Thursday, November 30, 2006

വയറില്ലാതെ വൈദ്യുതി

കേബിളുകളുടെയും വയറുകളുടെയും സഹായമില്ലാതെ സുരക്ഷിതമായി വൈദ്യുതി വിതരണം സാധ്യമാകുമെന്ന്‌ ഒരു സംഘം അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നു. ലാപ്ടോപ്പുകളും സെല്‍ഫോണുകളുമൊക്കെ ഈ മര്‍ഗ്ഗമുപയോഗിച്ച്‌ വായൂമാര്‍ഗ്ഗം ചാര്‍ജ്ജ്‌ ചെയ്യാവുന്ന കാലമാണ്‌ വരുന്നത്‌. ശരിക്കും വയര്‍ലെസ്‌ വൈദ്യുതിയുടെ കാലം.

ടിമിന്നലിന്റെ സമയത്ത്‌ വായുവിലൂടെ സംഹാരശേഷിയോടെ വൈദ്യുതി കടന്നു പോകുന്നത്‌ നമുക്കറിയാം. മനുഷ്യന്റെ ആദിമഭീതിയില്‍ ഇടിമിന്നലും കുടികൊളളുന്നു. അതിനാല്‍ വയറില്ലാതെ വൈദ്യുതി എത്തുകയെന്നു കേട്ടാല്‍ മനസില്‍ ഭീതിയുണരുക സ്വാഭാവികം മാത്രം. എന്നാല്‍, മനുഷ്യനോ മറ്റു ജീവികള്‍ക്കോ ഒരു പ്രശ്നവുമില്ലാതെ വായുവിലൂടെ സുരക്ഷിതമായി വൈദ്യുതി ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്തെത്തിക്കാന്‍ ഒരു മാര്‍ഗ്ഗം തെളിഞ്ഞാലോ? ലാപ്ടോപ്പുകളും മൊബെയില്‍ ഫോണുകളും എംപി-3 പ്ലേയറുകളും കേബിളുപയോഗിച്ച്‌ പ്ലഗ്ഗുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാതെ ചാര്‍ജ്ജുചെയ്യാനാകും എന്നു വന്നാലോ? വൈദ്യുതിയുടെ കണ്ടുപിടിത്തം പോലെ തന്നെ മറ്റൊരു വിപ്ലവമായിരിക്കും അത്‌. അത്തരമൊരു വൈദ്യുതവിതരണമാര്‍ഗ്ഗം സൃഷ്ടിക്കാന്‍ ഉപായം കണ്ടെത്തിയിരിക്കുകയാണ്‌ ഒരുസംഘം അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകര്‍.

1831-ല്‍ മൈക്കല്‍ ഫാരഡെ ഡൈനാമോ കണ്ടുപിടിച്ച കാലത്തു തന്നെ വയറും കേബിളുമില്ലാതെ വൈദ്യുതി പ്രവഹിപ്പിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച്‌ ചില ആശയങ്ങള്‍ ഗവേഷകര്‍ക്കുണ്ടായിരുന്നു. ഒരു ലോഹവയറിലൂടെ വൈദ്യുതി പ്രവഹിക്കുമ്പോള്‍, അതിന്‌ തൊട്ടടുത്തുള്ള വയറില്‍ പ്രേരിതവൈദ്യുതി(secondary current)യുണ്ടാകുന്ന കാര്യമാണത്‌. വൈദ്യുതമോട്ടോറുകള്‍ മുതല്‍ ട്രാന്‍സ്ഫോര്‍മറുകള്‍ വരെയുള്ളവ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത്‌ ഈ തത്വമനുസരിച്ചാണ്‌. പക്ഷേ, പ്രേരിതവൈദ്യുതിയുടെ കുഴപ്പം അത്‌ എല്ലാ ദിശയിലേക്കും പ്രവഹിക്കും എന്നതാണ്‌. കുറച്ചു ദൂരം എത്തുമ്പോള്‍ തന്നെ വൈദ്യുതോര്‍ജ്ജം മുഴുവന്‍ നഷ്ടപ്പെടും. മേല്‍പ്പറഞ്ഞ തത്വം പ്രാവര്‍ത്തികമാക്കാന്‍ വയറുകള്‍ തമ്മില്‍ തൊട്ടടുത്ത്‌ സ്ഥിതിചെയ്യേണ്ടി വരുന്നത്‌ അതുകൊണ്ടാണ്‌. എന്നാല്‍, വയറില്ലാതെ വായുവിലൂടെ വൈദ്യുതി ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്തെത്തിക്കുകയെന്ന പ്രശ്നത്തിന്‌, ഇപ്പോള്‍ ഒരു പ്രായോഗിക പരിഹാരവുമായി മുന്നോട്ടു വന്നിരിക്കുകയാണ്‌ മസാച്യൊാസ്റ്റ്സ്‌ ഇന്‍സ്റ്റിട്ട്യൂട്ട്‌ ഓഫ്‌ ടെക്നോളജി(MIT)യിലെ പ്രൊഫ. മറിന്‍ സോള്‍ജാസികും സംഘവും.

