ ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಹಸಿರು ಸೂಲುಗೂಡುಗಳೆರಡೂ ಹುರುಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನೀಲಿ ಬಣ್ಣದ ಸೂಲುಗಳು ಹುರುಪುಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ.

ಹುರುಪುಗೊಂಡ ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಹಸಿರು ಬಣ್ಣದ ಸೂಲುಗಳು ಮಿದುಳಿಗೆ ತಮ್ಮ ಈ ಅರಿವನ್ನು ಸಾಗಿಸುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಹಸಿರು ಬಣ್ಣದ ಬೆರಕೆಯಿಂದ ನಮಗೆ ಹಳದಿ ಬಣ್ಣದ ಅನುಭವವಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ತಿಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣು ಹಳದಿ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಗುರುತಿಸುವ ಈ ಬಗೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಿಮಗೆ ಬೆರಗೆನಿಸಬಹುದು, ಕೆಂಪು ಮತ್ತು ಹಸಿರು ಬಣ್ಣದ ಬೆಳಕು ಒಟ್ಟಾಗಿ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿನ ಮೇಲೆ ಬಿದ್ದಾಗಲೂ ಹಳದಿ ಬೆಳಕಶ್ಟೇ ಬಿದ್ದಾಗ ಅನುಭವವಾದಂತೆ ಹಳದಿ ಬಣ್ಣವೇ ನಮಗೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ.

ಬರೀ ಮೂರು ಬಗೆಯ ಬಣ್ಣಗಳ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಿಂದ ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣು ಸಾವಿರಾರು ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಬೇರೆಯಾಗಿ ಗುರುತಿಸಬಲ್ಲದು. ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿನ ಈ ಗುಣದಿಂದಾಗಿ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್, ಟಿವಿ ಮುಂತಾದ ತೆರೆಗಳನ್ನು ಬರೀ ಕೆಂಪು, ಹಸಿರು ಮತ್ತು ನೀಲಿ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಮತ್ತು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಹೊಂದಿಸಲು ಅಣಿಗೊಳಿಸಿರುತ್ತಾರೆ. ಇದನ್ನು ಕೆಹನೀ ಬಣ್ಣ ಮಾದರಿ (RGB colour model) ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು.

ಶಂಕಸೂಲುಗಳಂತೆ ಸರಳುಸೂಲುಗಳಲ್ಲಿ ಬಗೆಗಳಿಲ್ಲ. ಅವುಗಳ ಕೆಲಸ ಕಡಿಮೆ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ನಮಗೆ ನೋಟವನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದು. ಕಡಿಮೆ ಬೆಳಕು ಇದ್ದಾಗ ಶಂಕಸೂಲುಗಳು ಹುರುಪುಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ ಹಾಗಾಗಿಯೇ ನಾವು ಕಡಿಮೆ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಗುರುತಿಸಲಾರೆವು ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಸರಳುಸೂಲುಗಳು ತಮ್ಮ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಕಂದು, ಕಪ್ಪು, ತಿಳಿ ನೋಟದ ಅರಿವು ನಮಗಾಗುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಸರಳುಸೂಲುಗಳು ಹುರುಪುಗೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಹೀಗೆ ಬೆಳಕು, ವಸ್ತುಗಳ ಗುಣ ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣು, ಮಿದುಳಿನ ಕಟ್ಟಣೆಯಿಂದಾಗಿ ನಮಗೆ ಬಣ್ಣಗಳ ಅರಿವಾಗುತ್ತದೆ.

 

ಭೂಮಿಯ ತೂಕ

  By ,

– ಪ್ರಶಾಂತ ಸೊರಟೂರ.

