அணுசக்தி – Page 16 – . . . . . நெஞ்சின் அலைகள் . . . . . வையகத் தமிழ் வலைப் பூங்கா

கடவுள் துகளை முதலில் காணப் போவது எந்த விரைவாக்கி யந்திரம் ?

(கட்டுரை -7)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பை
அரங்கேற்றி
ஆய்வகத்தில் முதன்முதல்
கடவுள் துகளைக்
காணப் போவது எது ?
ஐரோப்பியர் இயக்கும்
செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரமா ?
அமெரிக்கர் கையாளும்
ஃபெர்மி ஆய்வு விரைவாக்கியா ?
பல்வேறு பளு நிறையில்
உள்ளது ஹிக்ஸ் போஸான் !
ஐந்து விதப் பளு வடிவில்
அவதரிக்கலாம்
கடவுள் துகள் !
தணிவு நிறையுள்ள
ஹிக்ஸ் போஸானை முதன்முதல்
ஃபெர்மி ஆய்வகம் கண்டது
இப்போது ஒரு வதந்தி !
அது மெய்யா ? அல்லது பொய்யா ?
அப்பெரும் நிகழ்ச்சி
செர்ன் வல்லுநருக்குக் கொடுக்கும்
சிறு அதிர்ச்சி !

“இரண்டு தனிப்பட்ட மூலாதாரத் தகவல் மூலம் என் காதில் விழுந்த இது : டெவடிரான் விரைவாக்கியில் (Fermilab, Tevatron Collider, Chicago) செய்த ஒரு சோதனையில் விளைந்த “எளிய ஹிக்ஸ் போஸான்” சமிக்கைச் (Light Higgs Boson Signal) சான்றுகளை வெளியிடப் போகும் ஒரு விஞ்ஞானத் தகவல். சிலர் அதை “முச்சிக்மா விளைவு” (Three Sigma Effect) (99.7% உறுதியான விளைவு) என்று சொல்கிறார். மற்றும் சிலர் அது ஓர் எதிர்பாராத விளைவு என்று கருதி அதை ஒரு பெரும் சாதிப்பாய் எடுத்துக் கொள்ள வில்லை”,

தாமஸோ தோரிகோ (Tommaso Dorigo, Physicist University of Padova, Italy)

“பேரளவு நிறைவுடைய ஒரு ஹிக்ஸ் போஸான் உற்பத்தியைச் சோதனையில் முழுமையாய்த் தவிர்க்கும் நிலைக்குத் தெரியாமல் நெருங்கி விட்டோம் ! மூன்றாண்டுக்கு முன்பு “இதுபோல் எம்மால் செய்யக் கூடுமா” என்று நினைத்திருக்க மாட்டோம். மேலும் நிரம்பத் தகவல் இலக்கம் (Massive Data) வருவதால் எமது சோதனைகள் தணிவு நிறை ஹிக்ஸ் போஸானைக் (Low Mass Higgs Boson) கூர்மையாய் ஆராயத் தொடங்கின.”

டிமிட்ரி டெனிஸோவ் (Fermilab Co-Spokeperson, CDF & DZero Analysis Groups)

“இந்தப் புதிய ஹிக்ஸ் போஸான் தேடல் விளைவுகள் டெவடிரான் விரைவாக்கியில் கிடைத்த ஏராளமான தகவல் இலக்கத்தாலும் (Tevatron Collision Data) அநேக பட்டம் படிப்பு நிபுணர் வடித்த கூரியக் கணித விதிகளாலும் (Smart Search Algorithms) கிடைத்தவை.”

ராபர்ட் ரோஸர் (Fermilab Co-Spokeperson, CDF & DZero Analysis Groups)

“ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் டெவடிரான் உடைப்பியின் (Tevatron Collider) உற்பத்தியைத் தூண்டி உன்னத நிலைக்கு ஆய்வுகள் உயர்ந்துள்ளன. டெவடிரான் உடைப்பியின் சிறந்த சோதனை விளைவுகளுக்கு நாங்கள் நன்றி செலுத்துகிறோம். உலக நாடுகளின் CDF & DZero சோதனை ஆய்வுக் கூட்டாள விஞ்ஞானிகள் சாதித்த விளைவுகள் துடிப்புணர்ச்சி உண்டாக்குபவை. அவை ஹிக்கிஸ் போஸான் தேடல் ஆராய்ச்சியில் மகத்தான முன்னேற்றைக் காட்டியுள்ளன.”

டெனிஸ் கோவர், (Dept of Energy Associate Director of Science for High Energy Physics)

“உலகப் பரமாணு உடைப்பியில், புரோட்டான் கணைகளை எதிர் எதிரே பேரளவு திரட்சியில் விஞ்ஞானிகள் மோத விட்டுப் பிரபஞ்சத்தின் மர்மங்களை வெளிப்படுத்தும் சோதனைகளில் முன்னேறிப் புதுப்புது வரலாற்றுப் பதிவுகளை படைத்து வருகிறார்.”

ஜேம்ஸ் கில்லிஸ் (James Gillies, CERN Scientist) (March 30, 2010)

“செர்ன் பரமாணு உடைப்பி ஒரு கால யந்திரம் (Time Machine) ! இது நுண்துகள் விஞ்ஞானிகளுக்கு ஒரு பூர்வீகப் பூங்கா (Jurassic Park for Particle Physicists). இப்போது அவர் உண்டாக்கியுள்ள அல்லது உண்டாக்கப் போகும் சில நுண்துகள்கள் 14 பில்லியன் ஆண்டுகளாகக் காணப் படாதவை !”

ஃபிலிப் சூவே (Philip Schewe, Science Writer, American Institute of Physics)

“இம்மாதிரி (நுண்துகள்) பௌதிகத்தில் புதிய நிகழ்ச்சிகளை நோக்க முதலில் புள்ளி விவரச் சேமிப்பே முக்கியமானது. அவற்றில் நாம் முதலில் எவ்விதம் படைக்கப் பட்டோம் என்பதை அறியும் தடக்குறி கிடைக்கும். மேலும் பிரபஞ்சத்தில் மொத்தம் 96% உள்ள புலப்படாத கரும் பிண்டம் (Invisible Dark Matter) பற்றி அறியும் குறிக்கோளும் அதன் மூலம் கருஞ்சக்தி வி¨சையைப் (Dark Energy -Antigravity Force) புரிந்து கொள்வதும் திட்டமிடப் பட்டுள்ளன.

டெஸ்பியோனா ஹாட்ஷிஃபோடியாடு (Despiona Hatzifotiadu, CERN Scientist)

“பிரபஞ்சப் பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்து பில்லியன்த் தசம விநாடியில் (Billionth of a Second after the Big Bang) தோன்றிய திரைக் காட்சியைக் கண்டு விட்டோம். இந்தப் புதிய கட்டம் “முதல் பௌதிகம்” என்று பெயர் அளிக்கப் படுகிறது ! இவற்றைப் போல் இன்னும் ஈராண்டுகள் செய்யப் போகும் பல பில்லியன் புரோட்டான் மோதல்களின் துவக்கக் கட்டம் இது.”

ஜேம்ஸ் கில்லிஸ் (James Gillies, CERN Scientist)

“இது உலகத் தோற்றத்தைக் கூறும் முதற்பிரிவு (Genesis Chapter-1) விளக்கம் நோக்கி மனிதர் வைக்கும் மாபெரும் கால்தடம் ! செர்ன் உடைப்பி பிரபஞ்சத் தோற்றப் படைப்பு யந்திரம் (Genesis Machine) ! பிரபஞ்ச வரலற்றின் மாபெரும் மகத்தான காட்சியை மீண்டும் திரையிட்டுக் காட்ட செர்ன் உதவுகிறது ! புதிரான இந்த நுண்துகள்களின் கண்டுபிடிப்பு பிரபஞ்சத்தில் நாம் யாரென்னும் கருத்தை மாற்றி விடலாம் !”

மிஸியோ காக்கு, பௌதிக மேதை (Michio Kaku, New York)

இத்தாலிய விஞ்ஞானி வெளியிட்ட ‘கடவுள் துகள்’ கண்டுபிடிப்பு வதந்தி

2010 ஜூலை 12 இல் இத்தாலியின் படோவா பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த பௌதிக விஞ்ஞானி தாமஸோ தோரிகோ (Tommaso Dorigo, University of Padova) இரண்டு மூலாதாரத் தகவல் வழியாக தன் காதில் விழுந்த வதந்திச் செய்தியைத் தன் வலை இதழில் குறிப்பிட்டு எழுதினார். அதாவது சிகாகோவில் இருக்கும் ·பெர்மி ஆய்வகத்தின் டெவடிரான் உடைப்பியில் (Fermilab’s Tevatron Collider) செய்த சோதனையில் முதன்முதலாக உற்பத்தியான ஓர் “எளிய ஹிக்ஸ் போஸான்” துகளுக்குச் (Light Higgs Boson) சான்று உள்ளதை வெளியிடப் போவதாக அறிந்தாராம். இதை வெறும் வதந்தி என்று ஒதுக்கியவர் சிலர். அடுத்துக் ‘கடவுள் துகள்’ கண்டுபிடிப்பைப் பற்றி ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் நிபுணரோ, செர்ன் விரைவாக்கி (CERN Accelerator) விஞ்ஞானிகளோ வெளியிடப் போவதைப் பலர் எதிர்பார்த்திருக்கிறார். ஆனால் எவ்வித ஆதாரமின்றி, நிரூபணம் இல்லாமல் இப்படி ஒரு விஞ்ஞான வதந்தி ஒரு பெரும் இத்தாலிய பௌதிக நிபுணர் மூலம் வெளியானதில் சிறிதளவு மெய்ப்பாடும் இருக்கிறது.

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பு நிகழ்ந்து ஒரு சில விநாடிகளில் தோன்றிய கனநிறைத் துகள்களில் “ஹிக்ஸ் போஸான்” என்பது ஒன்று என்னும் அழுத்தமான யூகம் விஞ்ஞானிகளிடையே நிலவி யுள்ளது. அதனால் அது “கடவுள் துகள்” என்றும் பலரால் மதிக்கப் படுகிறது. ஐரோப்பாவில் உலகப் பெரும் செர்ன் விரைவாக்கியிலும் புரோட்டான் கணைகளை ஒளிவேகத்துக்கு ஒட்டிய வேகத்தில் மோத விட்டு விஞ்ஞானிகள் இதே “ஹிக்ஸ் போஸானைக்” காணத்தான் துடித்துக் கொண்டிருக்கிறார். ஃபெர்மி ஆய்வக விஞ்ஞானிகள் “எளிய நிறை ஹிக்ஸ் போஸானை” முதன்முதலில் கண்டு விட்டார் என்னும் செய்தி செர்ன் விஞ்ஞானிகளுக்கு ஓர் அதிர்ச்சியைக் கொடுத்திருக்க வேண்டும் !

ஆனால் ஃபெர்மி ஆய்வகம் தனது புதுக் கண்டுபிடிப்புப் பற்றி வெளிப்படையாக எந்த அறிவிப்பும் இதுவரைச் செய்ய வில்லை. எளிய நிறை ஹிக்ஸ் போஸானை ஃபெர்மி விஞ்ஞானிகள் டெவடிரான் விரைவாக்கிச் சோதனையில் உற்பத்தி செய்ததை மட்டும் மறுக்கவில்லை. ஆனால் ஹிக்ஸ் போஸான் உற்பத்திச் சோதனையில் தாமொரு முன்னேற்றைப் புரிந்துள்ளதாக அறிவித்தார். அதாவது 50-50 வாய்ப்பு முறையில் இந்த ஆண்டு (2010) முடிவுக்குள் அல்லது 2011 ஆண்டு துவக்கத்துக்குள் ஹிக்ஸ் போஸான் இருப்பை அழுத்தமாக வெளியிடத் தகுந்த அளவு தகவல் சான்றுகளோடு வருவோம் என்று அறிவித்தனர்.

ஃபெர்மி ஆய்வக டெவடிரான் உடைப்பியின் மகத்தான சாதனைகள்

1983 இல் சிகாகோ அருகில் (Batavia, Illinois, USA) 120 மில்லியன் டாலர் செலவில் கட்டி முடிக்கப் பட்ட டெவடிரான் விரைவாக்கி (1994-1999) இல் 290 மில்லியன் டாலர் நிதிச் செலவில் அடுத்தடுத்து மேம்படுத்தப் பட்டது. 1995 இல் அதன் நிபுணர்கள் (CDF & DZero Experiment Collaborators) முதன்முதல் “மேல் குவார்க்” (Top Quark) அடிப்படைத் துகளை உற்பத்தி செய்து கண்டுபிடித்தார் ! அடுத்து 2007 இல் மேல் குவார்க்கின் நிறையை 1% துல்லிமத்தில் அளந்தார். 2006 ஆம் ஆண்டில் இருவித “சிக்மா பரியானைக்” (Two Types of Sigma Baryon) கண்டுபிடித்தார். 2007 ஆம் ஆண்டில் செய்த சோதனையில் (DZero Experiment) புதுவித பரியான் (Xi Baryon) ஒன்றைக் கண்டுபிடித்தார். 2008 இல் அதே சோதனையில் மீண்டும் வேறு வித பாரியானைக் (Double Strange Omega Baryon) கண்டுபிடித்தார்.

அமெரிக்க எரிசக்தித் துறையகத்தைச் சேர்ந்த ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் விஞ்ஞானிகள் (US Dept of Energy, Fermilab Scientists) செய்த இரண்டு புரோட்டான் உடைப்புச் சோதனைகளில் (CDF & DZero Collider Experiments) கீழ்க்காணும் விளைவுகள் நிகழ்ந்தன. இந்தச் சோதனைகள் 158 முதல் 175 GeV/C2 வரை நிறையுள்ள ஹிக்ஸ் போஸான் துகள்களைத் தவிர்த்து விட்டன. துகள் பௌதிக நிலவர மாதிரிப்படி (Standard Model of Particle Physics) ஹிக்ஸ் போஸானின் நிறை 114 முதல் 185 GeV/C2 முடிய இடைப்பட்டு இருக்க வேண்டும். (ஒப்பீடாகச் சொல்லப் போனால் நிறை 100 GeV/C2 அளவு என்பது 107 மடங்கு புரோட்டான் நிறைக்குச் சமமாகும்). இந்த விஞ்ஞான விளைவுகள் யாவும் ஜூலை 22-28, 2010 தேதிகளில் பாரிசில் நடந்த அகில நாட்டு உயர் சக்திப் பௌதிகப் பேரவையில் (International Conference on High Energy Physics (ICHEP-2010) விவாதிக்கப் பட்டன. அப்போது இத்தாலிய விஞ்ஞானி எழுதிய ஹிக்ஸ் போஸான் கண்டுபிடிப்பு வதந்தி பொய்யானது என்று கூறப்பட்டது !

வியக்கத் தக்க முறையில் பூமியில் ஏற்படும் பூகம்பங்களை உளவி எச்சரிக்கை செய்துள்ளது டெவடிரான் விரைவாக்கி ! அதனுடைய அடித்தளக் காந்தங்கள் மிக்கக் கூர்மையானவை. ஆயிரக் கணக்கான மைல் தூரத்தில் மிகச் சிறிய நிலநடுக்கம் ஏற்பட்டாலும் அதை உணர்ந்தறியும் வல்லமை படைத்தவை டெவடிரான் மின் காந்தங்கள் ! 2004 இல் இந்து மாக்கடலில் எழுந்த அசுரப் பூகம்பத்தையும், சுனாமியையும் உளவி அறிந்தது. மறுபடியும் சுமாத்ராவில் 2005 இல் நேர்ந்த கடல் பூகம்பம், 2007 இல் நியூ ஸீலாந்தில் கிஸ்போர்ன் நிலநடுக்கம் (Gisborne Earthquake), 2010 ஹெய்தி பூகம்பம், 2010 சில்லியின் நிலநடுக்கம் ஆகியவற்றை டெவடிரான் கண்டுபிடித்து அறிவித்தது.

ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் ‘கடவுள் துகள்’ கண்டுபிடிப்பு வதந்தி

இத்தாலிய விஞ்ஞானி பேராசிரியர் தாமஸோ தோரிகோ சொல்லிய வதந்தியை நம்பினால் அது “முச்சிக்மா முத்திரையாக” (Three Sigma Signature) எடுத்துக் கொள்ளப்படலாம். அதன் அர்த்தம் என்ன வென்றால் புள்ளி விபரப்படி 99.7% அந்தக் கூற்று மெய்யானது என்பதே. உலகக் கண்கள் ஐரோப்பாவின் செர்ன் பரமாணு உடைப்பி மீது விழுவதால், அதுதான் ஹிக்ஸ் போஸானை முதலில் கண்டுபிடிக்கும் என்னும் கருத்து இப்போது மாறி விட்டது. கடந்த 27 ஆண்டுகளாக (1983-2010) அடுத்தடுத்து சிகாகோ டெவடிரான் செம்மையாக்கப் பட்டு மேன்மைப் படுத்தப் பட்டுள்ளது. ·பெர்மி ஆய்வகம் டெவடிரான் விரைவாக்கி மூலம் ஒரு குவார்க்கையும், நான்கு வித பாரியான்களை இதுவரை உற்பத்தி செய்து நிரூபித்துள்ளது. எளிய ஹிக்ஸ் போஸான் ஒன்றை முதன் முதலில் உற்பத்தி செய்து காட்டி, ·பெர்மி ஆய்வகம் அற்புதக் “கடவுள் துகளைக்” காணும் காலம் நெருங்கி விட்டது என்பதே இந்த இத்தாலிய விஞ்ஞானியின் வதந்திக்கு உறுதி அளிக்கிறது. ஹிக்ஸ் போஸான் துகளே கடைசித் துகளாக துகள் பௌதிகத்தின் நிலவர மாதிரியாகக் (The Standard Model of Particle Physics) கருதப் படுகிறது. கடவுள் துகள் கண்டுபிடிக்கப் பட்டால், நிலவர மாடல் உறுதி செய்யப்படும். அப்படி இல்லாவிட்டால் பழைய துகள் நியதிகள் மீளாய்வு செய்யப் படவேண்டும். ·பெர்மி விஞ்ஞானிகள் ஹிக்ஸ் போஸான் இருப்பை 2010 ஆண்டு முடிவுக்குள்ளோ அல்லது 2011 ஆண்டு துவக்கத்துக்குள்ளோ மெய்ப்பித்துக் காட்டுவார் என்பதை இத்தாலிய விஞ்ஞானியின் வதந்தி அழுத்தமாய்க் கூறுகிறது !

(தொடரும்)

தகவல்:

Picture Credits: Fermilab, Chicago, USA, CERN, Geneva Websites.,

1 CERN Large Hadron Collider – Particle Physics – A Giant Takes on Physics’ Biggest Question By : The New York Times (May 15, 2007)
2 CERN Fires up the New Atom Smasher to Near Big Bang By : Alexander Higgins [Sep 7, 2008]
3 World’s Largest Atom Smasher (CERN) Completion [March 26, 2008]
4. Time Magazine Report – The Moment [September 10, 2008] Geneva [Sep 22, 2008]
5 CERN Atom Smasher – Latest Wikipedia Report.
6 BBC News What Happened to the Big Bang Machine (Sep 20, 2008)
7 BBC News LHC Gets Colder than Deep Space By Paul Rincon (Oct 16, 2009)
8 BBC News Particle Beams Injected into LHC (Oct 26, 2009)
9 Rebirth of the LHC : The Search for the God Particle Resumes (Nov 2, 2009)
10 Second Chance of Large Hadron Collider To Deliver Universe’s Secrets By : Robin McKie, Geneva (Nov 1, 2009)
11. https://jayabarathan.wordpress.com/2008/09/18/cern-atom-smasher/ (CERN Article-1)
12 https://jayabarathan.wordpress.com/2008/09/26/cern-atom-smasher-2/ (CERN Article-2)
13 https://jayabarathan.wordpress.com/2009/11/05/cern-worlds-greatest-atom-smasher/ (CERN Article-3)
14 https://jayabarathan.wordpress.com/2010/03/25/cern-atom-smasher-4/ (CERN Article-4)
14(a) https://jayabarathan.wordpress.com/2010/04/02/cern-atom-smasher-5/ (CERN Article-5)
14(b) https://jayabarathan.wordpress.com/2010/04/09/cern-atom-smasher-6/ (CERN Article-6)
14(c) https://jayabarathan.wordpress.com/2010/07/03/cern-atom-smasher-7/ (What is Happening in CERN ?)
15 BBC News LHC High Energy Results Published By Jason Palmer (Feb 9, 2010)
16 BBC News : LHC Smashes Energy Record Again (March 19, 2010)
17 BBC News : God Particle Hunt Set to Start By Paul Rincon (March 23, 2010)
18 http://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider (CERN Atom Smasher) (25 March 2010)
19 BBC News : The Science of LHC By Paul Ricncon (Nov 20, 2009)
20 BBC News : Collider Sees High-Energy Success (March 30, 2010)
21 Large Hydron Atom Smasher Reaches Near Speed of Light (Daily Galaxy) March 31, 2010
22 Deep Thought – The Large Hadron Collider Could Prove the Existence of a Parallel Universe (Daily Galaxy 2009 Top Story) Jan 6, 2010
23 Atom Smasher Will Keep Revealing “The Beginning” (CTV News, Canada) March 30, 2010
24. Why the Large Hadron Collider (LHC) ? A Few Unanswered Questions
25. What Will the Large Hadron Collider (LHC) Reveal ? By : Steve Giddings Los Angeles Times(January 7, 2010)
26. Will the LHC Solve the Mystery of the Great Attractor ? By Casey Kazan, Daily Galaxy (Jan 11, 2010)
27 ABC News – Atom Smasher Closer to Big Bang By : Rachael Brown (March 31, 2010)
28 BBC News : LHC Particle Search Nearing By : Paul Rincon (May 17, 2010)
29 Space Daily – World’s Biggest Atom Smasher Gains Pace : CERN By : Staff Writers (June 28, 2010)
30 BBC News : LHC Smashes Beam Collision Record By Katia Moskvitch (June 28, 2010)
31 Telegraph, New Scientist – The Tevatron Accelerator – Competition with Large Hadron Collider Heats Up By Clay Dillow (July 12, 2010)
32 Fermilab Web / Space Daily Fermilab Experiments Narrow Allowed Mass Range for Higgs Boson (July 26, 2010)
33. Wikipedia The Tevatron Collider, Fermilab (August 3, 2010)
34 New Scientist Magazine ” Who Will Find the God Particle First ?” (Will an old Faithful Find the Higgs ?) By : Rachel Coutland (July 24, 2010)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (August 7, 2010)

பிரபஞ்சத்தின் மகத்தான எழுபது புதிர்கள் ! பரிதி மையத்தில் கரும்பிண்டம் அடைபட்டுள்ளது !

(கட்டுரை 68)

சி. ஜெயபாரதன் B.E. (Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

பரிதி ஒளிக்கதிர் வீசி
அண்டக் கோள்களைச் சூடாக்கி
எரித்தாலும்
உட்கருவில் காணாமல்
ஒளிந்திருப்பது
ஒரு கரும்பிண்டம் !
கருவைக் குளிர்ப்பிக்கும்
இருட் பிண்டம் !
கரும் பிண்டத்தில்
வெளியேறும் கனத் துகள்கள்
மையத்தின்
வெப்பத்தை விழுங்கி
விளிம்புக்குக் கடத்தி அனுப்பும் !
கருவிண் மீன்கள் செத்தவை
கருந்துளை உண்டாக்கும் !
உட்கருவில் உள்ள
கருப் பிண்டம்
பரிதிக்குத் தொடர்ந்து
எரிவாயு அனுப்பும் !
விளக்கு அணையா திருக்க,
ஒளிச்சுடர் வீச
வெப்பசக்தி ஊட்டி வரும் !
கருப்பிண்டம்
மையத்தில் இல்லை யெனின்
விதிப்படி இயங்குமோ
கதிரவன் ?

“கரும்பிண்டம் பரிதியின் மையத்தில் அடைபட்டுள்ளது. அதுவே பரிதியின் உட்கரு உஷ்ணத்தைக் குளிர்ப்படுத்தி வருகிறது. பிரபஞ்சப் பிண்டத்தின் 80% வீதப் பங்கைக் கரும்பிண்டமே எடுத்துக் கொண்டிருக்கிறது. கரும்பிண்டம் இருப்பது நமக்குத் தெரியும். ஆனால் இதுவரை அது ஆய்வகத்திலோ அல்லது நேராகாவோ காணப் பட்டதில்லை ! அது மெய்யாக என்ன வென்பதற்கு மிகக் குறைந்த தகவலே நிலவுகிறது. கரும்பிண்டத்தின் இயற்கைப் பண்பாடுகளை எல்லா முறைகளிலும் நாம் உளவ வேண்டியது அவசியம். நமது சூரியனே அதைச் செய்ய ஓர் ஆய்வகத்தை நமக்குத் தரலாம்.”

டாக்டர் ஸ்டீஃபன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London)

“கரும்பிண்டத்தின் 5 கிகா எலெக்டிரான் வோல்ட் சக்தியுள்ள துகள் (5 giga-eV) (Giga-Electron Volts) புரோட்டான் அல்லது நியூட்ரானைப் போல் 5 மடங்கு கனமுள்ள கனத் துகள் ஆகும். அந்த எண்ணிக்கை பிரபஞ்சத்தில் பரவியுள்ள சாதாரண பிண்டத்தைப் போல் 5 மடங்கிருக்கும் கரும்பிண்டத்தை உறுதிப் படுத்துகிறது. அந்தக் கனத்துகள் கரும்பிண்டத்தின் சிறப்பான ஒரு பிறவியாகத் தெரிகிறது. அந்தத் துகள் கரும்பிண்டத்துக்கும், சாதாரணப் பிண்டத்துக்கும் உள்ள ஒப்பு வீதத்தைக் காட்டுகிறது.”

மாட்ஸ் ஃபிரான்ஸென் & சுபீர் ஸர்கார் (Mads Frandsen & Subir Sarkar, University of Oxford, London, UK.)

“கரும்பிண்டம் பரிதியின் மையத்தில் சேமிக்கப் படுவதால் முன்னறிக்கப் பட்ட நியூட்டிரினோ துகள்களின் எண்ணிக்கை எப்படி மாறுகிறது என்பதை நாம் கூர்ந்து நோக்க வேண்டும். இந்த மாறுதலை உண்டாக்கும் தற்போதுள்ள நியூட்டிரினோ துகள்களின் துடிப்பலைகளைச் சோதிப்பதும் இதில் அடங்கும்.”

டாக்டர் ஸ்டீஃபன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London)

“கரு விண்மீன்கள் கரும்பிண்டத்தின் துகள்களாகப் பலவீனத் தொடர்பால் உண்டான திணிவு பெருத்த துகள்களின் (WIMP -Weakly Interacting Massive Particles) இயற்கை விளைவுகள். இதை நிலைநாட்டத் தேவையான உபரிகளைச் சேர்க்க எங்களுக்குச் சில காலம் எடுத்தது. 2007 ஆம் ஆண்டில் நாங்கள் அறிவித்த போது இவை ஒளிவீசும் நிலைத்துவ அண்டங்களாய் நிலவிய மெய்யான விண்மீன்கள் (Hydrostatically Stable Objects) என்பதை உணராமல் போனோம். இப்போது அவற்றின் வானியல் கட்டமைப்பைக் (Steller Structure) கண்டுபிடிப்பதில் வெற்றி அடைந்ததால் கரு விண்மீன்களின் பண்பாடுகளைப் புரிந்து கொண்டோம். கரு விண்மீன்கள் நமது பரிதியைப் போல் பன்மடங்கு பெரிதான பூத வடிவில் நிறை பெருத்த வானியல் அண்டங்கள் (Giant Puffy Objects). அவை பரிதிபோல் பல மில்லியன் மடங்கு உடல் பெருத்து ஒளி வீசுபவை.”

காதரின் ஃபிரீஸ் (Katherine Freese) வானியல் விஞ்ஞானி மிச்சிகன் பல்கலைக் கழகம்

பரிதி மையத்தில் கரும்பிண்டம் உள்ளதெனப் புதிய கண்டுபிடிப்பு

ஆக்ஸ்ஃபோர்டு பல்கலைக் கழகத்தின் இரண்டு ஆராய்ச்சிக் குழுவினர் அறிவிப்பின்படி கரும்பிண்டம் நமது பரிதியின் மையத்தில் இருந்து குளிர்ப்பித்துக் கொண்டு வருகிறது என்பது உறுதியாக்கப் பட்டிருக்கிறது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு சூரியனின் ஒட்டு மொத்த உஷ்ணத்தைப் பெருமளவில் பாதிக்கா விட்டாலும், குளிர்ந்த உட்கரு, பரிதியில் உஷ்ணப் பரவுதலைப் பற்றியும், கடத்தலைப் பற்றியும் புதியதோர் கோட்பாட்டை நிலைநாட்டுகிறது ! கரும்பிண்டம் ஒளியுடன் ஈடுபாடு இல்லாதால் (No Interaction with Light) கண்களுக்கும், தொலை நோக்கிகளுக்கும் அது தெரிவதில்லை ! பிற அண்டங்கள் மீது நிகழும் ஈர்ப்பியல் விளைவுகளால் கரும்பிண்டத்தின் இருப்புக்குச் சான்று கிடைக்கிறது. இந்த ஆய்வுகளின் விளைவுகள் முடிவாகக் காட்டுவது யாதெனில் கரும்பிண்டம் பிரபஞ்சத்தின் மொத்தப் பிண்டத்தில் 80% பங்கைப் பெறுகிறது என்பதே.

