Wednesday, January 03, 2007

ഭാരതീയ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍

ഭാരതീയശാസ്ത്രജ്ഞരെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു പരമ്പര ഇവിടെ ആരംഭിക്കുന്നു; ആഴ്ചയില്‍ ഒന്നുവീതം. പരമ്പരയുടെ തുടക്കമെന്ന നിലയില്‍ എസ്‌.എന്‍.ബോസ്‌

ന്ത്യയ്ക്കു കൈവിട്ടുപോയ ഒന്നാണ്‌ പാശ്ചാത്യ നവോത്ഥാനം. യുദ്ധങ്ങളും അധിനിവേശവും പട്ടിണിയും സാമ്രാജ്യത്വവും ചാതുര്‍വര്‍ണ്യവുമെല്ലാം ചേര്‍ന്ന്‌ ഇന്ത്യക്കാരില്‍ നിന്ന്‌ ആ കാലഘട്ടം തട്ടിയെടുത്തു. അതുകൊണ്ടു തന്നെ ഒരു ഗലീലിയയോ ഐസക്‌ ന്യൂട്ടനോ നമുക്കില്ലാതെ പോയി. ആധുനികശാസ്ത്രത്തിന്റെ വെളിച്ചം വൈകി മാത്രം ലഭിക്കാന്‍ വിധിക്കപ്പെട്ടവരായി ഭാരതീയര്‍ മാറി, ആ കാലഘട്ടത്തില്‍. എന്നാല്‍, പ്രാചീന കാലത്ത്‌ അതായിരുന്നില്ല സ്ഥിതി. ശസ്ത്രക്രിയയുടെ പിതാവെന്നു വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന സുശ്രുതനും, പരമാണുവാണ്‌ ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഏറ്റവും ചെറിയഘടകമെന്ന സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ടു വെച്ച കണാദനും, ജ്യോതശാസ്ത്രത്തിലും ഗണിതശാസ്ത്രത്തിലും പുതിയൊരു ശാഖ തന്നെ വെട്ടിത്തുറന്ന ആര്യഭടനും ഉള്‍പ്പടെ ഒട്ടേറെ പ്രതിഭാധനന്മാര്‍ പ്രാചീന ഭാരതത്തിന്റെ സംഭാവനകളാണ്‌. ടോളമിയടക്കമുള്ള പാശ്ചാത്യ പ്രതിഭകളെ ബഹുദൂരം പിന്തള്ളാന്‍ പോന്നതായിരുന്നു ഇവരുടെ സംഭാവനകള്‍.

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടോടെ, മധ്യകാലഘട്ടത്തിലെ അരക്ഷിതാവസ്ഥയില്‍ നിന്ന്‌ ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രരംഗം കരകയറി. സി.വി.രാമന്റെ പ്രശസ്തമായ സംഭാവനയുപയോഗിച്ച്‌, കുറഞ്ഞ ചെലവില്‍ വിവരവിനിമയം സാധ്യമാക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിലാണിപ്പോള്‍ ശാസ്ത്രലോകം. ദ്രവ്യത്തിന്റെ (സ്പിന്‍ ഗുണമനുസരിച്ച്‌) രണ്ട്‌ ഘടകാംശങ്ങളിലൊന്നായ 'ബോസോണുകള്‍'ക്ക്‌ ആ പേര്‌ ലഭിച്ചത്‌ ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ എസ്‌. എന്‍. ബോസില്‍ നിന്നാണ്‌. നക്ഷത്രങ്ങളുടെ അന്ത്യം പ്രവചിക്കാനുള്ള പരിധി മറ്റൊരു ഇന്ത്യക്കാരനായ സുബ്രഹ്മണ്യന്‍ ചന്ദ്രശേഖറിന്റെ പേരിലാണ്‌ അറിയപ്പെടുന്നത്‌. ആല്‍ബര്‍ട്ട്‌ ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ സിദ്ധാന്തങ്ങളെ കടപുഴക്കുന്ന ടാക്യോണുകള്‍ എന്ന കണങ്ങളെ അവതരിപ്പിച്ച ഇ.സി.ജി.സുദര്‍ശനന്‍ ശരിക്കും കോട്ടയംകാരനാണ്‌. ഈ പട്ടിക പ്രൗഡിയോടെ നീളുന്നു.

ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞരിലേക്കുള്ള പ്രവേശികയെന്ന നിലയില്‍ തിരഞ്ഞെടുത്തിരിക്കുന്ന പേര്‌ എസ്‌.എന്‍.ബോസിന്റേതാണ്‌. അടിസ്ഥാനഭൗതീകശാസ്ത്രത്തില്‍ ഇത്രയേറെ ആഴത്തില്‍ പതിഞ്ഞ മറ്റൊരു ഇന്ത്യന്‍ശാസ്ത്രജ്ഞന്റെ നാമം ഇല്ല എന്നു തോന്നുന്നു. അതിനാല്‍, ബോസിനെപ്പറ്റി ആദ്യം. സുശ്രുതന്‍ മുതല്‍ ആരംഭിക്കുന്ന പരമ്പരയുടെ തുടക്കമായി ഇത്‌ കണ്ടാല്‍ മതി.


ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ ഫോട്ടോണ്‍ എണ്ണാന്‍ പഠിച്ചത്‌

പ്രശസ്ത ശാസ്ത്രഗ്രന്ഥകാരനായ ജോണ്‍ ഗ്രിബ്ബിന്‍ 'ഷ്രോഡിങ്ങേഴ്സ്‌ കിറ്റണ്‍സ്‌' എന്ന തന്റെ പുസ്തകത്തില്‍ സത്യേന്ദ്രനാഥ്‌ ബോസ്‌ എന്ന എസ്‌. എന്‍. ബോസിനെ വിശേഷിപ്പിക്കുന്നത്‌ ഇങ്ങനെയാണ്‌-"ആല്‍ബര്‍ട്ട്‌ ഐന്‍സ്റ്റയിനെ ഫോട്ടോണ്‍ എണ്ണാന്‍ പഠിപ്പിച്ച വ്യക്തി". അതിശയോക്തിയല്ല ഇത്‌. അടിസ്ഥാന ഭൗതികശാസ്ത്രത്തില്‍ ഒരു പക്ഷേ, ഏറ്റവും ആഴത്തില്‍ പതിഞ്ഞ ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്റെ നാമം ബോസിന്റേതായിരിക്കും. ആല്‍ബര്‍ട്ട്‌ ഐന്‍സ്റ്റയിന്റെ പേരിനൊപ്പം ചേര്‍ത്ത്‌ വായിക്കപ്പെടുന്ന ഏക ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രജ്ഞന്റെ പേരും ബോസിന്റേതാണ്‌. ഉദാരഹരണങ്ങള്‍ നോക്കുക-ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കല്‍ ഗുണമായ സ്പിന്നി(spin) ന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടകാംശങ്ങളെ രണ്ടായാണ്‌ തിരിച്ചിരിക്കുന്നത്‌. അതിലൊന്നാണ്‌ 'ബോസോണുകള്‍'(രണ്ടാമത്തേത്‌ 'ഫെര്‍മിയോണുകളും'). ബോസോണുകളെ നിശ്ചയിക്കുന്ന സാംഖികനിയമമാണ്‌ 'ബോസ്‌-ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ സമീകരണം'. ബോസോണുകളെ അതിശീതാവസ്ഥയിലെത്തിക്കുമ്പോള്‍ 'ബോസ്‌-ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ സംഘനിതാവസ്ഥ'(Bose- Eintein condensate)യുണ്ടാകുന്നു. അതാണ്‌ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അഞ്ചാമത്തെ അവസ്ഥ.

കൊല്‍ക്കത്തയില്‍ ഹിന്ദു ഹൈസ്കൂളില്‍ വിദ്യാര്‍ത്ഥിയായിരിക്കുമ്പോള്‍ ഗണിതത്തിന്‌ നൂറില്‍ നൂറ്റിപ്പത്ത്‌ മാര്‍ക്ക്‌ വാങ്ങി സഹപാഠികളെ അമ്പരിപ്പിച്ച ബോസ്‌, പില്‍ക്കാലത്ത്‌ സാക്ഷാല്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈനെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തിയതിന്റെ ബാക്കിപത്രമാണ്‌, ബോസിനൊപ്പം ചേര്‍ത്തു വെയ്ക്കപ്പെടുന്ന മേല്‍പ്പറഞ്ഞ നാമങ്ങള്‍. 1894 ജനവരി ഒന്നിന്‌ കൊല്‍ക്കൊത്തയില്‍ അദ്ദേഹം ജനിച്ചു. ഈസ്റ്റ്‌ ഇന്ത്യാ റെയില്‍വെയുടെ എഞ്ചിനിയറിങ്‌ വിഭാഗത്തില്‍ ഉദ്യോഗസ്ഥനായിരുന്ന കൊല്‍ക്കൊത്ത സ്വദേശി സുരേന്ദ്രനാഥ്‌ ബോസായിരുന്നു പിതാവ്‌. അമ്മ ആമോദിനി ദേവി. സത്യേന്ദ്രനാഥിന്‌ താഴെ ആറ്‌ പെണ്‍മക്കള്‍. ഗണിതവും ഭൗതീകവുമായിരുന്നു ബോസിന്റെ ഇഷ്ടവിഷയങ്ങള്‍. കൊല്‍ക്കത്തയിലെ പ്രസിഡന്‍സി കോളേജില്‍ നിന്ന്‌ എം.എസ്സി. പാസ്സായ 1915-ല്‍ തന്നെ വിവാഹവും നടന്നു. ഭാര്യ ഉഷ ബാലാഘോഷ്‌. ഉഷ-ബോസ്‌ ദമ്പതിമാര്‍ക്ക്‌ അഞ്ചുമക്കള്‍.