ಕಳೆದ ಬರಹವೊಂದರಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯ ದುಂಡಗಲವನ್ನು (Diameter) ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಅಳೆದವರಾರು ಮತ್ತು ಹೇಗೆ ಅಳೆದರು ಅಂತಾ ತಿಳಿದುಕೊಂಡೆವು. ಬಾನರಿಮೆ ಇಲ್ಲವೇ ಅದಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೊಂಡಂತ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಓದುವಾಗ ನೆಲ, ನೇಸರ, ಮಂಗಳ ಮುಂತಾದವುಗಳ ತೂಕ ’ಇಂತಿಷ್ಟು ’ ಅಂತಾ ಓದಿದೊಡನೆ, ಇಂತ ದೊಡ್ಡದಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ತೂಗುತ್ತಾರೆ ಅನ್ನುವಂತ ಕೇಳ್ವಿಯೊಂದು ನಿಮ್ಮ ತಲೆಗೆ ಹೊಕ್ಕಿರಬಹುದು.

ಅರಿಮೆಯ ಹೆಚ್ಚುಗಾರಿಕೆ ಇದರಲ್ಲೇ ಅಡಗಿರುವುದು, ನೇರವಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಆಗದಂತಹ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ನೇರವಲ್ಲದ ಹೊಲಬು (Method) ಬಳಸಿ ಎಣಿಕೆಹಾಕಬಹುದು. ಬನ್ನಿ, ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯ ತೂಕವನ್ನು ಹೇಗೆ ನೇರವಾಗಿ ತೂಗದೆ, ಬೇರೊಂದು ಗೊತ್ತಿರುವ ಅರಿಮೆಯ ನಂಟುಗಳಿಂದ ಎಣಿಕೆಹಾಕಬಹುದು ಅಂತಾ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ನಮ್ಮ ದಿನದ ಬದುಕಿನಲ್ಲಿ ರಾಶಿಯನ್ನೇ ತೂಕ ಅನ್ನುವ ಹುರುಳಿನಿಂದ ನಾವು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ. ಆದರೆ ಅರಿಮೆಯ ಕಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ತೂಕ (weight) ಮತ್ತು ರಾಶಿಗಳಲ್ಲಿ (Mass) ಬೇರ್ಮೆಯಿದೆ .

ವಸ್ತು ಎಷ್ಟು’ಅಡಕವಾಗಿದೆ’ ಅನ್ನುವುದನ್ನು ರಾಶಿ (Mass) ಅಂತಾ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ಬೇರೊಂದರ ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ’ಸೆಳೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ’ ಅನ್ನುವುದನ್ನು ತೂಕ (Weight) ಅಂತಾ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ರಾಶಿಯನ್ನು ಕೆಜಿ (kg) ಎಂಬ ಅಳತೆಗೋಲಿನಿಂದ ಅಳೆದರೆ ತೂಕಕ್ಕೆ ನ್ಯೂಟನ್ (N) ಎಂಬ ಅಳತೆಗೋಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ : ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ವಸ್ತುವೊಂದರ ರಾಶಿ 70 kg ಆಗಿದ್ದರೆ ಚಂದ್ರನ ಮೇಲೂ ಅದರ ರಾಶಿ ಅಷ್ಟೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಅದೇ ವಸ್ತುವಿನ ತೂಕ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ 70 x 9.81 = 686.7 N (ನ್ಯೂಟನ್) ಆಗಿದ್ದರೆ, ಚಂದ್ರನ ಮೇಲೆ ಅದು 70 x 1.62 = 113.4 N ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವೆಂದರೆ, ಇಂತಿಷ್ಟು ಅಡಕವಾಗಿರುವ (ರಾಶಿ) ವಸ್ತುವನ್ನು ಭೂಮಿಯು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೆಳೆದರೆ, ಚಂದ್ರನಿಗೆ ಆ ಸೆಳೆಯುವ ಕಸುವು ನೆಲಕ್ಕಿಂತ ಸುಮಾರು 83% ಕಡಿಮೆಯಿದೆ. ಅಂದರೆ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಗಟ್ಟಿಯಾಗಿ ನೆಲೆಯೂರಿರುವ ವಸ್ತು, ಚಂದ್ರನ ಮೇಲೆ ಕಡಿಮೆ ಸೆಳೆತದಿಂದಾಗಿ ತೇಲಾಡಬಹುದು.

