லேசர் குளிர்வித்தல்

அணுக் கடிகாரங்களில் பிழையே வரக் கூடாது. பல மில்லியன் வருடங்களில் ஒரே ஒரு நொடி பிசகும். அவற்றில் இருக்கும் அணுக்கள் மிக மிகக் குளிர்ந்த நிலையில் இருக்க வேண்டும்.

லேசர்கள் என்றவுடனே, அறிவியல் புனைவுப் படங்களில் உலோகத்தில் துளையிடக்கூடிய அளவு திறனுடைய, பொருள்களைத் துளைக்கும் சிவப்பு நிறத்தில் கற்றையாகப் பாயக்கூடிய ஒளிதான் நினைவுக்கு வரும். சிலநேரம், அது சூப்பர்மேன், எக்ஸ்மேன்களின் கண்களில் இருந்து பாய்ந்து பொருள்களைப் பொசுக்கும். அது உண்மைதான். 

சில தொழிற்சாலைகளில், உலோகங்களைத் துல்லியமாக வெட்டுவதற்கு லேசர்கள் பயன்படுகின்றன. குவிக்கப்பட்ட ஆற்றல் இருப்பதால், உடலில் தேவையில்லாத முடிகளை சருமத்தின் மயிர்க்கால்களைப் பொசுக்குவதன் மூலம் நீக்குகிறது. கண்ணின் அமைப்பு மாற்றத்தால் ஏற்படும் கிட்டப்பார்வைக் குறைபாட்டை, சில செல்களைப் பொசுக்கிச் சரிசெய்கிறது. இவை எல்லாமே, அவற்றின் மிகுதியான ஆற்றலால் நடைபெறுவதுதான். அவை, சுட்டுப் பொசுக்குதலையே கற்பனை செய்யும் நமக்கு, அவை நாம் எதிர்பார்க்காத ஒரு இடத்தில் பயன்படுவது ஆச்சர்யத்தைத் தரும்.

‘ஏய் இந்தப் புள்ளய அவன் காதலிக்கறானாம்டி’ என்று புரணி பேசுவதன் மூலம், காதல் குறையுமென்று எதிர்பார்ப்பது, நெய்யால் நெருப்பை அணைக்க முனைவதற்குச் சமமாகும் என்பதை, வள்ளுவர் ஒரு குறளில், 

‘நெய்யால் எரிநுதுப்பேம் என்றற்றால் கெளவையால் 
காமம் நுதுப்பேம் எனல்’ 

என்று சொல்லுவார். அதுபோல, ஆற்றல் மிகுந்த லேசர்களை குளிர்விப்பதற்குப் பயன்படுத்துகிறார்கள் என்று சொல்லும்போது, அப்படித்தான் இருக்கும், அதெப்படி முடியும் என்று. ஆனால் லேசர்களை, அணுக்களைக் குளிர்விக்கப் பயன்படுகிறார்கள்.

முதலில், வெப்பம், வெப்பநிலை, ஒளி மூன்றைப் பற்றியும் ஒரு மூன்று மார்க் கேள்வி அளவுக்கு விடையளித்துவிடுவோம். வெப்பம் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளில் இருக்கும் எல்லா அணுக்களின் மொத்த ஆற்றலின் அளவு. வெப்பநிலை என்பது அதில் இருக்கும் ஒவ்வொரு அணுவுக்கும் இருக்கும் சராசரி ஆற்றல். ஒளி ஒரு அலை. ஆனால், அதற்கு உந்தம் உண்டு. அதாவது, ஒரு பொருளின் மேல் மோதும்போது, அது ஆற்றலைக் கொடுக்கவோ பெறவோ செய்யும். ஒரு பொருளில் இருக்கும் அணுக்களின் நகர்வு வேகம், அதன் வெப்பநிலைக்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும். வெப்பநிலை உயர உயர, நகர்தல் உயரும். குறையக் குறைய, நகர்வுகளும் குறையும்.

