Category: ಹೊಸಗಾಲದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ (modern physics)

ಜಿ-ಕ್ಯಾನ್ಸ್: ನೆರೆಗೊಂದು ಬಗೆಹರಿಕೆ

  By , , ,

– ರತೀಶ ರತ್ನಾಕರ.

G-Cans-9003

ನೆಲನಡುಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ನೆರೆಯಂತಹ ಪ್ರಕೃತಿ ವಿಕೋಪಗಳು ಜಪಾನ್ ನಾಡಿಗೆ ಹೊಸದೇನಲ್ಲ. ಇಂತಹ ಹಲವಾರು ಆಪತ್ತುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಲು ಅಲ್ಲಿನ ಮಂದಿ ಎಂದಿಗೂ ಅಣಿಯಾಗಿರುತ್ತಾರೆ. ಇಂತಹ ಆಪತ್ತುಗಳಿಂದ ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅವರು ಅರಿಮೆಯ ಮೊರೆಹೋಗಿ, ಅದರ ಆಧಾರದ  ಮೇಲೆ ತಮ್ಮ ಮನೆ ಹಾಗು ಊರುಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಇಂತಹದ್ದೇ ಒಂದು ಹಮ್ಮುಗೆಗಳಲ್ಲಿ ಜಿ-ಕ್ಯಾನ್ಸ್ ಹಮ್ಮುಗೆಯೂ ಒಂದು. ಜಪಾನಿನ ರಾಜಧಾನಿ ಟೋಕಿಯೋ ನಗರವನ್ನು ನೆರೆಯಿಂದ ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಹಾಕಿಕೊಂಡ ಹಮ್ಮುಗೆಯೇ ಜಿ-ಕ್ಯಾನ್ಸ್ (G-Cans). ಇದು ನೆರೆಯಿಂದ ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಇರುವ ಹಮ್ಮುಗೆಗಳಲ್ಲಿ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿಯೇ ಅತಿ ದೊಡ್ಡ ಹಮ್ಮುಗೆಯಾಗಿದೆ.

ಟೋಕಿಯೋ ನಗರವು ಹಲವಾರು ನದಿಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ, ಮಳೆಯು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಈ ನದಿಗಳಲ್ಲಿ ನೆರೆ ಬಂದು ಟೋಕಿಯೋ ನಗರಕ್ಕೆ ತೊಂದರೆಯಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಇದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲೆಂದೇ ಜಿ-ಕ್ಯಾನ್ಸ್ ಹಮ್ಮುಗೆಯನ್ನು ಕಯ್ಗೆತ್ತಿಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. ಇದನ್ನು ಮೆಟ್ರೋಪಾಲಿಟನ್ ಏರಿಯಾ ಅವ್ಟರ್ ಅಂಡರ್ ಗ್ರವ್‍ಂಡ್ ಡಿಸ್‍ಚಾರ್‍ಜ್ ಚಾನೆಲ್ (Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel) ಎಂದು ಕೂಡ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಈ ಹಮ್ಮುಗೆಯಲ್ಲಿ ನದಿಯಿಂದ ಬರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ನೀರನ್ನು ಉರುಳೆ ಆಕಾರವಿರುವ ಅಯ್ದು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಹೆಗ್ಗಂಬ(silos)ಗಳು ಮತ್ತು ಸುರಂಗದ ನೆರವಿನಿಂದ ಟೋಕಿಯೋ ನಗರದ ಹೊರಕ್ಕೆ ಕಳುಹಿಸಲಾಗುವುದು. ನೀರನ್ನು ಟೋಕಿಯೋ ನಗರದಿಂದ 30 ಕಿ. ಮೀ ದೂರವಿರುವ ಕಸುಕಾಬೆ ನಗರದ ಬಳಿ ಇರುವ ಎಡೊಗೊವಾ ನದಿಗೆ ಹರಿಸಲಾಗುವುದು. ಬನ್ನಿ ಇದನ್ನು ಹೇಗೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತಿಳಿಯೋಣ.

l_tecb130312

ಟೋಕಿಯೋದಲ್ಲಿ ಬರುವ ನೆರೆಯ ನೀರನ್ನು ಸುರಂಗಕ್ಕೆ ತಲುಪಿಸಲು ನಗರದ ಅಯ್ದು ಕಡೆಗಳಲ್ಲಿ ಉರುಳೆ ಆಕಾರಾದ ಹೆಗ್ಗಂಬಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟಲಾಗಿದೆ. ಒಂದೊಂದು ಹೆಗ್ಗಂಬ 65 ಮೀ. ಎತ್ತರ ಮತ್ತು 32 ಮೀ. ಅಡ್ಡಗಲವಿದೆ. ಈ ಹೆಗ್ಗಂಬದ ತುದಿಗಳು ನೆಲದಿಂದ ಕೆಲವೇ ಮೀಟರುಗಳಷ್ಟು ಎತ್ತರವಿದ್ದು ಉಳಿದ ಭಾಗವೆಲ್ಲ ನೆಲದ ಅಡಿಗೆ ಹೋಗಿರುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದಂತೆ ಹೆಗ್ಗಂಬಗಳ ನಡುವೆ ಸುರಂಗವಿದೆ. ಈ ಸುರಂಗದ ಅಡ್ಡಳತೆ 10.6 ಮೀ ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಈ ಸುರಂಗವು ನೆಲದಿಂದ ಮೇಲಿಂದ 50 ಮೀಟರ್ ನಷ್ಟು ಆಳಕ್ಕೆ ಇದೆ. ಹೀಗೆ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕಡೆಗಳಲ್ಲಿರುವ ಅಯ್ದು ಹೆಗ್ಗಂಬಗಳು ಸುರಂಗದಿಂದ ಕೂಡಿಕೊಂಡು ಒಟ್ಟು 6 ಕಿಲೋ ಮೀಟರ್ ನಷ್ಟು ಉದ್ದಕ್ಕೆ ಹರಡಿಕೊಂಡಿದೆ.

gcans4_1024x683

ಈ ಸುರಂಗ ಹಾಗು ಹೆಗ್ಗಂಬದ ಕೊನೆಗೆ ದೊಡ್ಡದೊಂದು ನೀರಿನ ತೊಟ್ಟಿಯನ್ನು ನೆಲದೊಳಗೆ ಕಟ್ಟಲಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ದಿ ಟೆಂಪಲ್ (The Temple) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಇದು ಕೇವಲ 25.4 ಮೀ ಎತ್ತರವಿದೆ ಆದರೆ ಇದರ ಉದ್ದ ಸುಮಾರು 177 ಮೀ. ಮತ್ತು ಅಗಲ 78 ಮೀ. ಇದೆ. ಇಷ್ಟು ದೊಡ್ಡ ನೀರಿನ ತೊಟ್ಟಿಯ ನಡುವೆ ಆನಿಕೆಗಾಗಿ (support) ಸುಮಾರು 59 ಕಂಬಗಳನ್ನು (20 ಮೀ. ಉದ್ದ) ಕಟ್ಟಲಾಗಿದೆ.

ಇದು ಹೇಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ?

ಟೋಕಿಯೋ ನಗರದ ಸುತ್ತಮುತ್ತ ಮಳೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ನದಿಗಳಲ್ಲಿ ನೆರೆ ಬಂದಾಗ, ನದಿಯು ತುಂಬಿ ಹೆಚ್ಚಾದ ನೀರನ್ನು ಹೆಗ್ಗಂಬಗಳ ಮೇಲ್ತುದಿಯ ಕಡೆಗೆ ಸಾಗಿ

ಸುವ ಏರ್ಪಾಡನ್ನು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಈ ಹೆಗ್ಗಂಬಗಳ ತಳದಲ್ಲಿ ನದಿಯ ನೀರು ತುಂಬಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ, ತುಂಬಿಕೊಂಡ ನೀರು ಸುರಂಗದ ಮೂಲಕ ಮತ್ತೊಂದು ಹೆಗ್ಗಂಬವನ್ನು ಸೇರುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಮುಂದುವರಿದು ಹೆಚ್ಚಿನ ನೀರು ಸುರಂಗದ ಮೂಲಕ ಕೊನೆಯ ಹೆಗ್ಗಂಬದಲ್ಲಿ ತುಂಬಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಕೊನೆಯ ಹೆಗ್ಗಂಬದಿಂದ ನೀರು ಮುಂದುವರಿದು ದೊಡ್ಡ ನೀರಿನ ತೊಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ತುಂಬಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಈ ದೊಡ್ಡ ನೀರಿನ ತೊಟ್ಟಿಗೆ 10 ಮೆಗಾ ವ್ಯಾಟ್ ಹುರುಪಿರುವ 78 ನೀರೆತ್ತುಕ (water pump)ಗಳನ್ನು ಮತ್ತು 14000 ಎಚ್ ಪಿ ಹುರುಪುಳ್ಳ ಟರ್ಬೈನ್ ಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದರ ನೆರವಿನಿಂದ 200 ಟನ್ ನೀರನ್ನು ಒಂದು ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ನೀರಿನ ತೊಟ್ಟಿಯಿಂದ ಎತ್ತಿ ಹೊರ ಹಾಕಬಹುದಾಗಿದೆ. ಹೀಗೆ ಹೊರಗೆತ್ತುವ ನೀರನ್ನು ಎಡೊಗೊವಾ ನದಿಗೆ ಬಿಡಲಾಗುವುದು. ಟೋಕಿಯೋ ನಗರವು ಎಡಗೋವಾ ನದಿಗಿಂತ ಎತ್ತರದ ಬಾಗದಲ್ಲಿದೆ, ಮತ್ತು ಎಡೊಗೊವಾ ನದಿಯು ಕಡಲಿಗೆ ಹತ್ತಿರವಾಗಿದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಎಡಗೋವಾ ನದಿಗೆ ಹರಿಸುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ನೀರಿನಿಂದ ಟೋಕಿಯೋ ನಗರಕ್ಕಾಗಲಿ ಇಲ್ಲವೇ ಆ ನದಿಯ ದಡದಲ್ಲಿರುವ ಬೇರೆ ನಗರಗಳಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅಲ್ಲದೇ ನೀರಿನ ಹರಿವನ್ನು ಗಮನಿಸಲು ಮತ್ತು ಹತೋಟಿಯಲ್ಲಿಡಲು ಒಂದು ಹತೋಟಿ ಕೋಣೆ (control room) ಕೂಡ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿರುತ್ತದೆ.

tokyo-underground-temple-6

ಈ ಹಮ್ಮುಗೆಗೆ ಬೇಕಾದ ನೆಲದಡಿಯ ಕಾಲುವೆಯನ್ನು ‘ಕಾಪಿಡುವ ಸುರಂಗ ಕಟ್ಟುವ ಚಳಕ‘ (Shield Tunneling Technology)ವನ್ನು ಬಳಸಿ ಕಟ್ಟಲಾಗಿದೆ. ಈ ಚಳಕದಲ್ಲಿ, ಮೊದಲು ಗಟ್ಟಿಯಾದ, ಬಲಪಡಿಸುವಂತಹ ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ನೆಲಕ್ಕೆ ತಳ್ಳಿ ಒಂದು ಚೌಕಟ್ಟನ್ನು ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುವುದು. ಈ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನಡುವಿನ ಮಣ್ಣನ್ನು ತೆಗೆದು ಸುರಂಗ ಇಲ್ಲವೆ ಹೆಗ್ಗಂಬ ಕಟ್ಟುವ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲಾಗುವುದು. ಸುತ್ತಲಿನ ಮಣ್ಣು ಜಾರದಂತೆ ಈ ಚೌಕಟ್ಟು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಚೌಕಟ್ಟನ್ನು ಕಟ್ಟಿಕೊಂಡು ನೆಲವನ್ನು ಅಗೆಯುತ್ತಾ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸಲಾಗುವುದು.

ಹೀಗೆ, ನೆರೆಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿದ್ದ ಟೋಕಿಯೋ ನಗರವನ್ನು ಕಾಪಾಡಲು ನೆರೆಯ ನೀರನ್ನು ಕೂಡಿಹಾಕಿ, ನೆಲದಡಿಗೆ ಕಳುಹಿಸಿ, ಸುರಂಗದ ಮೂಲಕ ಟೋಕಿಯೋ ನಗರವನ್ನು ದಾಟಿಸಿ, ದೂರದ, ತೊಂದರೆಗೊಳಗಾಗದ ಜಾಗವಾದ ಎಡೊಗೊವಾ ನದಿಗೆ ತಲುಪಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಹಮ್ಮುಗೆಯನ್ನು 1992 ರಿಂದ 2009 ರವರೆ ಅಂದರೆ ಸುಮಾರು 17 ವರುಶಗಳ ಕಾಲ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಮುಗಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇನ್ನು ಮಳೆಗಾಲವಲ್ಲದ ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಈ ಹಮ್ಮುಗೆಯು ಪ್ರವಾಸಿ ತಾಣವಾಗಿ ಮಾರ್‍ಪಡುತ್ತದೆ. ಹೆಗ್ಗಂಬಗಳಲ್ಲಿರುವ ಮೆಟ್ಟಿಲುಗಳ ಮೂಲಕ ಕೆಳಗಿಳಿದು ಸುರಂಗ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ನೀರಿನ ತೊಟ್ಟಿಯನ್ನೆಲ್ಲಾ ನೋಡಿಕೊಂಡು ಬರಬಹುದು.

(ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ ಮೂಲ: interestingengineering.com g-cans)

ಎಲ್ಲೆ ದಾಟಿದ ವೋಯಜರ್ – 1

  By , , ,

– ಪ್ರಶಾಂತ ಸೊರಟೂರ.

ಚಿತ್ರ: ವೋಯಜರ್ – 1

12.09.2013, ಅಮೇರಿಕಾ ಕಳುಹಿಸಿದ ಬಾನಬಂಡಿ (space craft) ವೋಯಜರ್–1 ಮೊಟ್ಟಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ನೇಸರ-ಕೂಟದ (solar system) ಎಲ್ಲೆ ದಾಟುವ ಮೂಲಕ ಮಾನವರು ಮಾಡಿದ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತು ಅನ್ನುವ ಹೆಗ್ಗಳಿಕೆಯನ್ನು ತನ್ನತಾಗಿಸಿಕೊಂಡಿತು.

ಸೆಪ್ಟೆಂಬರ್ 2023 ಕ್ಕೆ ನೇಸರನಿಂದ ವೋಯಜರ್ – 1 ರ ದೂರ 161 AU ಅಂದರೆ ಸುಮಾರು 24 ಬಿಲಿಯನ್ ಕಿಲೋ ಮೀಟರಗಳಷ್ಟು! ನೇಸರ ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಭೂಮಿಗೆ ಇರುವ ದೂರವನ್ನು 1 ಬಾನಳತೆ ಇಲ್ಲವೇ ಅಸ್ಟ್ರೋನಾಮಿಕಲ್ ಯುನಿಟ್ (Astronomical Unit – AU) ಅಂತ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಅಂದರೆ ನಮ್ಮಿಂದ ನೇಸರಕ್ಕೆ ಇರುವ ದೂರದ ಸರಿಸುಮಾರು 161 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ದೂರದಲ್ಲಿ ವೋಯಜರ್ ಈಗ ಸಾಗುತ್ತಿದೆ.

ನೇಸರನ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ 8 ಗ್ರಹಗಳು (planets) ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸ್ಯಾಟಲೈಟ್ ಗಳನ್ನ ಒಳಗೊಂಡ ಏರ್ಪಾಟಿಗೆ ‘ನೇಸರ-ಕೂಟ’ (Solar System) ಅಂತ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೇಸರನ ಒಂಬತ್ತನೇ ಗ್ರಹ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗಿದ್ದ ಪ್ಲೂಟೋವನ್ನು 2006 ರಲ್ಲಿ ಪಟ್ಟಿಯಿಂದ ಹೊರಗಿಡಲಾಯಿತು ಹಾಗಾಗಿ ನೇಸರ ಕೂಟದಲ್ಲಿ ಇದೀಗ 8 ಗ್ರಹಗಳನ್ನಷ್ಟೇ ಎಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇವೆಲ್ಲವುಗಳನ್ನು ದಾಟಿಕೊಂಡು ವೋಯಜರ್–1 ಮುನ್ನಡೆಯುತ್ತಿದೆ.

ವೋಯಜರ್ – 1 ಇಂದಿಗೆ ಸಾಗಿದ ದೂರ ಹಾಗು ಬಾನಿನ 3D ನೋಟವನ್ನು ನಾಸಾ ಮಿಂದಾಣನದಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು, ಕೆಳಗಿನ ಕೊಂಡಿಯನ್ನು ಒತ್ತಿ.

 ವೋಯಜರ್ – 1 ಸಾಗಿದ ದೂರ

ಸಪ್ಟಂಬರ್ 5, 1977 ರಂದು ಅಮೇರಿಕಾದ ಬಾನರಿಮೆಯ ಕೂಟ ನಾಸಾ (NASA), ನೇಸರಕೂಟದ ಆಚೆಗಿನ ಮಾಹಿತಿಗಳನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ವೋಯಜರ್–1 (Voyager-1) ಬಾನಬಂಡಿಯನ್ನು ಹಾರಿಸಿತ್ತು. ಬಾನ ತೆರವು (space) ತಲುಪಿದ ಮೇಲೆ 1979 ರಲ್ಲಿ ಗುರುವಿನ ಏರ್ಪಾಟು (Jovian system) ಮತ್ತು 1980 ರಲ್ಲಿ ಶನಿಯ ಏರ್ಪಾಟಿನ (Saturnine system) ಕುರಿತು ಹಲವಾರು ವಿಷಯಗಳನ್ನು ವೋಯಜರ್–1 ತಿಳಿಸಿಕೊಟ್ಟಿತ್ತು.

ವೋಯಜರ್ – 1 ತೆಗೆದ ಗುರು ಮತ್ತು ಶನಿಯ ಚಿತ್ರಗಳು

        

 ವೋಯಜರ್ – ಏರ್ಪಾಟುಗಳು.

ಬಾನಾಡಿರುವಿನಲ್ಲಿ (ಸ್ಪೇಸ್) ದೊರೆಯುವ ಮಾಹಿತಿಗಳನ್ನು ಕಲೆಹಾಕಲು ವೋಯಜರ್–1 ಹಲವು ಬಗೆಯ ಸಲಕರಣೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು ಕ್ಯಾಮೆರಾಗಳ ಏರ್ಪಾಟು, ಸುತ್ತಣದ ಗುಣಗಳನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಲು ನೆರವಾಗುವು ರೆಡಿಯೋ ಅಲೆಗಳ ಸಲಕರಣೆಗಳು, ಸೆಳೆತದ ಹರವನ್ನು (magnetic field) ಅಳೆಯುವ ಸೆಳೆಯಳಕಗಳು (magnetometers), ಸಲಕರಣೆಗಳನ್ನು ಹಿಡಿತದಲ್ಲಿಡುವ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಮುಂತಾದವುಗಳನ್ನು ವೋಯಜರ್ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಸಲಕರಣೆಗಳಿಗೆ ಕಸುವು ನೀಡಲು ವೋಯಜರಿನಲ್ಲಿ ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮ್-238 ಆಕ್ಸಾಯಡ್ಸನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿವೆ.

ವೋಯಜರ್ – 1 ರ 3D ಚಿತ್ರಣ

ಬಾನಾಚೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತಿರುವ ವೋಯಜರ್–1 ಬಾನಬಂಡಿಗೆ ಯಾವುದಾದರೂ (ಯಾರಾದರೂ!) ಜಾಣ್ಮೆ, ತಿಳುವಳಿಕೆ ಹೊಂದಿದ ಜೀವಿಗಳು ಎದುರಾದರೆ ನಮ್ಮ ಕುರಿತು, ನಾವಿರುವ ನೆಲದ ಕುರಿತು ತಿಳಿಸಿಕೊಡಲು ಮೇಲಿನ ಸಲಕರಣೆಗಳ ಜೊತೆಗೆ ಚಿನ್ನದ ಹೊದಿಕೆಯಿರುವ ಅಡಕತಟ್ಟೆಯೊಂದನ್ನು ಇರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಅಡಕತಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ನೆಲದ ತಿಟ್ಟಗಳು, ಜೀವಿಗಳ ಬದುಕು, ಅರಿಮೆಯ ಹಲವಾರು ವಿಷಯಗಳು, ಮುಂದಾಳುಗಳ ಹಾರಯ್ಕೆಗಳು ಅಡಕಗೊಂಡಿವೆ. ’ನೆಲದ ದನಿಗಳು’ (sounds of earth) ಎಂದು ಹೆಸರಿಟ್ಟಿರುವ ಕಡತದಲ್ಲಿ ತಿಮಿಂಗಲಿನ ಕೂಗಾಟ, ಮಗುವಿನ ಅಳುವು, ಕಡಲ ತೆರೆಗಳ ಅಪ್ಪಳಿಸುವ ದನಿ ಮತ್ತು ಹಲವು ಬಗೆಯ ಇನಿತದ (music) ಕಟ್ಟುಗಳಿವೆ.

1977 ಕ್ಕಿಂತ ಮುಂಚೆಯೇ ಬಾನಿನಲ್ಲಿ ತೇಲಿದ ವೋಯಜರ್–1, ತನಗೊಪ್ಪಿಸಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಕೊರತೆಯಿಲ್ಲದಂತೆ ಮಾಡಿ ತೋರಿಸಿದೆ. ಇಷ್ಟು ವರುಷಗಳ ಬಳಿಕವೂ, ಅಷ್ಟೊಂದು ದೂರ ಸಾಗಿದರೂ ನಮ್ಮೊಡನೆ ಒಡನಾಡುತ್ತಿರುವ ವೋಯಜರ್, ಅರಿಮೆಯ ಹಿರಿಮೆಯನ್ನು ಎತ್ತಿ ತೋರಿಸುತ್ತಿದೆ.

2025 ಕ್ಕೆ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಕಸುವು ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುವದರಿಂದ ವೋಯೋಜರ್–1, ಭೂಮಿಯ ಒಡನಾಟವನ್ನು ಕಡಿದುಕೊಳ್ಳುತ್ತ ಕೊನೆಯಿರದ ಬಾನಂಗಳದಲ್ಲಿ ಕಣ್ಮರೆಯಾಗಲಿದೆ.

ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ ಸೆಲೆ: ನಾಸಾ

 

ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯಿಂದ ಮಿಂಚು – ಸವಾಲುಗಳೇನು?

  By , , ,

– ರಘುನಂದನ್.

ಹಿಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಅಣುಕೂಡಿಕೆಯಿಂದ ಮಿಂಚನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಬಗೆಯನ್ನು ತಿಳಿದೆವು. ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯ ಹೊಲಬಿನಿಂದ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ತೊಂದರೆಯಿಲ್ಲ(environmental friendly). ಬೂದಿ(ash), ಇಂಗಾಲ (carbon), ಹೊಗೆ(smoke), ಕೊಳಕು ನೀರು(polluted water) ಮತ್ತು ಕೆಟ್ಟಗಾಳಿ ಇಂತಹ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿಯಿಲ್ಲ, ಆದರೂ ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯಿಂದ ನಾವು ಮಿಂಚನ್ನು ಯಾಕೆ ಬಳಸುತ್ತಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಯೋಣ.

ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯನ್ನು ಯಾಕೆ ನಾವು ಯಾಕೆ ಬಳಸುತ್ತಿಲ್ಲ?

1. ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಡ್ಯೂಟಿರಿಯಮ್-ಟ್ರೈಶಿಯಮ್ ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಕೂಡಬೇಕಾದರೆ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚು ಕಾವಳತೆ (Temperature) ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ 100 ಮಿಲಿಯ ಡಿಗ್ರಿಗಳಷ್ಟು (100 million degree centigrade). ಹೆಚ್ಚು ಹರವು ಮತ್ತು ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಅಷ್ಟು ಕಾವಳತೆ ಹೇಗೆ ಉಂಟು ಮಾಡಬಹುದೆಂಬುದು ಇನ್ನೂ ಗೊತ್ತಿಲ್ಲ, ನೇಸರನಲ್ಲಿ ಈ ಮಟ್ಟದ ಕಾವಳತೆ ಕಾಣಬಹುದು. ಅಲ್ಲಿ ಕೂಡ ಇದೇ ಅಣು ಕೂಡಿಕೆ ನಡೆಯುತ್ತಿದ್ದು ನಮಗೆ ದಿನಾಲು ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಹುರುಪು ನೇಸರನಿಂದ ದೊರಕುತ್ತಿರುವುದು ಇದೇ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ. ಅದರಿಂದ ಗಿಡ ಮರಗಳು ಬದುಕುತ್ತಿವೆ. ನಾವು ಬೆಳೆಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯುತ್ತಿದ್ದೇವೆ. ಅದೇ ಮನುಷ್ಯರಿಗೆ ಊಟ ದೊರಕಿಸುತ್ತಿದೆ. ಈ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಜೀವಿಗಳು ಇರುವುದೇ ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯಿಂದ ಬರುವ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಹುರುಪಿನಿಂದ ಎಂದು ಹೇಳಬಹುದು.