(ರಾಶಿ ಮತ್ತು ತೂಕದ ಬೇರ್ಮೆ ತೋರಿಸುತ್ತಿರುವ ತಿಟ್ಟ)

 

ಇದರಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವ ವಿಷಯವೆಂದರೆ ವಸ್ತುವಿನ ತೂಕ ಇಂತಿಷ್ಟಿದೆ ಎಂದರೆ ಅದನ್ನು ಯಾವ ಸೆಳೆತದ ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ (ನೆಲ, ಚಂದಿರ, ನೇಸರ ಮುಂತಾದವು) ಅಳೆಯಲಾಯಿತು ಅನ್ನುವುದನ್ನೂ ತಿಳಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ರಾಶಿ ಹಾಗಲ್ಲ, ಎಲ್ಲೆಡೆಯೂ ಅದು ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. (ಯಾರಾದರೂ ನನ್ನ ತೂಕ ಇಂತಿಶ್ಟಿದೆ ಅಂದರೆ ಎಲ್ಲಿ ಅಳೆದದ್ದು ಭುವಿಯಲ್ಲೋ , ಚಂದಿರನಲ್ಲೋ ಅಂತಾ ಕೇಳುವುದು ಅರಿಮೆಯ ಕಣ್ಣಲ್ಲಿ ಸರಿಯಾದ ಕೇಳ್ವಿಯೇ)

ಅರಿಮೆಯ ಈ ಹಿನ್ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯ ’ತೂಕ’ (Weight) ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ಬಗೆಯನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ಹೊರಟಿರುವ ನಾವು ಅದು ಭೂಮಿಯ ’ರಾಶಿ’ (Mass) ಅಂತಾ ಹುರುಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಬರಹದ ಮುಂದಿನ ಕುರುಳುಗಳಲ್ಲಿ ’ತೂಕ’ ಅನ್ನುವ ಬದಲಾಗಿ ’ರಾಶಿ’ ಅಂತಾ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ.

ನಿಮಗೆ ಶಾಲೆಯ ಪಾಟವೊಂದರಲ್ಲಿ ಈ ಆಗುಹವನ್ನು ಓದಿದ ನೆನಪಿರಬಹುದು,

“ಮರವೊಂದರಿಂದ ಬೇರ್ಪಟ್ಟ ಸೇಬಿನ ಹಣ್ಣು ನೆಟ್ಟಗೆ ನೆಲಕ್ಕೇ ಏಕೆ ಬಿದ್ದಿತು? ಅದ್ಯಾಕೆ ಮೇಲೆ ಹಾರಲಿಲ್ಲ? ಅನ್ನುವಂತ ಕೇಳ್ವಿಗಳು ಆ ಮರದ ಕೆಳಗೆ ಕುಳಿತಿದ್ದ ಹುಡುಗ ಐಸಾಕ್‍ನನ್ನು ಕಾಡತೊಡಗಿದವು. ಮುಂದೆ ಆ ಕುತೂಹಲಗಳೇ ಜಗತ್ತಿನ ಅರಿಮೆಯ ನಾಳೆಗಳನ್ನು ಬೆಳಗಿಸಿದವು. ಐಸಾಕ್ ನ್ಯೂಟನ್ನರ ತಿಳಿವು, ಕಟ್ಟಲೆಗಳು ಹಲವು ವಿಷಯಗಳಿಗೆ ಅಡಿಪಾಯವಾದವು”

ಭೂಮಿಯ ರಾಶಿಯನ್ನೂ ಐಸಾಕ್ ನ್ಯೂಟನ್ನರು ತಿಳಿಸಿಕೊಟ್ಟ ’ಕದಲಿಕೆಯ ಕಟ್ಟಲೆ’ (Law of motion) ಮತ್ತು ’ಹಿರಿಸೆಳೆತದ ಕಟ್ಟಲೆ’ (Law of gravitation) ಬಳಸಿ ಎಣಿಕೆಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ನ್ಯೂಟನ್ನರು ತೋರಿಸಿಕೊಟ್ಟ ಕಟ್ಟಲೆಗಳು ಹೀಗಿವೆ,

 