பரிதி மையத்தில் கரும்பிண்டம் உறைவது என்னும் கோட்பாடு ஏறக் குறைய கடந்த 1980 முதல் முப்பது ஆண்டுகளாக நிலவி வருகிறது. சூரியனிலிருந்து வெளியாகும் மாயமான நியூட்டிரினோ பரமாணுக்களின் எண்ணிக்கை, கணினிப் போலி இயக்க வடிவுகள் (Computer Simulations) கூறியதில் மூன்றில் ஒரு பங்கே என்று வானியல் விஞ்ஞானிகள் கண்டு உள்ளனர். கரும்பிண்டம் வெப்பசக்தியை விழுங்கி அணுப்பிணைவு இயக்கங்களின் வீதத்தைக் (Rate of Fusion Reactions) குறைத்து குன்றிய எண்ணிக்கைக்கு ஏற்ற காரணத்தை விளக்கமாய்க் கூறுகிறது. வேலும் நியூட்டிரினோ துகள்கள் மூன்று விதத்தில் அதிர்வு செய்கின்றன. அவற்றில் ஒன்று மட்டுமே பூமியில் கண்டுபிடிக்கப் படுகிறது. அதனால் சூரியக் கரும்பிண்டம் அறியப் படாமல் விடப்பட்டது. இப்போது மறுபடியும் அது புத்துயிர் பெற்று ஆராயப் படுகிறது. அதை ஆழ்ந்து அறிய கரும்பிண்டம் கொண்டுள்ள துகள்களுக்கு நிறை வரையறை வகுத்தனர். அடுத்து அவை சாதாரணப் பிண்டத்துடன் ‘மெலிவு ஈடுபாடுகள்’ (Weakly Interactions) மட்டும் கொள்பவை. லண்டன் பல்கலைக் கழத்தின் ஸ்டீஃபன் வெஸ்ட் தலைமையில் (Stephen West of Royal Holloway, University of London) பரிதியின் கரும்பிண்டத்தில் உள்ள துகள்கள் இந்த வரையறைக்குள் இருந்தால் என்ன நேரிடும் என்று ஆராய்ந்தனர்.

பரிதிக் கரும்பிண்டம் பற்றி ஆக்ஸ்ஃபோர்டு குழுவினர் செய்த ஆய்வுகள்

ஆக்ஸ்ஃபோர்டு பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த மாட்ஸ் ஃபிரான்ஸென் & சுபீர் ஸர்கார் (Mads Frandsen & Subir Sarkar, University of Oxford, London, UK.) ஆகியோரின் ஆய்வுகள் பின் வருமாறு : கரும்பிண்டத் துகள்களின் கணினிப் போலி இயக்கங்கள் (Computer Simulations) பரிதி மேற்கூறிய துகள்களைத் தன் மையத்தை நோக்கி இழுக்கிறது என்றும், துகள்கள் வெப்பசக்தியை உறிஞ்சுகின்றன வென்றும் காட்டுகின்றன. கரும்பிண்டத்தின் சில துகள்கள் இந்த வெப்பத்தை மையத்திலிருந்து விளைம்புக்குக் கடத்திச் செல்கின்றன என்றும் அதனால் பரிதி மையம் குளிர்ப்பிக்கப் படுகிறது என்றும் ஃபிரான்ஸென், ஸர்கார் இருவரும் வெளியிட்டார். அவர் இருவரும் கரும்பிண்டத்தின் 5 கிகா எலெக்டிரான் வோல்ட் சக்தி (5. giga-eV) உள்ள துகள்களை மட்டும் எடுத்துக் கொண்டனர். ஆனால் டாக்டர் ஸ்டீஃபன் வெஸ்ட் (Dept of Physics at Royal, University of London) ஆய்வுக்கு எடுத்துக் கொண்ட கரும்பிண்டத் துகள்கள் 5. giga-eV சக்தியை விடக் குறைந்தவை.

ஃபிரான்ஸன் கூற்றுப்படி கரும்பிண்டத் துகள்கள் புரோட்டான், நியூட்ரான் பரமாணுக்களை விட 5 மடங்கு கனத்தவை ! அந்த வழிமுறையில் பிரபஞ்சத்தை நோக்கினால் கரும்பிண்டம் சாதாரணப் பிண்டத்தை விட 5 மடங்காக இருப்பதை உறுதிப் படுத்துகிறது. ஸர்கார், ஃபிரான்ஸென் இருவரும் சூரியக் கரும்பிண்டத் துகள் மற்றுமோர் புதிர்ப் பிரச்சனையைத் தீர்ப்பதாக நம்புகிறார். பரிதியின் மையத்தைச் சுற்றிலும் எழும் பேரளவு வெப்ப சக்தி கடப்பு, கதிர்வீச்சு இயக்க முறைகளால் (Heat Movement By Conduction & Radiation) விளிம்புக்கு நகர்கிறது. விளிம்புக் கருகில் சுற்றியக்க முறையில் (Convection) நிகழ்கிறது. ஆனால் சுற்றியக்க முறை, கடப்பியக்க முறை ஆகியவற்றின் எல்லை அரங்கு (Boundary Between Conduction & Convection /Radiation Transfer) எங்குள்ளது என்பது தர்க்கத்தில் உள்ளது.

சூரிய உட்கலப்பு மூலமான கணினிப் போலி இயக்கங்கள் (Simulations Based on Solar Composition) ஒலி அலைகள் மூலம் பரிதி மேற்தளத்தில் சோதித்தபடி அந்த எல்லை அரங்கை மையத்துக்கு அப்பால் (விளிம்புக்கு அருகே) இருப்பதாகக் காட்டுகின்றன. ஸர்கார் ஃபிரான்ஸென் இருவரும் கரும்பிண்டத் துகள் மூலம் அமைத்த போலி இயக்கங்கள் எல்லை அரங்கை மையத்துக்கு அருகில் இருப்பதாகக் கூறுகின்றனர் ! அவரது ஆய்வுகளே போலி இயக்கங்களுக்கும் உளவிய நோக்குகளுக்கும் நெருங்கி ஒத்திருப்பதாகத் தெரிகின்றன.

கருவிண்மீன்கள் கருந்துளை உண்டாக்கலாம் !

பிரபஞ்ச வெடிப்பின் துவக்க யுகங்களில் தோன்றிய முதற் பிறப்பு விண்மீன்கள் இப்போது நாம் காணும் விண்மீன்களுக்கு முற்றிலும் வேறாக இருந்திருக்க வேண்டும். அந்த ஆதியுக விண்மீன்கள் பிரபஞ்சத்தின் புதிரான அமைப்புகளைப் புரிந்து கொள்ள ஓரளவு உட்குறிப்புகளைக் கொண்டிருக்கலாம். 2007 ஆம் ஆண்டில் நியதியாக்கப் பட்ட “கரு விண்மீன்கள்” (Dark Stars) நவீன விண்மீன்களை விடப் பன்மடங்கு பெரிதாக வளரலாம் என்றும் அவை கரும்பிண்டத்தின் துகள்களால் (Dark Matter Particles) ஆற்றல் ஊட்டப் படலாம் என்றும் வானியல் விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார். அந்தத் துகள்கள் அணுப்பிணைவு (Nuclear Fusion) முறையில் அல்லாமல் கரு விண்மீன்களின் உள்ளே பிணைந்து அழியலாம் என்றும் எண்ணப்படுகிறது. பிள்ளைப் பிரபஞ்சத்தில் கரு விண்மீன்கள் நமது பரிதி போல் கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளியை வீசியிருக்க வேண்டும் என்று சொல்லப்படுகிறது. ஆனால் இப்போது அந்த ஒளிவீச்சு நம்மை அணுக முடியாது உட்சிவப்பு நீட்சியில் “செந்நிறக் கடப்பாகி” (Redshifted into the Infrared Range) தெரியாமல் போனது என்று விளக்கம் கூறப்படுகிறது. ஆதலால் கரு விண்மீன்கள் நமது கண்களுக்குத் தெரியாமல் போய் விட்டன !

கருந்துளைகளின் மூலத் தோற்றம் மர்மமானது. ஒரு கோட்பாடு : பிரபஞ்ச மிச்சத்தின் முதற் பிறவி விண்மீன்கள் அவை என்பது. ஒருவித விண்மீன் மாதிரிகளைச் சேர்ந்தவை யாக இருக்கலாம். அவை பளு மிக்க கரும்பிண்டத்து முகிலின் உட்புறத்தில் உள்ளதாக எண்ணப்பட்டவை. இந்த முதற் பிறப்பு விண்மீன்களின் நடுவே கரும்பிண்டத் துகள்கள் இருந்திருக்கலாம். அத்துகள்கள் கதிர்வீச்சால் வெடித்து ஒன்றை ஒன்று அழித்திருக்கலாம். இந்த மிஞ்சிய சக்தி இவ்வித விண்மீன்கள் சாதாரண விண்மீன்களை விடப் பெரிதாக வளர விட்டிருக்கலாம். விண்மீன்கள் எரிவாயு தீர்ந்து அணுப்பிணைவு நின்று சாகும்போது பேரளவு சக்தியுள்ள கருந்துளைகளாய் மாறலாம். ஆனால் கருவிண்மீன்களைக் (Dark Stars) ஒருநாள் காண்போம் என்னும் நம்பிக்கை விஞ்ஞானிகளிடையே இருப்பதில்லை.

பிரபஞ்சத்தில் பரிதியின் உட்கருவில் மட்டுமே கரும்பிண்டம் இருக்கலாம் என்று கருத வேண்டாம். காலாக்ஸிகளின் மையத்தில் பேரளவு பளுநிறை கொண்ட கருந்துளைகளை (Supermassive Black Holes) உண்டாக ஏராளமான விண்மீன்களுக்குக் கரும்பிண்டம் உதவியுள்ளதா என்று சீக்கிரத்தில் நாம் கண்டு விடலாம்.

வானியல் விஞ்ஞானிகளின் கரு விண்மீன் கோட்பாடு

நான்கு விஞ்ஞானிகள் வெளியிட்ட அறிக்கையின் சாராம்சம் இதுதான் : கரு விண்மீன்கள் எனப்படும் அபூர்வ விண்மீன்கள் பிரபஞ்ச விண்மீன் பரிணாம வளர்ச்சியின் ஒரு புதுமுக நோக்கு, முதல் நோக்கு, பெரு வெடிப்புக்குப் பிறகு பிள்ளைப் பிராயத்தில் 200 மில்லியன் ஆண்டுக்குப் பின்னால் விளைந்தவை ! அப்போது கரும்பிண்டங்களின் திணிவு (Density of Dark Matter) பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப யுகங்களில் இப்போது உள்ளதை விடப் பேரளவு இருந்தது. மேலும் முதற்பிறப்பு விண்மீன்கள் ஆரம்ப யுகக் “கரும்பிண்டத்தின் ஒளிச்சுழி” (Dark Matter Halo) மையத்தில் உண்டாகி இருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகள் முன்னறிவிக்கிறார். அந்த நிகழ்ச்சியே ஒளிமந்தைகள் (Galaxies) தோன்றுவதற்கும் அடிகோலி இருக்க வேண்டும். மாறாக இப்போது காணப்படும் ஒளிமந்தைகளில் விண்மீன்கள் சிதறிப்போய் விளிம்புகளில் ஒட்டிக் கொண்டுள்ளன ! அந்த நான்கு விஞ்ஞானிகளின் கோட்பாட்டில் முதற்பிறப்பு விண்மீன்கள் தம்மைச் சுற்றியுள்ள பிண்டங்களைப் பிணைத்துக் கொண்டு அருகிலிருக்கும் கரும்பிண்டத்தின் வாயு முகிலை இழுத்துக் கொள்ளும் என்று கூறப் பட்டுள்ளது.

கரு விண்மீன்களின் உள்ளே இருக்கும் உட்துகள்கள் எப்படிச் சேர்கின்றன ? கரும்பிண்டத்தின் உட்துகள்கள், பலவீனத் தொடர்பால் உண்டான திணிவு பெருத்த துகள்களாய்க் (WIMPs -Weakly Interacting Massive Particles) கரு விண்மீனில் சேர்கின்றன. விம்ப் (WIMPs) துகள்களில் அவற்றின் எதிர்த்துகள்களும் உள்ளதால் அவை இரண்டும் பிணைந்து அழிந்து சக்தியை உண்டாக்கும் மூலாதாரச் சேமிப்பாய் அமைகிறது. கரும்பிண்டத்தின் திணிவு பேரளவாயின் அதுவே ஆக்கிரமித்து அணுப்பிணைவு இயக்கத்தை விட (Nuclear Fusion) வெப்பசக்தி எழுப்பும் அல்லது தணிக்கும் இயக்கமாகிறது. அணுப்பிணைவு இயக்கத்தோடு ஒப்பிட்டால் விம்ப் அழிவு சக்தி (WIMP Annihilation Process) ஒரு மேம்பட்ட ஆற்றல் ஊற்றாக அமைகிறது ! ஆதலால் பூர்வீக விண்மீனுக்கு ஆற்றல் ஊட்ட சிறிதளவு கரும்பிண்டமே தேவைப்பட்டிருக்க வேண்டும் !

(தொடரும்)

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine. New Scientist

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How do Massive Stars Explode ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By : Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40206102&format=html
11 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40308155&format=html
12 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40407085&format=html
13 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
14 “Physics of the Impossible” Michio Kaku – Article By : Casey Kazan (March 4, 2008)
15 Space & Earth – Seeing the Invisible – First Dark Galaxy Discovered (Feb 23, 2005)
16 Did Dark Matter Create the First Stars ? (March 15, 2006)
17 Dark Matter in Newborn Universe, Doused Earliest Stars (Dec 3, 2007)
18 Space & Earth – Dark Matter in a Galaxy (October 30, 2009)
19 The Newrork Timea – Black Holes, A Riddle All Their Own, May be Fueling the Blobs By : Dennis Overbye (July 7, 2009)
20 Science Daily – Mysterious Space Blob Discovered at Cosmic Dawn (April 2009)
21 New Book – Physics Theory – The First Stars -The Interconnectedness of Reality Phyisics Org – (November 3, 2009)
22 Stars Fueled By Datrk Matter Could Hold Secrets to the Universe (Nov 3, 2009)
23 Wikipedia – Dark Star (November 8, 2009)
24 Daily Galaxy – Dark Stars – Were There Once Dark Stars Powered By Antimatter ? (Nov 9, 2009)
25 Daily Galaxy – Were Gigantic Dark Stars of the Early Universe Powered By Antimatter (November 12, 2009)
26 Daily Galaxy – Are Black Holes Powering the Most Massive Objects in Space (Nov 11, 2009)
27 The Dark Attractor : What’s Pulling the Milky Way Towards it at 14 million mph. (Nov 13, 2009)
28. https://jayabarathan.wordpress.com/2009/08/20/katturai-62-1/ (Compact Stars & Preon Stars) (Aug 20, 2009)
29 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40911291&format=html (Earlier Stars & Dark Stars)
30 Scientific American – Dark Matter Particle Discovered By JR Minkel (April 13, 2008)
31 Wired Sources – A New Experiment – First Direct Evidence of Dark Matter Particles By Alxis Madrigal (November 19, 2008)
32 News Track, India – Is Dark Matter Cooling off the Sun’s Core ? (July 15, 2010)
33 New Scientist – Dark Side of the Sun – Exotic Dark Matter Lurks inside Our Sun (The Sun Has a Heart of Darkness By : Eugenie Samuel Reich (July 17, 2010)
34 Daily Galaxy – Could the Sun Have a Core of Dark Matter ? (July 23, 2010)

******************

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) August 1, 2010

உலகப் பெரும் செர்ன் விரைவாக்கியில் இப்போது என்ன நிகழ்கிறது ?

(கட்டுரை -7)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரம்
அற்புதம் செய்யும் ஆய்வகத்தில் !
பிரபஞ் சத்தின் ஆதிமுதல்
பெரு வெடிப்புத்
திருக் காட்சியை அரங்கேற்றும் !
உருவாக்கும்
சிறு கருந்துளைகள் விரைவில்
மறைந்து போகும் !
எதிர் எதிரே
புரட்டானை மோத விட்டுக்
கனமானை நுண்துகளை முதலில்
உருவாக்க முனையும் !
பரமாணுக்கு நிறை அளிக்கும்
கடவுள் துகள் !
மூவான் நுண்துகள் மோதலில்
தோன்றும் !
பரமாணு வுக்குள்
பம்பரமாய்ச் சுழலும் நிலையற்ற
நுண்துகள் அகிலத்தைக்
கண்காட்சி செய்யும் !
பராமணு வயிற்றில்
வெடித்துப் பொரிக்கும்
குஞ்சுகள் !
குளுவான்கள் ! குவார்க்குகள் !
லிப்டான்கள் !
ஃபெர்மி யான்கள் !
ஹிக்ஸ் போஸான்கள் !

+++++++

ஜேம்ஸ் கில்லிஸ் (James Gillies, CERN Scientist) (March 30, 2010)

செர்ன் விரைவாக்கியின் கருவி (LHCb) எதிர்ப் பிண்டத்தின் (Anti-Matter) இயற்கைப் பண்பாட்டை நுட்பமாய் நோக்கும். அதே கருவி சமீபத்தில் முதன்முதலாக “நளினி” “விபரீத அழகி” என்னும் இரண்டு பரமாணுக்களைக் (Sub-atomic Particles, Called : Charm & Strange Beauty) கண்டுபிடித்துள்ளது. “விபரீத அழகி” நுண்துகளை முதன்முதல் கண்டுபிடித்த எனது குழுவினர் பேருவகை அடைந்தனர். இயல் பிண்டத்தைப் (Normal Matter) போலின்றி மாறாக இயங்கும் எதிர்ப் பிண்டத்தை (Anti-Matter) அறிய நாங்கள் இந்த நுண்துகளை பயன்படுத்துவோம். ‘விபரீத அழகி’ நுண்துகளைப் பற்றி வேறு யாரும் அறியார். அதுவே செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரத்தின் தனித்துவத்தைக் காட்டுகிறது.”

டாக்டர் தாரா ஸியர்ஸ் [Large Hadron Collider Beauty (LHCb) Scientist] லிவர்பூல் பல்கலைக் கழக ஆய்வாளர்.

ஃபிலிப் சூவே (Philip Schewe, Science Writer, American Institute of Physics)

டெஸ்பியோனா ஹாட்ஷிஃபோடியாடு (Despiona Hatzifotiadu, CERN Scientist)

ஜேம்ஸ் கில்லிஸ் (James Gillies, CERN Scientist)

“இது உலகத் தோற்றத்தைக் கூறும் முதற்பிரிவு (Genesis Chapter -1) விளக்கம் நோக்கி மனிதர் வைக்கும் மாபெரும் கால்தடம் ! செர்ன் உடைப்பி பிரபஞ்சத் தோற்றப் படைப்பு யந்திரம் (Genesis Machine) ! பிரபஞ்ச வரலற்றின் மாபெரும் மகத்தான காட்சியை மீண்டும் திரையிட்டுக் காட்ட செர்ன் உதவுகிறது ! புதிரான இந்த நுண்துகள்களின் கண்டுபிடிப்பு பிரபஞ்சத்தில் நாம் யாரென்னும் கருத்தை மாற்றி விடலாம் !”

மிஸியோ காக்கு, பௌதிக மேதை (Michio Kaku, New York)

“மேற்கட்ட செர்ன் சோதனையில் விரைந்து பாயப் போகும் எதிர் எதிர் ஒளிக்கற்றைகள் நேரிணைப்பு (Alignment of Beams) செய்யப் படவேண்டும். அது நிபுணருக்குப் பெரும் சவாலானது. அட்லாண்டிக் கடலின் அகண்ட இருபுறக் கரைகளிலிருந்து இரண்டு எதிர், எதிர் ஊசிகளை அனுப்பிக் கடல் நடுமையத்தில் அவற்றை மோத வைக்கும் சவாலைப் போலாகும்,”

ஸ்டீவ் மையர்ஸ் (Steve Myers, Director of CERN Accelerators & Technology)

புதிய அடிப்படைத் துகள் தேடலில் நெருங்கிச் செல்லும் விரைவாக்கி யந்திரம்

வெகு விரைவில் உலகப் பெரும் விரைவாக்கி புதிய அடிப்படைத் துகளைக் கண்டுபிடிக்கத் துவங்கும் நிலைக்கு வந்து விட்டதென்று ஒரு பெரும் செர்ன் விஞ்ஞானி அறிவிக்கிறார். செர்ன் யந்திரத்தின் சமீபத்திய இயக்க முன்னேற்றம் தொடர்ந்தால், விஞ்ஞானிகள் இவ்வாண்டு வேனிற் கால முடிவுக்குள் துகள் பௌதிகத்தில் (Particle Physics) புதியதோர் திருப்பத்தை உண்டாக்குவார் என்று தெரிகிறது. அவற்றுள் முதலில் கண்டுபிடிக்கப்பட இருப்பவை ஏற்கனவே உள்ளதாக ஊகிக்கபட்ட இரண்டு போஸான் துகள்கள் (Boson Particles). பத்து பில்லியன் டாலர் செலவில் தயாரிக்கப் பட்டு ஆரம்பத்தில் ஹீலியம் கசிந்து பழுதுகள் நீக்கப் பட்டு முதன்முதல் 2009 நவம்பரில் செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரம் செம்மையாக இயங்க ஆரம்பித்து அரை பில்லியன் மோதல்களை உண்டாக்கி விட்டது. பிரென்ச்-சுவிஸ் எல்லையில் ஜெனிவாவுக்கு அருகில் 27 கி.மீ. விட்டமுள்ள வட்ட அடித்தளத்தில் இயங்கி வருகிறது செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரம். அந்த உலகப் பெரும் விரைவாக்கி அணுவின் அடிப்படைத் துகள் “ஹிக்ஸ் போஸான்” என்பதை 1000 GeV (Gega-electron Volt) மின்னாற்றலில் காணலாம் என்று விஞ்ஞானிகளால் ஊகிக்கப் பட்டது.

புரோட்டான் நிறையைப் போல் ஆயிரம் மடங்கு பெரிதானது ‘ஹிக்ஸ் போஸான்’ (Higgs Boson) என்னும் ஊகிப்பு அடிப்படைத் துகள். இந்த நிறை அளவீட்டில் முதலில் உதிக்கும் புதிய துகள்கள் ‘பிரதம W போஸான்கள்’ & ‘பிரதம Z போஸான்கள்’ (W Prime Bosons & Z Prime Bosons). இவை இரண்டும் கனமான போஸான்கள்.. மெலிந்த போஸான்கள் எனப்படும் ‘W போஸான்கள்’ & ‘Z போஸான்கள்’ (W Bosons & Z Bosons) நலிந்த இயக்கப்பாடுகளுக்குப் (Weak Interactions OR Weaker Nuclear Force) பொறுப்பானவை. நான்கு அடிப்படை இயக்கப்பாடுகள் : ஈர்ப்பியல் சக்தி, மின்காந்த சக்தி, வலுத்த அணுக்கருச் சக்தி, நலிந்த அணுக்கருச் சக்தி. (Four Fundamental Interactions of Nature: Gravitation, Electromagnetism, Strong Nuclear Force & Weaker Nuclear Force).

1980 இல் W போஸான் & Z போஸான் ஆகிய இரண்டும் 100 GeV (Gega-Electron Volt) சக்தியில் பழைய செர்ன் விரைவாக்கியில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. நிறை மிகையான துகள்களைப் பதிவு செய்ய அதிக சக்தி வாய்ந்த தற்போதுள்ள விரைவாக்கி யந்திரம் செர்ன் போல அமைக்க வேண்டியதாயிற்று. ஒரு சில மாதங்களில் செர்னில் 1000 GeV மின்னாற்றல் உண்டாக்க முடியும் என்று ஆக்ஸ்·போர்டு பல்கலைக் கழகத்தின் துகள் பௌதிகவாதி டாக்டர் டோனி வைட்பர்க் கூறுகிறார். செர்ன் விரைவாக்கியில் இவ்வாண்டும், அடுத்த ஆண்டும் 3.5 TeV (Tetra- Electron Volt) மின்னாற்றலில் கணை மோதல்கள் நடத்தப் படும். செர்ன் பொறியியல் நிபுணர் படிப்படியாக மின்னாற்றலை மிகையாக்கி வருவார். 18 முதல் 24 மாதங்கள் நீடிக்கப் போகும் பில்லியன் கணக்கான செர்ன் விரைவாக்க மோதல்களின் விளைவுகளை ஆராய்வதற்குச் சில ஆண்டுகள் கூட ஆகலாம் ! கடந்த மூன்று மாதங்களுக்கு முன்பு மோதல்களின் எண்ணிக்கை (10^27) (10 to the power 27). இப்போது எண்ணிக்கை (10^29). இந்த வாரத் திட்டம் (ஜூன்–ஜூலை) மோதல்கள் எண்ணிக்கை : (10^30). செர்ன் விஞ்ஞானிகளின் குறிக்கோள் திட்ட எண்ணிக்கை : (10^34) மோதல்கள். இதுவரைப் புரோட்டான் வேகத்தை ஒளி வேகத்துக்கு ஒட்டி (99.99% ஒளிவேகம்) சக்தி ஆற்றலை 7 TeV அளவு உயர்த்தி உள்ளார். முடிவான குறிக்கோள் திட்ட ஆற்றல் : 14 TeV. செர்ன் விரைவாக்கியின் முழுத் தகுதிச் சக்தியில் விநாடிக்கு 600 மில்லியன் மோதல்கள் நிகழும். அப்போது டிரில்லியன் கணக்கில் புரோட்டான்கள் விரைவாக்கி வட்டக் குழலில் விநாடிக்கு 11245 தடவை சுற்றிவரும் !

விரைவாக்கியில் பெரு வெடிப்பு இயக்கம் நுண்துகள் உளவும் கருவிகள்

ஆறு முக்கிய கருவிகளின் பெயர்கள் இவை: (CMS, Atlas, Alice, LHCb, Totem & LHCf) அவை புரியும் பணிகள் என்ன ?

1. அட்லாஸ் உளவி (ATLAS Detector – A Toroidal LHC Apparatus) : 150 அடி (46 மீடர்) நீளமுள்ள இந்தக் கருவி எல்லாவற்றிலும் பெரியது. இரண்டு கருவிகள் உள்ளன. அவை பிண்ட ஆரம்பத்தைக் காணும். புதிய பௌதிகம், பிறப் பரிமாணம் (Extra Dimension) காணும்.

2. CMS Detectors (Compact Muon Solenoid) : இதுதான் ஹிக்கிஸ் போஸான்களைத் தேடிக் கண்டுபிடிக்கும் கருவி. கரும்பிண்டத்தின் இயற்கைப் பண்பாடையும் உளவும். இது பன்முக உளவுக்குக் கருவி (Multi-Purpose Detector)

3. ALICE (A Large Ion Collider Experiment) : இது திரவப் பிண்டத்தைக் கண்டுபிடிக்கும்.
(Liquid form of Matter called Quark-Gluon Plasma that existed shortly after the Big Bang)

4. LHCb (Large Hadron Collider Beauty) : பெரு வெடிப்பில் தோன்றிச் சரிபாதி இருக்கும் பிண்டம், எதிர்ப்பிண்டம் (Matter & Anti-Matter) ஆகியவற்றைக் கண்டுபிடிப்பது. இழந்து போன எதிர்ப்பிண்டத்துக்கு என்னவாயிற்று என்று உளவு செய்யும்.

5. LHCf (Large Hadron Collider Forward) விண்வெளியில் இயற்கையாக உண்டாகும் மின்னேற்றத் துகள்கள், அகிலக் கதிர்கள் (Charged Particles & Cosmic Rays) போலி இருப்பை ஏற்படுத்தும்.

6. Totem இது புரோட்டான்கள் எவ்விதம் சிதறும் என்று கண்டு அவற்றின் நிறையை அளக்கும்.

செர்ன் விரைவாக்கி என்ன முடிவுகளைக் கண்டுள்ளது ?

செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரம் பிரபஞ்சத்தின் புதிர்களை விடுவிக்கும் நிலைக்கு நெருங்கி விட்டது என்று ஆங்கு பணி செய்யும் விஞ்ஞானிகள் கூறுகிறார். நுண்துகளுக்கு நிறை எதனால் ஏற்படுகிறது ? கடவுளின் துகள் எனப்படும் ‘ஹிக்ஸ் போஸான்’ நுண்துகளுக்கு நிறை அளிப்பது என்று முன்பே யூகிக்க பட்டதுதான். இப்போது செர்ன் விநாடிக்கு 10,000 மோதல்களை உண்டாக்குகிறது என்று பௌதிக விஞ்ஞானி ஆன்ரி கொலூட்வின் (Anderi Golutvin) குறிப்பிடுகிறார். விநாடிக்கு எத்தனை அளவு மோதல்கள் மிகையாகுமோ அத்தனை அளவு நெருக்கத்தில் “உச்ச சீரமைப்பு”, “பிண்டம்”, “ஹிக்ஸ் போஸான்” (Supersymmetry, Dark Matter, Higgs Boson) ஆகியவற்றை அடைகிறோம் என்று பேராசிரியர் ஜான் எல்லிஸ் கூறுகிறார். “செர்ன் விரைவாக்கியின் கருவி (LHCb) எதிர்ப் பிண்டத்தின் (Anti-Matter) இயற்கைப் பண்பாட்டை நுட்பமாய் நோக்கும். அதே கருவி சமீபத்தில் முதன்முதலாக “நளினி” “விபரீத அழகி” என்னும் இரண்டு பரமாணுக்களைக் (Sub-atomic Particles, Called : Charm & Strange Beauty) கண்டு பிடித்துள்ளது. “விபரீத அழகி” நுண்துகளை முதன்முதல் கண்டுபிடித்த எனது குழுவினர் பேருவகை அடைந்தனர்.

இயல் பிண்டத்தைப் (Normal Matter) போலின்றி மாறாக இயங்கும் எதிர்ப் பிண்டத்தை (Anti-Matter) அறிய நாங்கள் இந்த நுண்துகளை பயன்படுத்துவோம். ‘விபரீத அழகி’ நுண்துகளைப் பற்றி வேறு யாரும் அறியார். அதுவே செர்ன் விரைவாக்கி யந்திரத்தின் தனித்துவத்தைக் காட்டுகிறது.” என்று லிவர்பூல் பல்கலைக் கழக ஆய்வாளர், டாக்டர் தாரா ஸியர்ஸ் கூறினார். செர்ன் விரைவாக்கியின் சக்தியும், இயக்கமும் தயாராகி “ஹிக்ஸ் போஸான்” நுண்துகளைக் கண்டுபிடிக்க 2011 ஆண்டு ஆரம்ப மாதங்கள் வரை ஆகும் என்று டாக்டர் வைட்பர்க் கூறுகிறார்.

அணுகருவுக்குள் இருக்கும் புரோட்டான் மிகவும் சிக்கலான துகள். அதனுள் குவார்க்குகள், குளுவான் உள்ளன. இந்த வார முடிவில் விஞ்ஞானிகள் முதன்முதல் எதிர் எதிர் வரும் முத்திரட்சி உள்ள இரு புரோட்டான் கற்றைகளை (Two Beams Consisting Three Bunches of Protons) செர்ன் விரைவாக்கியில் மோத விட்டார். முதல் முறையாக செர்ன் படைப்புத் திறனில் இயங்கி இயல் அடர்த்தியில் (Normal Intensity) இம்மூன்று திரட்சிகளும் இருந்தன. ஆதாவது ஒவ்வொரு திரட்சியிலும் 100 பில்லியன் புரோட்டான்கள் உச்ச அளவில் ஏவப்பட்டன.

இப்போது பாதி அளவுத் தீவிரத் திறனில்தான் (7 TeV) செர்ன் இயங்கியுள்ளது. ஒவ்வொரு கற்றையும் முழுத் திறமையில் (14 TeV) இயங்க 2013 ஆண்டில்தான் முடிவான சோதனையாக இருக்கும். முடிவான குறிக்கோள் திட்டம் 2808 திரட்சிகளை ஒரு கற்றைக்குள் உண்டாக்குவது. அது 2016 ஆண்டில்தான் நிகழும் என்று நம்பப் படுகிறது. புரோட்டான்கள் ஓடிச் சென்று மோதிக் கொள்ளும் வட்ட வளைக் குழலில் நான்கு பெரிய சோதனை நிகழ்த்திப் பிரபஞ்ச மர்மத்தின் புதிய பௌதிகப் படிக்க நான்கு கருவிகள் [Compact Muon Solenoid (CMS), (Atlas, Alice, LHCb] அமைக்கப் பட்டுள்ளன. இந்தக் கருவிகளின் விளைவுகளை ஆராயும் தலைமைத் திட்ட விஞ்ஞானி : டாக்டர் கொலூட்வின். கற்றையில் திரட்சிகள் கூடும் போது விஞ்ஞானிகள் ஒரு சிறு கருந்துளை (Mini Black Hole) தோன்றுவதை எதிர்பார்க்கலாம் ! “செர்ன் விரைவாக்கியில் கருந்துளைகளை நாங்கள் படைக்க முடிந்தால் அது பேருவகை அளிக்கும் எங்களுக்கு”, என்று பௌதிகப் பேராசிரியர் ஜான் எல்லிஸ் கூறுகிறார்.

(தொடரும்)

தகவல்:

Picture Credits: CERN, Geneva Websites.

1 CERN Large Hadron Collider – Particle Physics – A Giant Takes on Physics’ Biggest Question By : The New York Times (May 15, 2007)
2 CERN Fires up the New Atom Smasher to Near Big Bang By : Alexander Higgins [Sep 7, 2008]
3 World’s Largest Atom Smasher (CERN) Completion [March 26, 2008]
4. Time Magazine Report – The Moment [September 10, 2008] Geneva [Sep 22, 2008]
5 CERN Atom Smasher – Latest Wikipedia Report.
6 BBC News What Happened to the Big Bang Machine (Sep 20, 2008)
7 BBC News LHC Gets Colder than Deep Space By Paul Rincon (Oct 16, 2009)
8 BBC News Particle Beams Injected into LHC (Oct 26, 2009)
9 Rebirth of the LHC : The Search for the God Particle Resumes (Nov 2, 2009)
10 Second Chance of Large Hadron Collider To Deliver Universe’s Secrets By : Robin McKie, Geneva (Nov 1, 2009)
11. https://jayabarathan.wordpress.com/2008/09/18/cern-atom-smasher/ (CERN Article-1)
12 https://jayabarathan.wordpress.com/2008/09/26/cern-atom-smasher-2/ (CERN Article-2)
13 https://jayabarathan.wordpress.com/2009/11/05/cern-worlds-greatest-atom-smasher/ (CERN Article-3)
14 https://jayabarathan.wordpress.com/2010/03/25/cern-atom-smasher-4/ (CERN Article-4)
14 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41004021&format=html (CERN Article -5)
14 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41004111&format=html (CERN Article -6)
15 BBC News LHC High Energy Results Published By Jason Palmer (Feb 9, 2010)
16 BBC News : LHC Smashes Energy Record Again (March 19, 2010)
17 BBC News : God Particle Hunt Set to Start By Paul Rincon (March 23, 2010)
18 http://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider (CERN Atom Smasher) (25 March 2010)
19 BBC News : The Science of LHC By Paul Ricncon (Nov 20, 2009)
20 BBC News : Collider Sees High-Energy Success (March 30, 2010)
21 Large Hydron Atom Smasher Reaches Near Speed of Light (Daily Galaxy) March 31, 2010
22 Deep Thought – The Large Hadron Collider Could Prove the Existence of a Parallel Universe (Daily Galaxy 2009 Top Story) Jan 6, 2010
23 Atom Smasher Will Keep Revealing “The Beginning” (CTV News, Canada) March 30, 2010
24. Why the Large Hadron Collider (LHC) ? A Few Unanswered Questions
25. What Will the Large Hadron Collider (LHC) Reveal ? By : Steve Giddings Los Angeles Times(January 7, 2010)
26. Will the LHC Solve the Mystery of the Great Attractor ? By Casey Kazan, Daily Galaxy (Jan 11, 2010)
27 ABC News – Atom Smasher Closer to Big Bang By : Rachael Brown (March 31, 2010)
28 BBC News : LHC Particle Search Nearing By : Paul Rincon (May 17, 2010)
29 Space Daily – World’s Biggest Atom Smasher Gains Pace : CERN By : Staff Writers (June 28, 2010)
30 BBC News : LHC Smashes Beam Collision Record By Katia Moskvitch (June 28, 2010)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (July 3, 2010)

சூழ்வெளிச் சூடேற்றத்தில் சூரிய வடுக்களின் (Sunspots) பங்கு என்ன ?

[கட்டுரை: 1]

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

சூரியக் கரு வடுக்கள்
சூட்டு உட்கரு காட்டும் கண்ணாடி !
கதிரவன் சினம் பொங்கி
கனல் நாக்குகள் மில்லியன் மைல்
நீண்டு செல்லும் !
நெற்றிக் கண் திறந்து கதிர்க்
கற்றை ஓங்கி அடிக்கும் !
பதினோர் ஆண்டுக் கொருமுறை
ஏறி இறங்கும்
சூரிய வடுக்கள் மந்தை !
எண்ணிக்கை மிகுந்தால்
பரிதிப் புயல் கோரமாய் அடிக்கும் !
எண்ணிக்கை குன்றின்
பரிதியில் நிலவும் அமைதி !
பொல்லாக் கணைகள் கிளம்பி
தொல்லை கொடுக்கும் புவிக்கு !
பூமியைச் சுற்றும் துணைக் கோள்
தொடர்பு முடமாகும் !
புவிக்கோள் தகவல் அறுபட்டு
தவிக்க வைக்கும் !
பில்லியன் ஆண்டுக்கு முன்
செந்நிறக் கோள்
நீர் மயத்தை ஆவியாக் கியது
சூரியப் புயலே !
புவியைச் சூடாக்கு வதும்
குளிராக்கு வதும்
பரிதியின்
நெற்றிக் கண்ணே !

“பிரபஞ்சத்தின் நுட்பங்களைப் புரிந்து கொள்ளும் திறமை மனித உள்ளத்துக் கில்லை ! பெரிய நூலகத்தில் நுழையும் சிறு பிள்ளை போன்றுதான் நாமிருக்கிறோம். யாராவது ஒருவர் அந்த நூல்களை எழுதியிருக்க வேண்டும் என்று சிறு பிள்ளைக்குத் தெரிகிறது. ஆனால் யார் அதை எழுதியவர், எப்படி அது எழுதப் பட்டுள்ளது என்று சிறுவருக்குத் தெரிய வில்லை.”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் (1879-1955)

“(சூரிய பூதப் புயல்) வருமென்று எங்களுக்குத் தெரியும்; ஆனால் எத்தகைய தீவிரமானது என்பதை நாங்கள் அறியோம். அது கணினிகள், துணைக்கோள்கள், விமானப் போக்குவரத்துகள், கப்பல்/வாகன வழிகாட்டி (Navigation), மின்னலைத் தொலைத் தொடர்பு சாதனங்கள் போன்றவற்றைப் பாதிக்கும். உலக அனுதின வினைகளுக்குப் பேரளவுப் பிரச்சனைகளை விளைவிக்கும். பல பகுதிகளில் மின்சக்திப் பரிமாற்றம் தடைப்படும். அவற்றைப் பழுது பார்த்துச் செப்பணிட நீண்டக் காலப் பொழுது தேவைப்படும். மின்னியல் ஏற்பாடுகள் யாவும் முடங்கிப் போகும். சூரியத் தீ நாக்குகள் (Solar Flares) பூமியின் காந்த மண்டலத்தை இடி தாக்குவதுபோல் நொடிப் பொழுதில் சீர்கேடாக்கி விடும்.”

டாக்டர் ரிச்சர்டு ஃபிஷர் (Dr. Richard Fisher, Director NASA’s Heliophysics Division)

1859 இல் நேர்ந்த பரிதிச் சூறாவளியில் அநேக சம்பவங்கள் சேர்ந்து ஒரே சமயத்தில் நிகழ்ந்தன ! அவை தனித்தனியாக விளைந்திருந்தால் அவற்றைக் கண்டுபிடித்து விளக்கியிருக்க முடியும். ஆனால் அவை அனைத்தும் ஒன்றாய்ப் பின்னி வரலாற்றிலே குறிப்பிடத் தக்க முறையில் பேரளவுத் தீவிரச் சிதைவுகளைப் பூமியின் மின்னணுக் கோளத்தில் (Ionosphere) உண்டாக்கி விட்டன ! அந்த அதிர்ச்சி நிகழ்ச்சிகள் எல்லாம் சேர்ந்து ஒரு பூரணச் சூறாவளியை உருவாக்கின !

புரூஸ் சுருடானி (Bruce Tsurutani, NASA Plasma Physicist, JET Propulsion Lab)

“சூரியப் புயல் உண்டான சமயத்தில் தீவிர காந்த சக்தி ஏறிய ஒளிப்பிழம்பு (Magnetically-charged Plasma called Coronal Mass Ejections) கொண்ட பேரளவு முகில் வெளியேறியது,. எல்லா தீ வீச்சுகளும் பூமியை நோக்கிச் செல்வதில்லை. தீ வீச்சுகள் பூமியை வந்தடைய மூன்று அல்லது நான்கு நாட்கள் எடுக்கும். ஒரே ஒரு தீவிர தீவீச்சு மட்டும் 17 மணி 40 நிமிடத்தில் விரைவாகப் பூமியைத் தாக்கி விட்டது.”

புரூஸ் சுருடானி (NASA Plasma Physicist)

“சூரியன் எரிவாயு தீர்ந்து ஒளிமங்கி உடல் பெருக்கும் போது, அகக் கோள்களை சுட்டுப் பொசுக்கி பனிப்பகுதிகளை நீர்மயமாக்கிக் கடல் மேவிடும் நூற்றுக் கணக்கான அண்டக் கோள்களை உண்டாக்கும் ! புளுடோ கோளின் நடுங்கும் குளிர்வெளி சூடேறிப் பிளாரிடாவின் உஷ்ணத்தைப் பெறும்.”

ஆலன் ஸ்டெர்ன் வானியல் விஞ்ஞானி, (Southwest Research Institute, Boulder, Colarado, USA,)

யுக யுகமாகப் பரிதியில் முக வடுக்கள் தோன்றி மறைந்து வருகின்றன !

நாமிந்த பூகோளத்தில் ஒவ்வொரு விநாடியும் உயிர்வாழப் பரிதி ஒளியுடன் கதிர்கள் வீச விநாடிக்கு 600 மில்லியன் டன் ஹைடிரஜன் வாயுப் பிழம்பைப் (Plasma) பிணைத்து ஹீலியமாக்க வேண்டும். இந்த வெப்ப சக்தி இழப்பு வீதத்தில் பரிதி இன்னும் சுமார் 4.5 பில்லியன் ஆண்டுகள் நீடித்திருக்க அதனிடம் எரிவாயு உள்ளது என்று கணிக்கப் படுகிறது. பரிதியில் முகத் தேமல்கள் (Sun Spots) தெரியும், மறையும். கூடும், குறையும். இது இயற்கை விதி. சமீபத்தில் முக வடுக்கள் பெரும்பான்மையானவை பரிதியில் மறைந்து போயின. பல நூற்றாண்டுகளாக விஞ்ஞானிகள் பரிதியின் மீது கருந் தேமல்கள் எப்போது தோன்றும், சில நாட்களிலா, சில வாரங்களிலா அல்லது சில மாதங்களுக்குப் பிறகா எப்போது மறையும் என்று தொடர்ந்து கண்காணித்துப் பதிவு செய்திருக்கிறார். இப்போது விஞ்ஞானிகள் பரிதியின் முக வடுக்களின் எண்ணிக்கை ஏறி இறங்கும் ஒவ்வோர் பதினோர் ஆண்டு கால நீடிப்பிலும் பதிவு செய்திருக்கிறார். கடந்த இரண்டாண்டுகள் பரிதியில் முக வடுக்கள் ஏனோ காணப்பட வில்லை. நூறாண்டுகள் கூட பரிதியில் முக வடுக்கள் காணப் படாமலும் இருந்துள்ளன ! இப்போது தொலை நோக்கிகள் மூலமும், பூமி அல்லது பரிதியைச் சுற்றும் துணைக் கோள்கள் மூலமும் கண்காணிக்கப் படுவது போல் கதிரவன் இதுவரை நோக்கப் பட்டதில்லை ! பால்வீதி ஒளிமந்தையில் நமக்கு நெருங்கிய விண்மீன் பரிதியானது வெளியேற்றும் தீவிர ஒளிக்கதிர்களால் அனுதினம் பாதிக்கப்படும் பூமியின் பருவக் காலநிலை விளைவுகள் பற்பல ! சூரிய வடுக்களும் மற்ற தடக்குறிகளும் (Clues) பரிதியின் பூதக் காந்த மண்டலம் இயக்கம் குன்றி வருகிறது என்றும் பரிதி சுருங்கி வரலாம் என்றும் காட்டி வருகின்றன. அதாவது பரிதிக்குள் ஆழமாக ஏதோ நிகழ்ந்து வருகிறது என்பது தெரிகிறது. அது என்ன என்பதுதான் விஞ்ஞானிகளுக்குள் எழும் ஒரு பெரிய வினா !

சூரியனில் தெரிந்து மறையும் கருமை நிற வடுக்கள்

சூரிய கோளத்தில் தெரியும் கரும் புள்ளிகளை [Black Spots], 2200 ஆண்டுகளுக்கு முன்பாகவே சைனாவில் வானியல் ஞானிகள் கண்டு குறிப்பிட்டிருக்கிறார்கள்! அவற்றைப் பரிதி வடுக்கள் [Sunspots] என்ற பெயரிலும் குறிப்பிடுகிறார். பரிதி வடுக்களில் கருந் தழும்புகளும் [Umbra], அவற்றைச் சுற்றிச் செந்நிற விளிம்புகளும் [Penumbra] சூழ்ந்துள்ளன! பரிதி வடுக்கள் இரட்டையாக இணைந்தே, சூரியனில் குறிப்பிட்ட சில வளைய மண்டலங்களில் மட்டுமே தோன்றுகின்றன. ஒடுங்கிய குறுக்கு ரேகைக் [Lattitude] களத்தில் மத்திம ரேகைக்கு [Equator] 35 டிகிரி வடக்கிலும், தெற்கிலும் பரிதி வடுக்கள் அங்கும் இங்கும் படர்ந்துள்ளன ! மத்திம ரேகையை நெருங்க நெருங்க, வடுக்களின் எண்ணிக்கை அதிகமாகி 8 டிகிரி குறுக்கு ரேகையில் ஒன்றும் இல்லாமல் பூஜியமாகிறது. மற்ற வெப்பக் களங்கள் 6000 டிகிரி C உஷ்ணத்தில் கொந்தளிக்க, வடுக்களின் உஷ்ணம் 1500-2000 டிகிரி C குன்றி, களங்கள் கருமை நிறத்தில் தோன்றுகின்றன. அதற்குக் காரணங்கள் இன்னும் அறியப் படவில்லை ! ஒரு வேளை காந்த சக்தி கொந்தளிப்பால், பரிதி வடுக்கள் உண்டாகி இருக்கலாம் ! பரிதியில் ஒற்றை வடுவைக் காண்பது அபூர்வம். இரட்டை, இரட்டையாகவே தோன்றும் வடுக்களின் காந்தம் எதிர்முறையில் வட தென் துருவங்கள் போல நடிக்கின்றன. வடுக்கள் 20 நாட்களே நீடித்துப் பின்பு மறைந்து விடுகின்றன. பரிதி தன்னைத் தானே சுற்றும் போது, வடுக்களும் நகர்வதால். பரிதி சுழலும் வேகத்தை பூமியிலிருந்து தொலை நோக்கிகள் மூலம் அறிய முடிகிறது.

சூரிய வடுக்கள் பரிதியின் உட்புறத்தைக் காட்டும் பலகணி !

பரிதியில் ஏற்படும் காந்த மண்டல இயக்க மாற்றங்கள் பூமி உஷ்ணத்தில் ஏற்ற இறக்கத்தை உண்டாக்கி மனிதர் புரியும் மாசுகளோடு சேர்ந்து மாறுபாடு பேரளவு மிகையாகிறது. பரிதியின் முக வடுக்கள் ஓர் அணுகுண்டை விடப் பல பில்லியன் மடங்கு அதிக ஆற்றலுள்ள சூரியப் புயல்கள் (Giant Solar Storms) எழுவதற்கு எச்சரிக்கை விடுகின்றன. சூரியத் தீ நாக்குகள் (Solar Eruptions /Flares) பூகோளத்தில் சூழ்வெளிச் சூடேற்றத்தை மிகையாக்கிப் பயங்கரப் பருவக் கால மாறுபாடுகளைத் தூண்டிவிடும். 1995 இல் நாசாவும், ஈசாவும் பரிதியைச் சுற்றிவர அனுப்பிய கண்காணிப்பு ஆய்வகம் (Solar & Heliospheric Observatory) வடுக்களின் எண்ணிக்கை ஏறி இறங்கும் சுழலியக்கத்தைப் புரிந்து கொள்ள உதவி செய்தது. பரிதியின் ஆழத்தில் உண்டாகும் பூதக் காந்த மண்டலச் சுழிகள் (Giant Loop of Magnetism) வெடித்து வெளியேறும் போது பூமியின் குறிப்பிட்ட பகுதியில் வடுக்கள் தோன்றி உஷ்ணம் குன்றுகிறது. வடுக்களின் எண்ணிக்கை மாறும் போது பரிதியின் உட்புறத்தில் மாற்றம் பேரளவில் ஏற்படுவது புலனாகிறது !

பதினோர் ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை சூரிய வடுக்களின் எண்ணிக்கை ஏறி இறங்கும் ! எண்ணிக்கை மிகையானால் பரிதிப் புயல் வேகமாய் அடிக்கும் ! எண்ணிக்கை குன்றினால் புயலடிப்பு நின்று பரிதியில் அமைதி நிலவும் ! 11 ஆண்டுகளில் வடுக்களின் எண்ணிக்கை ஒருதரம் நீச்சமாகிப் பிறகு ஒரு முறை உச்சம் அடையும். பரிதியில் இந்தச் சுழற்சி இயக்கம் தொடரும். 2007 ஆண்டின் பிற்காலத்தில்

சூரிய வடுக்கள் குன்றி 2008 இல் வடுக்களின் பெருக்கம் எதிர்பார்க்கப் பட்டது ! ஆனால் அவ்விதம் நிகழவில்லை. 2009 ஆண்டிலும் எண்ணிக்கை ஏறத் துவங்க வில்லை. ஆனால் 2009 டிசம்பர் மத்தியில் ஏராளமான எண்ணிக்கையில் வடுக்கள் தோன்றின. 11 ஆண்டுகளில் நாம் எதிர்பார்க்கும் உச்ச, நீச்ச எண்ணிக்கை வடுக்கள் எப்போதும் நிகழ்வதில்லை. பரிதியின் உட்புறத்தில் மெய்யாக என்ன நேர்கிறது என்பது இன்னும் புதிராகவே உள்ளது !

இதுவரைப் பல்லாண்டுகள் பதிவு செய்த வடுக்களின் எண்ணிக்கையை வரை படத்தில் பாருங்கள். வினாவுக்குப் பதிலை இவ்வாறு ஊகித்து விளக்கலாம். இருவித நீண்ட சுற்றும் பளு ஏற்றிகள் (Conveyor Belts) பரிதியில் இருப்பதாக எடுத்துக் கொள்ளலாம். பேரளவு வாயுவையும், காந்த மண்டலத்தையும் அவை பரிதிக்கு நடுவே சுமந்து கொண்டு மேல் தளத்தில் வெளியேற்றும் என்று கற்பனை செய்யலாம். அந்தப் பளு ஏற்றிகள் ஒரு முறைத் தமது சுற்றை முடிக்கச் சராசரி 40 ஆண்டுகள் எடுக்கும். இந்த வடுக்களின் 40 வருட ஏறி இறக்கத்தால் ஏற்படும் விளைவுகளே பூமியின் பருவ காலத்தைப் பாதிக்கின்றன.

சூரிய வடுக்கள் பாதிக்கும் பூமியின் பருவ கால நிலை.

கடந்த இரண்டு வருடக் காலத்துப் பரிதி இயக்கத்தில் நேர்ந்த வீழ்ச்சியை (Collapse in Solar Activity) ஆராய்ந்து பார்த்தால்; பூமி மீது தாக்கிய சூரியக் கதிர் வீச்சுகளின் தீவிரத்தில் மாறுதல் ஏற்பட்டிருப்பது தெரிகிறது. பிரிட்டனில் உள்ள ரீடிங் பல்கலைக் கழகத்தின் மைகேல் லாக்வுட் ஐரோப்பாவில் 2009/2010 இல் ஏற்பட்ட பயங்கரக் குளிர்காலத்தைக் குறிப்பிடுகிறார். மைக்கேல் 1650 ஆண்டு முதல் பரிதியின் வடுக்களைத் திரட்டி ஆராய்ந்து தீவிர ஐரோப்பியக் குளிரடிப்புகள் வடுக்கள் குன்றிய காலத்தில் பெரும்பான்மையாக நேர்ந்திருக்கலாம் என்று கண்டுபிடித்துக் குறிப்பிடுகிறார். அடுத்த உதாரணம் பரிதி வடுக்கள் மிகவும் குன்றிய “மாண்டர் நீச்சம்” (Maunder Minimum) என்று குறிப்பிடும் காலம் (1645 –1715). அந்த இடைவெளிக் காலத்தில் சூரிய வடுக்கள் முற்றிலும் மறைந்து பரிதி இயக்கம் குப்புற விழுந்தது ! அவ்விதப் பரிதி இயக்கமின்மை போல் இப்போது துவங்கி 2100 ஆண்டு வரை நீடித்தால் பூகோளத்தின் உஷ்ணம் சராசரி 0.3 டிகிரி C குறைந்து விடும் என்று ஜெர்மனியின் விஞ்ஞானிகள் கணித்துள்ளார். அப்போது ஐரோப்பாவில் சராசரி உஷ்ணம் 1 முதல் 2 டிகிரி C குறைந்து ஒரு ‘சிறிய பனியுகம்’ (Little Ice Age) ஏற்படும் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது.

பரிதியைத் தொடர்ந்து நோக்கி வரும் விண்ணுளவு ஆய்வுக் கருவிகள் சூரியனின் மாறிவரும் புறவூதா ஒளிவீச்சைப் (Ultraviolet Light) பதிவு செய்து வருகின்றன. நமது சூரிய இயக்கத்தோடு உறுதியாக ஒன்றி இணைந்து வருவது புறவூத ஒளி என்பது தெளிவாக அறியப் பட்டுள்ளது. சூரியனின் தீ நாக்குகள் புறவூதா ஒளியில் சுடர்விட்டுப் பிரகாசிக்கும் என்றும், அது தீ நாக்குகளின் வெடிச்சக்தியை விண்வெளியில் தள்ளி விடுகிறது என்றும் தெரிகிறது. புறவூதா ஒளியை வான மண்டலத்தின் ஸ்டிராடஸ்·பியர் ஓஸோன் அடுக்கு (Ozone Layer in the Stratosphere) விழுங்கி விடும். மிகையான புறவூதா ஒளி ஸ்டிராடோஸ்·பியரில் சேரும் போது நிறைய ஓஸோன் உற்பத்தியாகும். அதாவது மேலும் பரிதியின் புறவூதா ஒளி உறிஞ்சப் படும். சுருங்கச் சொன்னால் ஸ்டிராடோடஸ்·பியரில் உட்புகும் வெப்ப அளவு பேரளவு என்பது தெளிவாகிறது. 1996 இல் ஐரோப்பாவில் அத்தகைய வெப்ப மிகைவு ஏற்பட்டுள்ளது என்பது குறிப்பிடத் தக்கது. 2015 ஆண்டில் சூரிய வடுக்கள் எல்லாம் மறைந்து மீண்டும் ஒரு மாண்டர் நீச்சம் உண்டாகி ஒரு சிறிய பனியுகம் ஏற்படலாம் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது. ஐயமின்றி சூரிய வடுக்கள் தோற்ற மறைவும் அதனால் மாறும் சூரிய இயக்கமும் பூகோளக் காலநிலை மாறுதலுக்கு இயற்கையாக அடிகோலும் விதிப்பாடு ! அதுபோல் எரிமலைப் புகை மூட்டம் ஏராளமான டன் வாயுக்களைச் சூழ்வெளியில் கொட்டுவது அடுத்த ஓர் இயற்கை விதிப்பாடு !

2010-2013 ஆண்டுகளில் எதிர்பார்க்கப்படும் அசுர சூரியப் புயல் !