2. ಅಷ್ಟು ಕಾವಳತೆಯನ್ನು(Temperature) ಉಂಟುಮಾಡಿದೆವು ಎಂದು ಇಟ್ಟುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಆಗ ಅದನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬಹುದಾದ ವಸ್ತು ಯಾವುದಾದರು ಇದೆಯೇ? ಏಕೆಂದರೆ ಬರಿಯ ಮೂರು ಸಾವಿರ ಡಿಗ್ರಿಗಳಿಗಷ್ಟೇ ಎಲ್ಲಾ ಗೊತ್ತಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ಕರಗಿ ಹೋಗುತ್ತವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಬಗೆಹರಿಕೆ ಎಂದರೆ ಡ್ಯೂಟಿರಿಯಮ್-ಟ್ರೈಶಿಯಮ್ ಬೆರಕೆಯನ್ನು ಸೆಳೆ-ಸುರುಳಿಗಳ(magnetic coils) ಮೂಲಕ ಎರಕದ ಇರವಿನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಬಹುದೇ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಯೋಚಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಹಾಗಾದಾಗ ಹೆಚ್ಚು ಕಾದ ಭಾಗಗಳು ಸುತ್ತಲಿನ ವಸ್ತುವಿಗೆ ತಾಕದಂತೆ ನೋಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಈ ಬಗೆಯ ಏರ್ಪಾಟಿಗೆ ಟೋಕಾಮಾಕ್ (Tokamak) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಟೋಕಾಮಾಕಿನಲ್ಲಿ ಬಿಡಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುಗಳು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ/ಎರಕದ ಇರವಿನಲ್ಲಿ(molten state/plasma) ಇರುವುದರಿಂದ ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದಾಗ ಹೀಲಿಯಮ್ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಅದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಬಿಸಿ ಕಾವಿನಿಂದ ಮಿಂಚು / ವಿದ್ಯುತ್ ಅನ್ನು ಹುಟ್ಟುಹಾಕಬಹುದು.

ಅಮೇರಿಕಾದ ದೊಡ್ಡ ಕಂಪೆನಿಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಲಾಕ್‌ಹೀಡ್ ಮಾರ್ಟಿನ್ (Lockheed Martin) ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯ ಕುರಿತಾಗಿ ಸುದ್ದಿಯೊಂದನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿದೆ. ಲಾಕ್‌ಹೀಡ್ ಮಾರ್ಟಿನ್ ನ ತಾಮಸ್ ಮೆಗ್ವೈರ್ ಕಳೆದ ತಿಂಗಳಿನ ಸುದ್ದಿಕೂಟದಲ್ಲಿ ಹೀಗೆ ಹೇಳಿದ್ದಾರೆ –

“ಹೊಸ ಅಣುವಿನ ಶಕೆಯೊಂದನ್ನು ಮೊದಲು ಮಾಡೋಣ. ಪ್ರಪಂಚಕ್ಕೆ ಹಸನಾದ ಹುರುಪನ್ನು ಕೊಡುವುದು ನಮ್ಮ ಮುಂದಿನ ಗುರಿಯಾಗಿದೆ”.

ಈ ಚಳಕದರಿಮೆಯ ಮೂಲಕ ಮಿಂಚನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಲಾಕ್‌ಹೀಡ್ ಮಾರ್ಟಿನ್ ಹೇಳಿಕೊಂಡಿದೆ. ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅರಿಮೆಯ ಕೂಟಗಳಲ್ಲಿ (scientific circles) ಈ ಸುದ್ದಿ ಸಾಕಷ್ಟು ಚರ್ಚೆಗಳನ್ನು ಹುಟ್ಟುಹಾಕಿದೆ. ತಾಮಸ್ ಮೆಗ್ವೈರ್ ಪ್ರಕಾರ ಟೋಕಾಮಾಕ್‌ಗಳ ಒಳಗೆ ಇರುವ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ/ಎರಕದ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಾದರೆ ಅದರ ಸುತ್ತಲಿನ ವಸ್ತುವಿಗೆ ತೊಂದರೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ಬದಲು ಒತ್ತಡವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುವ ಸಲದೆಣಿಕೆ(Frequency) ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಟೋಕಾಮಾಕ್ ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಯಾವುದೇ ತೊಂದರೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದರೆ ಈ ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದರೆ, ಹಣಕಾಸಿನ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದಲ್ಲಿ ನೋಡಿದರೆ ಅಷ್ಟು ಗಿಟ್ಟುವ ಏರ್ಪಾಟು (profitable venture) ಎನಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಅದಕ್ಕಾಗಿ ಲಾಕ್‌ಹೀಡ್ ಅವರು ಮೊಗೆಸಿರುವ ಟೋಕಾಮಾಕಿನಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವು ಗೋಡೆಯ ಹತ್ತಿರ ಬರುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ಸೆಳೆ-ಸುರುಳಿಗಳ ಹರಹು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಆ ಎಡೆಯಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಆ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಮರುಎಸಕಗಳು ಆಗುತ್ತವೆ,ಹೆಚ್ಚು ಹುರುಪು ದೊರೆಯುತ್ತದೆ.

ತಾಮಸ್ ಮೆಗ್ವೈರ್ ತಂಡವು ತಯಾರಿಸುತ್ತಿರುವ ಟೋಕಾಮಾಕ್‍ಗಳು ಎಷ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿ ಇರುತ್ತವೆಯೆಂದರೆ ಅದನ್ನು ಒಂದು ಟ್ರಕ್ ಇಲ್ಲವೇ ಲಾರಿಯ ಹಿಂದೆ ಅಳವಡಿಸಬಹುದು, ಹೀಗೆ ಮಾಡುವುದು ಸುಲಭದ ಮಾತಲ್ಲ ಎಂದು ಜಗತ್ತಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಅನಿಸಿಕೆ. ಈ ಹಮ್ಮುಗೆಯ ವಿಷಯವಾಗಿ ಲಾಕ್‌ಹೀಡ್ ಯಾವುದೇ ಗುಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಹೊರಹಾಕಿಲ್ಲ. ಈ ಹಮ್ಮುಗೆ ಗೆಲುವು ಕಂಡಲ್ಲಿ ಜಗತ್ತು ಎದುರಿಸುತ್ತಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಸಿಟಿ ತೊಂದರೆ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳಬಹುದು. ಇನ್ನೂ ಹಲವು ವರ್ಷ ಕಾದುನೋಡಬೇಕಿದೆ. ಇದರ ಕುರಿತಾಗಿ ಲಾಕ್‌ಹೀಡ್ ಮಾರ್ಟಿನ್ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿರುವ ಒಂದು ವಿಡಿಯೋ ಇಲ್ಲಿದೆ.

(ಚಿತ್ರ ಸೆಲೆ: chenected.iche, wikipedia, wired.com)

ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯಿಂದ ಮಿಂಚು

  By , ,

– ರಘುನಂದನ್.

ನಮ್ಮ ಮನೆಗಳನ್ನು ಬೆಳಗುವ ಕರೆಂಟ್ ಎಲ್ಲಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೇಗೆ ಹುಟ್ಟುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಕುತೂಹಲ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಲ್ಲರಿಗೂ ಇರುತ್ತದೆ. ರಾಯಚೂರು, ಶರಾವತಿ, ಕೈಗಾ ಮತ್ತು ಶಿವನಸಮುದ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪವರ್ ಪ್ಲಾಂಟ್‌ಗಳಿವೆ (ಶಕ್ತಿ ಸ್ಥಾವರಗಳು) ಎಂದು ಕಂಡು ಕೇಳಿರುತ್ತೇವೆ. ಪವರ್ ಪ್ಲಾಂಟ್‍ಗಳಲ್ಲಿ ಅರಿಮೆ ಮತ್ತು ಚಳಕಗಳೆರಡೂ ಬಳಸಿ ಮಿಂಚನ್ನು (electric current) ಹುಟ್ಟಿಸಿ ಮನೆಮನೆಗಳಿಗೆ, ಊರುಗಳಿಗೆ ತಲುಪಿಸುತ್ತಾರೆ. 1902ರಲ್ಲಿ ಏಶಿಯಾದಲ್ಲಿಯೇ ಮೊಟ್ಟಮೊದಲಿಗೆ ಶಿವನಸಮುದ್ರದ ಅಬ್ಬಿಗಳಿಂದ(waterfalls) ಮಿಂಚನ್ನು (electric current) ತಯಾರಿಸಿ ಬೆಂಗಳೂರಿಗೆ ತಲುಪಿಸಲಾಗಿತ್ತು.

ರಾಯಚೂರಿನಲ್ಲಿ ಇದ್ದಿಲಿನಿಂದ ಮಿಂಚನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಇದ್ದಿಲನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಕಾಯಿಸಿ ಅದರ ಕಾವಿನಿಂದ ನೀರನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಹಂಡೆಗಳಲ್ಲಿ(boiler) ಕುದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರು ಕುದ್ದ ಬಳಿಕ ಅದರಿಂದ ಬರುವ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ ತಿರುಗಾಲಿಗಳ(turbine) ಮೂಲಕ ಹರಿದುಹೋಗಲು ಬಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒತ್ತಡದ ಆವಿಯಲ್ಲಿ ಅಡಗಿರುವ ಹುರುಪು ಆ ತಿರುಗಾಲಿಗಳನ್ನು ಕಡುಹೆಚ್ಚು ಬಿರುಸಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ತಿರುಗಾಲಿಗಳು ಬಳಿಕ ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕಗಳನ್ನು(electric generators) ತಿರುಗಿಸುತ್ತವೆ. ಅಲ್ಲಿಂದ ತಂತಿಗಳ ಮೂಲಕ ಮನೆಮನೆಗಳಿಗೆ ಮಿಂಚನ್ನು ತಲುಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಶರಾವತಿಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನಿಂದ ಮಿಂಚನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಹೊಳೆಯಿಂದ ಬರುವ ನೀರನ್ನು ಅಣೆಕಟ್ಟುಗಳ ನೆರವಿನಿಂದ ತಡೆದುಹಿಡಿಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಣೆಕಟ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಎತ್ತರದ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನೀರು ತಿರುಗಾಲಿಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿರುತ್ತಾರೆ. ಅಣೆಕಟ್ಟುಗಳ ಬಾಗಿಲು ತೆರೆದಾಗ ದುಮ್ಮಿಕ್ಕಿ ಬಿರುಸಿನಿಂದ ಬರುವ ನೀರನ್ನು ತಿರುಗಾಲಿಗಳ ಸುತ್ತಕ್ಕೆ (periphery) ತಾಕುವಂತೆ ಹರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಿರುಗಾಲಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಬಿರುಸಿನಲ್ಲಿ ತಿರುಗುತ್ತವೆ . ಈ ತಿರುಗಾಲಿಗಳನ್ನು(turbines) ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕಗಳಿಗೆ (electric generators) ತಳುಕಿಸಿದಾಗ ಅವು ಕೂಡ ತಿರುಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮಿಂಚು ತಯಾರಾಗುತ್ತದೆ. ಅದನ್ನು ತಂತಿಗಳ ಮೂಲಕ ಮನೆಗಳಿಗೆ ತಲುಪಿಸುತ್ತಾರೆ.

ನಮ್ಮ ನಾಡಿನ ಕೈಗಾದಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಶಕ್ತಿ ಸ್ಥಾವರದ ಬಗ್ಗೆ ಸುದ್ದಿಹಾಳೆಗಳಲ್ಲಿ ಓದಿರುತ್ತೇವೆ. ಅಣುಶಕ್ತಿ ಕುರಿತಾಗಿ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಮಾತುಕತೆಗಳು, ವಾದವಿವಾದಗಳು ನಡೆಯುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತವೆ. ಅಣುಗಳ ಮೂಲಕ ಹೇಗೆ ಮಿಂಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು(electric energy) ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ನೋಡೋಣ.