ಅ) ಕದಲಿಕೆಯ ಕಟ್ಟಲೆ (law of motion):

ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಬೀಳುವ ಕಸುವು, ಆ ವಸ್ತುವಿನ ರಾಶಿ (Mass) ಮತ್ತು ಅದರ ವೇಗಮಾರ್ಪಿನ (acceleration) ಗುಣಿತಕ್ಕೆ ಸಾಟಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ.
F = m x a

ಇಲ್ಲಿ, F = ಕಸುವು, m = ವಸ್ತುವಿನ ರಾಶಿ, a = ವೇಗಮಾರ್ಪು

ಆ) ಹಿರಿಸೆಳೆತದ ಕಟ್ಟಲೆ (law of gravitation):

ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವೆ ಅವುಗಳ ರಾಶಿಗೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನಡುವಣಗಳ ದೂರಕ್ಕೆ ಎದುರಾಗಿ ಸೆಳೆತದ ಕಸುವಿರುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ಹಿರಿಸೆಳೆತ (Gravitation) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. (ಹಿರಿಸೆಳೆತ = ರಾಶಿಯಲ್ಲಿ ಹಿರಿದಾದ ವಸ್ತುವು ಕಿರಿದಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆಯುವ ಕಸುವು)

F = G (m1 x m2 / r2)

ಇಲ್ಲಿ, F = ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಿರುವ ಹಿರಿಸೆಳೆತದ ಕಸುವು, m1, m2 = ವಸ್ತುಗಳ ರಾಶಿಗಳು, r = ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವಣದ ದೂರ, G = ನೆಲೆಬೆಲೆ (Constant).

ಈಗ, ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಹೊರಟಿರುವ ಭೂಮಿಯ ರಾಶಿ ‘M’ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುವೊಂದರ ರಾಶಿ ’m’ ಅಂತಾ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಮೇಲಿನ ನ್ಯೂಟನ್ನರ ಕಟ್ಟಲೆಗಳನ್ನು ಹೀಗೆ ಹೊಂದಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು,

F = m x a = G (M x m / r2)
>> M = (a x r2)/G

ಈ ಮೇಲಿನ ನಂಟಿನಲ್ಲಿ ನಮಗೆ ಕೆಳಗಿನವುಗಳು ಗೊತ್ತಿರುವಂತವು,
i) a = g = 9.81 m/sec2

ಭೂಮಿಯ ಸೆಳೆತಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟ ವಸ್ತುವೊಂದರ ವೇಗವು ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 9.81 ಮೀಟರ್ನಷ್ಟು ಮಾರ್ಪಡುತ್ತದೆ (Acceleration due to gravity)

ii) G = 6.67 x 10-11  m3/(kg sec2)

ಈ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಕೆವೆಂಡಿಶ್ ಹೆನ್ರಿ ತಮ್ಮ ಅರಕೆಯಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದರು

iii) r = 6378000‍ ಮೀಟರ್ = ಭೂಮಿಯ  ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ನಡುವಣದವರೆಗೆ (Center) ಇರುವ ದೂರ = ಭೂಮಿಯ ದುಂಡಿ (Radius)

ಕಳೆದ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಹೇಗೆ ಅಳೆಯಲಾಯಿತು ಅಂತಾ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಿದ್ದೆವು (ದುಂಡಿ=ದುಂಡಗಲ/2, radius = diameter / 2)

ಆದುದರಿಂದ,
ಭೂಮಿಯ ರಾಶಿ = M = (a x r2)/G = (9.81 x 6378000‍ 2) / 6.67 x 10-11

= 5.98 x 1024 Kg

ಗೊತ್ತಾಯಿತಲ್ಲ, ಭೂಮಿಯ ತೂಕವನ್ನು (ರಾಶಿಯನ್ನು) ತಕ್ಕಡಿಯಿಲ್ಲದೇ ಹೇಗೆ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದಂತ !.