1917-ല്‍ ബോസും അദ്ദേഹത്തിന്റെ സഹപാഠി മേഘനാഥ്‌ സാഹയും കൊല്‍ക്കത്ത സര്‍വകലാശാലയില്‍ അധ്യാപകരായി ചേര്‍ന്നു. അതിനിടെ ജര്‍മന്‍, ഫ്രഞ്ച്‌ ഭാഷകള്‍ പഠിച്ച ബോസ്‌, ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെയും മാക്സ്പ്ലാങ്കിന്റെയും ശാസ്ത്രപ്രബന്ധങ്ങള്‍ ഇംഗ്ലീഷിലേക്കു തര്‍ജ്ജമ ചെയ്തു. അധ്യാപനം കൂടാതെ കാര്യമായ മേറ്റ്ന്തെങ്കിലും ചെയ്യണമെന്ന ബോസിന്റെയും സാഹയുടെയും ഉറച്ച തീരുമാനത്തിന്റെ ഫലമായിരുന്നു ആ സംരംഭം. പുതിയതായി രൂപം കൊണ്ട ധാക്ക സര്‍വകലാശാലയുടെ ഭൗതികശാസ്ത്ര വിഭാഗത്തില്‍ അധ്യാപകനായി 1921 -ല്‍ ബോസ്‌ നിയമിതനായി. അവിടെവെച്ചാണ്‌ പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം ഭൗതികഗുണത്തിന്‌ ഗണിതസമീകരണം നല്‍കി ബോസ്‌ ചരിത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നത്‌.

എല്ലാത്തരം വികിരണങ്ങളെയും ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന സാങ്കല്‍പ്പികതമോവസ്തുവില്‍ നിന്നു പുറപ്പെടുന്ന വികിരണങ്ങളെ (blackbody radiation) മാതൃകയാക്കിയാണ്‌ പത്തൊന്‍പതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനം മാക്സ്‌ പ്ലാങ്ക്‌ ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന്‌ രൂപം നല്‍കിയത്‌. പ്രകാശം നിശ്ചിത ഊര്‍ജ്ജപാക്കറ്റുകള്‍(ക്വാണ്ട) ആയി പ്രവഹിക്കുന്നു എന്നാണ്‌ ആ സിദ്ധാന്തം പറയുന്നത്‌. (ഊര്‍ജ്ജപാക്കറ്റുകളായ പ്രകാശകണങ്ങള്‍ക്ക്‌ 'ഫോട്ടോണുകള്‍' എന്ന പേര്‌ ലഭിക്കുന്നത്‌ 1926-ല്‍). ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തമുപയോഗിച്ച്‌ 1905-ല്‍ ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക്ട്‌ പ്രഭാവം വിശദീകരിച്ചെങ്കിലും, പ്രകാശം കണത്തിന്റെ സ്വഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു എന്നു വിശ്വസിക്കാന്‍ 1920-കള്‍ വരെ മിക്ക ശാസ്ത്രജ്ഞരും തയ്യാറായില്ല. ജയിംസ്‌ ക്ലാര്‍ക്ക്‌ മാക്സ്‌വെല്ലിന്റെ പ്രശസ്തമായ വൈദ്യുതകാന്തിക സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിലായിരുന്നു ലോകം. മാക്‌വെല്ലിന്റെ സിദ്ധാന്തപ്രകാരം പ്രകാശം വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗമാണ്‌. വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ മാക്സ്‌വെല്‍ ചെയ്തതുപോലെ, ക്ലാസിക്കല്‍ ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സാണ്‌ തന്റെ സിദ്ധാന്തം രൂപപ്പെടുത്താന്‍ മാക്സ്പ്ലാങ്ക്‌ ഉപയോഗിച്ചതും.