ಅಣುಶಕ್ತಿ ತಯಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಗೆಯಿದೆ:

1. ಅಣು ಒಡೆತ (nuclear fission)
2. ಅಣು ಕೂಡಿಕೆ (nuclear fusion)

ಈಗ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಅಣುಶಕ್ತಿ ತಯಾರಿಕೆಯು ಅಣು ಒಡೆತದ ಮೂಲಕವೇ ಆಗುತ್ತಿದೆ. ಅಣು ಒಡೆತದ ಹೊಲಬಿನಲ್ಲಿ(process) ಹೆಚ್ಚು ತೂಕವಿರುವ ಬೇರಡಕವಾದ (ಬೇರು+ಅಡಕ – element) ಯುರೇನಿಯಮ್ ಅನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಸಿಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಗ ಅದು ಎರಡು ಕಡಿಮೆ ತೂಕವಿರುವ ಬೇರಡಕಗಳಾಗಿ ಮಾರ್ಪಾಟಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ಜೊತೆ ಇನ್ನೊ ಹೆಚ್ಚು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು, ಗಾಮಾ ಕದಿರುಗಳನ್ನು(gamma rays) ಹುಟ್ಟಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಿಕ್ಕಿರುವ ತೂಕ ಹುರುಪಾಗಿ(mass to energy) ಮಾರ್ಪಾಟಾಗುತ್ತದೆ. ಅಣು ಒಡೆತದಿಂದ ಬರುವ ಹುರುಪು ತುಂಬಾ ಕಾವನ್ನು(heat energy) ಹೊರಸೂಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾವನ್ನು ನೀರನ್ನು ಕುದಿಸಲಿಕ್ಕೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರು ಕುದ್ದ ಬಳಿಕ ಬರುವ ಆವಿಯನ್ನು(steam) ಮುಂಚೆ ತಿಳಿಸಿದಂತೆ ಮಿಂಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು (electric energy) ತಯಾರಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ತೋರಿಯಮ್ (Th) ಮತ್ತು ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮನ್ನು (Pu) ಕೂಡ ಅಣುಶಕ್ತಿ ಹುಟ್ಟಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಈಗ ಮೂರು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಬಗೆಗಳಲ್ಲಿ ಮಿಂಚನ್ನು ತಯಾರಿಸುವದನ್ನು ಮೇಲೆ ಕಂಡಿದ್ದೇವೆ. ಈ ಮೂರು ಬಗೆಗಳಿಗೆ ಅದರದ್ದೇ ಕೊರತೆಗಳಿವೆ.
1. ಮೊದಲಿಗೆ ರಾಯಚೂರಿನಲ್ಲಿ ಇದ್ದಿಲಿನ ಮೂಲಕ ತಯಾರಾಗುವ ಮಿಂಚಿನ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಯಾವಾಗಲೂ ಇದ್ದಿಲಿನ ಪೂರೈಕೆಯನ್ನು ನೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಇದ್ದಿಲು ಇಲ್ಲ ಅಂದರೆ ಮಿಂಚನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಮತ್ತೆ ಇದ್ದಿಲು ನೆಲದಲ್ಲಿ ಸಿಗುವ ಪಳೆಯುಳಿಕೆಯ ಉರವಲಾದ್ದರಿಂದ(fossil fuel) ಹೆಚ್ಚು ದಿನಗಳ ಕಾಲ ಅದನ್ನು ನೆಚ್ಚಿ ಕೂರಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಇದ್ದಿಲಿನಿಂದ ಬರುವ ಕಸ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲ ಪರಿಸರವನ್ನು ಹಾಳುಗೆಡುವುದರಿಂದ ಈ ಬಗೆಯ ತಯಾರಿಕೆ ಅಂತಹ ಹಸನಾದದುದಲ್ಲ(clean energy) ಎಂಬುದು ಸಾಮಾನ್ಯ ಅನಿಸಿಕೆ.

2. ಶರಾವತಿ, ಶಿವನಸಮುದ್ರದಲ್ಲಿ ತಯಾರಾಗುವ ಮಿಂಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಯಾವಾಗಲು ಹರಿಯುವ ಹೊಳೆಯನ್ನು ನೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಒಳ್ಳೆ ಮಳೆ ಆದರೆ ಅಣೆಕಟ್ಟುಗಳಿಗೆ ನೀರು ತುಂಬುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲವಾದರೆ ತಿರುಗಾಲಿಗಳಿಗೆ ನೀರು ಒದಗಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

3. ಕೈಗಾದಲ್ಲಿ ತಯಾರುಗುವ ಮಿನ್ಕೆ ಅಣು ಒಡೆತದ (nuclear fission) ಮೂಲಕ ತಯಾರಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ಅಣುತೂಕವುಳ್ಳ ಯುರೇನಿಯಮ್, ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮ್ ಇಲ್ಲವೇ ತೋರಿಯಮನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ ಸಿಡಿಸಿ ಎರಡು ಕಡಿಮೆ ಅಣುತೂಕವುಳ್ಳ ಬೇರಡಕಗಳಾಗಿ ಮಾರ್ಪಾಡಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಹೊಲಬಿನಲ್ಲಿ ಆಲ್ಪಾ, ಗಾಮಾ ಕದಿರುಗಳು ಕೂಡ ಹುಟ್ಟಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಹೊಸದಾಗಿ ಹುಟ್ಟಿದ ಎರಡು ಬೇರಡಕಗಳೂ ರೇಡಿಯೋಆಕ್ಟಿವ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಅವು ಕೂಡ ಕದಿರುಗಳನ್ನು ಹೊರಸೂಸುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಮಿಕ್ಕುಳಿದ ಯುರೇನಿಯಮ್, ಪ್ಲುಟೋನಿಯಮ್ ಗಳೂ ಕೂಡ ಹಾನಿಕಾರಕವೇ. ಒಟ್ಟಾರೆ ಇವೆಲ್ಲವನ್ನು ಅಣುಕಸ(nuclear waste) ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇವು ಮಾನವನ ಹದುಳಕ್ಕೆ (human health) ಕುತ್ತನ್ನು(hazardous) ಉಂಟುಮಾಡುವಂತಹ ವಸ್ತುಗಳು.

ಅಣುಕಸವನ್ನು ಹೇಗೆ ಅಡಗಿಸಬೇಕು ಎಂಬುದು ಸಾಕಷ್ಟು ಮಾತುಕತೆಗೆ ಒಳಗಾಗಿರುವ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ. ಈ ಮೇಲಿನ ಮೂರು ಕಾರಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಈಗ ಸದ್ಯದಲ್ಲಿ ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯ(Nuclear Fusion) ಮೂಲಕ ಮಿಂಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದು ಹೆಚ್ಚೆಚ್ಚು ಗಮನ ಸೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ.

ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ಹೇಗೆ ಮಿಂಚನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು?

ಅಣು ಒಡೆತದ ಹೊಲಬಿನಲ್ಲಿ (process) ಒಂದು ಹೆಚ್ಚು ತೂಕವುಳ್ಳ ಅಣುವನ್ನು ಎರಡು ಕಡಿಮೆ ತೂಕವುಳ್ಳ ಅಣುಗಳಾಗಿ ಒಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಎರಡು ಚಿಕ್ಕ ಅಣುಗಳು ಕೂಡುತ್ತವೆ. ಹೊಸದಾಗಿ ರೂಪಗೊಂಡ ಅಣುವಿಗೂ ಮೊದಲು ಕೂಡಿಕೆಯಾದ ಎರಡು ಚಿಕ್ಕ ಅಣುಗಳಿಗೂ ಇರುವ ತೂಕದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು (mass deficit) ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಮಾರ್ಪಾಡಾಗುತ್ತದೆ.

ಈಗ ಹೈಡ್ರೋಜನನ್ನು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ಹೇಗೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹುಟ್ಟಿಸಬಹುದು ಎಂದು ನೋಡೋಣ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಒಂದು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಇರುವ ಅಣು. ಆದರೆ ಒಂದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಇರಬಲ್ಲವು. ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಇದ್ದರೆ ಡ್ಯೂಟಿರಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಎರಡು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿದ್ದರೆ ಟ್ರೈಶಿಯಮ್ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಇವರೆಡನ್ನು ಕೂಡಿದಾಗ ಏನಾಗುತ್ತದೆ ನೋಡೋಣ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣುವಂತೆ ಡ್ಯೂಟಿರಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಟ್ರೈಶಿಯನ್ ಕೂಡಿದಾಗ ಹೊಸ ಅಣುವಾದ ಹೀಲಿಯಮ್ ರೂಪಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದರೊಟ್ಟಿಗೆ ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ಕೂಡ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ ಹುಟ್ಟುತ್ತದೆ.

ಈ ಕೂಡಿಕೆಯಿಂದ ಎಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಹುಟ್ಟುತ್ತದೆ ಎಂದು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು. ಮೇಲೆ ತೋರಿದ ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಅನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸೋಣ (balancing the reaction).

2D1 + 3T1 -> 4He + 1n0

mD = (2-0.000994) mH

mT = (3-0.006284)mH

mHe = (4-0.027404)mH

mn = (1+0.001378)mH

dm = 0.0187mH

mH = 1.6727. 10-27 kg

E = mc2 = 0.0187mHc2 = 2.8184. 10-12 J

E = 2.8184. 10-12 / 1.6022.10-19 eV = 17.56MeV

ಒಂದು ಕೆಜಿ ಡ್ಯೂಟಿರಿಯಮ್ ಟ್ರೈಶಿಯಮ್ ಬೆರಕೆಗೆ ಒಟ್ಟು ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಗಳ ಎಣಿಕೆ(total number of reactions);

N = (0.5)/2.5 X 1.67 X 10-27 = 1.2 X 1026

E = N 2.8184. 10-12 J = 3.4 X 1014 J

24 ಗಂಟೆಗಳಲ್ಲಿ 4 GW ಶಕ್ತಿ.

ಬರಿ ಒಂದು ಕೆಜಿ ಡ್ಯೂಟಿರಿಯಮ್-ಟ್ರೈಶಿಯಮ್ ಬೆರೆತದಿಂದ ಈ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹುಟ್ಟಿಸಬಹುದು. ಅದರ ಜೊತೆ ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯ ಹೊಲಬಿನಿಂದ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ತೊಂದರೆಯಿಲ್ಲ(environmental friendly). ಬೂದಿ(ash), ಕರ‍್ಪು(carbon), ಹೊಗೆ(smoke), ಕೊಳಕು ನೀರು(polluted water) ಮತ್ತು ಕೆಟ್ಟಗಾಳಿ ಇಂತಹ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿಯಿಲ್ಲ.

ಹಾಗಾದರೆ ಅಣು ಕೂಡಿಕೆಯನ್ನು ಯಾಕೆ ನಾವು ಯಾಕೆ ಬಳಸುತ್ತಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ನೋಡೋಣ.

(ಚಿತ್ರ ಸೆಲೆ: wikipedia, kompulsa.com)

ಏನಿದು ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆ?

  By , , , ,

– ಪ್ರಶಾಂತ ಸೊರಟೂರ.

‘ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆ’, ಕೆಲವು ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ಹೀಗೊಂದು ಪದ ಒಮ್ಮೆಲೇ ಬೆಳಕಿಗೆ ಬಂತು, ಬರಗಾಲದಿಂದ ತತ್ತರಿಸಿದ್ದ ಕರ್ನಾಟಕಕ್ಕೆ ಮಳೆ ಬರಿಸಲು ಮೋಡದಲ್ಲಿಯೇ ವಿಮಾನದಿಂದ ಬಿತ್ತನೆಯ ಕೆಲಸವಂತೆ, ಅದು ಮಳೆ ತರುತ್ತದಂತೆ ಅನ್ನುವ ಮಾತುಗಳು ಎಲ್ಲೆಡೆ ಹರಡ ತೊಡಗಿದ್ದವು. ನೆಲದಲ್ಲಿ ಬಿತ್ತನೆ ಮಾಡಿದ, ನೋಡಿದ ಕನ್ನಡಿಗರಿಗೆ ಬಾನಿನಲ್ಲಿ ಮಾಡುವ ಇದ್ಯಾವ ಬಗೆಯ ಬಿತ್ತನೆ ಅನ್ನಿಸಿತ್ತು. ಕೆಲ ಊರುಗಳ ಮೇಲೆ ವಿಮಾನಗಳು ಹಾರಾಡಿ ’ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆ’ಯಿಂದ ಮಳೆ ಸುರಿಸಿದ್ದೂ ಸುದ್ದಿಯಾಯಿತು. ಇಡೀ ದೇಶದಲ್ಲಿಯೇ ಈ ತರಹ ಮಳೆ ಸುರಿಸಲು ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆಗೆ ಕೈಹಾಕಿದ ಮೊದಲ ನಾಡು ಕರ್ನಾಟಕ ಅನ್ನುವ ಸುದ್ದಿಯಾಯಿತು.

ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳುವ ಮುನ್ನ, ಮೋಡ ಮತ್ತು ಮಳೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಒಂಚೂರು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಕಡಲು, ಹೊಳೆ ಮತ್ತು ನೆಲದ ಹಲವೆಡೆ ಇರುವ ನೀರು ಬಿಸಿಲಿಗೆ ಕಾಯ್ದು ಆವಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಉಂಟಾದ ನೀರಾವಿಯು ಗಾಳಿಯೊಡನೆ ಬೆರೆತು ಬಾನಿನೆಡೆಗೆ ಸಾಗ ತೊಡಗುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯು ಬಿಸಿಯಾದಷ್ಟು ಅದು ತನ್ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಚ್ಚು ನೀರಾವಿಯನ್ನು ಅಡಗಿಸಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲದು, ಆದರೆ ನೆಲದಿಂದ ಮೇಲೆ-ಮೇಲೆ ಹೋದಂತೆಲ್ಲಾ ಅಲ್ಲಿರುವ ಬಿಸುಪು (temperature) ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಹಂತದಲ್ಲಿ ಬಿಸುಪು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿ ಗಾಳಿಗೆ ತನ್ನಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ನೀರಾವಿಯನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳಲು ಆಗುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಹಂತದ ಗಾಳಿಯನ್ನು ‘ತಣಿದ ಗಾಳಿ’ (saturated air) ಅಂತಾ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಈ ತಣಿದ ಗಾಳಿಯು ತೂಕವಾದ ನೀರಾವಿಯನ್ನು ಹೊತ್ತುಕೊಂಡು ಬಾನಿನಲ್ಲಿ ಒಂದೆಡೆ ನೆಲೆ ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ, ಇವೇ ಮೋಡಗಳು.