தீவிரமான சூரியத் தீ நாக்குகள் அது கணினிகள், துணைக்கோள்கள், விமானப் போக்குவரத்துகள், கப்பல்/வாகன வழிகாட்டி (Navigation), மின்னலைத் தொலைத் தொடர்பு சாதனங்கள் போன்றவற்றைப் பாதிக்கும். உலக அனுதின வினைகளுக்குப் பேரளவுப் பிரச்சனைகளை விளைவிக்கும். பல பகுதிகளில் மின்சக்திப் பரிமாற்றம் தடைப்படும். அவற்றைப் பழுது பார்த்துச் செப்பணிட நீண்டக் காலப் பொழுது தேவைப்படும். மின்னியல் ஏற்பாடுகள் யாவும் முடங்கிப் போகும். சூரியத் தீ நாக்குகள் (Solar Flares) பூமியின் காந்த மண்டலத்தை இடி தாக்குவதுபோல் நொடிப் பொழுதில் சீர்கேடாக்கி விடும்.” என்று டாக்டர் ரிச்சர்டு ஃபிஷர் (Dr. Richard Fisher, Director NASA’s Heliophysics Division) கூறுகிறார். பரிதிச் சூறாவளிகள் சூரியனின் உஷ்ணத்தைச் சில சமயங்கள் 5500 டிகிரி C (10,000 F) மேலாக ஆக்கி விடும். 22 ஆண்டுக்கு ஒரு முறை பரிதியின் காந்த சக்தி உச்சமாகும் ! அப்போது சூரிய வடுக்களின் எண்ணிக்கை மிகையாகும் ! சூரியத் தீ நாக்குகளும் பெருகி நீளும். இவை 11 ஆண்டுக்கு ஒருமுறை ஏற்படுபவை ! பிரிட்டனின் டெய்லி டெலகிராஃப் நாளிதழ் (The Daily Telegraph, UK) 2013 ஆண்டில் சூரியனின் நெற்றிக்கண் திறந்து தீ நாக்குகள் நீண்டு பேரளவு ஆற்றல் கொண்ட காந்த சக்தி பூகோளத்தைத் தாக்கும் என்று ஓர் எச்சரிக்கை விடுத்துள்ளது. அந்தப் பாதக அழிவுகளை நாசா விஞ்ஞானிகளும் உறுதிப் படுத்துகிறார் !

1859 இல் ஏற்பட்ட சூரியப் புயலை விட அசுர ஆற்றல் படைத்த சூரியச் சூறாவளி 2010–2013 ஆண்டுகளில் உண்டாகலாம் என்று நாசா விஞ்ஞானிகள் நமக்கு எச்சரிக்கை செய்கிறார். அந்தக் கதிரலைப் புயலடிப்பு பூமியைச் சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் 300 புவியிணைப்புச் சுற்றுத் துணைக்கோள்களைப் (GEO – Geosynchronous Earth Orbiting Satellites) பேரளவில் பாதிக்கும் ! அவற்றால் பயன் பெறும் தகவல் துறைகள் முடக்கமாகி வருமானம் 30 பில்லியன் டாலர் நட்ட மடையலாம் என்று கணிக்கப் படுகிறது ! ஜியோ துணைக்கோள்களின் (Geo Satellites) ஆண்டு வருவாய் 97 பில்லியன் டாலர் (2006 டாலர் மதிப்பு) ! அதாவது குறைந்தது 30% வருவாய் இழக்கப்படும் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது ! மேலும் 100 பில்லியன் டாலர் மதிப்புடைய அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையம் (International Space Station) பூமியிலிருந்து சுற்றும் உயரம் தாழ்த்தப்பட்டு, மீண்டும் பழைய சுற்று வீதிக்கு எழ முடியாமல் இடர்ப்படும் என்று அஞ்சப் படுகிறது !

++++++++++++++++++++

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines.

Reference :

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)

2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – What will Happen to the Sun ? (Aug 21, 2007)

3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)

4. Astronomy Magazine – What Secrets Lurk in the Brightest Galaxies ? By Bruce Dorminey (March 2007)

5 National Geographic Magazine – Dicovering the First Galaxies By : Ron Cowen (Feb 2003)

6 Astronomy Magazine Cosmos – The First Planet By : Ray Villard & Adolf Schaller & Searching for Other Earths By : Ray Jayawardhana [Jan 2007]

7 Discover Magazine – Unseen Universe Solar System Confidential [Jan 2007]
8 National Geographic Magazine : Sun Bursts – Hot News from Our Stormy Star (July 2004)
9 Scientific American Magazine : The Paradox of the Sun’s Hot Corona By : Bhola N. Dwivedi & Kenneth Philips (June 2001)
10 Scientific American Magazine : The Steller Dynamo By Elizab eth Nesme-Ribes (2004)

11 Solar Superstorm – A NASA Report (Oct 23, 2003)

12 Scientists Worry About Solar Superstorm By : Leonard David (www.Space.com) (May 2, 2006)
13 Solar Storms Strip Water in Mars – Planetary Geology – Geotimes By : Sara Pratt

14 The Science Behind Solar Storms By : Noelle Paredes\

15 Bracing for a Solar Storm – http://www.unexpected-mysteries.com/
16 What Causes Irradiance Variations ? (http://sdo.gsfc.nasa.gov/missiom/irradiance.php)
17 The Solar Spectral Irradiance & Its Vaiations.
18 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40804101&format=html (திண்ணைக்
கட்டுரை – சூரியனுக்கு என்ன நேரிடும் இறுதியில் ?
19 New Scientist : Exodus on the Exploding Earth (April 17, 2010)
20 Astronomy Magazine : Is the Sun an Oddball Star ? (June 2010)
21 New Scientist Magazine – What is up Sunshine ? By : Stuart Clark (June 12, 2010)
22 Daily Galaxy (The Daily Telegraph, UK) : Huge Solar Storms to Impact Earth NASA Warns By : Casey Kazan (June 17, 2010)

******************
jayabarat@tnt21.com [June 26, 2008]
https://jayabarathan.wordpress.com/

ஜப்பான் விண்ணுளவி ஹயபுஸா முரண் கோள் மண்ணை எடுத்துப் பூமிக்கு மீண்டது

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

நிலவினில் தடம் வைத்தார்
நீல்ஸ் ஆர்ம்ஸ் டிராங் !
செவ்வாய்க் கோள் ஆய்ந்திடத்
தவ்விய
தள உளவிகள் சிலவற்றை
நாசாவும்
ஈசாவும் கொண்டு இறக்கின !
வால்மீன் வயிற்றில் அடித்து
தூசிகளை ஆராய்ந்தார்
நாசா விஞ்ஞானிகள் !
விண்வெளியில் வால்மீன் ஒன்றை
விரட்டிச் சென்று
தூசியைப் பிடித்துக்
கொண்டு வந்தார்
காசினிக்கு !
வக்கிரக் கோள் மாதிரியை
வையத்தில் இறக்கிடும்
இப்போது
ஜப்பான் ‘கழுகு’ !
‘ஹயபுஸா’ விண்ணுளவி
அயான் எஞ்சின் களை இயக்கி
ஆறு பில்லியன் மைல்
சீராய்ப் பயணம் செய்து
முரண் கோளின்
பிரபஞ்சப் பூர்வ மண்ணை
உருவி எடுத்துத்
திரும்பி யுள்ளது பூமிக்கு
வரலாற்று முதலாய் !

“ஜப்பான் விண்ணுளவி, புத்தகத்தில் சொல்லி வைத்தபடித் துல்லியமாகத் தென் ஆஸ்திரேலியப் பாலைவனத்தில் வந்திறங்கிப் பயணத்தை முடித்தது. மேலும் தவிர்க்க வேண்டிய தளங்களில் விழாமல் தப்பிக் கொண்டது. ஜப்பானிய நிபுணர் எங்கு வந்து விண்சிமிழ் விழத் திட்ட மிட்டாரோ அங்கு பாதுகாப்பாய் வந்து இறங்கியது.”

டக்லஸ் ஜெர்ரி ஊமெரா சோதனை ஆளுநர் (JAXA)

“விண்ணுளவி மீண்டு வருமா என்று விஞ்ஞானிகள் கவலையோடு அச்சத்தில் இருந்த சமயத்தில், விண்சிமிழ் எதிர்பார்த்ததை விட மென்மையாக இறங்கியதைப் பார்த்து நாங்கள் பேருவகை அடைந்தோம். நாலாண்டுகள் நீடிக்க அமைக்கப் பட்ட விண்கப்பல் ஏழாண்டுகள் தொடர்ந்து பணிசெய்ய அதன் மின்கலன்கள் (Batteries) சாகாமல் இயங்கியதைக் கண்டு பூரிப்படைந்தோம்.”

யோஷியூக்கி ஹசேகா (JAXA Associate Executive Director)

“விண்சிமிழ் பாலை மணலில் இரவு பூராவும் கிடந்தது. பகலில் விஞ்ஞானிகள் அதைக் கண்டதும் எடுத்துக் கொண்டார்கள். அப்பகுதியில் வசித்த பூர்வீகக் குடிவாசிகள் தமது சொந்தமான புனிதத் தெய்வீகத் தளங்களில் விழவில்லை என்று கூறினர். விண்சிமிழ் நொறுங்காது முழுமையாகப் பாலை மணலில் கிடந்தது.

ஜப்பான் விண்வெளி ஆய்வக (JAXA) அறிவிப்பு

முதன்முதல் பூமிக்குக் கொண்டு வரப்பட்ட முரண் கோள் மாதிரி மண்

2010 ஜூன் 14 ஆம் தேதி ஆஸ்திரேலிய விஞ்ஞானிகள் பூமியில் விழுந்த ஒரு விண்சிமிழை (Space Capsule) தேடிக் கண்டுபிடித்து எடுத்தார்கள். அந்தச் சிமிழ் முரண் கோள் (Asteroid) ஒன்றின் மாதிரி மண்ணை எடுத்து வந்திருக்கலாம் என்பது அறிவிக்கப் பட்டிருக்கிறது. அந்த முரண் கோளின் பெயர் : இடோகாவா (Asteroid # 25143- Itokawa). அதைப் பாலவனத் தளத்தில் பாதுகாப்பாய் இறங்கிடத் திட்டமிட்ட ‘ஊமெரா இராணுவத் தளத்தில் (Woomera Military Zone) விழ வைத்தது ஜப்பான் அனுப்பிய விண்ணுளவி ‘ஹயபுஸா” (Hayabusa). ஜப்பன் மொழியில் ஹயபுஷா என்றால் ‘கழுகு’ என்று அர்த்தம். வெப்பக் கவசம் பூண்ட விண்சிமிழ் (Heat-Resistant Capsule) பாராசூட் குடையால் தூக்கி வரப்பட்டு சிதையாமல் இறங்கி விழுந்து கிடப்பதைக் கண்டார்கள். அதே சமயத்தில் சிமிழைச் சற்று முன் இறக்கிய ஹயபுஸா விண்ணுளவி கவசமில்லாமல் சூழ்வெளி வாயு மண்டலத்தில் வரும்போது உராய்வுச் சூட்டில் எரிந்து வானத்தில் சுடர் ஒளி வீசி மறைந்தது !

ஜப்பான் ஹயபூஸா விண்ணுளவியை ஏவியதின் நோக்கம்

ஆறு பில்லியன் மைல்கள் (5 பில்லியன் கி.மீ) சுற்றுப் பயணம் செய்து முதன்முறை ஒரு முரண்கோளைத் தள ஆய்வு செய்து பூமிக்குத் திரும்பி வரலாற்றுப் புகழ் பெற்ற ஜப்பானின் ஹயபுஸா விண்ணுளவி 2003 மே மாதம் 9 இல் எம். வி ராக்கெட் மூலம் (M.V. Rocket) ஜப்பானின் காகோஷிமா (Kagoshima) ஏவுகணை விண்வெளித் தளத்திலிருந்து ஏவப் பட்டது. உளவிய முரண் கோளின் பெயர் இடோகாவா என்று ஜப்பான் மொழியில் பெயரிடப் பட்டது. வக்கிரக் கோளின் அளவு : (540 மீடர்X270 மீடர்X210 மீடர்.) (1800’X900’X700′). விண்ணுளவி முரண் கோளை நெருங்கிய நாள் : 2005 செப்டம்பர் மாத நடுவில். ஹயபுஸா முரண் கோளின் வடிவம், சுழற்சி, தள அமைப்பு, நிறம், உட்பொருள் கலப்பு, திணிவு (Composition & Density), வரலாறு போன்றவை 2005 நவம்பரில் இறங்கிய போது ஆய்வு செய்யப் பட்டன. ஆனால் தளத்தில் மண் மாதிரியை உறிஞ்ச முயன்ற போது ஏற்பட்ட ஒரு கருவியின் பிழையால் திட்டமிட்டபடிப் போதிய அளவு மண் மாதிரி சிமிழில் சேமிப்பாக வில்லை என்று அஞ்சப் படுகிறது. ஓரளவு தூசி மட்டும் உள்ளே இருக்கலாம் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது. சோதனைக்குச் சிமிழைத் திறக்கும் போதுதான் தூசியின் இருப்பு உறுதி செய்யப்படும். விண்சிமிழ் ஆஸ்திரேலியப் பாலையில் வந்திறங்கிய தேதி ஜூன் 13, 2010.

விண்ணுளவி ‘மினர்னா’ வென்னும் (Mini-Lander MINERVA -Micro Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid) ஒரு சிறு தளவுளவியைத் தூக்கிச் சென்றது. ஆனால் அது முரண் கோளின் தளத்தில் சரியான தருணத்தில் இறங்காமல் போனது அடுத்த தவறு. இதற்கு முன்பு விண்கப்பல்கள் கலிலியோ, நியர் சூமேக்கர் போன்றவை (Spaceships : Galileo & NEAR Shoemaker) முரண் கோள்களை அண்டினாலும், எவையும் இதுவரை ஹயபுஸா போல் மாதிரி மண்ணை உருவிக் கொண்டு சோதிக்கப் பூமிக்கு மீண்டதில்லை. 2000 இல் நியர் சூமேக்கர் விண்கப்பல் முரண் கோள் 433 ஈராஸில் (Astroid : 433 Eros) கட்டுப்பாடுடன் இறங்கித் தடம் வைத்தது. ஆனால் தளவுளவியாக அது இயங்கத் தயாரிக்கப் படாததால், அதன் நகர்ச்சி நிறுத்தம் ஆனது. ஹயபுஸா முரண் கோள் தளத்தைத் தொட்டு மீண்ட முதன்மை விண்வெளிக் கப்பலென்று “கின்னஸ் உலகப் பதிவுகளில்” (Guinness World Record) பெயர் அடைய ஜப்பான் விண்வெளி ஆய்வகம் (JAXA) தீவிரமாய் முனைந்து வருகிறது.

ஹயபுஸா விண்ணுளவியின் தனிச் சிறப்புக்கள் என்ன ?

விண்ணுளவி இரண்டு ஆண்டுகளுக்குப் பரிதியின் ஒளியால் இயங்கும் சீனான் வாயு பயன்படும் அயான் எஞ்சின்கள் (Xenon Ion Engine, Powered By Sun) நான்கைப் பயன்படுத்தி நீண்ட தூரம் (சுமார் 6 பில்லியன் மைல்) பயணம் செய்தது. விண்கப்பல் மெதுவாகச் சென்றாலும் நீண்ட தூரம் உந்திச் செல்ல முடிந்தது. மிகக் குன்றிய ஈர்ப்பு விசை கொண்ட முரண் கோளை அண்டியதும் ஹயபுஸா அதனைச் சுற்றாமல் பரிதி மையப் பாதையிலே (Heliocentric Orbit) கோள் அருகில் சென்றது.

மினர்வா என்னும் மிகச் சிறு ‘சுய இயக்கு வாகனத்தைத்’ (Robotic Vehicle) தூக்கிச் சென்றது விண்ணுளவி. ஆனால் கடைசி நேரத்தில் அது இயங்காமல் போனது விஞ்ஞானிகளுக்கு பெரும் ஏமாற்றத்தை அளித்தது. அந்தச் சாதனத்தின் எடை 590 கிராம் (10 செ.மீ. உயரம், 12 செ.மீ. விட்டம்). சூரிய சக்தியைப் பயன்படுத்திய விண்ணுளவி ஒரு ‘சுழற்சி கன ஆழியின்’ (A Rotating Flywheel) மூலம் முரண் கோளின் மிகச் சிறிய ஈர்ப்பு ஆற்றல் முற்போக்கை ஆதரவாக்கிக் கொண்டு முரண் கோள் மீது குதித்து மிதந்தது.

2005 நவம்பர் 12 இல் மினர்வா முரண் கோளில் இறங்க பூமியிலிருந்து சமிக்கை அனுப்பப் பட்டு இயக்கப் பட்டது. ஆனால் அந்த சமிக்கை ஆணை வருவதற்குள் ஹயபுஸா விண்ணுளவியின் ‘உயரமானி’ (Altimeter) முரண் கோளிலிருந்து உயரம் 44 மீடர் (150 அடி) என்று அறிந்து ‘சுய உயரச் சீரமைப்பு’ (Auto Alitude Keeping Sequence) ஏற்பாடு இயங்க ஆரம்பித்தது. அதாவது மினர்வா வாகனம் சரியான உயரத்தில் இறங்காமல் விண்ணுளவி மேலேறும் தருணத்தில் கீழிறங்கத் துவங்கியது. ஆதலால் முரண் கோளில் மினி வாகனம் இறங்காமல் விண்வெளியில் தடுமாறி நழுவிப் போனது ! மினர்வா இறக்கம் திட்டப்படி நிகழ்ந்திருந்தால் அதுவே விண்வெளி வரலாற்றின் முரண் கோளில் தாவிய முதல் விண்வெளி விட்டிலாகப் (Space Hopper) பெயர் எடுத்திருக்கும்.

இதுவரை முரண் கோள் மண் மாதிரிக்கு விஞ்ஞானிகள் எரி விண்பாறை மாதிரியையே (Meteorite Samples) விளக்கத்துக்கு எடுத்துக் கொண்டார்கள். அது நியாயமற்ற ஒப்பீடாகும். ஹயபுஸா முரண் கோளின் தனிப்பட்ட மாதிரியைச் சோதித்து அந்தப் பழைய பிரச்சனையைத் தீர்த்து வைக்கும். முரண் கோள்களும் எரி விண்பாறைகளும் ஒன்றா அல்லது வேறானவையா என்பதைத் தெளிவாக நிர்ணயம் செய்யப் போகிறது என்று ஹயபுஸா திட்ட விஞ்ஞானி ஹஜிமி யானோ (Hajime Yano) சொல்கிறார்.

ஜப்பான் விண்வெளி ஆய்வகத்துக்கு (JAXA) ஹயபுஸா திட்டம் நுணுக்கப் பொறியியல் துறை வளர்ச்சிக்கு முக்கியத்துவம் கொடுத்திருப்பதாகப் பெருமை கொள்கிறது. ஸெனான் வாயுவைப் பயன்படுத்தி ஆறு பில்லியன் மைல் நீண்ட பயணத்துக்கு நான்கு அயான் ராக்கெட் எஞ்சின்களை வெற்றிகரமாக இயக்கியது ஒரு தனிச் சிறப்பே. சுயத் தூண்டு நகர்ச்சி, ஒளித் தூண்டு நகர்ச்சி, ஆழ்வெளித் தகவல் தொடர்பு, ஈர்ப்பாற்றல் சிறுத்த கோள்களுடன் நெருக்க மிதப்பு (Autonomus & Optical Navigation, Deep Space Cumminication & Command, Close Movements on Space Objects with Low Gravity) போன்றவை விருத்திக்கு ஜப்பானின் ஹயபூஸா வெற்றி வழி வகுத்து முன்னோடியாய் நிற்கிறது.

ஹயபுஸாவில் இயங்கிய நான்கு அயான் ராக்கெட் எஞ்சின்கள்

தற்போது அயான் ராக்கெட் எஞ்சின்கள் துணைக்கோள் சுற்று வீதிச் சீராக்கத்துக்கும், முரண் கோள்களை நெருங்குவதற்கும் பயன்படுகின்றன ! இன்னும் 30 ஆண்டுகளில் செவ்வாயிக்கு மனிதர் விண்கப்பலில் சென்று வரவும், தங்கும் விடுதிகளை அங்கே அமைக்கவும் தொடர்ந்து உபயோகிக்கப்படும். 100 ஆண்டுகளில் நாமிருக்கும் இந்த சூரிய மண்டலத்தை விட்டு அடுத்த பரிதி மண்டலத்தின் பூமியைச் சுற்றி வரலாம். அங்கே தடம் வைத்திடலாம். அதாவது நீடித்த விண்வெளிப் பயணங்களுக்குப் பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின்கள்தான் இனிப் பயன்படுத்தப்படும் என்று நிச்சயமாக எதிர்பார்க்கலாம்.

Rocket Engines	Type	Thrust (Pound Force)	Specific Impulse (Seconds)	Lifetime Fuel Usage
Saturn V F-1 (1x) (1960 years)	Chemical	1,700,000	298	minutes
Space Shuttle Main Engine (1x) (1980 years)	Chemical	500,000	440	minutes
NSTAR Ion Engine (1)	Electric	0.02	3300	years
NEXT Ion Engine (2)	Electric	0.07	4300	years
VASIMR^® VX-200(New Plasma Rocket)(2005)	Electric	1	5000	>years

ஆயினும் முதலில் பூமியை விட்டுப் பளுக் கப்பல் கிளம்ப பழைய இரசாயன ராக்கெட்டுகள்தான் தேவைப்படும். அயான் ராக்கெட் எஞ்சின்களுக்கு ஆரம்பத்தில் புவியீர்ப்பை எதிர்த்து விண்கப்பலைத் தூக்கிச் செல்ல போதிய உந்தாற்றல் இருப்பதில்லை. கனமான சாதனங்களை, விண்வெளிக் கப்பலை எடுத்துச் செல்லத் தேவையான பேரளவு உந்தாற்றலை இரசாயன ராக்கெட்டுகள் முதல் ஒரு சில நிமிடங்கள் தருவதற்குத் தக்க தகுதி பெற்றவை. சிறிது நேரம் ராக்கெட்டுக்கு விரைவாக்கம் மிகுதியாக அளிக்க இரசாயன எரிசக்தியே அயான் ராக்கெட்டை ஆற்றலை விடத் தகுதி பெற்றது. அதற்கு ஏராளமான திரவ எரிசக்தி தேவைப்படுகிறது. சுற்றுப் பாதையில் ஏவிய விண்கப்பலை நுணுக்கமாகத் திசை திருப்பவும், சீராக செலுத்தவும், நீண்ட காலப் பயணத்துக்கு உந்து சக்தி அளிக்கவும் அயான் எஞ்சின்கள் உபயோகமாகின்றன.

அயான் ராக்கெட் எஞ்சினில் ஏன் ஸீனான் வாயு பயன்படுகிறது ?

பேரளவு விரைவாக்கம், நுணுக்கப் பாதைச் சீரமைப்பு, உந்து சக்தி நீடிப்பு அல்லது குறைப்பு போன்ற விண்கப்பல் நகர்ச்சிக்கு தேவையான திறனியக்கம் “தனித்துவ உந்தாற்றல்” (Specific Impulse) என்னும் கால அளவியலில் குறிப்பிடப் படுகிறது. உதாரணமாக அப்பொல்லோ விண்கப்பலை நிலவுக்குத் தூக்கிச் சென்ற சனி -5 ராக்கெட்டின் தனித்துவ உந்தாற்றல் சுமார் 300 விநாடிகள். அது திரவ ஹைடிரஜனை எரி பொருளாகப் பயன்படுத்தி 1,700,000 பவுண்டு உந்து சக்தியை அளித்தது. விண்வெளி மீள்கப்பல் ராக்கெட்டுகள் (Space Shuttle Rockets) 500,000 பவுண்டு உந்து சக்தியை விண்கப்பலுக்கு அளிக்கின்றன. அவற்றின் தனித்துவ உந்தாற்றல் : 440 விநாடிகள். புதிய அயான் எஞ்சின் ஒன்றின் தனித்துவ உந்தாற்றல் 4300 விநாடிகள். அது தரும் உந்து சக்தி 0.07 பவுண்டு. பிளாஸ்மா ராக்கெட்டின் தனித்துவ உந்தாற்றல் : 5000 விநாடிகள். உந்து சக்தி : 1 பவுண்டு.

அதிகமான விரைவாக்கம் அளிக்கும் இரசாயன ராக்கெட்டுகள் குன்றிய தனித்துவ உந்தாற்றல் உடையவை. எதிர்மாறாக பிளாஸ்மா அயான் எஞ்சின்கள் குன்றிய விரைவாக்கம் கொடுத்தும் நீண்ட தனித்துவ உந்தாற்றலும் தருபவை. ஸீனான் (Xenon Gas) வாயுவைப் பயன்படுத்தி ஓர் அயான் ராக்கெட் எஞ்சினைப் பல்லாண்டு காலம் விண்கப்பலை நுணுக்கமாகச் செலுத்தி வரலாம். ஸீனான் வாயுவில் உள்ள நடுநிலை அணுக்களை வெப்ப சக்தியால் நேர்முனை அயனிகளாக மாற்றி (Positive Ions) மின் காந்த சக்தி மூலம் விரைவாக்கம் தரலாம். விரைவாக்கம் பெற்ற அயனிகள் ஏவுகணைக்கு எதிர்த் திசையில் உந்துவிசை (Equal but Opposite Reaction) அளிக்கும். அதனால்தான் கனமான அணுக்கள் கொண்ட ஸீனான் வாயு பயன்படுத்தப் படுகிறது. அது ஆர்கான் வாயு போல் எளிதாக அயனிகளாகும் ‘முடத்துவ வாயு’ (Inert Gas & Easily Ionized).

முரண் கோள் மாதிரி பாதுகாப்பாய் பூமிக்கு மீட்சி !

ஹயபுஸா விண்ணுளவி பூமிக்கு மாதிரியுடன் மீளுமா என்று ஐயுற்ற போது ஆஸ்திரேலியா வானத்தில் ஒளி விளக்குபோல் மின்னிக் கொண்டு விண்சிமிழ் குடை பிடித்துப் பிரிந்து கீழே இறங்கி பாலை வனத்து மணலில் விழுந்தது. சுமந்து வந்த விண்ணுளவி வாயு மண்டலத்து உராய்வில் வானிலே சுடர் விட்டு எரிந்து சாம்பலானது. அகில நாட்டு விஞ்ஞானிகள் குழுவினர் ஒன்று விநாடிக்கு 12 கி.மீ. வீதம் (7 mps) வேகத்தில் இறங்கும் விண்சிமிழ் 39,000 அடி உயரத்திலிருந்து விழுவதை நாசாவின் ஆகாய ஆய்வகத்திலிருந்து (DC-8 Airborne Laboratory) பார்த்தனர். விஞ்ஞானிகள் எதிர்பார்த்தவாறு 510 கி.கி. (1120 பவுண்டு) ஹயபுஸாவின் பெரும்பான்மை விண்ணுளவி எரிந்து போனது. விண்சிமிழ் வந்து இறங்கிய தளம் தென் ஆஸ்திரேலியாவின் ஒதுக்கமான ஊமெரா பகுதி (Woomera Prohibited Area). விண்சிமிழ் விழுந்த இடத்தைப் புவியிணைப்புச் சுற்றுத் துணைக்கோள் (Geocentric Positioning System -GPS) கண்டுபிடித்ததும் ஹெலிகாப்டரில் ஒரு குழுவினர் அதை எடுத்து வர அனுப்பப்பட்டார். முரண் கோளின் மாதிரி சில வாரங்களில் சோதிக்கப்பட்டு விபரங்களை ஜப்பான் விண்வெளி ஆய்வகம் (JAXA) வெளியிடும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது.

************************

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL, ESA, JAXA

1. Mars Exploration Rover Mission [http://marsrovers.jpl.nasa.gov./mission/status.html] (Jan 27, 2006)
2. Space Today Online – Exploring the Red Planet, Future Mars Probes from Earth
3 Science & Technology: ESA’s Mars Express with Lander Beagle-2 [Aug 26, 2003]
4 Future Space Missions to Mars By: European Space Agency [ESA]
5 http://www.thinnai.com/science/sc0925031.html [Author’s Article on Mars Missions]
5 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41006061&format=html (Plasma Rocket Engines)
6 Spacecraft Blasts off to Gather Mars Data By: Associated Press [Aug 12, 2005]
7 NASA Facts, Mars Exploration Rover By: NASA & JPL [Sep 2004]
8 From Wikipedia : Phobos (Mars Moon) (June 2, 2010)
9 Daily Galaxy : The Mystery of Mars’ Moon Phobos Deepens By : Casey Kazan via ESA (June 7, 2010)
10 From Wikipedia : Moons of Mars (June 9, 2010)
11. Space Probe Enthralls Japan, as it Heads Home By : Sagamihara (AFP) June 8, 2010
12 Scientific American Hayabusa Spacecraft Headed Back Toward Earth, Perhaps with Asteroid Dust in Hand By : John Matson (June 11, 2010)
13 Space Flight Now – Japan Spacecraft will Plunge Back to Earth Sunday By : Stephen Clark (June 12, 2010)
14 Wikipedia : Missio Type Asteroid Sample Returned to Earth (June 13, 2010)
15 Space Flight Now : Hayabusa Completes Fiery Return to Earth (June 13, 2010)
16 Aviation Week – Japan Hayabusu Spacecraft Capsule Successful Landing (June 13, 2010)
17. Space Daily : Asteroid SampleReturn Capsule Recovered in Outback Australia (June 14, 2010)
18 Japan Seeks Guiness Record Listing for Space Probe. (June 15, 2010)

++++++++++++++++++
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (June 19, 2010)

நாற்பது நாட்களில் செவ்வாய்க் கோள் செல்லும் அதிவேகப் பிளாஸ்மா ராக்கெட் !