 

(ತಿಳಿವಿನ ಮತ್ತು ತಿಟ್ಟಗಳ ಸೆಲೆಗಳು: enchantedlearning, wikipedia.org, bbc.co.uk, cnx.org )

ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ಎಂಬ ಕಾಣದ ತುಣುಕುಗಳು

  By ,

– ಪ್ರಶಾಂತ ಸೊರಟೂರ.

1964, ಹೊಸಗಾಲದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ (modern physics) ಅಚ್ಚಳಿಯದ ಹೊತ್ತು. ಇಂಗ್ಲೆಂಡಿನ ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ (Peter Higgs) ತಮ್ಮ ಒಡ ಸಂಶೋಧಕರಾದ ರಾಬರ್ಟ್ ಬ್ರಾಟ್ (Robert Brout) ಮತ್ತು ಪ್ರಾಂಕ್ವಾಯ್ಸ್ ಎಂಗ್ಲರ್ಟ್ (François Englert) ಗಣಿತದ ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಅರಿವನ್ನು ಮುಂದಿಟ್ಟರು. ಅದೆಂದರೆ,

“ವಸ್ತುಗಳು ರಾಶಿಯನ್ನು (mass) ಪಡೆಯಲು ಕೆಲವು ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಏರ್ಪಡಿಸುವ ಬಯಲು ಕಾರಣವಾಗಿದ್ದು, ಈ ಬಯಲು (field) ಎಲ್ಲೆಡೆ ಹರಡಿಕೊಂಡಿದೆ.”

ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಣದ ಹಲವು ಆಗುಹೋಗುಗಳಲ್ಲಿ ರಾಶಿ (mass), ತೂಕ (weight) ತಮ್ಮದೇ ಆದ ಹಿರಿಮೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ವಸ್ತುಗಳ ನಡುವೆ ಉಂಟಾಗುವ ಸೆಳೆತದಿಂದಾಗಿ ’ತೂಕ’ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಅರಿತಿದ್ದರೂ, ವಸ್ತುಗಳು ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ? ಅನ್ನುವುದು ಕಗ್ಗಂಟಾಗಿಯೇ ಉಳಿದಿದ್ದ ವಿಷಯ. ಈ ಹಿನ್ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ ಅವರು ಮುಂದಿಟ್ಟ ಅರುಹು (hypothesis) ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಚರ್ಚೆಗೆ ಒಳಪಟ್ಟ, ಒಳಪಡುತ್ತಿರುವ ಅರಿವು ಎನ್ನಬಹುದು.

ಹಿಗ್ಸ್ ಅವರ ತಿಳಿವಿನ ಮಹತ್ವವನ್ನು ಮನಗಾಣುವ ಮುನ್ನ ಅಣುಗಳ ಒಳರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ತುಸು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ನಮಗೆ ಗೊತ್ತಿರುವಂತೆ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಸ್ತುವು ಕೋಟಿಗಟ್ಟಲೆ ಅಣುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿರುತ್ತದೆ. ಅಣುಗಳ ಒಳಹೊಕ್ಕಾಗ ಅದರಲ್ಲಿ ಇನ್ನು ಕಿರಿದಾದ ತುಣುಕುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಅಣುವಿನ ನಡುವಣದಲ್ಲಿ (nucleus) ಪ್ರೋಟಾನ್ ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಗಳ ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ದಾರಿಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ.

ಹೊಸಗಾಲದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಒಳರಚನೆಯು ಹಂತ-ಹಂತವಾಗಿ ಅರಿವಿಗೆ ಬಂತು ಎನ್ನಬಹುದು. ಮೊದ-ಮೊದಲಿಗೆ ಕೂಡುವಣಿಗಳು (Protons), ನೆಲೆವಣಿಗಳು (Neutrons) ಅಣುಗಳ ಕಿರಿದಾದ ಭಾಗಗಳಾಗಿದ್ದು, ಅವುಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಒಡೆಯಲು ಆಗುವುದಿಲ್ಲ ಅನ್ನುವಂತ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಇತ್ತು. ಅರಿಮೆ ಮುಂದುವರೆಯುತ್ತಾ, ಅವುಗಳು ಇನ್ನೂ ಕಿರಿದಾದ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಅನ್ನುವುದು ಗೊತ್ತಾಯಿತು.