ಹೀಗೆ ನೆಲೆಗೊಂಡ ಮೋಡದಲ್ಲಿ ನೀರ ಹನಿಗಳು ತುಂಬಾ ತಂಪಾಗಿದ್ದು ಅವುಗಳ ಬಿಸುಪು (temperature) ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ – 40° ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಇನ್ನೊಂದು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳಬೇಕಾದ ವಿಶಯವೆಂದರೆ ಇಷ್ಟು ತಂಪಾಗಿದ್ದರೂ ಎಲ್ಲ ಹನಿಗಳು ಗಟ್ಟಿ ಮಂಜಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿರದೇ ಕೆಲವು ಹನಿಗಳು ನೀರಿನ ರೂಪದಲ್ಲೇ ಉಳಿದಿರುತ್ತವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ 0° ಸೆ. ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟುವ ನೀರು ಬಾನಿನಲ್ಲಿ, ಮೇಲೆ ಹೋದಂತೆ ಒತ್ತಡ ಕಡಿಮೆ ಇರುವುದರಿಂದ ಅದರ ಹೆಪ್ಪುಗಟ್ಟುವಿಕೆ ಬಿಸುಪು (freezing temperature) ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ

ಮೋಡಗಳಲ್ಲಿರುವ ಚಿಕ್ಕ ನೀರಿನ ಹನಿಗಳು ಮತ್ತು ಮಂಜಿನ (ಗಟ್ಟಿ ನೀರು) ಹನಿಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಬೆಸೆದು ಇಲ್ಲವೇ ಮೋಡದಲ್ಲಿರುವ ಇತರೆ ಪುಟಾಣಿ ಕಣಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರೆದು ದೊಡ್ಡದಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ದೊಡ್ಡದಾದ ನೀರಿನ, ಮಂಜಿನ ಹನಿ ಹೊತ್ತುಕೊಂಡಿರುವ ಮೋಡಕ್ಕೆ ಅವುಗಳ ತೂಕ ತಾಳಿಕೊಳ್ಳಲು ಆಗದಂತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಬಂದುಬಿಡುತ್ತದೆ. ಆಗಲೇ ಅವು ನೆಲಕ್ಕೆ ಮಳೆಯಾಗಿ ಸುರಿಯ ತೊಡಗುತ್ತವೆ.

ಮೋಡಗಳ ಕುರಿತಾದ ಮೇಲಿನ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬೇಕಾದುದೆಂದರೆ, ಮೋಡಗಳು ಮಳೆಯಾಗಬೇಕಾದರೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ ಹನಿಗಳು ಒಂದೋ ಹೆಚ್ಚಾಗಬೇಕು ಇಲ್ಲವೇ ಆ ನೀರ ಹನಿಗಳು ಒಂದಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಬೇಕು. ಇದರಲ್ಲಿ ಎರಡನೇ ಬಗೆಯನ್ನು ಬಳಸಿ ಮಳೆ ತರಿಸುವುದೇ ‘ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆ’ಯ ಹಿಂದಿರುವ ಚಳಕ. ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆಯಲ್ಲಿ, ಬೆಳ್ಳಿಯ ಆಯೋಡಾಯಡ್ ಇಲ್ಲವೇ ಒಣ ಮಂಜು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಗಟ್ಟಿ ಕಾರ್ಬನ್ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ವಿಮಾನಗಳ ಮೂಲಕ ಮೋಡಗಳ ಮೇಲೆ ಚಿಮುಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಚಿಮುಕಿಸಿದ ತುಣುಕುಗಳು ಮೋಡದಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ, ಮಂಜಿನ ಹನಿಗಳನ್ನು ತನ್ನೆಡೆಗೆ ಸೆಳೆದು ದೊಡ್ಡದಾಗಿಸುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಒಂದುಗೂಡಿ ದೊಡ್ಡದಾದ ನೀರ ಹನಿಗಳ ಬಾರ ತಾಳಲಾಗದೇ ಮೋಡಗಳು, ಮಳೆಯಾಗಿ ಸುರಿಯ ತೊಡಗುತ್ತವೆ.

‘ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆ’ಯ ಕೆಲಸ ಯಾವಾಗಲೂ ಗೆಲುವು ಕಾಣುತ್ತದೆ ಅನ್ನಲಾಗದು, ಮೋಡದಲ್ಲಿರುವ ನೀರ ಹನಿಗಳ ಗಾತ್ರ, ಅವುಗಳ ಸುತ್ತಿರುವ ವಾತಾವರಣ ಇದರ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಜಗತ್ತಿನ ಹಲವೆಡೆ ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆಯ ಕೆಲಸವನ್ನು ಕೈಗೊಂಡರೂ ಎಲ್ಲಾ ಕಡೆ ಇದಕ್ಕೆ ಒಪ್ಪಿಗೆ ಪಡೆಯಲು ಇನ್ನೂ ಆಗಿಲ್ಲ. ಆದರೆ ಚೀನಾ ದೇಶ ಯಾವುದೇ ಅನುಮಾನಗಳನ್ನು ಇಟ್ಟುಕೊಳ್ಳದೇ ’ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆ’ಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ವರ್ಷ ಹೆಚ್ಚಿನ ದುಡ್ಡು ತೊಡಗಿಸುತ್ತಾ ಹೊರಟಿದೆ. ಬೀಜಿಂಗ್ ಒಲಂಪಿಕ್ಸಿನಲ್ಲಿ ಮಳೆಯಿಂದ ಆಟ ಹಾಳಾಗಬಾರದೆಂದು, ಮೋಡ ಬಿತ್ತನೆ ಮಾಡಿ ಆಟಕ್ಕಿಂತ ಹಲವು ದಿನಗಳ ಮೊದಲೇ ಮೋಡಗಳನ್ನು ಮಳೆಯಾಗಿಸಿದ್ದು ಇಲ್ಲಿ ನೆನಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಕರ್ನಾಟಕದಲ್ಲಿ 2003 ರಿಂದ ಮೋಡಬಿತ್ತನೆಯನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ .

ಮಾಹಿತಿ ಸೆಲೆ:

 

ಕಡಲ ತೆರೆಗಳಿಂದ ಮಿಂಚು

  By , , ,

– ಪ್ರಶಾಂತ ಸೊರಟೂರ.

ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು, ಪೆಟ್ರೋಲಿಯಂ ಮುಂತಾದ ಮುಗಿದು ಹೋಗಬಹುದಾದಂತಹ ಉರುವಲುಗಳ ಬದಲಾಗಿ ಮುಗಿದು ಹೋಗಲಾರದಂತಹ ಮತ್ತು ಸುತ್ತಣಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ತೊಂದರೆಯನ್ನುಂಟು ಮಾಡುವಂತಹ ಕಸುವಿನ ಸೆಲೆಗಳ ಅರಕೆ ಜಗತ್ತಿನೆಲ್ಲೆಡೆ ಎಡೆಬಿಡದೇ ಸಾಗಿದೆ.

ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಗುಡ್ಡ-ಬೆಟ್ಟದ ಮೇಲೆ ಬೀಸುವ ಗಾಳಿ ಇಲ್ಲವೇ ನೇಸರನ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಮಿಂಚು (ಕರೆಂಟ್) ಉಂಟುಮಾಡುವ ಹೊಸ ಸಲಕರಣೆಗಳನ್ನು ಹಲವಾರು ಕಡೆ ಅಳವಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಇದರಂತೆ ಇತ್ತೀಚಿಗೆ ಬಳಕೆಗೆ ತರಲಾಗುತ್ತಿರುವ ಕಸುವಿನ ಇನ್ನೊಂದು ಸೆಲೆಯೆಂದರೆ ಕಡಲ ತೆರೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಕರೆಂಟ್ ಉಂಟುಮಾಡುವುದು.

ದಂಡೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಯ್ದಾಡುವ ತೆರೆಗಳನ್ನು ಇಲ್ಲವೇ ಕಡಲ ನಡುವೆ ಏಳುವ ದೊಡ್ಡ ಅಲೆಗಳು ಹೊಮ್ಮಿಸುವ ಕಸುವನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಬಳಕೆ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಂತಾದರೆ ಜಗತ್ತಿನ ಹಲವು ನಾಡುಗಳಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಅಡೆತಡೆ ಇಲ್ಲದೇ ಮಿಂಚು (ಕರೆಂಟ್) ನೀಡಬಹುದೆಂದು ಎಣಿಕೆಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಬಿರುಸಾಗಿ ಅಪ್ಪಳಿಸುವ ಕಡಲ ಅಲೆಗಳನ್ನು ತಡೆದುಕೊಂಡು ಮಿಂಚು ಉಂಟಮಾಡಬಲ್ಲ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕಗಳನ್ನು (electric generators) ತಯಾರಿಸುವುದು ಇಂದು ದೊಡ್ಡ ತೊಡಕಾಗಿದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಕಡಲ ತೆರೆಯ ಕರೆಂಟ್ ಸಲಕರಣೆಗಳು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಕೆಯಾಗುತ್ತಿಲ್ಲ.

ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಅಮೇರಿಕಾದ ‘Ocean Renewable Power Company’ ಹಲವಾರು ಹೊಸ ಅರಕೆಯ ಕೆಲಸಗಳನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತಿದ್ದು, ಇತ್ತೀಚಿಗೆ ಕಡಲೊಳಗೆ 150 ಅಡಿ ಆಳದಲ್ಲಿ ಹೊಸದೊಂದು ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕವನ್ನು ಅಣಿಗೊಳಿಸಿದೆ. 98 ಅಡಿ ಅಗಲ ಮತ್ತು 31 ಅಡಿ ಎತ್ತರ ಇರುವ ಅಡಿಪಾಯದ ಮೇಲೆ ಅಲೆಗಳಿಂದ ತಿರುಗುವ ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಮೊದಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಕಡಲ ಅಲೆಗಳಿಂದ 150 ಕಿಲೋ ವ್ಯಾಟ್ ಕರೆಂಟಿನ ಕಸುವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಲ್ಲ ಈ ಮಿಂಚುಟ್ಟುಕವು ಮುಂದಿನ ಕೆಲವು ವರುಶಗಳಲ್ಲಿ 5 ಮೆಗಾ ವ್ಯಾಟ್ ಕಸುವನ್ನು ಉಂಟು ಮಾಡುವಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿಸಲು ಅಮೇರಿಕಾದ ಕೂಟವು ಗುರಿ ಇಟ್ಟುಕೊಂಡಿದೆ.

ಕರ್ನಾಟಕ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವು ರಾಜ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಲ ತೆರೆಯ ಕಸುವು ಹೇರಳವಾಗಿ ದೊರೆಯುವಂತದು. ಅಮೇರಿಕಾದಂತೆ ಈ ಕಸುವನ್ನು ನಾವು ಕೂಡ ಸರಿಯಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗಿದೆ.

(ಸುದ್ದಿಸೆಲೆ: popsci)

ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಟ್ಟಳೆಯ ಬೆರಗು, ಬೆಡಗು!

  By ,

090DB34C-DA88-45AF-9F01B627A5921A0B

ಒಂದು ಗೋಡೆಯ ಈ ಬದಿಯಲ್ಲಿ ನೀವು ಯಾವುದೋ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ತೊಡಗಿದ್ದೀರಿ. ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ನಿಮ್ಮ ಗೆಳೆಯರು ಕಾಲ್ಚೆಂಡು ಆಡುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಆ ಚೆಂಡು ಗೋಡೆಗೆ ಬಡಿಯುತ್ತದೆ. ಬಡಿದು ಹಿಂಪುಟಿದು ಅವರ ಕಡೆಗೇ ಸಾಗುತ್ತದೆಯಲ್ಲವೇ? ಒಂದುವೇಳೆ, ಗೋಡೆಯನ್ನು ತೂರಿ (ಗೋಡೆ ಒಡೆಯದೆಯೇ), ಆ ಚೆಂಡು ನಿಮ್ಮ ತಲೆ ಕುಟುಕುವಂತಿದ್ದರೆ?