മാക്സ്‌ പ്ലാങ്ക്‌ രചിച്ച പ്രശസ്തമായ പ്രബന്ധം 1920 -കളുടെ തുടക്കത്തില്‍ വിദേശത്തുള്ള സുഹൃത്തു മുഖേന ബോസിന്‌ വായിക്കാന്‍ കിട്ടി. അത്‌ സൂക്ഷമായി പരിശോധിച്ച ബോസ്‌, ചില പൊരുത്തക്കേടുകള്‍ ആ പ്രബന്ധത്തില്‍ കണ്ടെത്തി. ആ പൊരുത്തക്കേടുകള്‍ മാറ്റാന്‍ ബോസ്‌ സ്വതന്ത്രമായ ഒരു സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കല്‍ മാര്‍ഗ്ഗം കണ്ടെത്തുകയാണുണ്ടായത്‌. ഒരു പാത്രത്തിലുള്‍ക്കൊള്ളുന്ന വാതകകണങ്ങള്‍ക്കു തുല്യമായി പ്രകാശകണങ്ങളായ ഫോട്ടോണുകളെ പരിഗണിച്ചാണ്‌ ബോസ്‌ തന്റെ സമീകരണത്തിലെത്തിയത്‌. രണ്ട്‌ നാണയങ്ങള്‍ ഒരുമിച്ചു ടോസ്‌ ചെയ്താല്‍ എത്ര ജോഡീകരണം സംഭവിക്കാം എന്ന്‌ ചിന്തിച്ചു നോക്കുക. ഇതിനുള്ള മറുപടിയില്‍ നിന്നാണ്‌ ബോസ്‌ തന്റെ ഉള്‍ക്കാഴ്ച രൂപപ്പെടുത്തിയത്‌. രണ്ട്‌ നാണയങ്ങള്‍ ടോസ്‌ ചെയ്യുമ്പോള്‍ ലഭിക്കുന്ന ഫലങ്ങളുടെ സംഭാവ്യത (probability) രണ്ട്‌ തലയോ, രണ്ട്‌ പുലിയോ ആകാം. അല്ലെങ്കില്‍ ഒരു പുലിയും ഒരു തലയും ആകാം. ആകെ സംഭാവ്യത മൂന്ന്‌. പരസ്പരം തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയാത്ത നാണയങ്ങളുടെ കാര്യത്തിലേ ഇത്‌ ശരിയാകൂ എന്ന്‌ മനസിലാക്കിയിടത്താണ്‌ ബോസിന്റെ വിജയം. തിരിച്ചറിയാന്‍ പാകത്തില്‍ അടിയാളപ്പെടുത്തിയവയാണ്‌ നാണയങ്ങള്‍ എങ്കില്‍ സംഭാവ്യതാസംഖ്യ മൂന്ന്‌ എന്നത്‌ ശരിയാവില്ല എന്ന്‌ ബോസ്‌ കണ്ടു. ഒരു പുലിയും ഒരു തലയുമെന്നത്‌, ആദ്യനാണയത്തിന്റെ തലയും രണ്ടാമത്തേതിന്റെ പുലിയും, നേരെ തിരിച്ചും എന്ന്‌ സംഭവിക്കാം. ഇവിടെ സംഭാവ്യതയുടെ എണ്ണം നാലാകുന്നു.

വിശദാംശങ്ങള്‍ മറന്നേക്കുക. ഇതുമാത്രം മനസില്‍ വെയ്ക്കുക-സമാനസ്വഭാവമുള്ള ഒരു കൂട്ടം കണങ്ങളെ കൈകാര്യം ചെയ്യാനുപയോഗിക്കുന്ന സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സ്‌ കൊണ്ട്‌ വ്യത്യസ്തസ്വഭാവമുള്ള കണങ്ങളെ നിര്‍വചിക്കാനാവില്ല. തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയുന്ന നാണയങ്ങള്‍ ടോസ്‌ ചെയ്തപ്പോഴത്തേതുപോലെ സംഭാവ്യത വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ഇതാണ്‌ ബോസിനെ തന്റെ സമീകരണത്തിലെത്താന്‍ സഹായിച്ച ഉള്‍ക്കാഴ്ച. സമാനസ്വഭാവമുള്ള വാതകകണങ്ങളെപ്പോലെ ഫോട്ടോണുകളെ പരിഗണിച്ചുകൊണ്ട്‌ തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ മാര്‍ഗ്ഗത്തിലൂടെ മാക്സ്‌ പ്ലാങ്കെത്തിയ അതേ ലക്ഷ്യത്തിലെത്താന്‍ ബോസിന്‌ സാധിച്ചു. ക്ലാസിക്കല്‍ ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സിന്റെ സഹായമില്ലാതെ തന്നെ. ആ കണ്ടെത്തല്‍ ക്വാണ്ടംഭൗതികത്തിലെ നാഴികക്കല്ലാകുകയും ചെയ്തു.