(கட்டுரை -1)

(Superfast Plasma Rockets)

சி. ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng (Nuclear), கனடா

செந்நிறக் கோளுக்குச்
சீக்கரம் செல்லும்
ராக்கெட் தயாராகி வருகுது !
நாற்பது நாட்களுக்குள்
மின்னியல் உந்திடும் அதிவேக
ஏவுகணை
எதிர்கால விண்கப்பலை
இயக்கப் போகுது !
இரண்டு வருடங்கள் எடுத்தன
இதற்கு முன்பு !
பிளாஸ்மா ராக்கெட்டின்
வலு மிகைவு ! எடை குறைவு !
மலிவான பயணம் !
நிதி விரயம் குறைவு !
இயக்கத் திறன்பாடு மிகைவு !
பயணக் காலம் குறைவு !
பாதுகாப்பு மிகைவு !
எரிவாயு ஆர்கான் மலிவு !
எந்திர சாதனங்கள்
குறைவு !
பரிதியின் கதிர்வீச்சால் விமானிக்குப்
பாதிப்புகள் குறைவு !
பிளாஸ்மா
விண்வெளிக் கப்பலில்
விமானிகள் விரைவாய்ச் சென்று
வியாழனுக்குப் போய் மீள
ஈராண்டுதான் !

“வாஸிமர் பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின் ((VASIMR) விண்வெளிப் பயணம் செய்யத் தயாராக இருக்கும் ஏவுகணைகளையும் விட அதிக சக்தி வாய்ந்த மின்னியல் உந்துச் சாதனம் (High Power Electric Propulsion System).”

“நாங்கள் ஆய்வு விருத்தி செய்யும் ராக்கெட் பொறிநுணுக்கம் ‘அணுப்பிணைவு நுணுக்க மாற்றம்’ (Transformational Technology in Nuclear Fusion) எனப்படுவது. விண்வெளிப் போக்கு வரத்துக்கு இரசாயன எரிசக்திப் பயன்பாடு மெய்யாக வெகுதூரம் கொண்டு செல்லாது என்பது எனது நெடுங் காலத்துக் கருத்து.”

ஃபிராங்கிலின் சாங்டியாஸ் (Franklin Chang-Diaz, VASIMR Plasma Rocket Engine Chief Designer)

“ஆழ் விண்வெளி விண்ணுளவியில் (Deep Space -1 Spaceship) இணைத்துள்ள அயான் உந்து சக்தி எஞ்சின் (Ion Propulsion Engine) விண்வெளித் திட்ட வரலாற்றில் இதுவரை பயன்பட்ட ராக்கெட்டுகளை விட நீடித்த காலத்தில் பணி புரிந்துள்ளது.”

நாசா விஞ்ஞானி, ஜான் பிரோ·பி (NASA Scientist John Brophy) (August 19, 2000)

“(பரிதி சக்தி மின்னியல் எஞ்சின்) (Solar Electric Ion Engine) எனப்படும் புதிய ஏவுகணைப் பயன்பாடு இயற்கை நியதியைப் பின்பற்றி மெய்யாக விண்வெளியில் வேலை செய்வதை நாங்கள் காண முடிந்தது. பரிதி வெளியேற்றும் பிளாஸ்மா அயனி வாயு பூமியின் காந்த தளத்தைத் தாக்கும் போது இருவிதமான பிளாஸ்மா அடுக்கு அரங்கிற்கு வரம்பை உருவாக்குகிறது. ஒவ்வோர் அடுக்கும் வெவ்வேறு மின்னியல் பண்பாடு கொண்டது. அந்த வேற்றுமையே பூகோள வாயு மண்டத்தைத் தாக்கி ‘வண்ண வான் ஒளியை’ (Aurora) உண்டாக்குகிறது.”

ராஜர் வாக்கர் (Roger Walker, ESA Advasnced Concepts Team)

“சில ஆண்டுகளில் நிச்சயம் இந்தப் பொறியியல் நுணுக்கம் (பிளாஸ்மா ராக்கெட்) பூமிக்கும் நிலவுக்கும், பூமிக்கும் செவ்வாயிக்கும் விண்கப்பல்களைத் தொடர்ந்து இயக்குவிக்கும்.”

பீடர் கான்லன் (Neutel Project Chief Executive Officer)

“பிளாஸ்மா பொறிநுணுக்கம் விண்வெளிப் பயணத்தை அதி வேகமாகவும், பாது காப்பாகவும் ஆக்கப் போகிறது. எங்களைப் போன்ற விண்கப்பல் விமானிகள் பரிதி மண்டலத்தின் மற்ற கோள்களுக்கு விரைவாகச் செல்வதோடு பல்வேறு கோள்களுக்குப் போக உடனே தயாராக்க ஏதுவாகிறது. அதாவது அதிவேகப் பயணம் என்றால் நுண்மை ஈர்ப்பில் (Micro-Gravity) குன்றிய நேரம், சூரியக் கதிர்வீச்சால் (Solar Radiation) விமானி களுக்குக் குறைந்த காலத் தாக்குதல் என்பது அர்த்தமாகும்.”

டேவிட் வில்லியம்ஸ் (Canadian Astronaut Twice in Space)

“பிளாஸ்மா பொறியல் நுணுக்கம் விண்வெளிப் பயணச் செயற்பாட்டுக்கு ஏற்றது. சாதனம் மிகவும் சிறியது, திறனியக்கம் (Efficiency) மிக்கது. 50 கிலோ வாட் மின்னாற்றலுக்கு உலகிலே மிகச் சிறிய சாதனம் இது.”

டிமதி ஹார்டி (Neutel Project Head Engineer)

“பிளாஸ்மா ராக்கெட் உறுதியானது. நிலவுக்கு அப்பாலும், செவ்வாய்க் கோளுக்கு அப்பாலும் பயணம் செய்ய மெய்யாகப் பிணைவு நுணுக்க மாற்றம் நமக்குத் தேவை. வாஸிமர் ராக்கெட் (VASIMR) வருங்காலப் பயணக் குதிரைக்கு உகந்த வளர்ச்சித் துறை (Work Horse for the Transformational Infrastructure) என்று நாங்கள் குறிப்பிடுகிறோம்.”

ஃபிராங்கிலின் சாங்டியாஸ் (Franklin Chang-Diaz, VASIMR Plasma Rocket Engine Chief Designer)

புதுவித அதிவிரைவு விண்வெளிப் பயண ராக்கெட்டுகள்

1960 -1970 ஆண்டுகளில் சந்திரனில் கால்வைத்த விண்வெளித் தீரர்களைச் சுமந்து சென்ற சனி -5 ராக்கெட் (Saturn V Rocket) திரவ எரிசக்தியில் இயங்கி விருத்தியானது. அடுத்து விண்வெளி மீள்கப்பலில் (Space Shuttle) பயன்பட்டவை திடவ எரிசக்தியில் இயங்கிய ஏவுகணைகள். இவை இப்போது மெதுவாய்ச் செல்லும் புராதன ராக்கெட்டுகளாகி விட்டன ! அதி வேகத்தில் போகும் புதிய அயான் எஞ்சின் ராக்கெட்டுகள் எதிர்காலத்துக்காகப் படைக்கப்பட்டு வருகின்றன ! புதிய பிளாஸ்மா ராக்கெட்டுகள் 300 மடங்குக்கும் மேற்பட்ட வல்லமையில் இயங்குபவை. அதி வேகமாய் இயங்கிப் பயணக் காலத்தைக் குறைப்பவை. அவற்றில் நகரும் யந்திரச் சாதனங்கள் மிகவும் குறைவு. சாதாரண இரசாயனத் திரவ எரிசக்தியில் உந்தும் ராக்கெட்டில் செவ்வாய்க் கோளுக்குச் செல்ல சுமார் இரண்டு வருடங்கள் எடுக்கும் போது, பிளாஸ்மா ராக்கெட் மூலம் பயணத்தை நாற்பது நாட்களில் முடிக்கலாம். அதற்குத் தேவைப்படும் ஆர்கான் எரிவாயுவின் கொள்ளளவு மிகக் குறைவானதே.

இந்தக் குறிக்கோளில் இப்போது 200 கி. வாட் பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின் ஒன்று வெற்றிகரமாகத் தயாராகி உள்ளது. ஆனால் இந்த ராக்கெட் எஞ்சின் கனமான விண்கப்பலைப் பூமியிலிருந்து தூக்கிச் செல்ல உதவாது. திரவ அல்லது திடவ எரிசக்தியில் (Solid or Liquid Fuel) இப்போது போல் ஏவப்பட்டுச் சுற்றுப் பாதையில் விடப்பட்ட விண்கப்பலை விரைவாக நெடுநாளைக்கு உந்திச் செல்ல அவை பயன்படும். நாசா இந்தப் பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சினை 2013 ஆவது ஆண்டில் முதன் முதலாக அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துடன் (International Space Station) இணைத்துச் சோதனை செய்யத் திட்ட மிட்டுள்ளது.

சோவியத் ரஷ்யா 1963–1965 ஆண்டுகளில் முன்னோடியாக பிளாஸ்மா ராக்கெட்டு களைச் செவ்வாய்க் கோளுக்குச் செல்லும் விண்ணுளவிகளில் பயன்படுத்தி இருக்கிறது. நாசா 1998 இல் முதன்முதல் அயான் ஏவுகணை ஒன்றைத் தனது ஆழ்வெளி விண்கப்பலில் (Spaceship : Deep Space -1) வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தி வால்மீன் பொரெல்லியை (Comet Borrelly) நோக்கி அனுப்பப் பட்டது. அந்த அயான் எஞ்சின் விண்கப்பல் இயங்க 200 நாட்களுக்கு உந்து சக்தி அளித்தது.

அடுத்து ஈசா (ESA -European Spase Agency) 2003 இல் தனது முதல் நிலவுப் பயணத்துக்கு அயான் எஞ்சின் (Ion Engine for SMART -1 Spacecraft) ஒன்றைப் பயன்படுத்தியது. நவீன நூற்றாண்டில் கனடாவின் நோவா ஸ்கோஷ்யா கம்பெனி ஒன்று விருத்தி செய்த “ரேடியோ நிலைய மின்னலை அனுப்பிகள்’ (Radio Station Transmitters) பிளாஸ்மா ராக்கெட் தயாரிக்க உதவுகின்றன.

நௌடல் ஹாக்கெட்ஸ் கோவைச் சேர்ந்த (Nautel Ltd. of Hacketts Cove with Texas Rocket Compay) டெக்ஸஸ் ராக்கெட் கம்பேனி அட் ஆஸ்ட்ராவுடன் (Texas Rocket Company, Ad Astra) சேர்ந்து பிளாஸ்மா ராக்கெட்டை உருவாக்கி வருகிறார். அது கால்ஃப் பந்து உறையளவு உள்ள ரேடியோ அதிர்வலை வீச்சு ஜனனி (Golf Bag Size Radio Frequency Generator). அந்த ரேடியோ அலைகள் நுண்ணலை அடுப்பு போல் சூடாக்கி (Microwave Oven Heater) ஸீனான் அல்லது ஆர்கான் வாயுவை பரிதியுள் இருக்கும் அயனிகள் போல் ஆக்கி பிளாஸ்மா (Xenon or Argon Gas into Plasma) நிலை அடைகிறது. பிளாஸ்மா பிறகு பல்வேறு மின்காந்த அடுக்குகள் ஊடே அனுப்பப் பட்டு வேகம் அடைந்து உந்து சக்தி அளிக்கிறது. இதுவே நவீன அதிவேக பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின் என்று குறிப்பிடப் படுகிறது.

அயான் உந்துவியல் எஞ்சின் எவ்விதம் இயங்குகிறது ?

நிலவுக்குச் சென்றுள்ள ஈசாவின் விண்கப்பல் சுமார்ட் -1 இல் (SMART -1 Lunar Probe) பயன்பட்டிருக்கும் மின்னியல் உந்து எஞ்சின் இயங்கும் முறை பரிதியில் நிகழும் இயற்கை நியதியைப் பின்பற்றுகிறது. எரிவாயு ஒன்று அயான்களாகி அந்த அயான்கள் பிறகு காந்த தளத்தில் விரைவாக்கம் பெற்று சிறு உந்து சக்தியை விண்கப்பலுக்கு உண்டாக்குகிறது. ராக்கெட் எஞ்சினில் பயன்படும் வாயு : ஸீனான் (Xenon Gas).

1. ஸீனான் வாயு அணுக்கள் ஓர் உருளைக் கொள்கலத்தில் அதிக அழுத்தத்தில் அடைக்கப் பட்டு மின்சக்தியால் நேர்முனை ஏற்றமான ஸீனான் அயனிகளாகப் (Positively Charged Xenon Ions) பிரிவாகிறது.

2. உருளைக் கலத்தைச் சுற்றியுள்ள மின்வடங்கள் (Electric Coils) மின்காந்தத்தை உண்டாக்கி எதிர்முனை ஏற்றமுள்ள எலெக்டிரான்களைக் குவித்து எதிர்மின் முனையில் (Cathode) ஒதுக்குகிறது.

3. எதிர்மின் முனையில் எலெக்டிரான்கள் சேமிப்பாக, நேர்மின் முனை அயனிகள் சேர்ந்து விரைவாக்கம் பெற்று வெளியே தள்ளப் படுகின்றன.

4. விரைவாக்கம் பெற்ற ஸீனான் அயனிகள் வேகமாக வெளியேறும் போது எதிர்ப் புறத்தில் பேரளவு உந்து சக்தி உண்டாக்கப் படுகிறது.

திரவ, திடவ எரிசக்தியைப் பயன்படுத்தியுள்ள இரசாயன ராக்கெட்டுகள் வெளிவிடும் தீமயக் காட்சி போலின்றி, அயனி ராக்கெட்டுகள் நீல வண்ண அயனிகளை வெளியேற்றும். இந்த வாயு அயான் வெளியேற்றமே ராக்கெட்டுக்கு எதிர் புறத்தில் உந்து சக்தி அளிக்கும். பயன்படும் ஸீனான் வாயு கனமற்றது. மலிவானது. இயக்க நிதிச் செலவு சிக்கனமானது. சாதாரண ராக்கெட் போலின்றி அயனிகள் ராக்கெட் விரைவாகச் செல்வதால் கால நீட்சி குன்றுகிறது. அயான் ராக்கெட்டுகளில் ஒரு குறைபாடும் உள்ளது. திடீரென அது கனமான பளுவைத் தூக்கவோ, தள்ளவோ முடியாது. ஆதலால் பூமியிலிருந்து கிளம்ப இரசாயன ராக்கெட்டுகளே தேவைப்படும். புமியின் ஈர்ப்பாற்றலைத் தாண்டிப் பயணம் செய்யும் போது அவற்றின் உந்து சக்தி மிகையாகிறது. சுமார்ட் -1 இல் அமைத்த ‘பரிதி மின்னியல் உந்து எஞ்சின்’ (Solar Electric Propulsion) மிகச் சிறியது. அதன் அயான் எஞ்சின் விண்கப்பலுக்கு அளிக்கும் உச்ச உந்து வேகம் மணிக்கு 16,000 கி.மீடர் (மணிக்கு 9600 மைல்). அதன் எடை 375 கி.கிராம். அந்தச் சிறிய எஞ்சினால் நிலவை வந்தடைய 15 மாதங்கள் எடுத்தன. சுமார்ட் -1 நிலவுப் பயண நிதி ஒதுக்கு 110 மில்லியன் ஈரோ (133 மில்லியன் US டாலர்).

பிளாஸ்மா ராக்கெட் இயக்கத்தின் அடிப்படைத் தத்துவம்

பிளாஸ்மா ராக்கெட் எஞ்சின் பரிதியின் உஷ்ணத்தை (Plasma Starts at 10,000 C) அடைந்து எரிசக்தி வாயுவை அயனிகள் (Ionized Gas Fuel) ஆக்கி உந்தும் பிணைவு நுணுக்கத்தைப் (Fusion Technology) பயன்படுத்துகிறது. பிளாஸ்மா எஞ்சினில் மூன்று கட்ட சாதனங்கள் இயங்குகின்றன. முன்னரங்கம், மைய அரங்கம், பின்னரங்கம் (Forward Cell, Central Cell & Aft Cell) என்று முக்கட்ட அமைப்பு ராக்கெட் இணைப்பாகச் சேர்க்கப் பட்டுள்ளது.

1. ராக்கெட்டின் முன்னரங்கம் : உந்து சக்தி தரும் ஹைடிரஜன், ஸீனான், ஆர்கான் போன்ற எரிசக்தி வாயு செலுத்தப் பட்டு அயனிகளாகி பிளாஸ்மா நிலைக்கு வரும் உருளைக் கலம்.

2. ராக்கெட்டின் மைய அரங்கம் : இந்த உருளைக் கலத்தில் மின்காந்த சக்தி அயனிகளுக்கு மின்பெருக்கி போல் (Amplifier) மிகையான சக்தி ஊட்டுகிறது. அதாவது ரேடியோ மின்னலைகள் நுண்ணலை அடுப்பு போல் (Microwave Oven) வெப்ப சக்தி அளிக்கின்றன.

3. ராக்கெட்டின் பின்னரங்கம் : இந்த உருளைக் கலத்தில் ஒரு ‘மின்காந்த விரிவு வாய்’ (Magnetic Nozzle) மேற்கொண்டு வெப்ப சக்தி அளித்து உஷ்ணம் 100 மில்லியன் டிகிரி C ஆக ஏற்றம் அடைந்து அயனிகள் பிளாஸ்மாவாக (Plasma) அதி வேகத்தில் வெளியே தள்ளப் படுகின்றன. அந்த வெப்ப நிலை விண்வெளி மீள்கப்பல் (Space Shuttle) ராக்கெட் வெளிவீச்சு போல் 25,000 மடங்கு சூடானது ! பிளாஸ்மா அதி வேக வெளியேற்ற விசை எதிர்த் திசையில் அதே அளவு ஆற்றல் உள்ள உந்து சக்தியை விண்கப்பலுக்குத் தருகிறது. (Action & Reaction are equal & opposite).

ராக்கெட் குறிப்பியல் உந்து அதிர்வு (Rocket’s Specific Impulse)

பரிதியில் நிகழும் அணுப்பிணைவு இயக்கம் பேரளவு வெப்ப சக்தியை வெளி யேற்றுகிறது. ராக்கெட் பொறியியல் நிபுணர் இப்போது அந்த அளவற்ற சக்தியைப் பயன்படுத்த முனைகிறார். செவ்வாய்க் கோளுக்குப் போகத் திட்டமிடும் மனிதர் செல்லும் பயண காலத்தைப் பாதியாக்கும் இந்தப் புதிய பிணைவு இயக்க ராக்கெட்டுகள்.

Rocket Engines	Type	Thrust (Pound Force)	Specific Impulse (Seconds)	Lifetime Fuel Usage
Saturn V F-1 (1x) (1960 years)	Chemical	1,700,000	298	minutes
Space Shuttle Main Engine (1x) (1980 years)	Chemical	500,000	440	minutes
NSTAR Ion Engine (1)	Electric	0.02	3300	years
NEXT Ion Engine (2)	Electric	0.07	4300	years
VASIMR^® VX-200 (New Plasma Rocket) (2005)	Electric	1	5000	>years

அத்தோடு மனிதர் மீது பயணத்தின் போது பரிதிக் கதிர்த் தாக்குதலும் பாதியாகும். ராக்கெட் விஞ்ஞானத்தில் ஒரு ‘ராக்கெட் எஞ்சின் எரிசக்தி திறனியக்கம்’ (Fuel Efficiency of Rocket Engine) அதன் ‘குறிப்பியல் உந்து அதிர்வு’ (Specific Impulse) ஒப்பு நோக்கில் ஆராயப் படுகிறது. குறிப்பிட்ட அளவு எரிசக்தியால் (Unit Fuel) உண்டாகும் குறிப்பளவு உந்து விசையானது (Unit Thrust) எவ்வளவு காலம் நீடிக்க முடியும் என்பதே ஒப்பு நோக்கப் படுகிறது. ‘குறிப்பியல் உந்து அதிர்வு’ (Specific Impulse) விநாடிகளில் (Seconds) கணக்கிடப் படுகிறது.

ஓர் அணுப்பிணைவு எஞ்சின் ராக்கெட் சாதாரண இரசாயன எரிபொருள் ராக்கெட் எஞ்சினை விடச் சுமார் 300 மடங்கு மிகையான குறிப்பியல் உந்து அதிர்வு (Specific Impulse) கொண்டது. திரவ, திடவ இரசாயன எரிபொருள் (Liquid or Solid Chemical Fuel Rocket) பயன் படுத்தும் ராக்கெட் எஞ்சின் ‘குறிப்பியல் உந்து அதிர்வில்’ (Specific Impulse) கூறினால் சுமார் 450 விநாடிகள்.

அதாவது ஒரு பவுண்டு (500 கிராம்) எரிபொருள் ஒரு பவுண்டு உந்து விசையை (Lb Force) 450 நிமிடங்கள் வரை நீடித்தளிக்கும். ஆனால் வல்லமை பெற்ற பிளாஸ்மா எஞ்சின் ஆர்கான், ஸீனான் வாயுவை அயனிகளாக்கி ‘குறிப்பியல் உந்து அதிர்வு’ 135,000 விநாடிகள் தரும் (450 X 300 = 135000).

உதாரணமாக இரசாயன எரிபொருள் ராக்கெட்டில் இதுவரைச் செவ்வாய்க் கோளுக்குப் போக 2 ஆண்டுகள் எடுத்தன. பிளாஸ்மா எஞ்சின் ராக்கெட்டில் விமானிகள் 40 நாட்களில் செவ்வாய்க் கோளை நெருங்கி விடலாம். அதுபோல் பூமியிலிருந்து பூதக்கோள் வியாழனுக்குப் போய்வரச் சுற்றுக் காலம் இரண்டே ஆண்டுகளில் முடிந்து விடலாம் !

(தொடரும்)

படங்கள்: Astronomy Magazine, BBC News, National Geographic News, NASA & ESA

தகவல்:

1. BBC Science & Technology – New Space Engine Clocks up Record (Aug 19, 2000)

2. How Fusion Propulsion Will Work By : Kevin Bonsor (March 12, 2001)

3. (a) BBC News : Europe Lunar Adventure Begins -The First Solo European Mission to the Moon is Well on its Way (Sep 28, 2003)

3 (b) BBC News : Probe Pushes onto Lunar Target – Smart -1 Spacecraft Has Fired up its Innovative Solar-Electric Engine (Sep 30, 2003)

3 (c) BBC News : Europe Lunar Probe Arrives at the Moon -The Smart -1 Lunar Probe has Entered into Orbit Around the Moon – The First Europen Mission to do so. (Nov 16, 2004)

4. BBC News : Plasma Engine Passes Initial Test (Dec 14, 2005)

5. Space Fellowship : Plasma Rocket Engine VASIMR VX-200 First Stage Achieves Full Power Rating By : Klaus Schmidt (Oct 27, 2008)

6. NASA Report : ESA SMART -1 Lunar Probe (Nov 23, 2009)

7. CBC (Canadian Broadcasting Company) News : Nova Scotia Company Helps Build Plasma Rocket (January 7, 2010)

8. Ad Astra Rocket Company : Chemical VS Plasma Rockets

9. Wikipedia : Plasma Propulsion Engine (May 20, 2010)

10. Space Flight Now : Plasma Rocket Could Revolutionize Space Travel By Stephan Clark (June 1, 2010)

11. Wikipedia : Variable Specific Impulse Magento Plasma Rocket (VASIMR) (June 1, 2010)

********************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) June 4, 2010

ஆப்பிரிக்காவின் ஓக்லோ யுரேனியச் சுரங்கத்தில் இயங்கிய பூர்வீக இயற்கை அணு உலைகள் கண்டுபிடிப்பு !

(Fossil Reactor)

(கட்டுரை -4)

சி. ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng (Nuclear), கனடா

காலக் குயவன் போட்ட
கோலச் சுவடுகளைக்
காட்டுவது
ஆப்பிரிக்கா கண்டம் !
பூமியின் பூர்வீகத் தடங்கள்
விதைப் பாகி உள்ளன
புதைப் பொருட்களாய் !
மனிதத் தோற்றத்தின் மூல
மர்மங்கள்
மறைந்துள்ள பூதளம் !
இரு பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்
சுயமாய்
இயங்கி வந்த பதினாறு
அணு உலைகள்
ஆப்பிரிக் காவில் காணப்படும் !
அணுப் பிளவு
எச்ச விளைவுகள்
இப்போதும் சான்றளிக்கும் !
புளுடோ னியம் காணப் பட்டு
அழுத்தமாய் உறுதி யாகும்
அணுப்பிளவு !
இயற்கை அணுப்பிளவு பூமியைச்
சுயமாய்ச் சுற்ற வைக்கும்
மையக் கருவில் !
அணுப்பிணைவு சக்தி பரிதியை
ஒளிக்கதிர் உலையாய்
உருவாக்கும் !

புதிய உமர் கயாம்

“1972 ஆம் ஆண்டில் ஓக்லா யுரேனியத் தாதுக்கனிப் படிமத் தளத்தின் மையத்தில் பல பூர்வீக இயற்கை அணு உலைகள் இயங்கி வந்ததற்கு அழுத்தமான தடங்கள் பதிந்திருப்பதைக் கண்டுபிடித்திருக்கிறார்கள். பூமத்திய ரேகையில் இருக்கும் இந்த ஆஃபிரிக்க அணு உலைகள் விட்டுவிட்டு சில வருடங்களிலிருந்து பல நூறாயிரம் ஆண்டுகளாகச் சுயமாய் இயங்கி வந்திருக்கின்றன. அவற்றின் ஆயுட் கால நீட்சி சுமார் ஓரு மில்லியன் ஆண்டுகள் என்று கணிக்கப்படுகிறது.”

கர்ட்டின் பல்கலைக் கழகத் தொழில்நுணுக்க வெளியீடு, ஆஸ்திரேலியா

ஓக்லா சுரங்கத்தில் காணப்படும் யுரேனிய -235 செறிவு இழப்புக்கு (Depleted Uranium -235 in Oklo Mines) சுயமாய் இயற்கையில் நிகழ்ந்த அணுப்பிளவு இயக்கத்தைத் தவிர வேறொரு சிறந்த காரணத்தை நான் கூற முடியாது. இழந்து போன யுரேனியம் -235 உலோகத்தோடு (From U-235 0.72% to U-235 0.44%) விஞ்ஞானிகள் அணுப்பிளவால் விளைந்த நான்கு வகையான கதிரியக்கக் கழிவு மூலகங்களையும் (சான்றாக) அங்கே கண்டிருக்கிறார்.

டாக்டர் கிலென் ஸீபோர்க் (Dr. Glenn Seaborg, Chairman U.S. Atomic Energy Commission)

இயற்கையாக இயங்கிய அணுப்பிளவு உலைகள் ஆஃபிரிக்காவின் காபன் நாடு ஒன்றைத் தவிர வேறெந்த நாட்டிலும் இதுவரைக் காணப்பட வில்லை. மற்ற செழிப்பான யுரேனியத் தாதுக்கனித் தளங்களிலும் அணுப்பிளவு நேர்ந்திடப் போதுமான யுரேனியச் செறிவு (Uranium -235 Enrichment 3%) இருந்திருக்கலாம். ஆனால் யுரேனியம், நீர், இயற்கைச் சுற்றமைப்பு (Physical Conditions) இம்மூன்றும் ஒருங்கிணைந்து அணுப்பிளவு நேரும் தொகுப்பு நிலை ஓக்லா யுரேனியக் களம் ஒன்றில் மட்டும்தான் தனித்துவ முறையில் நிகழ்ந்திருக்கிறது.

விக்கிபீடியா தகவல்

“பூமியின் மையத்து வரை ஒரு துளையைத் தோண்டிச் சென்றால் நாம் எதைக் காண்போம் ? உட்கருவின் நடுவில் இயற்கை அணு உலையாய் இயங்கி வரும் 5 மைல் விட்டமுள்ள யுரேனியக் கோளம் ஒன்றிருப்பதை ஊகித்து உடன்பட வைக்க ஆதாரம் உள்ளது. அதை நான் ‘புவி அணு உலை’ (Geo-Reactor) என்று குறிப்பிடுகிறேன்.”

மர்வின் ஹெர்ன்டன் Ph.D., (Marvin Herndon, President Transdyne Corpn, San Diego, California)

“ஐஸ்லாந்தின் எரிசாம்பல் முகில் (Plume) விஞ்ஞானத்துக்குக் கிடைத்த ஓர் இயற்கைக் கொடை (Boon to Science).”