ಹೀಗೂ ಯೋಚಿಸೋಣ. ಒಂದು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಯಾರೋ ಬೆಕ್ಕನ್ನಿಟ್ಟು ನಿಮಗೆ ಉಡುಗೊರೆಯಾಗಿ ನೀಡುತ್ತಾರೆ. ಆ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ತೆಗೆದಾಗ ಮುದ್ದಾದ ಬೆಕ್ಕು ಮಿಯವ್ ಎನ್ನುತ್ತದೆ. ಒಂದು ವೇಳೆ ಉಸಿರು ಕಟ್ಟಿದ್ದಿದ್ದರೆ, ಪಾಪ, ನೀವು ನೋಡಿದಾಗ ಸತ್ತು ಹೋಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ನೀವು ಆ ಪೆಟ್ಟಿಗೆ ತೆಗೆಯುವ ಮುನ್ನ ಅದು ಬದುಕಿತ್ತೋ, ಸತ್ತಿತ್ತೋ? ಯಾರೋ ಒಬ್ಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಬಂದು “ಅದು ಬದುಕಿಯೂ ಇತ್ತು, ಸತ್ತೂ ಇತ್ತು” ಎಂದರೆ?

ಇಂತಹ ಬೆರಗನ್ನೂ, ಬೆಡಗನ್ನೂ ಮೂಡಿಸುವ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಕವಲೇ ಬಿಡಿ ಕಟ್ಟಳೆ (Quantum Theory). ಇದು ಹೊಮ್ಮಿದ ಬರೀ 30 ವರುಷಗಳಲ್ಲಿ, ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಣದ ಅರಿವನ್ನೇ ಮೇಲೆಕೆಳಗೆ ಮಾಡಿದ ಕಟ್ಟಳೆ ಇದು. ಬನ್ನಿ, ಆ ಕಟ್ಟಳೆಯ ಕಟ್ಟೆಯೊಳಗೊಮ್ಮೆ ಇಳಿದುಬರೋಣ.

೧೯ನೇ ಶತಮಾನದ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ, ಜಗತ್ತಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಒಂದು ತೀರ್ಮಾನಕ್ಕೆ ಬಂದಿದ್ದರು. ತಿಳಿಯಬೇಕಾದ್ದನ್ನೆಲ್ಲ ಈಗಾಗಲೇ ತಿಳಿಯಲಾಗಿದೆ, ಇನ್ನು ಹೊಸದಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವಂತದ್ದು ಏನೂ ಇಲ್ಲ ಎಂದು! ಅವರ ಪ್ರಕಾರ, ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ, ಈ ಹೊತ್ತಿನ ಇರುವು ಮತ್ತು ವೇಗವನ್ನು ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದರೆ, ಮುಂದಿನ ಎಲ್ಲ ಹೊತ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಆ ವಸ್ತುವಿನ ಇರುವು ಮತ್ತು ವೇಗವನ್ನು, ಯಾವುದೇ ಗೊಂದಲಕ್ಕೆ ಎಡೆಯಿಲ್ಲದಂತೆ, ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದಾಗಿತ್ತು. ಇದಕ್ಕೆ, ಹಳೆಯ ಇಲ್ಲವೇ ವಾಡಿಕೆಯ ಕದಲರಿಮೆ (Classical Mechanics) ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಇದರ ಪ್ರಕಾರ, ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲವೂ ನಿಶ್ಚಿತ. ಈ ತಿಳುವಳಿಕೆಯಲ್ಲಿ ತೇಲುತ್ತಿದ್ದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರನ್ನು ಒಮ್ಮೆಲೆ ಬಡಿದೆಬ್ಬಿಸಿದ್ದು ಹಲವು ಪ್ರಯೋಗಗಳು. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದವು; ಬೆಳುಕು-ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮ(Photoelectric Effect) ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೇಲ್ವಾಯುವಿಕೆ (Interference).

ಒಂದು ಲೋಹದ ಪಟ್ಟಿಯ ಮೇಲೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಚೆಲ್ಲಿದಾಗ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಸ್ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ಘಟನೆಗೆ, ಬೆಳುಕು-ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಬೆಳಕನ್ನು ಅಲೆಯೆಂದು ತಿಳದು, ಈ ಘಟನೆಯನ್ನು ಮುಂಗಂಡರೆ, ಅದು ಕೊಡುತ್ತಿದ್ದ ಉತ್ತರಗಳೇ ಬೇರೆ. ಅರಸಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಂತಹ ಫಲಿತಾಂಶಗಳೇ ಬೇರೆ! ಆದರೆ, ಅಲೆಬಾಗುವಿಕೆ (diffraction) ಮತ್ತು ಮೇಲ್ವಾಯುವಿಕೆಗಳೆಂಬ ವಿಚಾರಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಅಲೆಯೆಂದು ಅಂದುಕೊಳ್ಳದೇ ವಿಧಿಯಿಲ್ಲ. ಇಲ್ಲಿ, ಅಲೆಯೆಂದು ತಿಳಿದರೆ ಫಲಿತಾಂಶ ಸರಿಹೊಂದುವುದಿಲ್ಲ. ಹಾಗಾಗಿ, ಬೆಳಕು ಸಣ್ಣ ಸಣ್ಣ ತುಣುಕುಗಳೂ(particles) ಆಗಿರಬೇಕು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮನಗಂಡರು. ಆ ತುಣುಕುಗಳು ಬಿಡಿ ಬಿಡಿಯಾಗಿಯೇ (quantum) ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.

ಇನ್ನೊಂದೆಡೆ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಎರಡು ಕುಳಿಗಳಿರುವ ತೆರೆಯ ಕಡೆಗೆ ಬಿಟ್ಟು, ಆ ತೆರೆಯ ಹಿಂದೆ ಇನ್ನೊಂದು ತೆರೆಯನ್ನಿಟ್ಟು, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಎಲ್ಲಿ ಬಂದು ಬಿದ್ದಿತು ಎಂದು ನೋಡುವ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. ಇದರ ಫಲಿತಾಂಶವೂ ಸೋಜಿಗವನ್ನುಂಟುಮಾಡಿತ್ತು. ಯಾವ ಕುಳಿಯಿಂದ ಹಾದು ಬಂದಿತು ಎಂದು ತಿಳಿಯಲು ಹೋಗದಿದ್ದರೆ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಒಂದು ಅಲೆಯಂತೆ ನಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತಿತ್ತು. ಒಂದುವೇಳೆ, ಯಾವ ಕುಳಿಯಿಂದ ಬಂದಿತೆಂದು ತಿಳಿಯಹೊರಟರೆ, ಅದು ತನ್ನ ಅಲೆಯ ತೊಡಗನ್ನು ಕಳಚಿ, ತುಣುಕಿನ ಅರಿವೆಯನ್ನು ತೊಡುತ್ತಿತ್ತು! ಈ ಪ್ರಯೋಗವನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಓಡುಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಲಾಗಿದೆ.

 

ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನ ಮಾಡದೆ, ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನು ಇದೇ ಕುಳಿಯ ಮೂಲಕ ಹೋದೀತು ಎಂದು ಬರಿದೇ ಕಲ್ಪಿಸಿದರೆ, ಕಡ್ಡಾಯವಾಗಿ ನಮ್ಮ ಊಹೆ ಕೆಟ್ಟೀತು! ನಾವು ಗಮನಿಸದೇ ಇದ್ದರೆ, ಹಲವು ಕುಳಿಗಳ ಮೂಲಕ ಒಂದೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನು, ಒಂದೇ ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಸಾಗುವ ಬೆಡಗನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದು ಕಂಡುಬಂದಿತು. ಆಗ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ತಲೆಯಲ್ಲಿ ಮೂಡಿದ್ದ ಪ್ರಶ್ನೆ ಎಂದರೆ “ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅಲೆಯೋ, ತುಣುಕೋ? ಇಲ್ಲ, ಎರಡೂನೋ? ಇಲ್ಲ, ಬೇರೆಯೇನೋ?” ಈ ಬಗೆಯ ಗೊಂದಲಕ್ಕೆ ಅಲೆ-ತುಣುಕಿನ ಇಬ್ಬಗೆತನ (Wave Particle Duality) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ಇಂತಹ ಹಲವಾರು ಬೆರಗುಗಳ ಬೆನ್ನು ಹತ್ತಿ ಅರಸಿದಾಗ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕಂಡುಕೊಂಡ ದಿಟ, ನಿಜಕ್ಕೂ ನೆಲೆಬಿರಿಯುವಂತದ್ದಾಗಿತ್ತು. ನಾವು ಗಮನಿಸದೇ, ಇಲ್ಲ, ಒರೆದು ನೋಡದೆ, ಯಾವುದೇ ಒಂದು ವಸ್ತು (ಅಣು ಅಳತೆಯ ವಸ್ತುಗಳು), ಅಲೆಯೋ ಇಲ್ಲ, ತುಣುಕೋ ಎಂದು ಹೇಳಲು ಬರುವುದಿಲ್ಲ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಅಲೆ ಮತ್ತು ತುಣುಕು ಎಂಬ ಬೇರ್ಮೆಗಳೇ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ನಮ್ಮ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಇಲ್ಲ! ಈ ಬೇರ್ಮೆಗಳು, ನಮ್ಮ ಹೊರಗಣ್ಣಿಗೆ, ಮನಸ್ಸಿಗೆ ಕಾಣುವ ಹುಸಿ ರೂಪಗಳಷ್ಟೆ.

ನಾವು, ಅಣು ಅಳತೆಯ ಕಣಗಳ ಕುರಿತು ಮಾತನಾಡುವಾಗ, ಅವು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಎಡೆಯಲ್ಲಿ ದೊರಕುವ ಇಲ್ಲ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಿರುಸಿನಲ್ಲಿ ಸಾಗುವ ಆಗುವಳೆಯನ್ನಷ್ಟೇ (probability) ಹೇಳಬಹುದು. ಒಂದು ಎಡೆಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿನ ಇರುವಿನ ಆಗುವಳೆಯು ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಅಲ್ಲಿ ಆ ಎಲೆಕ್ಟಾನ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಲ ಕಂಡುಬರುವುದು ಎಂದಷ್ಟೇ ಹೇಳಬಹುದೇ ಹೊರತು, ಯಾವತ್ತಿಗೂ ಅಲ್ಲೇ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳಬರುವುದಿಲ್ಲ. ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಈ ಜಗತ್ತು ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯಿಂದ ಕೂಡಿದೆ.

ಹಾಗಾದರೆ, ಈ ಕಣಗಳು ಒಳಪಡುವ ಕಟ್ಟಳೆಗಳು ಯಾವುವು? ಎಂದು ಅರಸಹೊರಟರೆ, ನಮಗೆ ಸಿಗುವುದು ಅಲೆಯ ಎಣಿನಂಟು (Wave Function). ಈ ಎಣಿನಂಟು, ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಹಾಗೆಯೇ ಈ ಗಣಿತದ ನಂಟು, ಆ ಸ್ತಿತಿಯ ಎಲ್ಲಾ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ತನ್ನ ಒಡಲೊಳಗೆ, ನೇರಣಿಗೆಯಲ್ಲಿ(Linear superposition) ಅವಿತಿಟ್ಟುಕೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಆ ವಸ್ತುವನ್ನು ಗಮನಿಸಿದಾಗ, ಯಾವುದೋ ಒಂದು ಸಾಧ್ಯತೆಯಷ್ಟೇ ಉಳಿದು, ಮಿಕ್ಕೆಲ್ಲಾ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳು ಕುಸಿಯುತ್ತವೆ. ಯಾವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು, ಅದರ ಆಗುವಳೆಯ ಮೇಲೆ ನಿಂತಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ತುಂಬ ಸರಳಗೊಳಿಸಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಒಂದು ನಾಣ್ಯವನ್ನು ಮೆಲಕ್ಕೆ ಹಾರಿಸಿದಾಗ, ಅದರ “ತಲೆಯೋ, ಬಾಲವೋ” ಎಂಬ ಸ್ಥಿತಿಗಳೆರಡರ ಬೆರಕೆಯಾಗಿದೆ. |ತ>ಅನ್ನು “ತಲೆ”ಗೂ, |ಬ>ಅನ್ನು “ಬಾಲ”ಕ್ಕೂ ಗುರುತಿಸಿದರೆ, ಆ ಸ್ಥಿತಿಯು, a|ತ> + b|ಬ> ಆಗಿದೆ. ಇಲ್ಲಿ, a ಮತ್ತು b ಗಳು ಸ್ಥಿರಾಂಕಗಳು (constants). ಅಂದರೆ, ನಾಣ್ಯವು ನೆಲಕ್ಕೆ ಬೀಳುವವರೆಗೂ, ಅದರ ಸ್ಥಿತಿಯು ತಲೆಯೂ ಹೌದು, ಬಾಲವೂ ಹೌದು. ಆ ಎರಡೂ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಬೆರಕೆಯಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಆ ನಾಣ್ಯವು ನೆಲಕ್ಕೆ ಬಿದ್ದಾಗ, ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿ ಉಳಿದು, ಮಿಕ್ಕವು ಕುಸಿದುಹೋಗುತ್ತವೆ (“ತಲೆ” ಉಳಿದರೆ“ಬಾಲ” ಅಳಿದುಹೋಗುತ್ತದೆ).