ബോസ്‌ കണ്ടെത്തിയ മേല്‍പ്പറഞ്ഞ സംഭാവ്യതാവ്യത്യാസം സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കിലെ പിഴവായാണ്‌ പലരും ആദ്യം കരുതിയത്‌. സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സിലെ 'ലളിതമായ കണക്കുകൂട്ടലില്‍ പോലും പിഴവു വരുത്തിയിരിക്കുന്നു' എന്ന കാരണത്താല്‍ ബോസിന്റെ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിക്കാന്‍ പ്രമുഖ ശാസ്ത്ര ജേണലുകള്‍ വിസമ്മതിച്ചു. നിരാശനായ ബോസ്‌ അത്‌ ഐന്‍സ്റ്റയിന്‌ അയച്ചു കൊടുത്തു. ബോസിന്റെ പ്രബന്ധത്തിലേത്‌ പിശകല്ലെന്ന്‌ ഐന്‍സ്റ്റയിന്‌ ബോധ്യമായി, മാത്രമല്ല ബോസ്‌ എത്തിയിരിക്കുന്ന നിഗമനങ്ങള്‍ അദ്ദേഹത്തെ ആവേശഭരിതനാക്കുകയും ചെയ്തു. ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ തന്നെ ആ പ്രബന്ധം ജര്‍മ്മന്‍ ഭാഷയിലേക്ക്‌ പരിഭാഷപ്പെടുത്തി 'സെയ്ത്ഷിഫ്ട്‌ ഫര്‍ ഫിസിക്‌' എന്ന കുലീന മാസികയില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. 1924-ലായിരുന്നു അത്‌. പ്രകാശത്തിന്റെ ദ്രവ്യഗുണം സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെടുകായായിരുന്നു ബോസിന്റെ പ്രബന്ധത്തിലൂടെ.

ഫോട്ടോണുകള്‍, അവയുടെ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കല്‍ ഗുണമായ 'സ്പിന്നി'ന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ ഭിന്നകങ്ങളാണോ അഭിന്നകങ്ങളാണോ (അഭിന്നകം = identical) എന്നു നിശ്ചയിക്കാനുള്ള ഗണിത നിയമങ്ങളായിരുന്നു ബോസിന്റെ സമീകരണത്തിലുള്ളത്‌. 'ബോസ്‌ - ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ സമീകരണം'(Bose- Eintein statistics) എന്നാണ്‌ ആ നിയമങ്ങള്‍ അറിയപ്പെടുന്നത്‌. ബോസിന്റെ പേരിനൊപ്പം ഐന്‍സ്റ്റൈന്റെ പേര്‌ ചേര്‍ക്കപ്പെട്ടത്‌ യാദൃശ്ചികമായല്ല. ബോസിന്റെ കണ്ടെത്തലിന്റെ മറ്റ്‌ സാധ്യതകള്‍ ആരായാന്‍ ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ തീരുമാനിച്ചതുകൊണ്ടാണത്‌ സംഭവിച്ചത്‌. ഫോട്ടോണുകളെപ്പറ്റി ബോസ്‌ പറഞ്ഞത്‌ എന്തുകൊണ്ട്‌ മറ്റ്‌ വാതക ആറ്റങ്ങളുടെ കാര്യത്തില്‍ ബാധകമായിക്കൂടാ എന്ന്‌ അദ്ദേഹം അന്വേഷണം നടത്തി.

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കല്‍ ഗുണമായ 'സ്പിന്‍' അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടകാംശങ്ങളായ കണങ്ങളെ രണ്ടായാണ്‌ തിരിച്ചിട്ടുള്ളത്‌; ബോസോണുകള്‍ എന്നും ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ എന്നും.ബോസോണുകളുടെ സ്പിന്‍ പൂര്‍ണ്ണസംഖ്യയും (0, 1, 2, .....) ഫെര്‍മിയോണുകളുടേത്‌ അര്‍ധപൂര്‍ണ്ണസംഖ്യയും (1/2, 3/2, 5/2,....) ആണ്‌. ബോസ്‌-ഐന്‍സ്റ്റൈന്‍ സമീകരണം അനുസരിക്കുന്നവയാണ്‌ ബോസോണുകളെങ്കില്‍, ഫെര്‍മി-ഡിറാക്‌ സമീകരണമാണ്‌ ഫെര്‍മിയോണുകളുടെ അടിസ്ഥാനം. പ്രോട്ടോണുകള്‍ക്കും ന്യൂട്രോണുകള്‍ക്കും അടിസ്ഥാനമായ ക്വാര്‍ക്കുകളും, ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കും ന്യൂട്രിനോ മുതലായ കണങ്ങള്‍ക്കും അടിസ്ഥാനമായ ലപ്ടോണുകളും ചേര്‍ന്ന ഗണത്തെ പൊതുവെ ഫെര്‍മിയോണുകള്‍ എന്നു വിളിക്കുന്നു. ഫോട്ടോണുകള്‍, ഗ്ലുവോണുകള്‍ തുടങ്ങി ബലങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിക്കുകയും വഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന കണങ്ങളാണ്‌ ബോസോണുകള്‍.