பிரையன் ஹான்ட்வெர்க் (Brian Handwerk, National Geographic News)

ஆஃபிரிக்காவில் இயங்கிய பூர்வீக யுரேனிய அணுப்பிளவு உலைகள்

1.7 பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்னே ஆஃபிரிக்காவின் காபன் நாட்டில் (Gabon, Western Africa) இயங்கி வந்த பதினாறு பூர்வீக யுரேனிய அணுப்பிளவு அணு உலைகள் (Fossil Uranium Reactors) இருந்ததை 1972 ஆம் ஆண்டில் பிரென்ச் பௌதிக விஞ்ஞானி பிரான்ஸிஸ் பெர்ரின் (Francis Perrin) முதன்முதலில் கண்டுபிடித்தார். நாசாவும் அதை மெய்யென்று அறிவித்தது. காபன் நாட்டின் ஓக்லோ தளம் (Oklo Region) யுரேனிய உலோகத்தின் களஞ்சியம் என்று அறியப் படுகிறது. உலகில் முதன்முதல் சுயமாய் இயங்கியப் பூர்வீக அணு உலைகளின் விளைவு எச்சங்கள் (Fission Products) இப்போதும் ஆங்கே காணப் படுகின்றன என்று நாசா கூறுகிறது. 1956 ஆம் ஆண்டிலேயே ஆர்கன்ஸாஸ் பல்கலைக் கழகத்தின் விஞ்ஞானி டாக்டர் பால் குரோடா (Dr. P.aul Kuroda) என்பவர் எந்த மாதிரி நிலைப்பாடுகளில் இயற்கைச் சுய இயக்க அணு உலைகளில் பிளவுகள் நேரும் என்பதை விளக்கமாகக் கூறியிருக்கிறார். அதாவது யுரேனியம் -235 சுயப் பிளவில் வெளிவரும் வேக நியூட்ரான்கள் சுற்றியுள்ள நீரில் மிதமாக்கப்பட்டு மீண்டும் யுரேனியம் -235 உலோகத்துடன் மோதி தொடர்ந்து அணுப்பிளவை உண்டாக்கலாம் என்பதே அவர் ஊகித்த கோட்பாடு.

பொதுவாகப் பூமியில் கிடைக்கும் யுரேனியம் -235 இயற்கையில் எடுக்கப்படும் யுரேனியம் -238 கலவையில் 0.72% விகிதத்தில் உள்ளது. ஆனால் காபன் நாட்டில் உள்ள ஓக்லோ சுரங்கங்களின் (Oklo Uranium Mines) ஒருசில பகுதிகளில் கிடைக்கும் யுரேனியம் -235 வேறுபாட்டில் குறைவாக 0.44% விகிதத்தில் காணப்பட்டது. ஆதலால் யுரேனியம் -235 உலோகம் 0.72% விகித அளவிலிருந்து எப்படி 0.44% விகித அளவாய்க் குறைந்தது ? ஏன் குறைந்தது ? எப்போது குறைந்தது ? காணாமல் போன 0.28% யுரேனியம் -235 உலோகத்துக்கு என்ன ஆயிற்று போன்ற கேள்விகள் எழுகின்றன.

ஓக்லா சுரங்கத்தில் காணப்படும் யுரேனிய -235 செறிவு இழப்புக்குக் காரணம் (Depleted Uranium -235 in Oklo Mines From U-235 0.72% to U-235 0.44%) சுயமாய் இயற்கையில் நிகழ்ந்த அணுப்பிளவு இயக்கத்தைத் தவிர வேறொரு சிறந்த காரணத்தை நான் கூற முடியாது. இழந்து போன யுரேனியம் -235 உலோகத்தோடு (From U-235 0.72% to U-235 0.44%) விஞ்ஞானிகள் அணுப்பிளவால் விளைந்த நான்கு வகையான கதிரியக்கக் கழிவு மூலகங்களையும் (சான்றாக) அங்கே கண்டிருக்கிறார்.

டாக்டர் பால் குரோடா ஊகித்த இயற்கை அணுப்பிளவுக் கோட்பாடு

மூன்று வித நிலைப்பாடு அமைப்புகளில் யுரேனியம் -235 இல் இயற்கைச் சுய அணுப்பிளவுகள் நிகழும் என்று தெளிவாக அறிவித்தார் டாக்டர் பால் குரோடா. அவை பின்வறுமாறு :

1. முதல் நிலைப்பாடு : யுரேனியத் தாதுக்கனிப் படிவுத் தளமானது அணுப்பிளவு ஏற்படுத்தும் நியூட்ரான்கள் பயணம் செய்யும் சராசரி தூரத்தை மிஞ்சி (> 66 செ.மீ.) (> 2.5 அடி) இருக்க வேண்டும். இந்த அமைப்பு அணுப்பிளவு செய்யும் நியூட்ரான்கள் அடுத்து யுரேனியம் -235 யை மோதுவதற்கு ஏதுவாக இருக்கும்.

2. இரண்டாவது நிலைப்பாடு : போதுமான அளவு யுரேனியம் -235 நிறையும் செறிவும் (3%) (Mass of Uranium & Enrichment) யுரேனியத் தாதுக்கனித் தளத்தில் இருக்க வேண்டும். அந்த அளவு யுரேனியம் -235 இன் 3% செறிவே தற்போதைய நீர் மிதவாக்கி வெப்பக் கடத்தி அணுமின் நிலையங்களில் பயன்பட்டு வருகிறது. (Like PWRs – Pressurized Light Water Reactors).

3. மூன்றாவது நிலைப்பாடு : வேக நியூட்ரானை மிதமாக்க ஒரு மிதவாக்கி திரவம் அல்லது திடவம் (Liquid or Solid Moderator for Fast Neutrons) தேவைப் படுகிறது. மிதமாக்கிய வேக நியூட்ரானே யுரேனியம் -235 வுடன் சேர்ந்து அடுத்தும் அணுப்பிளவைத் தூண்ட முடியும்.

வியக்கத் தக்க முறையில் இம்மூன்று நிலைப்பாடு விதிகளும் 2 பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்னர் பதினாறு தனிப்பட்ட தளங்களில் ஓக்லோ யுரேனிய தாதுக்கனித் தளத்தில் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளன. மேலும் யுரேனிய அணுப்பிளவு இயக்கங்கள் நிகழ்ந்ததின் உறுதிப்பாட்டை நிலைநாட்ட ஓக்லோ தளங்களில் உற்பத்தியான 2 டன் புளுடோனியம் -239 உலோகம் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளது. பிளவுபட்ட யுரேனியம் -235 உலோக அளவின் சக்தியைக் கணக்கிடும் போது உற்பத்தியான வெப்ப சக்தி மொத்தம் 15,000 மெகா வாட் ஆண்டுகள் (15,000 megawatt-years) என்றும் சராசரி வெப்ப ஆற்றல் 100 கிலோ வாட்ஸ் என்றும் அறியப் படுகிறது.

டைனோஸார்ஸ் இருந்ததற்கு முன்பு ஆஃபிரிக்காவில் இயங்கிய அணு உலைகள்

பிரென்ச் விஞ்ஞானி பிரான்ஸிஸ் பெர்ரின் (Francis Perrin) கண்டுபிடித்து எடுத்துக் காட்டிய இயற்கை அணுப்பிளவுக் கோட்பாட்டை மிஞ்சி வேறு யாரும் தக்கதோர் விளக்கத்தை இதுவரை வெளியிட்டதில்லை. “மென்டல் ஃபிளாஸ்” இதழில் (Mental_Floss Magazine) ஸாமுவெல் கீன் (Samuel Kean) வெகு அழகாக இந்த இயற்கை அணுப்பிளவு இயக்கத்துக்கு மேலும் விளக்கம் அளித்தார். நீர், ஆக்ஸிஜன், யுரேனியம் ஆகிய மூன்றும் ஒன்று சேரும் போது அம்மாதிரி ஓர் சுயப்பிளவு அணுவியல் இயக்கத்தை உண்டாக்கும். யுரேனியம் நீரில் கலந்திட ஆக்ஸிஜன் மிகவும் உதவி செய்யும் போது, நீர் வேக நியூட்ரான்களை மிதமாக்குகிறது. யுரேனியம் -235 இல் சுயமாகவே அணுப்பிளவு (Spontaneous Fission of U-235) நிகழ்ந்து எப்போதும் வேக நியூட்ரான்கள் வெளிவந்து கொண்டே இருக்கின்றன. காபன் ஓக்லோ யுரேனியத் தளங்களில் நீர் சூழ்ந்துள்ள யுரேனியம் -235 (0.72%) சுயப் பிளவில் அணுசக்தியும், பிளவுக் கழிவுகளும் நியூட்ரான்களும் வெளியாகித் தொடரியக்கங்கள் நிகழ்ந்திருக் கின்றன. பிறகு வெப்ப சக்தியால் சுற்றியுள்ள நீர் ஆவியாகிப் போன பிறகு மிதவாக்கி இல்லாமல் அணுப்பிளவு இயக்கம் நிறுத்தம் அடைகிறது. அடுத்து நீர் மீண்டும் யுரேனியத்தைச் சூழும் போது மறுபடியும் அணுப்பிளவு தொடங்குகிறது. பிரான்ஸிஸ் பெர்ரின் கணக்கிட்டுப் பார்த்ததில் ஓக்லோ யுரேனியச் சுரங்கத்தில் இருந்த யுரேனியம் -235 இன் நிறை சுமார் 13,000 பவுண்டு (சுமார் 6.5 டன்) என்று தெரிகிறது. அணு உலை இயக்கம் அரை மணி நேரம் இயங்கி இரண்டரை மணி நேரம் நிறுத்தம் அடைந்து (மூன்று மணிக்கு ஒருமுறை) குறைந்தது 150,000 ஆண்டுகள் தொடர்ந்தன என்றும் பெர்ரின் அறிவித்துள்ளார்.

இயற்கை அணுப்பிளவில் விளைந்த எச்சக் கழிவு மூலகங்கள்

ஓக்லோ யுரேனியத் தாதுக்கனி தளங்களில் அணுப்பிளவுகள் பல்லாயிரம் ஆண்டுகள் சுயமாக இயங்கி வந்ததற்கு அழுத்தமான சான்றுகள், ஆங்கு காணப்பட்ட பிளவுகளில் விளைந்த அணுக்கழிவு எச்சங்களே ! ரேனி நூர்பெர்கன் (Rene Noorbergen, Author of Secrets of the Lost Races: New Discoveries of Advanced Technology in Ancient Civilizations) ஓக்லோ தளங்களில் கிடைத்த மாதிரிகளில் பிளவுக் கழிவு எச்சங்கள் நியோடிமியம், சமேரியம், ஈரோப்பியம், சீரியம் (Neodymium, Samarium, Europium and Cerium) ஆகிய நான்கும் இருந்தன என்று குறிப்பிட்டிருக்கிறார். ஆயினும் 2 பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்னர் நிகழ்ந்த அணுப்பிளவு இயக்கத்தின் சமயத்தில் உலகம் இப்போதுள்ளது போல் இருக்க வில்லை. ஆனால் கன மூலகங்களின் கதிரியக்கத் தேய்வுகளும், அவற்றின் அரை ஆயுள்களும் (Radioactive Decay & Half Life) காலக் கடிகாரமாய் மாறாத நிலைப்பாடுகளாய்க் கோடான கோடி ஆண்டுகளாக அழியாத கல்வெட்டுபோல் பிரபஞ்ச வரலாற்றை எழுதி வைத்துள்ளன !

அணுப்பிளவு விளைவுகளில் உண்டாகும் கதிரியக்கக் கழிவுகளில் ஐந்து வித நிறையுள்ள ஸீனான் வாயுக்கள் (Xenon Gases) எச்சங்களில் அடங்கிக் கிடந்தன. 2 பில்லியன் ஆண்டுகட்குப் பிறகு காணப்படும் ஸீனான் ஏகமூலங்களின் தனி இருப்புகள் (Concentrations of Xenon Isotopes) அணு உலை இயக்க நீடிப்பு, நிறுத்தக் காலம் ஆகியவற்றைக் கணக்கிட உதவுகின்றன. ஓக்லோ அணுப்பிளவுக் கழிவுகளின் இருப்பளவு தற்போதைய யுரேனிய அணு உலைகள் இயங்கி பிளவுக் கழிவுகளை வெளியேற்றுவதை முற்றிலும் ஒத்துள்ளன. உற்பத்தியாகும் ஸீனான் அணுக் கழிவுகள் ஆரம்பத்தில் நியூட்ரான் விழுங்கும் நஞ்சாகி (Xenon Poisoning) பிறகு கதிரியக்கத் தேய்வில் நிறை மாறி நியூட்ரான் விழுங்காத வாயுவாகும்.

1.7 பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்னிருந்த ஓக்லோ பூர்வீக யுரேனியத் தாதுக்கனியில் (Fossil Uranium Ore) சுய அணுப்பிளவு நிகழ்ந்த ஆதிமூல யுரேனியம் -235 உலோகம் 3% என்று தேய்வு முறை விதிப்படிக் கணக்கிடப் பட்டுள்ளது. யுரேனியம் -235 உலோகம் தேய்வு விதிப்படி தற்போது 0.72% விகித அளவுதான் தாதுக்கனியில் காணப்படுகிறது. நீர்மயம் சுற்றியுள்ள கவசச் சூழ்நிலையில் யுரேனியம் -235 உலோகத்தின் செறிவு குறைந்தது 3% அளவுதான் சுயத் தொடரியக்கம் நிகழ்த்தும் தகுதி கொண்டது.

நீரில் யுரேனியம் கரைந்து போக ஆக்ஸிஜன் உதவுகிறது. திரவ நிலையில் உள்ள யுரேனியக் குழம்பில் அணுப்பிளவு சுய இயக்கம் விரைவாக நிகழ்கிறது. அருகில் காணப்பட்ட புளுடோனியம் -239 உலோகம் அணுப்பிளவு ஓக்லோவில் நேர்ந்திருப்பதை நிச்சய மாக்கியது. நாம் தெரிந்து கொள்வது என்னவென்றால் இயற்கை அணுப்பிளவு உலைகள் தாமே தம்மை நிரந்தரமாய் நிறுத்திக் கொண்ட பிறகு சேமிப்பான அணுப் பிளவுக் கழிவுகள் யாவும் 2 பில்லியன் ஆண்டுக்குப் பிறகு கதிரியக்கம் குன்றி அந்தத் தளங்களிலே இப்போது அடக்கம் ஆகிக் கிடக்கின்றன. இயக்கத்தில் உண்டாக்கப்பட்ட புளுடோனியம் -239 உலோகம் அணுப்பிளவுத் தளத்திலிருந்து 10 அடித் தூரத்தில் நகர்த்தப் பட்டிருப்பதாய்க் காணப்படுகிறது. பண்டைக் காலக் குகைமனிதர் இந்தக் கதிரியக்கத் தளங்களில்தான் பல்லாயிரம் ஆண்டுகள் நடமாடி வாழ்ந்திருக்க வேண்டும் !

(தொடரும்)

+++++++++++++++++

படங்கள்: BBC News, National Geographic, The Times UK, & CTV Global Media

தகவல்கள்:

1. Volcanoes & Earthquakes By: Reader ‘s Digest [1992]
2. Time & Life Books Volcanoes & Earthquakes [1995]
3. Hutchinson Encyclopedia of the Earth Edited By: Peter Smith [1985]
4. Encyclopedia Britannica 15 Edition [1978]
5. Reader ‘s Digest Marvels & Mysteries of the World Around Us [1977]
6. National Geographic Frontiers of Science [1982]
7. The Vesuvius Volcano at the Bay of Naples.
8. The Eruptive History of Mt.Vesuvius in Italy & Mt.Etna in Sicily.
9. Krakatoa Volcano near Java & Sumatra of Indonesian Islands
10. Inside the Volcano, National Geographic [November 2000].
11 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40402051&format=html (Italian Volcano))
11 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40402121&format=html (Hawaii Volcano)
11 (c) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41004181&format=html (Chile Earthquake)
11 (d) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41004251&format=html (Iceland Volcano)
11 (e) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41005021&format=html (Earth Georeactor -1)
12. Hot Theories on the Center of the Earth National Geographic [January 1996].
13. Hawaii ‘s Volcanic Cradle of Life, National Geographic [July 1990].
14. Hawaii, Island of Fire & Flowers, National Geographic [March 1975].
15. Volcano Monitoring Techniques, U.S. Geological Survey (USGS) Report [October 11, 1991]
16. Kilauea, Hawaii ‘s Most Active Volcano.
17. Volcanic & Seismic Hazards, USGS Publication [1997].
18. Volcanic Toxic Gases By: Bill Harby [April 7, 1999]
19. The Hawaii Center for Volcanology [HCV-1992]
20. Icland Volcano’s Fountain of Fire (March 20, 2010)
21 National Geographic News – Harmful Effcts of Volacanic Smoke By Brian Handwerk (April 16, 2010)
22 BBC News Why Iceland Volcano Has Grounded UK Flights By : Victoria Gill (April 15, 2010)
23 BBC News How Volcanoes Shaped History (April 15, 2010)
24 BBC News Experts Update Ash Health Advice (April 16, 2010)
26 BBC News Volcanic Ash Cloud (April 17, 2010)
27 BBC News Ash Deepens Europe Travel Chaos (April 17, 2010)
28 BBC News Ash Imperils Bone Morrow Patients (April 18, 2010)
29 BBC News Half of European Flights to Fly (April 20, 2010)
30 Scientific American – How Much Volcanic Ash is Too Much for a Jet Engine ? By John Matson (April 21, 2010)
31 (a) Daily Galaxy -Are the Planets Volcanoes Being Triggered by Global Warming ? (April 16, 2010)
31 (b) Scientific American -A Warming World Could Trigger Earthquakes, Landslides & Volcanoes By James Watson (April 21, 2010)
32 NASA Report : What are (Volcanic) Aerosols ?
33. Volcanoes & Climate Change ByJason Wolfe (September 5, 2000)
34 18 Most Dangerous US Volcanoes Include Erupting Alaska Peak (Jan 20, 2006)
35 NASA Report : Historic Volcanic Eruption Shrunk the Mighty Nile River (Nov 21, 2006)
36 NuclearPlanet.com : Science About thre True Nature of Earth & Universe
37 The Nuclear Heart of the Earth : The Science Behind “The Core” – An Interview with Marvin Herndon Ph.D. By : Wayne Smith (Mar 31, 2003)
38 Encyclopedia.com : Radioactive Heat Production in the Earth By : David A. Rothery (1993)
39 Can Climate Change Explode ? By : Ridhima (Jan 3, 2010)
40. Wikipedia – Georeactor (March 14, 2010)
41 Nuclear Reactors in the Land Before Time -Oklo Fossil Reactors Attack Einstein Relatively Speaking By : Jacob Saul (September 25, 2008)
42 Scientific American – The Workings of an Ancient Nuclear Reactor, By : Alex P. Meshik (January 26, 2009)
43 Wikipedia – Geological Situation in Gabon (Western Africa) Leading to Natural Nuclear Fission Reators (October 2005) Repeated (May 6, 2010)

********************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) May 13, 2010

பூமியின் மையப் பூத அணு உலை உண்டாக்கிய பாதுகாப்புக் காந்த மண்டலம் ! (Geo-Reactor & Geo-Magnetism)

(கட்டுரை -3)

சி. ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng (Nuclear), கனடா

காலக் குயவன் உருட்டிய கோளின்
கணப்பு அணு உலை
காந்த சக்தியும்
ஈந்து வருகுது பூமிக்கு !
பரிதியின் கதிர்வீச்சை விலக்கிப்
பாதுகாக்குது உயிரினத்தைப்
பூகாந்த மண்டலம் !
சிக்கிய பரிதியின் துகள்களை
வடதுருவம் ஈர்த்து
வண்ணத் தோரண மாக்கிக்
கண் கவர வைக்கும் !
செவ்வாய்க் கோள் செத்தது
அவ்விதம் இயங்குமோர்
அணு உலை யின்றி !
சீறிடும் கனற் குழம் பழுத்தம்
பீறிடும் எரிமலை
பிரதான வெப்பத் தணிப்பி !
தாறு மாறாய் ஊர்ந்திடும்
தட்டுப் பாறைகள்
நில நடுக்கமாய்
முறுக்கை விடுவிக்கும் !
உருகிடும்
துருவப் பனிப் பாறை
அணுக்கரு உலைக்கு அடுத்தோர்
வெப்பக் கடத்தி !
கடல் வெள்ளச் சுனாமியும்
துடிப்புத் தணிப்பியே !
அணு உலை வெப்ப மீறலைத்
தணிப்பது
இயற்கை அன்னை
நியதி !

புதிய உமர் கயாம்

“3.45 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முந்திய காலத்தில்தான் பூகாந்த மண்டலம் உண்டாகி உயிரின மரபணுக்களும் தோன்ற ஆரம்பித்தன. ஆதலால் அவை இரண்டுக்கும் தொடர்பு உள்ளது. பரிதியின் கதிர்வீச்சுப் புயலுக்கும் பூகாந்தக் கோளுக்கும் (Earth’s Magneto sphere) உள்ள நவீன வரையறை வேலி சுமார் 10 புவி ஆரங்கள் (10 Earth Radii) (40,000 மைல்). பூர்வீக வரையறை அதற்குக் குறைவாக 12,000 முதல் 20,000 மைல் வரை இருந்திருக்கலாம். பூமியின் காந்த மண்டலத்தில் சிக்கிய பரிதித் துகள்கள்தான் கீழ் மட்ட உயரத்தில் தெரியும் ‘வடதுருவ வண்ணத் தோரணங்களாய்க்’ (Auroras or Northern Polar Lights) காட்சி தருகின்றன. பரிதியின் இந்தத் துகள்கள் யாவும் பாதுகாப்புக் கவசத்தைத் துளைத்துச் சூழ்வெளி மூலக்கூறுகளோடு மோதிக் கொண்டவை.”

பேராசிரியர் ஜான் தார்துனோ (John Tarduno, University of Rochester, USA)

மர்வின் ஹெர்ன்டன் Ph.D., (Marvin Herndon, President Transdyne Corpn, San Diego, California)

உட்கரு அணுப்பிளவு உலை ஓய்ந்தால் பூகாந்த மண்டலம் மறையும்

பூமியின் வயது ஏற ஏறத் தீர்ந்திடும் அணு உலை எருவின் அளவைக் கணக்கிடும் போது, அணுப்பிளவில் விளையும் ஹீலியம் -3/ஹீலியம் -4 பின்னம் (Ratio of Helium -3 to Helium -4) மிகையாகி வருவதாகத் தெரிகிறது. அதாவது ஹீலியம் -4 துகளை (ஆல்ஃபா துகள்) வெளியேற்றும் யுரேனிய எரிப் பொருள் குறைந்து கொண்டு வருவதைக் காட்டுகிறது. ஐஸ்லாந்து, ஹவாயி எரிமலைக் குழம்பிலிருந்து கசியும் ஹீலியங்களின் பின்னத்தை நோக்கும் போது உட்கரு அணு உலையின் ஆயுள் குன்றி வருவதை அவை முன்னறிவிக்கின்றன. டாக்டர் மர்வின் ஹெர்ன்டன் கணக்கிட்டுக் குறிப்பிடும் அறிவிப்பில் அணு உலை குறைந்தது இன்னும் 1 பில்லியன் ஆண்டுகட்கு நீடிக்கலாம் என்று தெரிகிறது. உட்கருவிலிருந்து வெளியாகும் பெரிலியம் -9 & பெரிலியம் -10 மாதிரிகளை மேலும் சோதிக்க முடிந்தால் இன்னும் துல்லியமான ஆயுளைக் குறிப்பிட முடியும் என்று மர்வின் ஹெர்ன்டன் கூறுகிறார்.

பூமியின் வயதாகி யுரேனியம், புளுடோனியம் முற்றிலும் தீர்ந்து உட்கரு அணு உலையின் இயக்கம் ஓய்ந்து போனால் அதைத் தொடர்ந்தே பூகாந்த மண்டலம் குன்றிப்போய் வேறெந்த சக்திக் களஞ்சியமின்றி மறையும், அதுவே சூழ்வெளிப் பாதுகாப்புக் குடையை இழக்க வைத்து உயிரினத்துக்கும், பயிரினத்துக்கும் சீர்கேடு விளைவித்துப் பூமிக்குச் சாவு மணி அடிக்கும்.

பரிதியின் கதிர்வீச்சுப் புயல் தாக்கினால் பாதுகாப்பின்றி உயிரினம் எதுவும் பிழைத்திருக்க முடியாது. இவ்விதமே செவ்வாய்க் கோளில் காந்த சக்தி குன்றிச் சூழ்வெளி சிறுகச் சிறுகச் சிதைந்து நீர்வளம் யாவும் வற்றி வரண்டு போய் மயானத் தளமாக மாறியிருக்க வேண்டும் என்று அறியப் படுகிறது !

பூமியின் இயங்கும் உட்கருவும் செவ்வாயின் செத்த உட்கருவும்

செவ்வாய்க் கோள் ஒரு காலத்தில் இப்போதுள்ளதை விடச் சூடாகவும், ஈரமான தளமாக இருந்ததாகவும், தற்போதைய வரண்ட கால நிலைக்குக் காரணம் என்ன என்பதற்கு ஆதார அறிவுரை அளிக்கிறது. செவ்வாய்க் கோள் வரலாற்றில் இப்போது போலின்றி ஒரு சமயம் மிகத் திண்ணிய சூழ்வெளியைப் பெற்றிருந்தாகத் தெரிகிறது. திண்ணிய வாயுச் சூழ்வெளி தளத்தின் அழுத்தத்தை அதிகமாக்கி நீர் எப்போதும் திரவமாக நிலவ ஏதுவாகி இருந்தது. ஆகவே செவ்வாய்க் கோள் அத்தகைய திண்ணிய பாதுகாப்புக் குடையை இழக்கக் காரணங்கள் என்ன என்னும் வினா இப்போது எழுகிறது.

விஞ்ஞானிகள் அந்தக் கேள்விக்கு நிச்சயமான பதிலைக் கூற முடியாததால் அடிக்கடி செவ்வாய்க் கோளை நோக்கித் தொடர்ந்து விண்ணுளவிகளை ஏவி வருகிறார். அதன் முன்னோடிக் காரணங்களில் ஒன்று அது காந்த மண்டலம் இல்லாமல் போனது. தற்போதைய செவ்வாய்க் கோள் பூதளவியல் நோக்கில் குறிப்பிட்டால் ஒரு செத்த கோள் (Dead Planet) என்ற வரிசையில் வருகிறது ! உயிர்த்துள்ள நமது கோளில் அடித்தட்டுப் பிறழ்ச்சியில் (Plete Tectonics) அடிக்கடி நேரும் நில நடுக்கம் போல் இப்போது செவ்வாய்க் கோளில் நிகழ்வதில்லை ! பூகோளத்தின் ‘தீக் கோட்டில்’ (Line of Fire) பீறிட்டெழும் எரிமலைகள் போல் செவ்வாய்க் கோளில் ஏற்படுவதில்லை ! அதாவது செவ்வாயின் உட்தளத்தில் இப்போது வெப்ப சக்தி இருப்பதற்குரிய எந்த சமிக்கையும் காணப்படுவது இல்லை !

ஆனால் பூமியின் உட்கருவில் மாறாகக் கொதித்துக் கொண்டிருக்கும் பேரளவு உஷ்ணமுள்ள ஓர் வெப்பக் கனல் அடுப்பு இயங்கிக் கொண்டிருக்கிறது. அடிக்கடி நிகழும் நில நடுக்கமும், குமுறி எழும் எரிமலைகளும், பீறிடும் வெப்ப நீர் ஊற்றுகளும் (Geothermal Vents) அந்த சூட்டு மையம் இருப்பதற்கு ஆதாரங்கள் காட்டுகின்றன ! பூமியின் உட்கரு மிகக் கனமான உலோகக் கோளாக இருந்து அதைச் சுற்றிலும் கொதிக்கும் உலோகக் குழம்பு வெப்பத் தணிப்பியாக உஷ்ணத்தைக் கடத்தி வருகிறது. இரண்டு கோளங்களும் வெவ்வேறு வேகத்தில் சுழன்று பூகோளத்தில் மாபெரும் காந்த மண்டலத்தை உண்டாக்கி வருகின்றன. பரிதியின் கோரக் கதிர்ப் புயல்களை விலக்கிப் பூமியின் சூழ்வெளி சிதையாமல் பாதுகாத்து வருவது அதன் காந்த மண்டலமே ! பூமியில் தங்கிக் கொள்ளும் கதிர்த் துகள்கள் முடிவில் வடதுருவ முனையில் சிக்கிக் கொண்டு கண் கவரும் வண்ணத் தோரணங்களாகக் (Northern Aurora, Polar Lights) காட்சி தருகின்றன ! பல பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே பரிதியின் பயங்கரக் கதிர்வீச்சுகள் செவ்வாய்க் கோளின் சூழ்வெளியைச் சிதைத்துப் பலவீனப் படுத்தி விட்டது ! அந்த எளிய வாயு மண்டலம் நீர் வளத்தை வற்ற வைத்து நிலத்தை முற்றிலும் வரட்சியாக்கியது. இப்போது செவ்வாயில் எஞ்சிய நீர்வளம் 10% கொள்ளளவுதான் என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்.