ಇದೇ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಬೆಳಕಿಗೆ ಚಾಚಿದರೆ, ನಮಗೆ ಆ ಬೆಳಕು-ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿಣಾಮದ ಒಳತಿರುಳು ಗೊತ್ತಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕು, ಆ ಲೋಹದೊಳಗಣ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಜೊತೆ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಏರ್ಪಡಿಸುವಾಗ, ಎಣಿನಂಟಿನ ಹಲವು ಸಾಧ್ಯತೆಗಳು ಕುಸಿದು, ಯಾವುದೋ ಒಂದು ಸಾಧ್ಯತೆ ಉಳಿದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ, ಬೆಳಕನ್ನು “ತುಣುಕು” ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು. ಆದರೆ, ಅದು ಹಲವು ಕುಳಿಗಳ ಮೂಲಕ ಸಾಗುವಾಗಲೋ, ಇಲ್ಲ, ಒಂದು ಕಿರುವಸ್ತುವಿನ ಸುತ್ತ ಬಾಗುವಾಗಲೋ, ಎಲ್ಲ ಬಗೆಯ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ನಾವು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಬೆಳಕನ್ನು “ಅಲೆ”ಯೆಂದು ಗುರುತಿಸಬೇಕು. ಇದೇ ತೆರನಾದ ವಾದವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿಗೂ ಇಲ್ಲವೇ ಯಾವುದೇ ಕಣಕ್ಕೂ ಹೂಡಬೇಕು!

ಈಗ ಈ ಅರಿವನ್ನು, ನಮ್ಮ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯೊಳಗಿನ ಬೆಕ್ಕಿನ ಮೇಲೆ ಪ್ರಯೋಗ ಮಾಡೋಣ. ಈ ಪ್ರಯೋಗಕ್ಕೆ ಶ್ರೋಡಿಂಜರನ ಬೆಕ್ಕು (Schrodinger’s Cat) ಇಲ್ಲವೇ “ಶ್ರೋಡಿಂಜರನ ಯೋಚನೆಯ ಪ್ರಯೋಗ” (Schrodinger’s thought experiment) ಎಂಬ ಹೆಸರಿದೆ. ಅವನೇ ಈ ಪ್ರಯೋಗದ ಹೊಳಹನ್ನು ಮೊದಲು ಐನಸ್ಟೀನ್‍ಗೆ ತಿಳಿಸಿದ್ದು. ಅದರಂತೆ, ಆ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯೊಳಗೆ, ಒಂದಿಷ್ಟು ಸೂಸುವಿಕೆಗೆ (radioactive) ಒಳಪಡುವ ಅಣುಗಳನ್ನು ಇರಿಸಬೇಕು. ಅವುಗಳ ರಚನೆ ಹೇಗಿರಬೇಕೆಂದರೆ, ಒಂದು ವೇಳೆ ಸೂಸುವಿಕೆ ಮೂಡಿದಲ್ಲಿ, ಮಗ್ಗುಲಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ಕೊಡಲಿ “ಹೈಡ್ರೋಸಯಾನಿಕ್ ಆಸಿಡ್” ಅನ್ನು ತುಂಬಿರುವ ಒಂದು ಶೀಶದ ಮೇಲೆ ಬೀಳಬೇಕು ಮತ್ತು, ಅದು ಒಡೆದಾಗ ಹೊರಸೂಸುವ ವಾಸನೆಯಿಂದ ಬೆಕ್ಕು ಸಾಯಬೇಕು.

Schrodingers_cat_svg

ಈಗ, ನಮ್ಮ ಗಮನದಲ್ಲಿರಬೇಕಾದದ್ದು ಏನೆಂದರೆ, ಸೂಸುವಿಕೆ “ಕ್ವಾಂಟಮ್” ಕಟ್ಟಳೆಗೆ ಒಳಪಡುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ನಾವು ಪೆಟ್ಟಿಗೆ ತೆಗೆದು ಗಮನಿಸುವವರೆಗೂ, ಅದು ಒಂದೇ ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ “ಸೂಸುವ” ಮತ್ತು “ಸೂಸದ” ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ “ಬೆರೆತು” ಇರಬೇಕು. ನಾವು ನೋಡಿದಾಗಷ್ಟೇ, ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿ ಉಳಿದು, ಮಿಕ್ಕದ್ದು ಅಳಿಯುತ್ತದೆ. ಈಗ ಇಲ್ಲಿದೆಮಜಾ! ಬೆಕ್ಕಿನ “ಬದುಕು” ಮತ್ತು “ಸಾವು” ಎಂಬ ಪಾಡುಗಳು ಈ “ಸೂಸುವ” ಮತ್ತು “ಸೂಸದ” ಪಾಡುಗಳ ಮೇಲೆ ನಿಂತಿವೆ! ಹಾಗಾಗಿ, ನಾವು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯನ್ನು ತೆರೆದು ನೋಡದವರೆಗೂ, ಬೆಕ್ಕು “ಬದುಕು” ಮತ್ತು “ಸಾವು” ಎಂಬುದರ ಕಲಬೆರಕೆಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ! ನಾವು ತೆರೆದು ನೋಡಿದಾಗಲೇ, ಒಂದು ಸ್ಥಿತಿ ಉಳಿದು, ಮಿಕ್ಕದ್ದು ಅಳಿಯುತ್ತದೆ! (ಈ ಬಗೆಯ ಹುರುಳಿಕೆಗೆ “ಕೋಪನ್ಹೇಗನ್ ಹುರುಳಿಕೆ” (Copenhagen Interpretation) ಎಂಬ ಹೆಸರಿದೆ).

ಬಿಡಿ ಕಟ್ಟಳೆಯ ಅರಿವು, ನಮ್ಮ ಜಗತ್ತನ್ನು ನೋಡುವ ಮತ್ತು ಅರ್ಥೈಸುವ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಕಣ್ಣನ್ನೇ ಒದಗಿಸಿದೆ. ಅದರ ಬಳಕೆಯಿಂದ ಲೇಸರ್, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ನಂತಹ, ಮನುಜನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಗತಿಯನ್ನೇ ಮಾರ್ಪಡಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿವೆ, ಹುಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವವೂ ಕೂಡ.

ಬಿಡಿಕಟ್ಟಳೆಯ ವಿಸ್ಮಯ ಹೇಳುತ್ತಾ ಹೊರಟರೆ ಮುಗಿಯತೀರದು. ಜಗತ್ತಿನ ಗುಟ್ಟನ್ನು ರಟ್ಟುಮಾಡುವಲ್ಲಿ ಮೂಡಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಥಿಯರಿಗಳ ಬೆನ್ನೆಲುಬು ಬಿಡಿ ಕಟ್ಟಳೆ. ತಾನೇ ಕಟ್ಟಲು ನೆರವಾಗಿದ್ದ ಈ ಕಟ್ಟಳೆಯನ್ನು, “ದೇವರು ಜೂಜಾಡುವುದಿಲ್ಲ” ಎನ್ನುತ್ತಾ, ಅಲ್ಲಗಳೆದಿದ್ದ ಐನಸ್ಟೀನ್ ಆದರೆ, ದೇವರು ಬರೀ ಜೂಜಾಡುತ್ತಿಲ್ಲ, ತಾನೇ ಆ ಜೂಜಿನಲ್ಲಿ ಸಿಲುಕಿ, ಹೊರಬರಲಾರದೆ ಒದ್ದಾಡುತ್ತಿದ್ದಾನೆ. ಅವನ ಇರುವು “ಕ್ವಾಂಟಮ್” ಕಟ್ಟಳೆಯೊಳಗೆ ಸೆರೆಯಾಗಿದೆ!

(ಚಿತ್ರಸೆಲೆಗಳು: ವಿಕಿಪೀಡಿಯಾ, www.scientificamerican.com)

 

(ಅರಿಮೆ ತಂಡ ಬೆಂಗಳೂರಿನ ಬಸವನಗುಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ಮುನ್ನೋಟ ಪುಸ್ತಕ ಮಳಿಗೆಯೊಂದಿಗೆ ಒಡಗೂಡಿ ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ತಿಂಗಳಿಗೊಮ್ಮೆ ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಮಾತುಕತೆ್ಯನ್ನು ಏರ್ಪಡಿಸುತ್ತಿದೆ. ಇಂತಹ ಮಾತುಕತೆಯೊಂದರ ಬರಹ ರೂಪವಿದು)

 

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು

  By ,

ಈ ಮುಂಚಿನ ಬರಹವೊಂದರಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳ ಮೂಲ ಘಟಕವಾದ ಅಣುವಿನ ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಿದ್ದೆವು. ಅದನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸುತ್ತಾ ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಅಣುವಿನ ಒಳರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಹೇಗೆ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳೋಣ.

ಈ ಹಿಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಂತೆ, ಅಣುವಿನ ನಡುವಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಅಣುವಿನ ಕುರಿತ ತಿಳುವಳಿಕೆ ಶುರುವಾದಾಗಿನ ಮೊದಲ ಕೆಲವು ದಶಕಗಳವರೆಗೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಬರೀ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಅಂತಾ ಅಂದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿತ್ತು. ಆದರೆ ಹೊಸ ಹೊಸ ಅರಕೆಗಳು ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ನಡೆದುದರಿಂದ ಕಂಡುಬಂದಿದ್ದೇನೆಂದರೆ,

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುವ ನೆಲೆಯನ್ನು 100% ರಷ್ಟು ನಿಕ್ಕಿಯಾಗಿ ಹೇಳಲು ಆಗುವುದಿಲ್ಲ, ಗಣಿತ ಸೂತ್ರಗಳ ತಳಹದಿಯಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 90% ರಷ್ಟು ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಯಿಂದ ಇಂತಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದು ಅಂತಾ ಹೇಳಬಹುದಷ್ಟೆ.

ಜರ್ಮನಿಯ ವಾರ್ನರ್ ಹಯ್ಸನ್‍ಬರ್ಗ್ (Werner Heisenberg) ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿಯು 1927 ರಲ್ಲಿ ಮುಂದಿಟ್ಟಿದ್ದ, ಹಯ್ಸನ್‍ಬರ್ಗ್ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಲ್ಲದ ನಿಯಮ (Heisenberg uncertainty principle) ತಳಹದಿಯ ಮೇಲೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ನೆಲೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸಬಹುದು.

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತಲು ಬಳಸುವ ದಾರಿಗಳನ್ನು ಆರ್ಬಿಟಲ್ಸ್ (Orbitals) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು. ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನಾಲ್ಕು ಬಗೆಗಳಿವೆ. ಆ ಬಗೆಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ನೋಡಬಹುದು,

orbitals‘s’ ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಗುಂಡನೆಯ ಆಕಾರದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ‘p’ ಮತ್ತು ‘d’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಬಲೂನಿನ ರೂಪವನ್ನು ಹೋಲುತ್ತವೆ. ಅದೇ ‘f’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸುತ್ತಿ ಬಳಸಿದ ದಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ.
ಇನ್ನೊಂದು ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ವಿಷಯವೆಂದರೆ, ಈ ನಾಲ್ಕು ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು, ಹಾದಿಯೊಂದರಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹೊಂದಿರಬಹುದು.

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಗಳಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ತೀರ್ಮಾನವಾಗುತ್ತವೆ. ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಹೊಂದಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ’1s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಸುತ್ತಿದರೆ, ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಹೊಂದಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ’2s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಮುಂದುವರೆಯುತ್ತಾ ಶಕ್ತಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ 2p, 3s, 3p… ಮುಂತಾದ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ.

ಇಲ್ಲಿ s,p,d,f ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಅಂಕಿಗಳಾದ 1, 2, 3, 4… ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ (ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯೆಡೆಗೆ)

ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಅನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಿವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ 10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿದ್ದರೆ ಮೊದಲಿಗೆ ’1s’ ಬಗೆಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು ’2s’ ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಇನ್ನೆರಡು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇನ್ನುಳಿದ 6 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2px ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ, 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2py ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು 2pz ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ.