ಕೂಡುವಣಿಗಳು ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳು ಹೊಂದಿರುವ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಕ್ವಾರ್ಕ್ಸ್ (Quarks) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಕಿರಿಗಳು ಇಲ್ಲವೇ ಕಿರಿವಣಿಗಳು ಅನ್ನೋಣ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೂಡುವಣಿ ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳಲ್ಲಿ ತಲಾ ಮೂರು ಕಿರಿವಣಿಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದಾಗ, ಕಳೆವಣಿಗಳ(Electrons) ರಾಶಿಯು ಕಿರುವಣಿಗಳಿಂದ ಕೂಡಿರುವ ಕೂಡುವಣಿಗಳು ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳ ರಾಶಿಗಳಿಗಿಂತ ಹಲವು ಪಟ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಇರುವುದು ಗೊತ್ತಾಯಿತು.

ಇನ್ನು, ಅಣುಗಳ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳ ನಡುವೆ ಏರ್ಪಡುವ ಬಲಗಳು ಎರಡು ಬಗೆಯವು. ಮೊದಲನೆಯದು, ನಡುವಣದಲ್ಲಿ ಹಲವು ಕೂಡುವಣಿಗಳನ್ನು, ನೆಲೆವಣಿಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡುವ ಗಟ್ಟಿ ಬಲ (strong force). ಎರಡನೆಯದು, ಕೂಡುವಣಿಗಳು ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ ನಡುವಿರುವ ಸಡಿಲ ಬಲ (weak force).

ರಾಶಿ ಹೊಂದಿರದ ಒಂದು ಬಗೆಯ ತುಣುಕುಗಳು ಏರ್ಪಡಿಸುವ ಬಯಲಿನಿಂದಾಗಿ ಗಟ್ಟಿಬಲವು ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ರಾಶಿಯಿರದ ಈ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಅಂಟುವಣಿಗಳು (gluons) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಅಂಟುವಣಿಗಳು ಕಿರಿವಣಿಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಅದೇ, ಸಡಿಲ ಬಲವು ನಡುವಣದಲ್ಲಿರುವ ಕೂಡುವಣಿಗಳ ಮತ್ತು ಅದರ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ಕಳೆವಣಿಗಳ ನಡುವೆ ಏರ್ಪಡುವ ಬಲ. ಈ ಬಲವು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ತುಣುಕುಗಳು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಬಯಲಿನಿಂದಾಗಿ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು W, Z ಗೇಜ್ ಬೋಸಾನ್ಸ್ (gauge bosons) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ.

ಸಡಿಲ ಬಲವನ್ನು ಏರ್ಪಡಿಸುವ W, Z ಗೇಜ್ ಬೋಸಾನ್ಸ್ ತುಣುಕುಗಳು ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ಬಿಡಿಸಲಾಗದ ಕಗ್ಗಂಟಿನಂತೆ ಕಾಡಿತು. ಈ ತುಣುಕುಗಳು ಕೂಡ ಗಟ್ಟಿಬಲವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಅಂಟುವಣಿಗಳಂತೆ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಾರದಲ್ಲ, ಇವ್ಯಾಕೇ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ? ಮುಂದುವರೆಯುತ್ತಾ, ಎಲ್ಲ ಕಿರು ತುಣುಕುಗಳು, ಅಣುಗಳು, ವಸ್ತುಗಳು ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಹೊಂದುತ್ತವೆ? ಅನ್ನುವಂತ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರ (physicist) ತಲೆ ಕೊರೆಯತೊಡಗಿದವು. ಈ ಕಗ್ಗಂಟನ್ನು ಬಿಡಿಸುವತ್ತ ಇಟ್ಟ ಹೆಜ್ಜೆಯೇ ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ ತಮ್ಮ ಒಡ ಅರಕೆಗಾರರೊಂದಿಗೆ ಮುಂದಿಟ್ಟ ಹಿಗ್ಸ್ ನಡಾವಳಿ (Higgs mechanism) ಎಂಬ ಅರುಹು (hypothesis).