ബോസോണുകളുടെ പ്രത്യേകത അവയെ ശീതീകരിച്ച്‌ ഒരേ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കല്‍ അവസ്ഥയിലേക്ക്‌ എത്തിക്കാം എന്നതാണ്‌. ബോസോണുകളായ വാതക ആറ്റങ്ങളെ ശീതീകരിച്ച്‌ കേവലപൂജ്യത്തിന്‌ വളരെ അടുത്തുവരെ എത്തിച്ചാല്‍ ബോസ്‌-ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ സമീകരണ പ്രകാരം, ആറ്റങ്ങള്‍ ഒത്തുചേര്‍ന്ന്‌ ഒരു സൂപ്പര്‍ ആറ്റത്തിന്റെ സ്വഭാവമാര്‍ജ്ജിക്കുമെന്നും അത്‌ പുതിയൊരു ദ്രവ്യാവസ്ഥ ആയിരിക്കുമെന്നും 1924-ല്‍ ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ പ്രവചിച്ചു. ' ബോസ്‌-ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ സംഘനനം' (ബി.ഇ.സി) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പ്രക്രിയവഴി രൂപപ്പെടുന്ന ദ്രവ്യാവസ്ഥയാണ്‌ ' ബോസ്‌-ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ സംഘനിതാവസ്ഥ'.

1995-ല്‍ യു.എസിലെ ബൗള്‍ഡറില്‍ കോളറാഡോ സര്‍വ്വകലാശാലയിലെ എറിക്‌ കോര്‍നെലും കാള്‍ വീമാനും വാതക ആറ്റങ്ങളെ ആദ്യമായി ബോസ്‌-ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ സംഘനനത്തിന്‌ വിധേയമാക്കി ചരിത്രം സൃഷ്ടിച്ചു. അത്‌ അഞ്ചാമത്തെ ദ്രവ്യാവസ്ഥയായി പ്രഖ്യാപിക്കപ്പെട്ടു. ഏതാണ്ട്‌ രണ്ടായിരത്തോളം റുബീഡിയം-87 വാതക ആറ്റങ്ങളെ 170 നാനോകെല്‍വിന്‍ (nK) ഊഷ്മാവില്‍ എത്തിച്ചാണ്‌ സംഘനനം സാധ്യമാക്കിയത്‌. നാലുമാസത്തിനു ശേഷം, സ്വതന്ത്രമായ മറ്റൊരു ശ്രമത്തിന്റെ ഫലമായി മസാച്ച്യൊാസ്റ്റ്സ്‌ ഇന്‍സ്റ്റിട്ട്യൂട്ട്‌ ഓഫ്‌ ടെക്നോളജി(എം.ഐ.ടി)യിലെ വൂള്‍ഫ്ഗാങ്ങ്‌ കെറ്റര്‍ലി സോഡിയം-23 ആറ്റങ്ങളെ അതിശീതാവസ്ഥയിലെത്തിച്ച്‌ ബോസ്‌-ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ സംഘനിതാവസ്ഥ സൃഷ്ടിച്ചു. കോര്‍നെലും വീമാനും കെറ്റര്‍ലിയും തങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലിന്‌ 2001-ലെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബല്‍ സമ്മാനം സമ്മാനം പങ്കിട്ടു.

1924-ലെ ആ നാലുപേജ്‌ പ്രബന്ധം ബോസിന്റെ ജീവിതത്തില്‍ വഴിത്തിരിവായി. അദ്ദഹത്തിന്‌ വിദേശത്തു ഗവേഷണം നടത്താന്‍ ധാക്ക സര്‍വകലാശാല സ്കോളര്‍ഷിപ്പ്‌ അനുവദിച്ചു. രണ്ടു വര്‍ഷം പാശ്ചാത്യരാജ്യങ്ങളില്‍ കഴിഞ്ഞ്‌ ഐന്‍സ്റ്റയിന്‍ ഉള്‍പ്പെടെയുള്ള പ്രമുഖരുമായി അടുത്തിടപഴകാന്‍ അദ്ദേഹത്തിന്‌ അവസരം ലഭിച്ചു. പക്ഷേ, പിന്നീട്‌ ക്വാണ്ടം ഭൗതീകഗവേഷണത്തില്‍ തുടരാന്‍ ബോസിനായില്ല. അദ്ദേഹത്തിന്റെ ശ്രദ്ധ ഏകീകൃതഭൗതികനിയമത്തിനുള്ള(Unified Theory) ശ്രമങ്ങളിലായി. അന്നത്‌ തികച്ചും അപക്വമായ മേഖലയായിരുന്നതിനാല്‍ കാര്യമായ സംഭാവന സാധ്യമായില്ല. എക്സ്‌റേ വിഭംഗനം, വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളും അയണോസ്ഫിയറും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം തുടങ്ങിയ മേഖലകളില്‍ ശ്രദ്ധേയമായ സംഭാവനകള്‍ പില്‍ക്കാലത്ത്‌ ബോസില്‍ നിന്നുണ്ടായി.