விண்மீன்கள் ஆகாத பரிதியின் வெளிக்கோள்கள்

பரிதியைச் சுற்றிவரும் கோளங்களின் மையத்தில் உறுதியாக இருப்பதாய்க் கருதப்படும் அணுப்பிளவு உலைகள் போல், உலோகச் செழிப்பான பூர்வ விண்மீன்களிலும் (Metal Rich Protostars) இருக்கலாம் என்று டாக்டர் மர்வின் ஹெர்ன்டன் அறிவிக்கிறார். அத்தகைய ஓர் அணுப்பிளவு இயக்கமே முதலில் விண்மீன்களில் துவங்கி (Nuclear Fission Reaction) பிறகு அடர்த்தியான ஹைடிரஜன் வாயுவில் அணுப்பிணைவு இயக்கத்தைத் (Nuclear Fusion Reaction) தூண்டி விடுகிறது என்றும் ஹெர்ன்டன் கூறுகிறார். இந்தப் புதிய கோட்பாடு விண்மீன்களில் எவ்விதம் தீ ஒளி எழுகிறது என்று முன்பு கூறிய வானியல் விஞ்ஞானிகளுக்குச் சவால் விடுகிறது.

பூர்வீகக் கோட்பாடு பல ஆண்டுகளாய்ச் சொல்லி வருவது விண்மீனில் அணுப்பிணைவு இயக்கத்தைத் தூண்டுவது ‘ஈர்ப்பியல் சிதைவு’ (Gravitational Collapse) என்னும் ஓர் ஊகிப்புச் சிந்தாந்தமே ! மேலும் அத்தகையதோர் பிணைவு இயக்கத்தைத் தூண்ட 1 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணம் தேவைப்படுகிறது !

டாக்டர் மர்வின் ஹெர்ன்டன் கூறும் அணுப்பிளவுத் தூண்டல் கோட்பாடு தற்போதைய ஹைடிரஜன் குண்டுகளில் பயன்பட்டு வருகிறது. ஆனால் ஈர்ப்பியல் சிதைவுக் கோட்பாடு இதுவரை யாராலும் நிரூபிக்கப் படாத ஒரு விஞ்ஞானச் சித்தாந்தமாகும். கணிதப்பாடு மூலமும் 1 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணம் ஈர்ப்பியல் சிதைவால் எழுவதாகக் கணக்கிட்டுக் காட்ட முடியாது ! ஏனெனில் வெப்ப சக்தி உஷ்ணத்தின் நாலடுக்கு விகிதத்தில் கதிர்வீச்சு மூலமாக வெளியேறிப் போகிறது (Heat Energy is radiated away as a function of the fourth power of temperature.) !

மர்வின் ஹெர்ன்டன் கோட்பாடு மூலம் நாம் கற்றுக் கொள்வது என்ன வென்றால் அணுப்பிளவு இயக்கத்தைத் துவங்கப் போதுமான ‘பூரண நிறை’ அணுப்பிளவுக் கனிமங்கள் (Ciritical Mass of Fissionable Materials) விண்மீன்களில் இல்லாவிட்டால் அணுப்பிணைவு இயக்கம் தூண்டப் படுவதில்லை. இந்த நிலையில்தான் ஹைடிரஜன் வாயு திரண்ட பூதக்கோள் வியாழனும், சனிக் கோளும் பரிதியைப் போல் அணுப்பிணைவு சக்தியில் ஒளிவீசி விண்மீன்கள் ஆக முடியவில்லை. இவற்றைப் போல் வாயுக் கோள்களான மற்ற யுரேனஸ், நெப்டியுனும் விண்மீன்களாய் மாற முடியவில்லை !

பூமியின் உட்கரு அணு உலை உண்டாக்கிய பூகாந்த மண்டலம்

250 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் பூமியில் உண்டான பூர்வீகக் காந்த தளத்தை விஞ்ஞானிகள் இப்போது அறிந்துள்ளதாகத் தெரிகிறது ! அதற்கு ஆதாரங்கள் தென்னாப்பிரிக்காவின் பார்பெர்டன் குன்றுகளில் (Barbertan Mountains) காணப்படும் நுண்ணிய இரும்புக் கனிமங்களில் கிடைக்கின்றன. அவை பூர்வீக டாசைட் பாறைகளின் உள்ளே நேர் கோட்டில் படிந்துள்ளது (Aligned inside Ancient Dacite Rocks).

3.45 பில்லியன் ஆண்டுகட்கு முன்பு தோன்றிய பூர்வீக உலோகக் கனிமங்களில் காணப்படும் காந்தத் துண்டுகளின் காந்த தளம் மிகவும் பலவீனமானதாய் உள்ளது. அதற்குப் பிறகு தீவிரமாய் இயங்க ஆரம்பித்த உட்கருவின் அணு உலை ஆற்றலே பூமியின் காந்த சக்தியை மிகைப்படுத்தி மாபெரும் காந்த மண்டலத்தை ஆக்கியிருக்க வேண்டும். பூமியில் தோன்றிய பயிரினங்களையும் உயிரினங்களையும் பரிதியின் தீவிரக் கதிர்வீச்சுப் புயலிலிருந்து பாதுகாப்பது பூகாந்த மண்டலமே ! அந்தக் பாதுகாப்புக் குடையே பூகோளத்தின் வாயு மண்டலச் சூழ்வெளி அரிக்கப்பட்டுச் சிதைந்து போகாமல் ஒரு கவசமாய்க் காத்து வருகிறது.

“3.45 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முந்திய காலத்தில்தான் பூகாந்த மண்டலம் உண்டாகி உயிரின மரபணுக்களும் தோன்ற ஆரம்பித்தன. ஆதலால் அவை இரண்டுக்கும் தொடர்பு உள்ளது. ராச்செஸ்டர் பூதளவியல் குழுவினர் எரிமலைப் பாறைகளில் சிக்கிய சிறு மாக்கெனடைட் கனிமங்களை (Magnetite Minerals) துருவி உளவும் நுணுக்கத்தை விருத்தி செய்தார்.

இந்தக் கனிமங்கள் எரிமலைக் கனல் குழம்பு (Magma) 580 டிகிரி C உஷ்ணத்துக்குக் கீழ் வெப்பம் தணிந்து பூமியின் காந்த தளத்துடன் ஒன்றிப் போய் சிக்கி விடுகின்றன. தென்னாப்பிரிக்காவின் பார்பெர்டன் பகுதியின் மாதிரிகளின் பூர்வீகக் காந்த ஆற்றல் தற்போதைய மாதிரிகளை விடப் பலவீனமாய்ப் பாதுகாப்பு அளித்திருக்கிறது.

பரிதியின் கதிர்வீச்சுப் புயலுக்கும் பூகாந்தக் கோளுக்கும் (Earth’s Magnetosphere) உள்ள நவீன வரையறை வேலி சுமார் 10 புவி ஆரங்கள் (10 Earth Radii) (40,000 மைல்). பூர்வீக வரையறை அதற்குக் குறைவாக 12,000 முதல் 20,000 மைல் வரை இருந்திருக்கலாம். பூமியின் காந்த மண்டலத்தில் சிக்கிய பரிதித் துகள்கள்தான் கீழ் மட்ட உயரத்தில் தெரியும் ‘வடதுருவ வண்ணத் தோரணங்களாய்க்’ (Auroras or Northern Polar Lights) காட்சி தருகின்றன. பரிதியின் இந்தத் துகள்கள் யாவும் பாதுகாப்புக் கவசத்தைத் துளைத்துச் சூழ்வெளி மூலக் கூறுகளோடு மோதிக் கொண்டவை., என்று ராச்செஸ்டர் பல்கலைக் கழகத்தின் பேராசிரியர் ஜான் தார்துனோ கூறுகிறார். பூமியின் மையத்தில் உள்ள வெளிக்கருவின் இரும்புக் குழம்பில் ஏற்படும் வெப்பச் சுற்றியக்கத்தில் (Convectional Currents in the Molten-Iron Outer Core) உற்பத்தியாகும் காந்த மண்டலத் தையும், அதற்கு முன்னிருந்த பூர்வீகப் புவிக் காந்தமும் பிள்ளைப் பூமியின் மையத்து நிலையைப் பற்றி விளக்கம் தரும். ஆஃபிரிக்கா, இந்தியா, ஆஸ்திரேலியா ஆகிய மூன்று நாடுகளிலும் பூர்வீக எரிமலைப் பாறைகள் இருப்பதை நாம் அறிகிறோம். அவை 3.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னிருந்த பூதளவியல் காந்தப் பதிவுகளைக் கொண்டிருக் கலாம்.

(தொடரும்)

+++++++++++++++++

Images: BBC News, National Geographic, The Times UK, & CTV Global Media

Information:

1. Volcanoes & Earthquakes By: Reader ‘s Digest [1992]
2. Time & Life Books Volcanoes & Earthquakes [1995]
3. Hutchinson Encyclopedia of the Earth Edited By: Peter Smith [1985]
4. Encyclopedia Britannica 15 Edition [1978]
5. Reader ‘s Digest Marvels & Mysteries of the World Around Us [1977]
6. National Geographic Frontiers of Science [1982]
7. The Vesuvius Volcano at the Bay of Naples.
8. The Eruptive History of Mt.Vesuvius in Italy & Mt.Etna in Sicily.
9. Krakatoa Volcano near Java & Sumatra of Indonesian Islands
10. Inside the Volcano, National Geographic [November 2000].
11 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40402051&format=html (Italian Volcano))
11 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40402121&format=html (Hawaii Volcano)
11 (c) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41004181&format=html (Chile Earthquake)
11 (d) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41004251&format=html (Iceland Volcano)
11 (e) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41005021&format=html (Earth Georeactor -1)
12. Hot Theories on the Center of the Earth National Geographic [January 1996].
13. Hawaii ‘s Volcanic Cradle of Life, National Geographic [July 1990].
14. Hawaii, Island of Fire & Flowers, National Geographic [March 1975].
15. Volcano Monitoring Techniques, U.S. Geological Survey (USGS) Report [October 11, 1991]
16. Kilauea, Hawaii ‘s Most Active Volcano.
17. Volcanic & Seismic Hazards, USGS Publication [1997].
18. Volcanic Toxic Gases By: Bill Harby [April 7, 1999]
19. The Hawaii Center for Volcanology [HCV-1992]
20. Icland Volcano’s Fountain of Fire (March 20, 2010)
21 National Geographic News – Harmful Effcts of Volacanic Smoke By Brian Handwerk (April 16, 2010)
22 BBC News Why Iceland Volcano Has Grounded UK Flights By : Victoria Gill (April 15, 2010)
23 BBC News How Volcanoes Shaped History (April 15, 2010)
24 BBC News Experts Update Ash Health Advice (April 16, 2010)
26 BBC News Volcanic Ash Cloud (April 17, 2010)
27 BBC News Ash Deepens Europe Travel Chaos (April 17, 2010)
28 BBC News Ash Imperils Bone Morrow Patients (April 18, 2010)
29 BBC News Half of European Flights to Fly (April 20, 2010)
30 Scientific American – How Much Volcanic Ash is Too Much for a Jet Engine ? By John Matson (April 21, 2010)
31 (a) Daily Galaxy -Are the Planets Volcanoes Being Triggered by Global Warming ? (April 16, 2010)
31 (b) Scientific American -A Warming World Could Trigger Earthquakes, Landslides & Volcanoes By James Watson (April 21, 2010)
32 NASA Report : What are (Volcanic) Aerosols ?
33. Volcanoes & Climate Change ByJason Wolfe (September 5, 2000)
34 18 Most Dangerous US Volcanoes Include Erupting Alaska Peak (Jan 20, 2006)
35 NASA Report : Historic Volcanic Eruption Shrunk the Mighty Nile River (Nov 21, 2006)
36 NuclearPlanet.com : Science About thre True Nature of Earth & Universe
37 The Nuclear Heart of the Earth : The Science Behind “The Core” – An Interview with Marvin Herndon Ph.D. By : Wayne Smith (Mar 31, 2003)
38 Encyclopedia.com : Radioactive Heat Production in the Earth By : David A. Rothery (1993)
39 Can Climate Change Explode ? By : Ridhima (Jan 3, 2010)
40 BBC News : Rocks Record Early Magnetic Field By : Jonathan Amos (May 4, 2010)
41 Evidence for Georeactor Existence By Dr. Marvin Herndon.
42 Natural Planetary Nuclear Fission Reactors – Georeactor Generation of Earth’s Magnetic Field.
43. Georeactor From Wikipedia (March 14, 2010)

********************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) May 6, 2010

எரிமலை, பூகம்பத்தை எழுப்பிடும் பூமியின் உட்கருப் பூத அணு உலை (Geo-Reactor)

(கட்டுரை -2)

சி. ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng (Nuclear), கனடா

காலக் குயவன் ஆழியில் படைத்த
ஞாலத்தின் மையக் கருவில்
பூத வடிவில் இயங்கும்
அணுப்பிளவு அணு உலை ஒன்று
கணப்பளித்து வருகுது
பில்லியன் ஆண்டுகளாய் !
எருப் பொருளை இடையிடையே
இயற்கை யாய்ப் பெருக்கி எரிக்கும்
வேகப் பெருக்கி அணு உலை !
உட்கரு உள்ளே
கட்டுப் பாடுடன் இயங்கியும்
ஓய்வு எடுத்தும்
விட்டுவிட்டு வேலை செய்வது !
வெளிக் கருவிலே
கனல் குழம்பைச் சமைத்துக்
கொதிக்க வைக்கும்
குவலயக் குடலை
குத்தூசி போல் குடைந்து
பீறிட்டு எழும் எரிமலைகள் !
தாள மிட்டுத் தாறு மாறாய்
ஊர்ந்து நெளியும்
தாரணியின் அடுக்குத் தட்டுகள் !
அங்கிங் கெனாதபடி
பொங்கிப் பீறிடும்
பொறிக்கனல் எரிமலைகள்,
நர்த்தனம் நில நடுக்கம்,
அணு உலை வெப்ப மீறலைத்
தணிப்பவை அவை !
உட்கருவின்
இப்பூத அணு உலை தான்
நீர்க் கோளை நிதமும்
அச்சில் சுழற்றி
ஓட வைக்கும் மின்ஜனனி !

++++++++++

புதிய உமர் கயாம்

“பிரபஞ்சம், பூகோளம் ஆகியவற்றின் மெய்யான இயற்கை அமைப்பைக் கண்டுபிடிப்பதும், அந்த அறிவை எல்லோரிடமும் பகிர்ந்து கொள்வதும் விஞ்ஞானத்தின் முக்கிய குறிக்கோளாகும். அந்தப் பணியைத்தான் நான் இப்போது செய்து வருகிறேன்.”

மர்வின் ஹெர்ன்டன் Ph.D., (Marvin Herndon, President Transdyne Corpn, San Diego, California)

“ஐஸ்லாந்தின் எரிசாம்பல் முகில் (Plume) விஞ்ஞானத்துக்குக் கிடைத்த ஓர் இயற்கைக் கொடை (Boon to Science).”

பிரையன் ஹான்ட்வெர்க் (Brian Handwerk, National Geographic News)

பூகோளத்தின் மையத்தில் இயங்கும் வேகப் பெருக்கி அணு உலை

உலக நாகரீகக் குடிமக்களுக்குப் பெருந்தீங்கு விளைவிப்பது பூமியின் உட்கரு வெப்ப மீறலே தவிர மெதுவாக மாறிவரும் சூழ்வெளிப் பருவ நிலை மாற்றங்கள் அல்ல ! கலிலியோ பூமி நகர்கிறது என்று கண்டுபிடித்தார். காப்பர்னிக்கஸ் பூமி பரிதியைச் சுற்றி வருகிறது என்று கண்டுபிடித்தார். டெஸ்மார்க்கின் வெளியீட்டில் கவரப்பட்ட ‘டாம் சாக்கோ’ (Tom Chalko, inspired by Desmarquet’s Report) நமது பூமிக் கோளின் திண்ணிய உட்கரு (Earth’s Solid Inner Core) உண்மையில் ஓர் அணு உலை என்று 2000 ஆண்டில் கண்டுபிடித்தார். அணு உலையின் வெப்ப ஆற்றலே வெளிக்கருவில் உள்ள உலோகங்களைக் கொதிக்கும் குழம்பாக மாற்றி வைத்துள்ளது. அந்த அணுக்கரு உலை மையத் திரிவாக (Eccentric) அமைந்திருக்கிறது. தானாக இயங்கியும் இடையிடையே தானாக நிறுத்தம் அடைந்தும் வரும் மைய அணு உலையே பூமியின் மேற்தளத்தில் அடுத்தடுத்து நில நடுக்கங்களை உண்டாக்கியும், எரிமலைகளை எழுப்பியும் வருகிறது !

பூமியின் துருவப் பனிப்பாறை முகப்புகள் உருகிப் போவதற்கு முக்கியக் காரணம் பூஜிய டிகிரி செல்ஸியஸ் உஷ்ணத்துக்கு மேல் சூடேறும் காற்றென நாம் கருதக் கூடாது ! துருவங்களின் பனிப் பாறைகளைச் சூடாக்கி உருக்குவது பூமியின் உட்கருவிலிருந்து வெளியாகும் வெப்பமே (Overheating of the Earth’s Core) தவிர பூகோளச் சூடேற்ற மில்லை என்பது இப்போது விஞ்ஞானிகள் கருதும் புதிய கருத்து ! எரிமலைகள் மீண்டும் பீறிட்டெழுவதும், நில நடுக்கம் திடீரெனத் தாக்கித் தகர்ப்பதும் சூடேறிய பூமியின் மைய அணுப்பிளவு உலை குளிர்ந்து போகத் தேவைப் படுவதால் தவிர உட்கரு ‘படிமச் சுருக்கம்’ அடைவதால் (Crystallization) அல்ல ! இயங்கும் எந்த அணுப்பிளவு உலையும் வெப்ப மீறல் ஆபத்தில் (Danger of Over-heating) சிக்கிக் கொண்டு சிதைவு அடையக் கூடாது !

ஆர்டிக், அண்டார்க்டிக் துருவப் பனிக்குன்றுகளில் பெருமளவுப் பகுதிகள் ஏற்கனவே உருகி நீராகிக் கடல் உயரத்தை மிகையாக்கி விட்டன ! 2000 – 2003 ஆண்டுகளுக் கிடையில் மட்டும் அண்டார்க்டிக் பனிக்குன்றுகளின் உருகுதல் 8 மடங்கு அதிகரித் துள்ளது ! சரிந்த பனிக்குன்றுகள் நழுவிக் கடலில் மூழ்கும் போது சுனாமியைத் தூண்டுவதோடு கடற்கரைப் பகுதிகளைக் கடல் வெள்ளம் மூழ்க்கி விடுகிறது ! எரிமலைகள் கண்விழித்து ஆர்டிக் கடலடியிலும் அண்டார்க்டிக் ஆழப் பகுதிலும் எழும்புகின்றன ! அண்டார்க்டிக்கைச் சுற்றியிருக்கும் கடலில் 5 கி.மீ. (3 மைல்) ஆழத்தில் உள்ள நீர், திணிவு குன்றி உப்பளவும் குறைந்து (Less Dense & Less Salty) அண்டார்க்டிக்கின் அடித்தளம் உருகிப் போகிறது என்பதை உறுதிப் படுத்துகிறது ! தூயப் புதுநீர் உப்புக் கடல்நீரை விட திணிவு குறைந்து மேலே மிதக்க வேண்டுமல்லவா ? அவ்விதம் நிகழ்வதில்லை. அதாவது அண்டார்க்டிக்கின் மேற்தளம் உருகாமல் பேரளவில் அடித்தளக் குன்றுகள் மட்டும் இளகிக் கீழே தூய நீராகத் தங்கி விடுகின்றன !

பூகம்ப எண்ணிக்கையும், தகர்ப்பாற்றலும் மிகையாகி வருகின்றன

கடந்த நாற்பது ஆண்டுகளாக நில நடுக்கத்தின் எண்ணிக்கை, தீவிரம், வலுவாற்றல் யாவும் ஏறிக் கொண்டே போகின்றன. 1973 இல் அமெரிக்கப் பூதளவியல் ஆய்வு நோக்ககம் (USGS -US Geological Survey) 7.0 ரிக்டர் அளவுக்கு மீறிய பூகம்பங்களின் தகர்ப்பாற்றல் 6 மடங்கு அதிகரித்து உள்ளதாக வெளியிட்டிருக்கிறது. மெல்ல மெல்ல காலநிலை உஷ்ணம் ஏறும் போது ஒரு டிகிரிக்குக் குன்றிய தசமத்தில் கூடினாலும் நிலநடுக்கங்கள் 5 மடங்கு பெருகிய ஆற்றலில் தகர்க்கின்றன ! நாசா விஞ்ஞானிகள் கூறுவது : பூமியானது தான் வெப்ப சக்தியை எதிரனுப்ப முடிவதைப் போல் பரிதியி லிருந்து பெறும் சக்தியைப் பேரளவில் (0.85 MegaWatt per Sq km) உறிஞ்சிக் கொள்கிறது. சூழ்வெளி மாசுக்கள் இப்போது பெருகி வருகின்றன. பூமியைத் தாக்கும் சூரியக் கதிர்வீச்சு இயக்கங்கள் பரிதித் தேமல்களால் (Sun Spots) 2012 ஆண்டு வரை மிகையாகி வரும். 2000 -2003 இந்த மூன்று ஆண்டுகளில் ஏன் அண்டார்க்டிக் அடித்தளப் பனிக் குன்றுகளின் உருகல் 8 மடங்கு அதிகரித்திருக்கிறது ? அந்தக் கால இடை வெளியில் பரிதியின் வெப்ப வீச்சு அண்டார்க்டிக் பகுதியில் எட்டு மடங்கு மிகையாகப் பொழிய வில்லை ! பூகோளச் சூடேற்றமும் அந்த அளவுக்கு திடீரென ஏறவும் இல்லை. ஆதலால் அண்டார்க்டிக் பனிக் பாறைகள் உருகக் காரணம் பூமியின் உட்கருவில் உள்ள அணுப்பிளவு இயக்கம் பெருகி வெப்ப சக்தி உள்ளிருந்து மேலெழுந்துள்ளதையே காட்டியுள்ளது.

பூகோளச் சூடேற்றம் அண்டார்க்டிக் கடற் பகுதி ஆழத்தில் பனி உருகி உப்பு சிறுத்த, தணிவும் குறைந்த நீர் சேமிப்புக்குக் காரணமாக இருக்க முடியாது ! புவி மையத்தில் இயங்கி வரும் அணுக்கரு உலை வெப்பம் மீறி எழுந்து அப்படிச் செய்திருக்க முடியும் என்று ஒப்புக் கொள்ளலாம். அதாவது புவி மையத்தில் உள்ள அணு உலையின் கனல் எழுச்சியைத் தணிக்க, “வெப்பத் தணிப்பியாக” (Heat-Sink) அண்டார்க்டிக் பனிக் கண்டம் ஒன்று மட்டும்தான் உதவ முடிகிறது ! அதாவது பூமியின் உட்கரு அணு உலைக்கு நேர் மேலே இருப்பது அண்டார்க்டிக் பனிப் பாறைகள் என்று நாம் ஊகிக்கலாம் !

பூமி மையத்தில் உள்ள பூத அணுக்கருப் பிளவு உலை

ஆதிகாலப் பிள்ளைப் பூமியானது (Baby Earth) பரிதியிலிருந்து பிரிந்து உட்கரு உலோகக் கோளமான ஓர் நீர் அண்டம் என்பதை அறிவோம். சூடான திரவக் குழம்பில் திரண்டு பரிதியை மூலத் தட்டு வடைபோல் (Primordial Disc) சுற்றிக் குளிர்ந்த ஓர் உருண்டையே நமது பூர்வ பூமி ! திணிவு மிக்க திரவ உலோகங்கள் (Densest Metals) ஈர்ப்பாற்றலால் கீழாகப் படிந்தும், நிறை மெலிந்த கனிமங்கள் மேலே மிதந்தும் பூமியின் மேற்தளம் மட்டும் குளிர்ந்தது. யுரேனியம், தோரியம் போன்ற உலோகங்கள் மிகத் திணிவு பெற்றவை.

உதாரணமாக யுரேனியத்தின் திணிவு (Density) : 19 கிராம் /கியூபிக் செ.மீ. (19 gram per cubic cm). யுரேனியம் ஈயத்தை விட 1.6 மடங்கு திணிவு உள்ளது. தோரியத்தின் திணிவு : 11.7 கிராம் /கியூபிக் செ.மீ. புளுடோனியத்தின் திணிவு : 19.7 கிராம் /கியூபிக் செ.மீ. இம்மூன்று கன உலோகங்களும் மற்ற கன உலோகங்களோடு சேர்ந்து பூமியின் மையக் கருவில் படிந்திருக்கலாம் என்று அழுத்தமாக ஊகிக்க இடமிடுக்கிறது.

தானாக நியூட்ரான்கள் தாக்கும் போது அணுப்பிளவில் அணுசக்தி உண்டாக்கும் மூன்று கன உலோகங்கள் : யுரேனியம் -235, யுரேனியம் -233, புளுடோனியம் -239. யுரேனியம் 238 உலோகத்தை வேக நியூட்ரான் தாக்கும் போது, யுரேனியம் -238 புளுடோனியம் -239 ஆக மாறுகிறது. அதுபோல் தோரியம் -232 உலோகத்தை நியூட்ரான் தாக்கும் போது, தோரியம் -232 யுரேனியம் -233 ஆக மாறுகிறது.

யுரேனியம் -235, யுரேனியம் -233, புளுடோனியம் -239 ஆகிய மூன்றும் சுயமாக நியூட்ரான்களை வெளியேற்றி அவை அந்தக் கன உலோகங்களைத் தாக்கிப் பிளக்கும் போது அணுசக்தியை உண்டாக்குகின்றன. பெரும்பான்மையாகப் பூமியில் கிடக்கும் யுரேனியம் -238 இல் சிறிதளவு யுரேனியம் -235 உள்ளது. ஆகவே முதலில் நிகழும் யுரேனியம் -235 நியூட்ரான் சேர்க்கையில் சக்தி உண்டாவதுடன், பிளவுக் கழிவுகளோடு மூன்று நியூட்ரான்கள் பிறக்கின்றன. அந்த நியூட்ரான்கள் மீண்டும் யுரேனியம் -235 உலோகத்தைத் தாக்கி சக்தியும், கழிவும், 3 நியூட்ரான் களும் உண்டாகும். அணுப்பிளவுக் கழிவுகளில் இரண்டு பாதி சிறு நிறை தனிமங்கள் காணப்படும். திரவ நிலையில் சிறு நிறைத் தனிமங்கள் பிரிந்து மேலே மிதக்கும்.

வேக நியூட்ரான்கள் யுரேனியம் -238 உலோகத்தைத் தாக்கிச் சக்தியை உண்டாக்கும் புளுடோனியம் -239 உலோகத்தையும் முடிவில் தோற்றுவிக்கும். மேலும் வேக நியூட்ரான்கள் தோரியம் -232 உலோகத்தைத் தாக்கிச் சக்தியை உண்டாக்கும். யுரேனியம் -233 உலோகத்தையும் தோற்றுவிக்கும். இம்மாதிரி தொடர்ந்து வேகப் பெருக்கி அணு உலைகள் போல் (Fast Breeder Reactor) தொடர்ந்து அணுசக்தியும், எரிசக்தி எருவும் பூமியின் மையத்தில் உண்டாகி வருகின்றன. அப்படி இயங்கும் அணுப்பிளவு அணு உலைகளில் கழிவுக் தனிமங்கள் உண்டாகித் தானாக அணு உலை நிறுத்தம் அடையும். காரணம் கழிவுப் பொருட்கள் நியூட்ரான் விழுங்கிகள். நிறை சிறுத்த கழிவுப் பொருட்கள் கனற் குழம்பில் மேலே ஏறி மிதக்க மறுபடியும் அணு உலை இயங்க ஆரம்பிக்கிறது. இத்தகைய வேகப் பெருக்கி அணு உலைதான் பூமியின் மையத்தில் தொடர்ந்து இயங்கியும் இடையிடையே நிறுத்தம் அடைந்தும் பிரம்மாண்ட மான வெப்ப சக்தியை உற்பத்தி செய்து வருகிறது என்று 1993 ஆம் ஆண்டில் டாக்டர் மர்வின் ஹெர்ன்டன் புதியதோர் பூமி உட்கரு நியதியை அறிவித்தார் !