ಹಿಗ್ಸ್ ನಡಾವಳಿಯ ಪ್ರಕಾರ,

“ಜಗದೆಲ್ಲೆಡೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅರಿವಿಗೆ ಎಟುಕದಂತಹ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬಗೆಯ ತುಣುಕುಗಳು ಹರಡಿಕೊಂಡಿವೆ. ಈ ತುಣುಕುಗಳು ಏರ್ಪಡಿಸುವ ಬಯಲಿನಿಂದಾಗಿ W, Z ಗೇಜ್ ಬೋಸಾನ್ಸ್ ತುಣುಕುಗಳು ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದುವಂತಾಗಿದೆ. ಇದೇ ತುಣುಕುಗಳು ಅಣುವೊಂದರ ಕಳೆವಣಿಗಳು, ಕೂಡುವಣಿಗಳು ನೆಲೆವಣಿಗಳು ಮತ್ತು ಒಟ್ಟುನೋಟದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವೊಂದು ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಲು ಕಾರಣವಾಗಿವೆ.

ಈ ತುಣುಕುಗಳು ಏರ್ಪಡಿಸುವ ಬಯಲಿಗೆ ಯಾವ ವಸ್ತುವು ಹೆಚ್ಚು ತಡೆಯನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತದೋ ಆ ವಸ್ತು ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಅದೇ, ಈ ಬಯಲಿಗೆ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ತಡೆಯನ್ನು ಒಡ್ಡುವ ವಸ್ತುಗಳ ರಾಶಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಯಲಿಗೆ ತಡೆಯೊಡ್ಡದ ವಸ್ತುಗಳು ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ.”

ಈ ಅರಿಮೆಯನ್ನು ಒಂದು ಹೋಲಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸೋಣ. ಕೆರೆಯೊಂದರಲ್ಲಿ ನೀರಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ತಡೆಯನ್ನು ಒಡ್ದದೆ ಮೀನು ಸುಳುವಾಗಿ ಈಜಬಲ್ಲದು ಅದೇ ಮನುಷ್ಯರು ನೀರಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ತಡೆಯನ್ನು ಒಡ್ಡುವುದರಿಂದ ಈಜಲು ಹೆಚ್ಚು ಶ್ರಮ ಪಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಕಣಗಳು ತನ್ನ ಸುತ್ತ ಬಯಲೊಂದನ್ನು ಏರ್ಪಡಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಬಯಲಿಗೆ ಮೀನು ಕಡಿಮೆ ತಡೆಯನ್ನು ಒಡ್ದುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮನುಷ್ಯರು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಡೆಯನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತಾರೆ. ಇದನ್ನು ಹಿಗ್ಸ್ ನಡಾವಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ, ನೀರಿನ ಕಣಗಳಂತೆ ಹಿಗ್ಸ್ ಕಣಗಳು ಬಯಲೊಂದನ್ನು ಏರ್ಪಡಿಸಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಬಯಲಿಗೆ ಕೆಲವೊಂದು ವಸ್ತುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಡೆಯೊಡ್ಡುತ್ತವೆ ಅಂತಹ ವಸ್ತುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಅದೇ ಕೆಲವು ವಸ್ತುಗಳು ಕಡಿಮೆ ತಡೆಯನ್ನು ಒಡ್ಡುವುದರಿಂದ ಕಡಿಮೆ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದುತ್ತವೆ.