1924-ലെ കണ്ടെത്തലിന്‌ പക്ഷേ, വേണ്ടത്ര അന്താരാഷ്ട്ര അംഗീകാരം ബോസിന്‌ ലഭിച്ചില്ല. ബോസോണുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട്‌ ഒന്നിലേറെ പേര്‍ക്ക്‌ നോബല്‍ സമ്മാനം പില്‍ക്കാലത്ത്‌ ലഭിച്ചു. പക്ഷേ, എല്ലാ യോഗ്യതയുമുണ്ടായിട്ടും ബോസ്‌ നോബല്‍ സമ്മാനത്തിന്‌ തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടില്ല. റോയല്‍ സൊസൈറ്റിയുടെ ഫെലോഷിപ്പു പോലും അദ്ദേഹത്തെ തേടിയെത്തുന്നത്‌, തന്റെ സുപ്രധാന നേട്ടം കൈവരിച്ച്‌ 34 വര്‍ഷത്തിന്‌ ശേഷമാണ്‌. ബോസ്‌ തന്റെ അവസാനത്തെ രണ്ടു പതിറ്റാണ്ട്‌ ശാസ്ത്രപ്രചാരണത്തിലാണ്‌ ശ്രദ്ധയൂന്നിയത്‌. 1974 ഫിബ്രവരി നാലിന്‌ അദ്ദേഹം അന്തരിച്ചു."ഒരിക്കലെത്തി പിന്നീടൊരിക്കലും മടങ്ങിവരാത്ത ധൂമകേതുവിനപ്പോലെയാണ്‌ ഞാന്‍"-1924-ലെ നേട്ടത്തെ മുന്‍നിര്‍ത്തി ജീവിതാന്ത്യത്തില്‍ ബോസ്‌ പറഞ്ഞു. ജോണ്‍ ഗ്രിബ്ബിന്‍ എഴുതിയതുപോലെ, ഒരിക്കലെത്തിയ ആ ധൂമകേതുവിന്റെ വെള്ളിവെളിച്ചത്തിന്‌ പക്ഷേ, ഭൗതീകശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഗതി എന്നന്നേക്കുമായി തിരിച്ചു വിടാന്‍ കഴിഞ്ഞു. പിന്നീട്‌ ഭൗതീകശാസ്ത്രം ഒരിക്കലും പഴയതുപോലെ ആയില്ല.

(പിന്‍കുറിപ്പും കടപ്പാടും: ഭാരതീയശാസ്ത്രജ്ഞരെപ്പറ്റി എഴുതാന്‍ ശ്രമിക്കുന്ന ആരും അകപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രതിസന്ധിയുണ്ട്‌; ആവശ്യത്തിന്‌ വിവരങ്ങളുടെ അഭാവം. അല്ലെങ്കില്‍, അര്‍ധസത്യങ്ങളും മിത്തുകളും കൂടിക്കുഴഞ്ഞ്‌ സത്യമേതെന്ന്‌ തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയാത്ത അവസ്ഥ; പ്രത്യേകിച്ചും പ്രാചീനകാലത്ത്‌ ജിവിച്ചിരുന്നവരുടെ കാര്യത്തില്‍. പ്രാചീനഗ്രന്ഥങ്ങളിലും താളിയോലകളിലുമായി ചിതറിക്കിടക്കുന്ന വിവരങ്ങള്‍ സാധാരക്കാര്‍ക്ക്‌ മനസിലാകുന്ന ഭാഷയിലാകാന്‍ സമയം കണ്ടെത്തിയ മഹത്തുക്കളോടാണ്‌ എനിക്ക്‌ ഏറ്റവും കടപ്പാടുള്ളത്‌. ഡോ.പി.കെ.രാജശേഖരന്‍ എഡിറ്റുചെയ്ത്‌ ഡി.സി.ബുക്സ്‌ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച 'മഹത്ചരിതമാല', 'ഷ്രോഡിങ്ങേഴ്സ്‌ ക്യാറ്റ്‌', 'സയന്‍സ്‌-എ ഹിസ്റ്ററി'(രണ്ടും ജോണ്‍ ഗ്രിബ്ബിന്‍ രചിച്ചത്‌), 'എ ബ്രീഫ്‌ ഹിസ്റ്ററി ഓഫ്‌ ടൈം'(സ്റ്റീഫന്‍ ഹ്വോക്കിങ്‌) എന്നീ ഗ്രന്ഥങ്ങളില്‍ നിന്നുള്ള വിവരങ്ങളും, വിവിധ ആനുകാലികങ്ങളില്‍ പലകാലത്തായി വന്ന ഒട്ടേറെ ലേഖനങ്ങളും, 2003-ലെ ഇന്ത്യന്‍ ശാസ്ത്രകോണ്‍ഗ്രസിന്റെ രേഖകളുമൊക്കെ ഈ പരമ്പര തയ്യാറാക്കാന്‍ സഹായകമായിട്ടുണ്ട്‌. അവയ്ക്കൊക്കെ നന്ദി, കടപ്പാട്‌. ഓരോ ലക്കത്തിലും ഇനി വെവ്വേറ കടപ്പാടു ചേര്‍ക്കുന്നതല്ല).
-ജോസഫ്‌ ആന്റണി