'അനുനാദം'(resonance) എന്ന പ്രതിഭാസത്തിന്റെ സാധ്യതയുപയോഗിച്ച്‌ വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണരൂപത്തില്‍ വൈദ്യുതിയെ വായുവിലൂടെ ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്തെത്തിക്കാനുള്ള മാര്‍ഗ്ഗമാണ്‌ ഈ സംഘം ആവിഷ്കരിച്ചത്‌. ഒരു പ്രത്യേക ആവര്‍ത്തി(frequency)യില്‍ ഊര്‍ജ്ജം ചെലുത്തുമ്പോള്‍ ഒരു വസ്തു കമ്പനം(vibration) ചെയ്യാനിടയാക്കുന്ന പ്രതിഭാസമാണ്‌ അനുനാദം. സംഗീതോപകരണങ്ങളില്‍ ഈ പ്രതിഭാസം സര്‍വസാധാരണമാണ്‌. ഒന്നില്‍ ഒരു പ്രത്യേക ഈണം മീട്ടുമ്പോള്‍, അതേ ശബ്ദാനുനാദമുള്ള മറ്റൊരു സംഗീതോപകരണം ആ ഈണം ആവാഹിച്ചെടുത്ത്‌ കമ്പനം ചെയ്യാനാരംഭിക്കും. ഇത്തരം ശബ്ദകമ്പനങ്ങള്‍ക്കു പകരം, വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗങ്ങളുടെ അനുനാദം പ്രയോജനപ്പെടുത്താനുള്ള മാര്‍ഗ്ഗമാണ്‌ എം.ഐ.ടി.സംഘത്തിന്റേത്‌. ഒരേ ആവര്‍ത്തിയുള്ള രണ്ട്‌ അനുനാദവസ്തുക്കളുണ്ടെങ്കില്‍ അവ പരസ്പരം വളരെ ശക്തമായി ബന്ധപ്പെടും-പ്രൊഫ. സോള്‍ജാസിക്‌ പറയുന്നു.

റേഡിയോ തരംഗങ്ങളും ഇന്‍ഫ്രാറെഡ്‌ കിരണങ്ങളും എക്സ്‌-കിരണങ്ങളുമെല്ലാം വൈദ്യുതകാന്തികവികിരണങ്ങളാണെങ്കിലും, അവയെ സംപ്രേക്ഷണം ചെയ്യാനുപയോഗിക്കുന്ന റേഡിയോ ആന്റീനകള്‍ വൈദ്യുതി പ്രവഹിപ്പിക്കാന്‍ യോഗ്യമല്ല. കാരണം, അത്തരം ആന്റീനകള്‍ എല്ലാഭാഗത്തേക്കും വൈദ്യുതി പ്രസരിപ്പിക്കും. വന്‍ ഊര്‍ജ്ജനഷ്ടമാവും ഫലം. ഇതിന്‌ പരിഹാരമെന്ന നിലയില്‍, വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗങ്ങളിലെ 'വൈദ്യുത'ഭാഗത്തിന്‌ പകരം 'കാന്തിക'ഭാഗം (non-radiative part) വഴി ഊര്‍ജ്ജവിതരണം സാധ്യമാക്കുന്ന രീതിയാണ്‌ പ്രൊഫ. സോള്‍ജാസികും സംഘവും മുന്നോട്ടുവെച്ചിരിക്കുന്നത്‌. വൈദ്യുതമണ്ഡലത്തെ അപേക്ഷിച്ച്‌ കാന്തികമണ്ഡലം വസ്തുക്കളുമായി, പ്രത്യേകിച്ചും മനുഷ്യരടക്കമുള്ള ജീവികളുമായി, വളരെക്കുറച്ചു മാത്രമേ പ്രതികരിക്കാറുള്ളൂ. അതിനാല്‍, പുതിയ രീതിയിലുള്ള വൈദ്യുതിപ്രവാഹം താരതമ്യേന സുരക്ഷിതമായിരിക്കും.

വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗത്തിലെ കാന്തികഭാഗത്തിന്‌ പ്രാമുഖ്യം നല്‍കുന്ന അനുനാദസ്വഭാവമുള്ള വസ്തുവിലൂടെ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുമ്പോള്‍, അത്‌ വായുവിലേക്ക്‌ നഷ്ടപ്പെടില്ല. പകരം ഒരു ഊര്‍ജ്ജ'വാല്‍' പോലെ വസ്തുവിന്റെ അഗ്രത്ത്‌ ഞാന്നു കിടക്കും. ഇങ്ങനെയുള്ള ഊര്‍ജ്ജവാലിന്‌ മീറ്ററുകളോളം നീളമുണ്ടായിരിക്കും. ആ വസ്തുവിന്റെ അതേ ആവൃത്തിയുള്ള മറ്റൊരു അനുനാദവസ്തുവിനെ ഊര്‍ജ്ജവാലിന്റെ പരിധിക്കുള്ളില്‍ കൊണ്ടുവന്നാല്‍, വൈദ്യുതോര്‍ജ്ജം അതിലേക്ക്‌ സുഗമമായി പ്രവഹിക്കും-പ്രൊഫ. സോള്‍ജാസിക്‌ പറയുന്നു. സുസ്ഥിര അനുനാദസ്വഭാവത്തോടുകൂടി രൂപകല്‍പ്പന ചെയ്ത ചെമ്പുകൊണ്ടുള്ള ആന്റീന മുറിയുടെ മേല്‍ത്തട്ടില്‍ വൈദ്യുതവിതരണ ശൃംഗലയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച നിലയില്‍ പതിപ്പിച്ചിരുന്നാല്‍, ആ മുറിയിലിരിക്കുന്ന ഒരു ലാപ്ടോപ്പിലെ അതേ ആവര്‍ത്തിയുള്ള ആന്റിനയിലേക്ക്‌ വൈദ്യുതി ഒഴുക്കാന്‍ കഴിയും; വയറോ കേബിളോ വേണ്ട.

6.4 മെഗാഹെര്‍ട്ട്സ്‌(Mhz) ആവര്‍ത്തി അനുനാദമുള്ള ചെമ്പ്‌ ആന്റിനയില്‍ നിന്നുള്ള തരംഗങ്ങള്‍, അതേ ആവര്‍ത്തിയുള്ള ലാപ്ടോപ്‌ ആന്റിന ആഗിരണം ചെയ്യും. ലാപ്ടോപ്പിലെ ബാറ്ററി റീചാര്‍ജ്ജ്‌ ചെയ്യപ്പെടും. മനുഷ്യരോ മറ്റു വസ്തുക്കളോ 6.4 Mhz ആവര്‍ത്തിയില്‍ കമ്പനം ചെയ്യാത്തതിനാല്‍ ഊര്‍ജ്ജപ്രവാഹം അവയെ ബാധിക്കുകയുമില്ല. കമ്പ്യൂട്ടര്‍ അക്ഷരാര്‍ത്ഥത്തില്‍ 'വയര്‍ലസ്‌ '(wireless) ആകും. വൈദ്യുതി അതിന്റെ ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്തെത്തുന്നില്ലെങ്കില്‍, നഷ്ടപ്പെടാതെ തിരികെ ഉറവിടത്തിലേക്കു തന്നെ മടങ്ങും. അഞ്ചുമീറ്റര്‍ വരെ ഇങ്ങനെ വയര്‍ലസ്‌ വൈദ്യുതി എത്തിക്കാനാകുമെന്ന്‌ ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നു. സാന്‍ഫ്രാന്‍സിസ്കോയില്‍ നടന്ന അമേരിക്കന്‍ ഇന്‍സ്റ്റിട്ട്യൂട്ട്‌ ഓഫ്‌ ഫിസിക്സിന്റെ ഇന്‍ഡസ്ട്രിയല്‍ ഫിസിക്സ്‌ ഫോറത്തിലാണ്‌ പ്രൊഫ. സൊല്‍ജാസിക്‌ ഈ മാര്‍ഗ്ഗം അവതരിപ്പിച്ചത്‌. പ്രായോഗികമായി ഇതുവരെ പരീക്ഷിച്ചിട്ടില്ലെങ്കിലും, കമ്പ്യൂട്ടര്‍ മാതൃകകളും ഗണിതസമീകരണങ്ങളും പുതിയ രീതിയെ ശക്തമായി പിന്തുണയ്ക്കുന്നതായി ഗവേഷകര്‍ പറയുന്നു.