இப்போது நீங்கள் என்னை நோக்கி ஓடி வருகிறீர்கள் என்று வைத்துக்கொள்வோம். அப்போது நான் உங்களை நோக்கி பஞ்சுப் பந்துகளை நிமிடத்துக்கு ஆயிரக்கணக்கில் தொடர்ந்து எரிகிறேன். அப்போது உங்கள் வேகம் என்ன ஆகும். மட்டுப்படும். அதேபோல, ஒரு அணுவின்மேல், மூலக்கூறின்மேல் ஒளியைச் செலுத்தினால், அந்த மோதலினால் அதன் வேகம் மட்டுப்படுமில்லையா? அதன் வேகம் மட்டுப்படும்போது, அந்தப் பொருளின் வெப்பநிலையும் குறையுமில்லையா? அதுதான் கோட்பாடு. ஆனால், இரு விஷயங்கள் இடிக்கிறதே. நகரும் ஒரு மூலக்கூற்றை ஒளியால் மோதி மோதி ஒரு அளவில் அது நகராமல் நின்று, பின்னர் எதிர்த்திசையில் வேகமெடுக்கத் தொடங்க வேண்டுமல்லவா? அப்படியானால், குளிர்வித்தல் எப்படி சாத்தியமாகும்.

இதற்கு, ஹைசன்பர்க் விளைவையெல்லாம் இழுக்கவேண்டி வரும். ஆனால், சுருக்கமாய்ப் பார்ப்போம். எல்லா அணுக்களின் மூலக்கூறுகளும், எல்லா ஒளி அலைநீளங்களோடும் செயல்புரியாது. ஒவ்வொரு அணுவுக்கும் மூலக்கூறுக்கும் ஒரு பிடித்தமான அலைநீளம் இருக்கும். மீதி ஒளி அலைகளை அப்படியே தாண்டிப்போக விட்டுவிடும். இங்கு, லேசர்களை குளிர்விக்க வேண்டிய அணுக்களோ மூலக்கூறுகளோ செயல்படும் அலைநீளங்களைவிட, கொஞ்சம் கம்மியான அலைநீளமாக வைக்கிறார்கள். 

மழைக்காலத்தில் வண்டி ஓட்டும்போது, மழைத்துளிகள் நம் மீது அதிகம் படுமாறு தெரிகிறதல்லவா? அதுபோல, லேசர் ஒளியை நோக்கி வரும் அணு / மூலக்கூறுக்கு மட்டும் அந்த அலைநீளம், அதற்குப் பிடித்த அலைநீளமாகத் தெரியும். அப்போது அது, அந்த ஒளியுடன் மோதி வெப்பநிலை குறையும். அதன் வேகம் குறைந்தவுடன், அந்த ஒளி அதற்குப் பிடித்தமான ஒளியாகத் தெரியாது. அப்போது அவை குளிர்ந்துவிடும். 

மேல் - கீழ், இடம் - வலம், முன் - பின் என்று ஆறு லேசர்கள் அல்லது மூன்று லேசர்கள், அதன் எதிர்ப்புறம் கண்ணாடிகள் மூலம் எந்தத் திசையில் அணு நகர்ந்தாலும் அதனைக் குளிரவைத்துவிட முடியும்.

இதனால் என்ன பிரயோஜனம் என்றால், இந்தக் குளிர்விப்பு முறை இல்லாமல், உங்கள் கைபேசிகளின் வரைபடங்களில், உங்கள் இடத்தை இந்த முட்டுச்சந்தில் நிற்கிறாய் என்று சொல்லும் ஜி.பி.எஸ்கள் இயங்காது. ஜி.பி.எஸ் செயற்கைக்கோள்களின் கடிகாரங்கள், அணுக் கடிகாரங்கள் (atomic clocks). அவற்றில் பிழையே வரக் கூடாது. பல மில்லியன் வருடங்களில் ஒரே ஒரு நொடி பிசகும். அவற்றில் இருக்கும் அணுக்கள் மிக மிகக் குளிர்ந்த நிலையில் இருக்க வேண்டும். செயற்கைக்கோள்களில் ஏசி, ஃபிரிட்ஜெல்லாம் சாத்தியமில்லை. மேலும், நாம் -272 டிகிரி சென்ட்டிகிரேட் (செல்சியஸ்) கணக்கில் பேசுகிறோம். அந்த வெப்பநிலைக்குச் செல்ல, லேசர் குளிர்வித்தல்தான் ஒரே வழி. 

அடுத்த முறை, காரோ ஆட்டோவோ கைபேசி மூலம் புக் செய்யும்போது, விண்வெளியில் உங்களுக்காக சில அணுக்கள் ஒளியோடு மோதிக் குளிர்கின்றன என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.
 

தினமணி'யை வாட்ஸ்ஆப் சேனலில் பின்தொடர... WhatsApp

தினமணியைத் தொடர: Facebook, Twitter, Instagram, Youtube, Telegram, Threads, Koo

உடனுக்குடன் செய்திகளை தெரிந்து கொள்ள தினமணி செயலியை பதிவிறக்கம் செய்யவும் 

Related Stories

No stories found.
Dinamani
www.dinamani.com