7 comments:

JA said...

ഭാരതീയശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ നിര നീണ്ടതാണ്‌. രത്നങ്ങള്‍ പോലെ പ്രശോഭിക്കുന്ന ആ വ്യക്തിത്വങ്ങളെ സാമാന്യമായ രീതിയില്‍ ഒന്നു പരിചയപ്പെടുത്താനുള്ള ശ്രമം.

വക്കാരിമഷ്‌ടാ said...

വളരെ നല്ല ഉദ്യമം. മനസ്സിരുത്തി ഒന്നുകൂടി വായിക്കണം. ആദ്യവായനയില്‍ തോന്നിയ ഒരു സംശയം ചോദിച്ചുകൊള്ളട്ടെ?

സമാനസ്വഭാവമുള്ള ഒരു കൂട്ടം കണങ്ങളെ കൈകാര്യം ചെയ്യാനുപയോഗിക്കുന്ന സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സ്‌ കൊണ്ട്‌ വ്യത്യസ്തസ്വഭാവമുള്ള കണങ്ങളെ നിര്‍വചിക്കാനാവില്ല

പ്രകാശത്തിന്റെ കാര്യത്തില്‍ സമാന സ്വഭാവമുള്ള കണങ്ങളും വ്യത്യസ്തസ്വഭാവമുള്ള കണങ്ങളും പ്രകാശത്തിലുണ്ടോ? അത് ഒന്നുകൂടി ഒന്ന് വിശദീകരിക്കാമോ?

വിശാല മനസ്കന്‍ said...

ഗ്രേറ്റ് എഫര്‍ട്ട്. തീര്‍ച്ചയായും അഭിനന്ദനം അര്‍ഹിക്കുന്നു. വളരെ ഇന്‍ഫോര്‍മേറ്റീവ്.

ശ്രീ.എസ്. എന്‍. ബോസിനെക്കുറിച്ച് കൂടുതല്‍ അറിയാന്‍ കഴിഞ്ഞതില്‍ കൃതഞ്ജത രേഖപ്പെടുത്തുന്നു.

അനംഗാരി said...

ശാസ്ത്രത്തില്‍ തീരെ അറിവില്ലാത്തവനായതിനാല്‍ ഒരു അഭിപ്രായം പറയുക നിര്‍വ്വാഹമല്ല.പക്ഷെ ഈ ഉദ്യമം വളരെ നല്ലത് തന്നെ.അറിയാത്തത് പലതും മനസ്സിലാക്കാന്‍ കഴിയുമല്ലോ?അഭിനനന്ദനങ്ങള്‍.

ഗവേഷകന്‍ said...

ഞാനും ശാസ്ത്രത്തില്‍ അജ്ഞനാണ്. എന്തായാലും പോസ്റ്റ് നന്നായി. ഒന്നുകൂടെ വിശദമായി വായിക്കണം. ഇനിയും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ദേവന്‍ said...

തിരഞ്ഞെടുത്ത വിഷയം അസ്സലായി ജോസഫ്. മറന്നും പിന്നെ ദേശ്സ്നേഹമെന്ന പേരില്‍ ചിലര്‍ ഇല്ലാത്തതു പറഞ്ഞ് പൊലിപ്പിച്ചും ഭാരതീയ ശാസ്ത്രഞ്ജരെ എനിക്ക് പരിചയമില്ലാതായി. അവരെ അറിയാന്‍ താല്‍പ്പര്യമുണ്ട്.

Siji said...

വളരെ നല്ല കാര്യം. ശാസ്ത്രത്തില്‍ എനിക്കും അറിവു കമ്മിയാണ്‌.ഇനിയും അറിയാന്‍ താത്പര്യമുണ്ട്‌.