10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ ಈ ಉದಾಹರಣೆಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ,

1s2 2s2 2p6

(ಇಲ್ಲಿ 1 ನೇ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಮತ್ತು 2 ನೇ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ 2+6= 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು)

ನೆನಪಿರಲಿ: ಒಂದು ಸುತ್ತುಹಾದಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚೆಂದರೆ 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಷ್ಟೇ ಇರಬಹುದು. ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಿಂದ ಶುರುವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತವೆ.

ಚಿಪ್ಪುಗಳು (Shells):

ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸುತ್ತುವಿಕೆಯನ್ನು ಅವುಗಳ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲದೇ, ಚಿಪ್ಪುಗಳು (shells) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಬಗೆಯಲ್ಲೂ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಅವುಗಳು ಇಂತಿಷ್ಟು ಚಿಪ್ಪುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಬಗೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅಣುವೊಂದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣವನ್ನು ತಿಳಿಯಲು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪುಗಳನ್ನು ’n’ ನಿಂದ ಸೂಚಿಸಿದರೆ, 2*(n)2 ಲೆಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಹಂಚಿಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ,
ಚಿಪ್ಪು 1 –> 2*(1)2 = 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 2 –> 2*(2)2 = 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 3 –> 2*(3)2 = 18 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.

ಇದನ್ನು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಹೇಳಬೇಕೆಂದರೆ, ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಎನ್ನುವುದರ ಮೇಲೆ ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಎಷ್ಟು ಚಿಪ್ಪುಗಳಿವೆ (shells) ಇವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು.
ಉದಾ: 10 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿದ್ದರೆ ಮೇಲೆ ತೋರಿಸಿದಂತೆ, 2 (ಚಿಪ್ಪು1) + 8 (ಚಿಪ್ಪು2) ಒಟ್ಟು 2 ಚಿಪ್ಪುಗಳಿರುತ್ತವೆ.

ಚಿಪ್ಪುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುವಿನ ಗುಣ:
ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದಂತೆ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದುವ ಚಿಪ್ಪಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು 2*(n)2 ರಿಂದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಚಿಪ್ಪೊಂದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದರೆ ಅಂತಹ ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಬೇರೊಂದು ಅಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಒಡನಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೆಚ್ಚಿರುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ: ಅಣುವೊಂದರಲ್ಲಿ 12 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿವೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಅದರಲ್ಲಿ ಚಿಪ್ಪುಗಳು ಮತ್ತು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೀಗಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 1 –> 2*(1)2 = 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 2 –> 2*(2)2 = 8 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಚಿಪ್ಪು 3 –> 2*(3)2 = 18 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು ಆದರೆ ಉಳಿದವು 2 ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಷ್ಟೇ (12-2-8=2) ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಚಿಪ್ಪು3 ರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಿಂತ (18) ಕಡಿಮೆ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ (2) ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು. ಇಂತಹ ಅಣು ಬೇರೊಂದು ಅಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಒಡನಾಡಬಲ್ಲದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

(ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇನ್ನಷ್ಟು ವಿಷಯಗಳನ್ನು ತಿಳಿಯೋಣ)

One Comment

ಅಣು

  By , ,

ಅಣು ಎಂದರೇನು?

ವಸ್ತುವೊಂದನ್ನು ಒಡೆಯುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಅದು ತುಣುಕುಗಳಿಂದ, ಚಿಕ್ಕ ತುಣುಕುಗಳಿಂದ, ಕೊನೆಗೆ ಇನ್ನಷ್ಟು ಒಡೆಯಲು ಕಷ್ಟವಾಗುವ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುವುದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಕಿರುತುಣುಕೊಂದು ತನ್ನಲ್ಲಿ ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಿರಿದಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅಡಕವಾಗಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದು, ಈ ರಚನೆಗಳು ಒಗ್ಗೂಡಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುತ್ತವೆ.

ತನ್ನಲ್ಲಿರುವ ಕಿರು ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಒಟ್ಟಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುವಂತಹ, ಎಲ್ಲಕ್ಕಿಂತ ಕಿರಿದಾದ ಈ ಅಡಕವನ್ನು (constituent) ಅಣು (atom) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

 

matter_atoms(ವಸ್ತುವೊಂದರಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

 

ವಸ್ತುವೊಂದು ಇಂತಹ ಹಲವು ಕೋಟಿಗಳಷ್ಟು ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ 1 cm3 ಅಳತೆಯ ತಾಮ್ರದ ತುಣುಕಿನಲ್ಲಿ ಸರಿ ಸುಮಾರು 8.49 × 1022 ಅಣುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುವೊಂದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣ (ಬೇರೆ ವಸ್ತುಗಳೊಡನೆ ಹೇಗೆ ಒಡನಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಗುಣ), ಮಿಂಚಿನ (ವಿದ್ಯುತ್ / electric) ಗುಣ, ಗಟ್ಟಿತನದ ಗುಣ ಮುಂತಾದ ಇತರೆ ಹಲವು ಗುಣಗಳು ಅದರಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳ ಗುಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತವೆ.

ಜೀವಿಗಳು ಕೂಡ ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರೋಟೀನ್, ಅಮಿನೊ ಅಸಿಡ್ ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದರೆ, ಅಮಿನೊ ಅಸಿಡ್ ಗಳು ನೈಟ್ರೋಜನ್, ಉಸಿರ್ಗಾಳಿ (ಆಕ್ಸಿಜನ್), ನೀರುಟ್ಟುಕ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್) ಮತ್ತು ಕರಿಗೆಗಳ (ಕಾರ್ಬನ್) ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಮನುಷ್ಯರ ಮೈಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾಗ ನೀರಿನಿಂದ ಕೂಡಿದ್ದು, ನೀರು ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಅಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.

organisms_atoms(ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಇರುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

ಅಣುಗಳ ರಚನೆ (structure of atom):

ಅಣುಗಳಿಗೆ ಗೊತ್ತುಪಡಿಸಿದ ಇಂತದೇ ಆಕಾರವಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲು ಕಷ್ಟವಾದರೂ, ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ದುಂಡನೆ ಆಕಾರದಿಂದ ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಣುವಿನ ದುಂಡಿ (radius) ಸುಮಾರು 30 pm ನಿಂದ 300 pm ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. (pm = picometer / ಪಿಕೊಮೀಟರ್ = 1×10−12 m).

ಅಣುವು ಕೆಳಗಿನ ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ,

1. ನಡುವಿನ ಭಾಗ

2. ನಡುವಿನಲ್ಲಿರುವ ರಚನೆಗಳು

3. ನಡುವಿನ ಭಾಗದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ರಚನೆಗಳು

 

atom_structure

1. ನಡುವಿನ ಭಾಗ:
ಅಣುವಿನ ಈ ಭಾಗವನ್ನು ನಡುವಣ (nucleus) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟು ರಾಶಿಯ (mass) ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಾಲು ಈ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅಡಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ದುಂಡಗಲ (diameter) 1.75 fm ನಿಂದ 15 fm ನಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ. (fm = femtometer / ಪೆಮ್ಟೊಮೀಟರ್ = 1 × 10−15 m). ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಅಳತೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ ನಡುವಣವು ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ತುಂಬಾ ಕಿರಿದಾಗಿರುತ್ತದೆ.

2. ನಡುವಣದಲ್ಲಿರುವ ರಚನೆಗಳು:

ನಡುವಣದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಗೆ ತಮ್ಮದೇ ಆದ ವಿಶೇಷ ಗುಣಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಇಂತಹ ಗುಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೆಂದರೆ ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ (magnetic field) ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ ಅವುಗಳು ಹೇಗೆ ನಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂಬಂತಹ ಗುಣ. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಇವುಗಳನ್ನು ಒಡ್ಡಿದಾಗ, ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ (magnetic field) ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿಗೆ ಎದುರಾಗಿ ಸಾಗುವ ತುಣುಕುಗಳು ’+’ ಹುರುಪು (charge) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವುಗಳನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳೆಂದು (proton) ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ’ಕೂಡು’ (+) ಗುರುತಿನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲ್ಪಡುವ ಈ ತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಕೂಡುವಣಿಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸದ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‍ಗಳೆಂದು (neutron) ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ನೆಲೆವಣಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು.

 

proton_nuetron

ಕೂಡುವಣಿಗಳು (protons) ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳು (neutrons) ಇನ್ನೂ ಚಿಕ್ಕದಾದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಕಿರಿವಣಿಗಳು (quarks) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕೂಡುವಣಿ ಇಲ್ಲವೇ ನೆಲೆವಣಿಯಲ್ಲಿ ಮೂರು ಕಿರಿವಣಿಗಳಿದ್ದು, ಅಂಟುವಣಿ (gluon) ಎಂಬ ರಚನೆಗಳು ಇವುಗಳನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ.

quarks(ಅಣುವಿನಲ್ಲಿ ಕಿರಿವಣಿಗಳ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಚಿತ್ರ)

quarks_gluons(ಕೂಡುವಣಿ ಮತ್ತು ನೆಲೆವಣಿಗಳ ಒಳರಚನೆ)

  3. ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಸುತ್ತುವ ರಚನೆಗಳು:

ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಹಲವು ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಇನ್ನೊಂದು ಬಗೆಯ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ, ಇವುಗಳು ಸೆಳೆಗಲ್ಲಿನ ಬಯಲಿನ ಕಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತವೆ. ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರೋಟಾನ್‍ಗಳನ್ನು ’ಕೂಡು’(+) ಗುರುತಿನಿಂದ ಗುರುತಿಸುವಂತೆ, ಈ ಕಿರುತುಣುಕಗಳನ್ನು ಕಳೆ (-) ಗುರುತಿನಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇವುಗಳು ಕಳೆ ಹುರುಪು (negatively charged) ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಳೆ ಹುರುಪು ಹೊಂದಿರುವ ಈ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳನ್ನು ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳೆಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಕನ್ನಡದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳನ್ನು ಕಳೆವಣಿಗಳು ಎನ್ನಬಹುದು.

 

electron spread

ಕಳೆವಣಿಗಳು (electrons) ನಡುವಣದ ಸುತ್ತ ಬರೀ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸುತ್ತುತ್ತವೆ ಎಂದು ಮೊದಲೆಲ್ಲಾ ಅಂದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿತ್ತು ಆದರೆ ಈ ಕುರಿತಾಗಿ ನಡೆದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅರಕೆಗಳು, ಕಳೆವಣಿಗಳ ಈ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳು ದುಂಡನೆಯ ಆಕಾರವನ್ನಷ್ಟೇ ಹೊಂದಿರದೇ ಹಲವು ಬೇರೆ ಆಕಾರಗಳನ್ನೂ ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂತು. (ಕಳೆವಣಿಗಳ ಈ ಸುತ್ತುಹಾದಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ವಿವರವಾಗಿ ಬೇರೆ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗುವುದು)

ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಕಳೆವಣಿಗಳ ದುಂಡನೆಯ ಹಾದಿಗಳನ್ನಷ್ಟೇ ಎಣಿಕೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಅಣುವಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ಚಿತ್ರಣವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

atom_structure_2

ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು:

ಅಣುಗಳ ಒಳರಚನೆಗಳಾದ ಕಿರಿವಣಿಗಳು (quarks), ಅಂಟುವಣಿಗಳು (gluons) ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ (electrons) ಒಳಗೆ ಇನ್ನಾವುದೇ ರಚನೆಗಳು ಇಲ್ಲವಾದುದರಿಂದ (ಅವುಗಳನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಾನ್ನಾಗಿಸಲು ಆಗದಿರುವುದರಿಂದ) ಇವುಗಳನ್ನು ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳು (elementary particles) ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ನಮ್ಮ ಸುತ್ತುಮುತ್ತ ಕಂಡುಬರುವ ವಸ್ತುಗಳು, ಜೀವಿಗಳು ಈ ’ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕು’ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ. ಮೂಲ ಕಿರುತುಣುಕುಗಳಿಂದಾದ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಜೀವಿಗಳ ಒಟ್ಟುನೋಟವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ತೋರಿಸಬಹುದು.

elementary particles

 

ಕೂಡುವಣಿ, ನೆಲೆವಣಿ ಮತ್ತು ಕಳೆವಣಿಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೇಗೆ ಅಣುವೊಂದರ ಗುಣವನ್ನು ತೀರ್ಮಾನಿಸುತ್ತದೆ? ಮೂಲವಸ್ತು ಎಂದರೇನು? ಐಸೋಟೋಪ್‍ಗಳು ಅಂದರೇನು? ಮುಂತಾದ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ಮುಂದಿನ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗುವುದು.

 

(ಚಿತ್ರಸೆಲೆಗಳು: www.studyblue.com, wikipedia.org)