വൈദ്യുതകാന്തികതരംഗങ്ങളുടെ രൂപത്തില്‍ വൈദ്യുതി വിതരണം നടത്താന്‍ ആദ്യം നടക്കുന്ന ശ്രമമല്ല എം.ഐ.ടി.സംഘത്തിന്റേത്‌. പത്തൊന്‍പതാം നൂറ്റാണ്ടില്‍ നിക്കോള ടെല്‍സയെന്ന എഞ്ചിനിയര്‍ ഈ ദിശയില്‍ ഒരു വന്‍ശ്രമം തന്നെ നടത്തുകയുണ്ടായി. വയറില്ലാതെയുള്ള വൈദ്യുതിവിതരണത്തിന്‌ ന്യൂയോര്‍ക്കില്‍ 29 മീറ്റര്‍ ഉയരമുള്ള ടവര്‍ പോലും നിര്‍മിച്ചു. 'വാര്‍ഡെന്‍ക്ലിഫ്‌ ടവര്‍' എന്നറിയപ്പെട്ട ആ ഗോപുരം നിര്‍മിച്ചതോടെ, കൈയിലുള്ള കാശു മുഴുവന്‍ തീര്‍ന്ന്‌ പാപ്പരായ ടെല്‍സ പദ്ധതി ഉപേക്ഷിക്കുകയായിരുന്നു. ലേസറുകളുടെ സഹായത്തോടെ വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യാന്‍ നടന്ന ശ്രമങ്ങളും വിജയിച്ചില്ല. എന്നാല്‍, പുതിയ മാര്‍ഗ്ഗം ഇത്രകാലവും പരീക്ഷിച്ചവയെക്കാളൊക്കെ പ്രായോഗികക്ഷമതയുള്ളതാണെന്ന്‌ വിദഗ്ധര്‍ പറയുന്നു.
-ജോസഫ്‌ ആന്റണി

5 comments:

വക്കാരിമഷ്‌ടാ said...

വളരെ വിജ്ഞാനപ്രദം. താങ്കളുടെ ബ്ലോഗ് ഇന്നാണ് കണ്ടത്. താങ്കള്‍ പിന്‍‌മൊഴി ഗ്രൂപ്പില്‍ അംഗമല്ലേ.

പഴയവയും വായിക്കട്ടെ. തുടര്‍ന്നും എഴുതുമല്ലോ.

(അനവസരത്തിലുള്ള ഒരു ദേശീയബോധം-എന്തുകൊണ്ട് നമ്മുടെ നാട്ടിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരാരും ഈ രീതിയിലൊന്നും ചിന്തിക്കുന്നില്ല. ഒരു ചതുരച്ചക്രത്തെപ്പറ്റി ചിന്തിച്ചാല്‍ ചിലപ്പോള്‍ അതില്‍‌നിന്നും അതിനൂതനമായ വല്ലതുമൊക്കെ കിട്ടിയേക്കും) :)

evuraan said...

വളരെ നല്ല ലേഖനം. ഇനിയും ഇത്തരത്തിലുള്ളവ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു..!

സന്തോഷ് said...

നല്ല ലേഖനം. പഴയ കൃതികളും വായിക്കാന്‍ തുടങ്ങുന്നു.

റ്റെഡിച്ചായന്‍ | Tedy said...

സ്പാറി!!!

മണി said...

(അനവസരത്തിലുള്ള ഒരു ദേശീയബോധം-എന്തുകൊണ്ട് നമ്മുടെ നാട്ടിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരാരും ഈ രീതിയിലൊന്നും ചിന്തിക്കുന്നില്ല. ഒരു ചതുരച്ചക്രത്തെപ്പറ്റി ചിന്തിച്ചാല്‍ ചിലപ്പോള്‍ അതില്‍‌നിന്നും അതിനൂതനമായ വല്ലതുമൊക്കെ കിട്ടിയേക്കും) :)
വക്കാരിമഷ്ടാ,
നമ്മുടെ നാട്ടുകാര്‍ ഗവേഷിക്കാത്തതിന്റെ കാരണം ചിന്തിക്കാത്തതല്ല, അവരെ പ്രചോദിപ്പിക്കാത്തതാണ്. ഈ പോസ്റ്റില്‍ അവതരിപ്പിച്ച സങ്കേതത്തെ പറ്റിയുള്ള പ്രബന്ധം നാട്ടുകാരനെഴുതി, നാട്ടില്‍ നിന്നും ഒരു ജേറ്ണലിലേക്ക് അയച്ചു കൊടുത്താല്‍ അത് തള്ളി ക്കളഞ്ഞേനെ!