ಹಿಗ್ಸ್ ನಡಾವಳಿಯನ್ನು ತಿಳಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೀಡುವ ಇನ್ನೊಂದು ಹೋಲಿಕೆ ಎಂದರೆ ಜನಸಂದಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಲುಕಿದ ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರ-1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಜನಸಂದಣಿಯಿರುವ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮವೊಂದಕ್ಕೆ ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ ಬರುತ್ತಾರೆ ಅಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಆಗ ಅವರು ಸಾಗುವ ದಾರಿಯಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರ -2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಮಂದಿ ಅವರ ಸುತ್ತ ಮುತ್ತಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಾರೆ. ಅದೇ ಈ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮಕ್ಕೆ  ಅಶ್ಟೇನು ಹೆಸರು ಗಳಿಸಿರದ ಜಾನ್ ಎಂಬುವರು ಬಂದರೆ ಅವರ ಪರಿಚಯದ ಕೆಲವರಷ್ಟೇ ಅವರನ್ನು ಸುತ್ತುವರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಈ ಹೋಲಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಜನಸಂದಣಿಯನ್ನು ಹಿಗ್ಸ್ ಬಯಲು ಮತ್ತು ಜನರನ್ನು ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ ತುಣುಕುಗಳು ಎಂದುಕೊಂಡರೆ ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ ಮುಂದೆ ಸಾಗಲು ಜನಸಂದಣಿಯಿಂದ ಅಂದರೆ ಹಿಗ್ಸ್ ಬಯಲಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ತಡೆತಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತಾರೆ. ಮೇಲೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಂತೆ ಹೆಚ್ಚು ತಡೆಗೆ ಒಳ್ಳಪಟ್ಟಿರುವ ವಸ್ತು ಹೆಚ್ಚು ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದುತ್ತದೆ. ಅದೇ, ಕಡಿಮೆ ತಡೆತಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟ ಜಾನ್ ಕಡಿಮೆ ರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದುತ್ತಾರೆ.

ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ ಗೆಳೆಯರ ಬಳಗ ಮುಂದಿಟ್ಟ ಹಿಗ್ಸ್ ನಡಾವಳಿಯ ಅರುಹು ಇರುವರಿಗರಲ್ಲಿ ಸಾಕಷ್ಟು ಚರ್ಚೆಗೆ ಒಳಪಟ್ಟಿತು. ಇದು ಹೀಗೆ ಆಗಿರಲಿಕ್ಕಿಲ್ಲ ಅಂತಾ ಕೆಲವರೆಂದರೆ, ಗಣಿತದ ನೆಲೆಯಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವುದರಿಂದ ಹಿಗ್ಸ್ ನಡಾವಳಿ ನಿಜವಿರಬಹುದು ಅಂತಾ ಇನ್ನು ಹಲವರೆಂದರು.

ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ರಾಶಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಿದ ಆ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಮುಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್ (Higgs boson) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಯಿತು. ಕಾಣದಂತೆ ಜಗದೆಲ್ಲೆಡೆ ಹರಡಿರಬಹುದಾದ ಈ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಕೆಲವರು ದೇವರ ಕಣಗಳು (god’s particles) ಎಂದು ಕರೆದರು. ಆದರೆ ಈ ಹೆಸರು ಪೀಟರ್ ಹಿಗ್ಸ್ ಸೇರಿಸಿ ಹಲವು ಅರಿಗರಿಗೆ ಹಿಡಿಸದಿದ್ದ ಕಾರಣ, ’ಹಿಗ್ಸ್ ಬೋಸಾನ್’ ಎಂಬ ಹೆಸರೇ ಹೆಚ್ಚು ಬಳಕೆಗೆ ಬಂತು.

ಮಾಹಿತಿ: ಸತ್ಯೇಂದ್ರ ಬೋಸ್ ಅವರು ಕಿರುತುಣುಕುಗಳ ಕುರಿತು ಹೊಮ್ಮಿಸಿದ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ನೆನೆಯಲು, ಬಲವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಅವರ ಹೆಸರಿನಲ್ಲಿ ಬೋಸಾನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

(ಚಿತ್ರಮತ್ತು ತಿಳುವಳಿಕೆಯ ಮಾಹಿತಿಗಳು: ವಿಕಿಪೀಡಿಯಾ, ಯುಟ್ಯೂಬ್ ಓಡುತಿಟ್ಟಗಳು, relevancy22.blogspot.com, boldimagination.hubpages.com, cds.cern.ch)

http://www.whoinventedfirst.com/who-discovered-the-atom/