விஞ்ஞானி மர்வின் ஹெர்ன்டான் அறிவித்த புவி அணு உலை

பூமியில் அணுசக்தி ஆற்றல் பெறும் யுரேனியம், தோரியம் ஆகியவற்றின் இருப்பு பல இடங்களில் கண்டுபிடிக்கப் பட்டுள்ளது. வானியல் விஞ்ஞானி டாக்டர் மர்வின் ஹெர்ன்டான் முதன்முதல் அணுப்பிளவுத் தொடரியக்கம் செய்து காட்டிய இத்தாலிய விஞ்ஞானி என்ரிகோ ·பெர்மியைப் பின்பற்றி பூமிக்குள்ளே மாபெரும் ஓர் இயற்கை அணுப்பிளவு உலை (Natural Nuclear Fission Geo-Reactor) இயங்கியும் அடுத்து நிறுத்தம் அடைந்தும் வருகிறது என்னும் புதியதோர் கோட்பாட்டை வெளியிட்டார். அந்த அணுப்பிளவு உலை வேக நியூட்ரான்கள் யுரேனியத்தைத் தாக்கி சக்தியும், எரிசக்தி எருவும் ஈனுகின்ற ஒரு வேகப் பெருக்கி அணு உலை (Fast Breeder Reactor). அதற்கு ஹைடிரஜன் போன்ற மிதவாக்கி (Moderator) தேவையில்லை. மற்ற மின்சக்தி நிலையங்கள் போலின்றி, புவி அணு உலை (Georeactor) தானாக இயங்கும். தானாக நிறுத்தம் அடையும். அதன் வெப்ப சக்தி ஆற்றலைக் கூட்டிக் குறைக்கும் சுயக் கட்டுப்பாடும் கொண்டது. இயக்கத்தில் விளைந்து சேமிப்பாகும் அணுப்பிளவுக் கழிவுகள் நிரம்பி நியூட்ரான்களை விழுங்கி அணு உலை அடுத்து நிறுத்தம் அடையும். நிறை குன்றிய அணுவியல் கழிவுகள் கனற் குழம்பில் மேலேறி மிதக்கும். பிறகு தனிப்பட்டுக் கீழே யுரேனியம் -235 சேரும் போது அணு உலை தானாக இயங்கத் துவங்கும் ! இந்தக் கோட்பாடை மர்வின் ஹெர்ன்டான் 1993 இல் முதன்முதல் வெளியிட்ட போது அக்கருத்தைப் பலர் கூர்ந்து நோக்க வில்லை.

பூமியின் உட்கரு வெப்பம் மிகுந்த கோளம் ! அதைச் சுற்றி வெளிக்கருவில் உலோகத்தால் ஆன கனற் குழம்பு ! உட்கருவின் அணு உலை வெப்ப சக்தியே திரவக் குழம்பை மணிக்கு 1000 மைல் வேகத்தில் சுற்ற வைத்திருக்கும். அந்த அணுப்பிளவு சக்தியே பூகோளக் காந்த சக்திக்கும் (Geomagnetism) மூலமாக இருக்கக் கூடும் என்பதும் அறியப் படுகிறது. செவ்வாய்க் கோள் மின் காந்த மின்றி ஈர்ப்பியல் குன்றி செத்துக் கிடக்கிறது. செவ்வாய்க் கோளின் உட்கரு அணு உலை இயக்கம் நிரந்தராக நிறுத்தம் அடைந்து அதன் காந்த சக்தி இழந்து போனது ! செவ்வாய்க் கோளின் அணு உலை சக்தியற்றுச் செத்து விட்டதால் செவ்வாயின் காந்த சக்தி மறைந்து, ஈர்ப்பாற்றல் குறைந்து போய் அதன் சூழ்வெளி வாயு மண்டலம் நிரந்தரமாய் இழக்கப் பட்டு நீர்வளம் எல்லாம் முற்றிலும் வரண்டு விட்டது. ஆனால் செவ்வாயின் உட்கரு ஒருகாலத்தில் சூடாக இருந்து அதில் இயங்கிய எரிமலை பரிதி மண்டலத்தின் மிகப் பெரிய எரிமலையாக எழுந்திருக்கிறது !

4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய நமது பூமி தன் உட்கருவில் அணுவியல் எருக்களான யுரேனியம் -235, யுரேனியம் -238, அணுப்பிளவு இயக்கத்தால் உண்டான புளுடோனியம் -239 ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி வரும் 5 மைல் (10 கி.மீ.) விட்டமுள்ள வேகப் பெருக்கி அணு உலைக் கோளம் ஒன்றைக் கொண்டுள்ளது என்று கூறுகிறார் மர்வின் ஹெர்ன்டான். அது வெளியாக்கும் வெப்ப சக்தி 4 டெரா வாட்ஸ் (4000 பில்லியன் வாட்ஸ்), (4 மில்லியன் மெகாவாட்ஸ்) [4 terawatts (4X10^12 watts)] என்று கணினி மாடல் மூலம் கணக்கிடப் படுகிறது. இப்பேரளவு வெப்ப சக்தி தொடர்ந்து வெளியேறாது விட்டு விட்டு எழுவதால், அங்குமிங்கும் எரிமலையும், பூகம்பமும் உலக நாடுகளில் தலைதூக்கி குடிமக்களுக்கு அடிக்கடி இன்னல் கொடுத்து வருகின்றன !

(தொடரும்)

+++++++++++++++++

Images : BBC News, National Geographic, The Times UK, & CTV Global Media

Information :

1. Volcanoes & Earthquakes By: Reader ‘s Digest [1992]
2. Time & Life Books Volcanoes & Earthquakes [1995]
3. Hutchinson Encyclopedia of the Earth Edited By: Peter Smith [1985]
4. Encyclopedia Britannica 15 Edition [1978]
5. Reader ‘s Digest Marvels & Mysteries of the World Around Us [1977]
6. National Geographic Frontiers of Science [1982]
7. The Vesuvius Volcano at the Bay of Naples.
8. The Eruptive History of Mt.Vesuvius in Italy & Mt.Etna in Sicily.
9. Krakatoa Volcano near Java & Sumatra of Indonesian Islands
10. Inside the Volcano, National Geographic [November 2000].
11 (a) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40402051&format=html (Italian Volcano))
11 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40402121&format=html (Hawaii Volcano)
12. Hot Theories on the Center of the Earth National Geographic [January 1996].
13. Hawaii ‘s Volcanic Cradle of Life, National Geographic [July 1990].
14. Hawaii, Island of Fire & Flowers, National Geographic [March 1975].
15. Volcano Monitoring Techniques, U.S. Geological Survey (USGS) Report [October 11, 1991]
16. Kilauea, Hawaii ‘s Most Active Volcano.
17. Volcanic & Seismic Hazards, USGS Publication [1997].
18. Volcanic Toxic Gases By: Bill Harby [April 7, 1999]
19. The Hawaii Center for Volcanology [HCV-1992]
20. Icland Volcano’s Fountain of Fire (March 20, 2010)
21 National Geographic News – Harmful Effcts of Volacanic Smoke By Brian Handwerk (April 16, 2010)
22 BBC News Why Iceland Volcano Has Grounded UK Flights By : Victoria Gill (April 15, 2010)
23 BBC News How Volcanoes Shaped History (April 15, 2010)
24 BBC News Experts Update Ash Health Advice (April 16, 2010)
26 BBC News Volcanic Ash Cloud (April 17, 2010)
27 BBC News Ash Deepens Europe Travel Chaos (April 17, 2010)
28 BBC News Ash Imperils Bone Morrow Patients (April 18, 2010)
29 BBC News Half of European Flights to Fly (April 20, 2010)
30 Scientific American – How Much Volcanic Ash is Too Much for a Jet Engine ? By John Matson (April 21, 2010)
31 (a) Daily Galaxy -Are the Planets Volcanoes Being Triggered by Global Warming ? (April 16, 2010)
31 (b) Scientific American -A Warming World Could Trigger Earthquakes, Landslides & Volcanoes By James Watson (April 21, 2010)
32 NASA Report : What are (Volcanic) Aerosols ?
33. Volcanoes & Climate Change ByJason Wolfe (September 5, 2000)
34 18 Most Dangerous US Volcanoes Include Erupting Alaska Peak (Jan 20, 2006)
35 NASA Report : Historic Volcanic Eruption Shrunk the Mighty Nile River (Nov 21, 2006)
36 NuclearPlanet.com : Science About thre True Nature of Earth & Universe
37 The Nuclear Heart of the Earth : The Science Behind “The Core” – An Interview with Marvin Herndon Ph.D. By : Wayne Smith (Mar 31, 2003)
38 Encyclopedia.com : Radioactive Heat Production in the Earth By : David A. Rothery (1993)
39 Can Climate Change Explode ? By : Ridhima (Jan 3, 2010)

********************
S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com) April 30, 2010

உலகப் பெரும் விரைவாக்கி செர்ன் ஒரு கால யந்திரம் -6

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

உலகப் பெரும் விரைவாக்கி
ஒரு கால யந்திரம் !
பிரபஞ் சத்தின் ஆதிமுதல்
பெரு வெடிப்புத்
திருக் காட்சியை
அரங்கேற்றும் ஆய்வகத்தில் !
உருவாக்கும்
சிறிய கருந்துளைகள் !
புரட்டானை மோத விட்டுக்
கரு உடைப்பில்
உருவாக்க முனையும்
கடவுள் துகளை !
மூவான் நுண்துகள்
மோதலில் தோன்றி மறையும் !
பரமாணு வுக்குள்
பம்பரமாய்ச் சுழலும் நிலையற்ற
நுண்துகள்கள்
கண்காட்சி நடத்தும் !
பராமணு வயிற்றில்
பொரிக்கும்
குளுவான்கள் ! குவார்க்குகள் !
லிப்டான்கள் !
ஃபெர்மி யான்கள் !
ஹிக்ஸ் போஸான் தென்படுமா ?
மறைந்துள்ள
இணைப் பிரபஞ்சம் ஒன்று
திரையில் கண்படுமா ?

ஃபிலிப் சூவே (Philip Schewe, Science Writer, American Institute of Physics)

டெஸ்பியோனா ஹாட்ஷிஃபோடியாடு (Despiona Hatzifotiadu, CERN Scientist)

“பிரபஞ்சப் பெருவெடிப்பு நிகழ்ந்து பில்லியன்த் தசம விநாடியில் (Billionth of a Second of the Big Bang) தோன்றிய திரைக் காட்சியைக் கண்டு விட்டோம். இந்தப் புதிய கட்டம் “முதல் பௌதிகம்” என்று பெயர் அளிக்கப் படுகிறது ! இவற்றைப் போல் இன்னும் ஈராண்டுகள் செய்யப் போகும் பல பில்லியன் புரோட்டான் மோதல்களின் துவக்கக் கட்டம் இது.”

ஜேம்ஸ் கில்லிஸ் (James Gillies, CERN Scientist)

“இது உலகத் தோற்றத்தைக் கூறும் முதற்பிரிவு (Genesis Chapter -1) விளக்கம் நோக்கி மனிதர் வைக்கும் மாபெரும் கால்தடம் ! செர்ன் உடைப்பி பிரபஞ்சத் தோற்றப் படைப்பு யந்திரம் (Genesis Machine) ! பிரபஞ்ச வரலற்றின் மாபெரும் மகத்தான காட்சியை மீண்டும் திரையிட்டுக் காட்ட செர்ன் உதவுகிறது ! புதிரான இந்த நுண்துகள்களின் கண்டுபிடிப்பு பிரபஞ்சத்தில் நாம் யாரென்னும் கருத்தை மாற்றி விடலாம் !”

மிஸியோ காக்கு, பௌதிக மேதை (Michio Kaku, New York)

ஸ்டீவ் மையர்ஸ் (Steve Myers, Director of CERN Accelerators & Technology)

மனித இனம் தொடுவானுக்கு அப்பால் விண்வெளியை நோக்கி அங்கே என்ன உள்ள தென்று எப்போதுமே அறிய விரும்பியுள்ளது ! 15 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நேர்ந்த பிரபஞ்சப் பெருவெடிப்பு நிகழ்ச்சி ஓர் வரையறைக் குட்பட்ட காலத்தில்தான் எழுந்திருக்கிறது ! அதாவது 15 பில்லியன் ஆண்டுக்கு முந்தி உண்டான வடிவுகளை (Objects) நாம் காண முடியாது ! காரணம் அதுவரைப் பயணம் செய்யும் கால வரம்பு ஒளிக்குப் போதாது ! ஆதலால் இன்னும் ஆழமாய் நோக்கி உளவச் சக்தி வாய்ந்த மிகக் நுண்ணிய மின்னலைகளை (Short Waves) நாம் பயன்படுத்த வேண்டி யுள்ளது. ஆகவேதான் (செர்ன் போன்ற) பூத விரைவாக்கி யந்திரங்கள் பரமாணுக்களை மிகச் சக்தியூட்டிச் சோதிக்கத் தேவைப்படுகின்றன !

விஞ்ஞான மேதை டாக்டர் ஸ்டிஃபென் ஹாக்கிங் (பிப்ரவரி 3, 1994)

“புரோட்டான் ஒளிக்கற்றைச் சோதனை துகள் உடைப்புச் சோதனைச் சாதனங்கள் செம்மையாக இயங்குவதைக் காட்டுகிறது. இந்தச் சாதனை இயக்கம் சீரிணைப்புச் செம்மை வினை (Work of Synchronization). துரிதக் காந்தங்கள் முதலில் சீரிணிப்பாகி ஒளிக்கற்றையை வேகத்தை வளர வைத்து ஒரு விரைவாக்கியிலிருந்து மறு விரைவாக்கிக்கு மாற்றி முடிவில் பெரு உடைப்பு யந்திரத்துக்குத் திருப்ப வேண்டும். அப்போது யந்திரத்தின் சீரிணைப்பும் அதை ஏற்றுக் கொள்ள வேண்டும். அத்தகைய நிகழ்ச்சி 100 பிக்கோ வினாடிக்குள் (Pico-sceconds) நேர்ந்து விடும்.” (One Picosecond = 1 /10^12 Sec)

கியான்லுயிகி அர்துயினி (Gianluigi Arduini) (LHC Deputy Head of Hardware Commissioning)

மனதைக் துள்ள வைக்கும் உச்ச சக்தி வானியல் பௌதிகம் (High Energy Astrophysics) நுட்பத் துகளை பிரமாண்டத்துடன் பிணைக்கிறது. இத்துறையில் எழுந்த முன்னேற்றக் கோட்பாடுகள் பிரபஞ்சத் துவக்கத்தின் நிகழ்ச்சிகளையும், அப்போது தோன்றிய பேரளவுச் சக்தி வாய்ந்த இயக்கங்களையும் உளவு செய்ய விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவுகிறது. அத்துடன் அடுத்த சில ஆண்டுகளுக்கு மேலும் புதுக் கண்டுபிடிப்புகள் தோன்றுவதற்கு உறுதி அளிக்கின்றன.

கெல்லி ஜாகர், (Kellie Jaeger, Astronomy Magazine)

இருபதாம் நூற்றாண்டின் ஆரம்பத்திலே புரோட்டான்களும், நியூட்ரான்களும் முதன்முதல் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மூலாதாரப் பரமாணுக்கள் (Subatomic Particles). அவை கண்டுபிடிக்கப்பட்ட சமயத்தில் அவைதான் அணுவின் பிளக்க முடியாத மூலப் பரமாணுக்களாய்க் கருதப்பட்டன. 1960 ஆண்டுகளில் அவற்றுக்கும் நுட்பமான துகள்களால் பரமாணுக்கள் உருவாகி யுள்ளன என்று அறியப் பட்டது. புதுமுறைச் சோதனைகள் மூலம் புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகிய பரமாணுக்களின் உறுதியற்ற உள்ளமைப்பை இப்போது அழுத்தமாய்ச் சொல்ல முடிகிறது.

கிளாஸ் ரித் & ஆன்டிரியா சேஃபர் (Klaus Rith & Andreas Schafer)

செர்ன் பூத விரைவாக்கி ஏன் கால யந்திரமாகக் கருதப் படுகிறது ?

செர்ன் பூத விரைவாக்கி யந்திரம் துகள் பௌதிகத்தில் இதுவரை விஞ்ஞானிகள் தீர்வு காண முடியாத வினாக்களுக்கு விடை அறிய உதவும். சென்ற சில பத்தாண்டுகளாய்ப் பிரபஞ்சத்தை உருவாக்கிய அடிப்படைத் துகள்கள் பற்றியும் அவற்றின் இயக்க ஈடுபாடுகள் பற்றியும் விஞ்ஞானிகள் விளக்கமாக உளவி அறிந்துள்ளார். அதுவே 1964 இல் துகள் பௌதிகத்தின் நிலைத்துவ மாடல் (Standard Model of Particle Physics) எனப் பெயரிடப் பட்டது.

ஆனால் அந்த மாடலில் இடைவெளி காணப்பட்டு முழு விளக்கமும் காணப்பட வில்லை. அதைப் பூர்த்தி செய்யவே செர்ன் போன்ற பூத விரைவாக்கி யந்திரங்களின் உதவி விஞ்ஞானிகளுக்குத் தேவைப்பட்டது.

பிரபஞ்சத்தில் நிறை (Mass) என்பது என்ன ? அதன் மூலாதாரம் என்ன ? ஒரு துகளுக்கு எப்படி நிறை உண்டாகிறது ? ஐஸக் நியூட்டன் அதை விளக்கத் தவறினார். ஏன் சிறு துகள்களுக்குத் தனித்துவ நிறை உள்ளது ? ஏன் சில துகள்களுக்கு நிறை இல்லாமல் போனது ? தற்போது இவற்றுக்கு எல்லாம் முறையான பதில் கிடையாது. இந்த வினாக்களுக்கு விடை அறிய இதுவரை புலப்படாத, இருக்கும் என்று மட்டும் யூகித்த ‘ஹிக்ஸ் போஸன்’ (Higgs Boson) நுண்துகள் உதவி செய்யும். செர்ன் விரைவாக்கியின் குறிக்கோளில் ஹிக்ஸ் போஸான் இருப்பை மெய்ப்பித்தல் ஒன்றாகும். பிள்ளைப் பிரபஞ்சத்தின் துவக்க காலங்களில் ஹிக்ஸ் போஸான் போன்ற மூல அடிப்படைத் துகள்கள் உருவாகி இருக்க வேண்டும் என்று விஞ்ஞானிகள் இப்போது யூகிக்கிறார். செர்ன் விரைவாக்கியில் அட்லாஸ், சி.எம்.எஸ் சோதனைகள் (Atlas & CMS Experiments) (CMS -Compact Muon Solenoid) ஹிக்ஸ் போஸான் நுண்துகளைத் தேடிக் கண்டுபிடிக்கும்.

பிரபஞ்சத்தில் பெரும்பான்மையாக இருப்பது கண்ணுக்குப் புலப்படாத 96% மொத்தமான கருஞ்சக்தியும், கரும்பிண்டமும் (Dark Energy & Dark Matter) என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார். எறும்பிலிருந்து காலக்ஸி வரை நாம் பிரபஞ்சத்தில் காணும் அனைத்தும் சில அடிப்படைத் துகள்களால் உருவாக்கப் பட்டவை. அவற்றைத் தொகுத்துப் பிண்டம் (Matter) என்று குறிப்பிடுகிறோம். கண்ணுக்குப் புலப்படும் அந்த நிறை பிரபஞ்சத்தில் 4% அளவே. மீதம் பிரபஞ்சத்தில் இருந்து நம் கண்ணுக்குப் புலப்படாத 96% கருஞ்சக்தியும், கரும்பிண்டமும் என்று கருதப் படுகிறது. ஆனால் அத்தகைப் பேரளவு நிறையும் சக்தியும் நேரடியாகத் தெரிவதில்லை. அவற்றை உளவிப் பிரபஞ்சத்தில் காண்பது அரிது. ஆனால் அவற்றின் ஈர்ப்பு விசையை மட்டும் அறிய முடிகிறது. கருச்சக்தி காலக்ஸிகளைத் துரிதமாய் விரைவாக்கம் செய்வதை வைத்து அறியப் படுகிறது. ஆயினும் கரும்பிண்டத்தையும் கருஞ்சக்தியையும் உளவி அறிவது சவாலான அகிலவியல் விஞ்ஞானமாகவும் துகள் பௌதிக மாகவும் (Cosmology & Particle Physics) இருந்து வருகிறது. செர்ன் விரைவாக்கியின் அட்லாஸ், சி.எம்.எஸ் சோதனைகள் பெரும் சீர்வடிவத் துகள்களைத் (Supersymmetric Particles) தேடிக் கரும்பிண்டக் கட்டமைப்பு நியதியை ஆராயும்.

பிரபஞ்சப் புதிர்களை விடுவிக்கும் செர்ன் விரைவாக்கி

செர்ன் செய்து காட்டும் சோதனையில் விண்வெளியில் இணைப் பிரபஞ்சம் (Parallel Universe) ஒன்றிருப்பதைக் காட்டலாம் ! பிரபஞ்சத்தின் முதற் காட்சியைத் திரையிட்டுக் காட்டலாம். புதிய நூற்றாண்டின் நூதனக் கண்டுபிடிப்பான நுண் கருந்துளையை (Nano-Blackholes) உருவாக்கிக் காட்டலாம் ! சில விஞ்ஞானிகள் அவ்விதம் நுண் கருந்துளைகள் உண்டாக்க செர்ன் அசுர விரைவாக்கிக்கு ஆற்றல் போதாது என்று கூறுகிறார் ! ஆனால் ஓர் இணைப் பிரபஞ்சம் இருக்குமாயின் மிகைப்பட்ட ஈர்ப்பாற்றல் கிடைத்து நுண் கருந்துளைகள் உருவாகலாம் என்றும் கருதப்படுகிறது. ‘பல்வகைப் பிரபஞ்ச நியதி’ (Multiverse Theory) நமது பிரபஞ்சத்துக்கு மிக்க அருகில் அடுத்தோர் பிரபஞ்சம் இருக்கலாம் என்று அனுமானம் செய்கிறது. இந்தக் கோட்பாடு பிரபஞ்சத்தில் 96% இருப்பாகக் கருதும் கருஞ்சக்தி, கரும்பிண்ட (Dark Enerrgy & Dark Matter) உற்பத்திக்குக் காரணமாகும் ‘ஈர்ப்பாற்றல் கசிவு’ (Gravity Leaks) போன்ற சில விளைவுகளுக்குப் பொறுப்பேற்கும் விளக்கம் அளிக்கலாம்.

நமது பால்வீதியும், பேரடுக்கு ஒளிமந்தைக் கொத்துக்களும் (Milkyway Galaxy & Super-Clusters of Galaxies) கொண்ட பிரம்மாண்டமான விண்வெளிக் கொள்ளளவு கண்ணுக்குப் புலப்படாத ஏதோ ஒரு ‘பூதக் கவர்ச்சி’ நிறையின் (The Great Attractor Mass) இழுப்பை நோக்கிப் போய்க் கொண்டுள்ளன. அந்தக் கவர்ச்சி நிறை பரிதி மண்டலத்திலிருந்து சுமார் 250 மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ளது என்று ஊக்கிக்கப் படுகிறது ! பால்வீதி காலக்ஸியிலிருந்து 2.2 மில்லியன் ஒளியாண்டு தூரத்தில் உள்ள காலக்ஸி ஆன்றோமெடா (Andromeda Galaxy) பால்வீதி நோக்கி மணிக்கு 200,000 மைல் வேகத்தில் நெருங்கிக் கொண்டு வருகிறது ! இம்மாதிரிக் கவர்ச்சி ஓர் ஈர்ப்பாற்றல் இழுப்பாகத்தான் இருக்க முடியும். ஆனால் நமக்கு தெரிந்த அவ்வித இழுப்புக்கு ஏற்ற நிறை அங்கே இல்லை. அதாவது பத்து பால்வீதி அளவுக்குச் சமமான ஏதோ ஒரு புலப்படாத நிறை இரண்டு காலக்ஸிகளுக்கும் இடையே இருந்து ஆன்றோமெடா ஒளிமந்தை நகர்ச்சியை இவ்விதம் இயக்கி வருகிறது.

சில விஞ்ஞானிகள் செர்ன் விரைவாக்கியை விடவும் பேரளவு பூத வடிவ விரைவாக்கியைக் (Ultimega Atom Smasher) கட்ட இப்போதே திட்டமிடுகிறார். நான்கு விநாடிக்கும் மேலாக ஆயுள் நீடிக்கும் ‘மூவான் உடைப்பி’ (Muon Collider) எனப்படும் எதிர்காலப் பேரசுர உடைப்பி ஒன்று தயாராகச் சிந்தனை உருவாகி வருகிறது. (1 Muon = 200 Electrons Size). எதிர்கால மூவான் உடைப்பி நிறுவனம் ஒரு பெரும் சவாலாக இருக்கும். மூவான் புரோட்டான் நிறைக்கு ஏழில் ஒரு பங்கு (1 by 7) நிறை கொண்டது. ஆகவே புரோட்டானை விட வெகு வேகத்தில் மூவானை விரைவாக்க முடியும். மேலும் குறைந்த ஆற்றலில் செய்ய முடியும். எலெக்டிரானை விட 200 மடங்கு நிறையுள்ளது மூவான். அடுத்து விரைவாக்கி யந்திரங்களில் காந்த தளங்கள் வளைக்கும் போது சீரோட்டக் கதிர்வீச்சால் (Synchrotron Radiation) மூவான் கதிர்வீச்சாய் மாறிப் போகாது ! விரைவாக்கி வட்டக் குழல்களில் மூவான்களை ஏற்றப் பட்ட ஒளிச்சக்தியில் வைத்திருக்க முடியும். ஆனால் அவற்றை விடச் சிறிய எலக்டிரான்களை விரைவாக்க மாபெரும் நேர்போக்கு விரைவாக்கியால்தான் (Huge Linear Accelerators) முடியும். மூவானின் நீடித்த ஆயுட் காலம் (Stable Lifetime) 2.2 மைக்ரோ விநாடிகள். நிறை குன்றிய அவற்றை ஒளிவேகத்துக்கு மிக ஒட்டிய வேகத்தில் விரைவாக்க முடியும். அகிலக் கதிர்கள் (Cosmic Rays) உண்டாக்கும் மூவான் நுண்துகள்கள் பூமியில் விழுந்து நாம் உளவும் வரை நீடிப்பதில்லை. செர்ன் விரைவாக்கியில்தான் மூவானை உருவாக்க இயலும்.

(தொடரும்)

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Many Planets are in the Solar System ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 CERN Large Hadron Collider – Particle Physics – A Giant Takes on Physics’ Biggest Question By : The New York Times (May 15, 2007)
13 CERN Fires up the New Atom Smasher to Near Big Bang By : Alexander Higgins [Sep 7, 2008]
14 World’s Largest Atom Smasher (CERN) Completion [March 26, 2008]
15. Time Magazine Report – The Moment [September 10, 2008] Geneva [Sep 22, 2008]
16 CERN Atom Smasher – Latest Wikipedia Report.
17 BBC News What Happened to the Big Bang Machine (Sep 20, 2008)
18 BBC News LHC Gets Colder than Deep Space By Paul Rincon (Oct 16, 2009)
19 BBC News Particle Beams Injected into LHC (Oct 26, 2009)
20 Rebirth of the LHC : The Search for the God Particle Resumes (Nov 2, 2009)
21 Second Chance of Large Hadron Collider To Deliver Universe’s Secrets By : Robin McKie, Geneva (Nov 1, 2009)
22. https://jayabarathan.wordpress.com/2008/09/18/cern-atom-smasher/ (CERN Article-1)
23 https://jayabarathan.wordpress.com/2008/09/26/cern-atom-smasher-2/ (CERN Article-2)
24 https://jayabarathan.wordpress.com/2009/11/05/cern-worlds-greatest-atom-smasher/ (CERN Article-3)
24 (a) https://jayabarathan.wordpress.com/2010/03/25/cern-atom-smasher-4/ (CERN Article-4)
24 (b) http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=41004021&format=html (CERN Article-4)

25 BBC News LHC High Energy Results Published By Jason Palmer (Feb 9, 2010)
26 BBC News : LHC Smashes Energy Record Again (March 19, 2010)
27 BBC News : God Particle Hunt Set to Start By Paul Rincon (March 23, 2010)
28 http://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider (CERN Atom Smasher) (25 March 2010)
29 BBC News : The Scince of LHC By Paul Ricncon (Nov 20, 2009)
30 BBC News : Collider Sees High-Energy Success (March 30, 2010)
31 Large Hydron Atom Smasher Reaches Near Speed of Light (Daily Galaxy) March 31, 2010
31(a) Deep Thought – The Large Hadron Collider Could Prove the Existence of a Parallel Universe (Daily Galaxy 2009 Top Story) Jan 6, 2010
32 Atom Smasher Will Keep Revealing “The Beginning” (CTV News, Canada) March 30, 2010
33. Why the Large Hadron Collider (LHC) ? A Few Unanswered Questions
34. What Will the Large Hadron Collider (LHC) Reveal ? By : Steve Giddings Los Angeles Times(January 7, 2010)
35. Will the LHC Solve the Mystery of the Great Attractor ? By Casey Kazan, Daily Galaxy (Jan 11, 2010)

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (April 9, 2010)