Saturday, May 15, 2010

പ്രകാശത്തിന്റെ അനന്തസാധ്യതകള്‍

ലേസറില്ലാതെയുള്ള ലോകം ചിന്തിക്കാന്‍ പോലുമാകില്ല ഇന്ന്. പ്രൈസ് ടാഗില്‍ മുതല്‍ അണുസംയോജനത്തില്‍ വരെ ലേസര്‍വിദ്യ പ്രയോജനപ്പെടുന്നു. സര്‍വവ്യാപിയായി മാറിയിരിക്കുന്ന ലേസര്‍ കണ്ടെത്തിയിട്ട് ഞായറാഴ്ച അരനൂറ്റാണ്ട് തികയുന്നു.
1960 മെയ് 16-നായിരുന്നു അത്. അമേരിക്കയില്‍ ഹ്യൂസ് റിസര്‍ച്ച് ലബോറട്ടറിയിലെ ഗവേഷകനായ തിയോഡര്‍ മെയ്മന്‍ ഒരു റൂബി ദണ്ഡിനെ ഉത്തേജിപ്പിച്ച് അതില്‍ നിന്ന് അസാധാരണമാംവിധം നേര്‍ത്ത ഒരു പ്രകാശധാര സൃഷ്ടിക്കുന്നതില്‍ വിജയിച്ചു. പതിറ്റാണ്ടുകളായി ഗവേഷകര്‍ക്ക് വെല്ലുവിളിയായിരുന്ന ഒരു ശാസ്ത്രപ്രശ്‌നത്തിന് അതോടെ പരിഹാരമായി. 'ലൈറ്റ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷന്‍ ബൈ സ്റ്റിമുലേറ്റഡ് എമിഷന്‍ ഓഫ് റേഡിയേഷന്‍' എന്നതിന്റെ ചുരുക്കപ്പേരായ 'ലേസര്‍' (Laser) എന്നത് വിളിക്കപ്പെട്ടു.

ലേസര്‍ കണ്ടുപിടിക്കാനായി വലിയൊരു മത്സരം ലോകത്ത് നടക്കുന്നുണ്ടായിരുന്നു. അമേരിക്കയിലെ തന്നെ പ്രശസ്തമായ ബെല്‍സ് ലബോറട്ടറിയിലെ ഗവേഷകര്‍ ഏതാണ്ട് അടുത്തെത്തിയെന്ന്, മെയ്മനും അദ്ദേഹത്തിന്റെ സ്ഥാപനവും സംശയിച്ചു. അതിനാല്‍ തിടുക്കത്തില്‍ ആ കണ്ടെത്തലിന്റെ വിവരം 'നേച്ചര്‍' മാഗസിനില്‍ പ്രസിദ്ധികരണത്തിന് നല്‍കേണ്ടി വന്നു. മാത്രമല്ല, വാര്‍ത്തസമ്മേളനം വിളിച്ചുകൂട്ടി ലേസറിന്റെ കണ്ടെത്തല്‍ ഹ്യൂസ് ലബോറട്ടറി പ്രഖ്യാപിക്കുകയും ചെയ്തു.

ഗവേഷകലോകത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം അത് വലിയൊരു മുന്നേറ്റമായിരുന്നെങ്കിലും, മറ്റൊരു പ്രധാന പ്രശ്‌നം അവശേഷിച്ചു. എന്താണ് ലേസറിന്റെ ഉപയോഗം, പ്രായോഗികതലത്തില്‍ അതിനെ എത്തരത്തില്‍ മനുഷ്യന് പ്രയോജനപ്പെടുത്താനാകും! വര്‍ഷങ്ങളോളം ഈ ചോദ്യം ഉത്തരമില്ലാതെ അവശേഷിച്ചു. 1961-ല്‍ ഹ്യൂസ് ലബോറട്ടറീസ് വിട്ടുപോയിട്ടും മെയ്മനെ കാണുമ്പോള്‍ സുഹൃത്തുക്കള്‍ അല്‍പ്പം പരിഹാസത്തോടെ ചോദിക്കുമായിരുന്നു - 'ചങ്ങാതി, ലേസറൊക്കെ എങ്ങനെ നന്നായിരിക്കുന്നില്ലേ!'
ആധുനിക മനുഷ്യജീവിതത്തെ അടിമുടി മാറ്റിമറിച്ച ഒരു അനുഗ്രഹീത സങ്കേതമാണ് ഏതാണ്ട് രണ്ടു പതിറ്റാണ്ടോളം പരിഹാസത്തിന് പാത്രമായതെന്ന് ഓര്‍ക്കണം. ലേസര്‍ സങ്കേതവുമായി നേരിട്ടോ അല്ലാതെയോ ബന്ധപ്പെട്ട് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള 14 നോബല്‍ പുരസ്‌കാരങ്ങളാണ് പില്‍ക്കാലത്ത് സമ്മാനിക്കപ്പെട്ടത്. ഇന്ന് ലേസറിന്റെ ആഗോള വാര്‍ഷിക വിപണി ഏതാണ്ട് 500 കോടി പൗണ്ടിന്റേത് (33000 കോടി രൂപ) ആണ്. അതിപ്പോഴും വളര്‍ന്നുകൊണ്ടിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇനിയും സാധ്യതകള്‍ അവസാനിച്ചിട്ടില്ല എന്നാണ് ഈ രംഗത്തെ വിദഗ്ധര്‍ ലേസറിന്റെ അമ്പതാം വാര്‍ഷികത്തില്‍ വിലയിരുത്തുന്നത്. ഭൂമിയിലെ ഊര്‍ജപ്രതിസന്ധിപോലും പരിഹരിക്കാന്‍ പാകത്തില്‍ ലേസറിന്റെ ഉപയോഗം പുതിയ നൂറ്റാണ്ടില്‍ മുന്നേറുന്ന കാര്യം അവര്‍ ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു.

ഇന്ന് തിരിഞ്ഞു നോക്കുമ്പോള്‍, നമ്മള്‍ ആധുനികസങ്കേതങ്ങളെന്നു പറഞ്ഞ് അഭിമാനപൂര്‍വം ഉപയോഗിക്കുന്ന എന്തിന് പിന്നിലും ലേസറിന്റെ സാന്നിധ്യമോ, സഹായമോ കാണാം. ഒരു പുതിയ കാറില്‍ കയറുമ്പോള്‍ ഓര്‍ക്കുക, കാറിന്റെ മിഴിവാര്‍ന്ന രൂപത്തിനും സൗകര്യങ്ങള്‍ക്കും പിന്നില്‍ ലേസര്‍ സങ്കേതങ്ങളുടെ സഹായമുണ്ട്. ഒരു ഓപ്ടിക്കല്‍ മൗസ് ഉപയോഗിച്ച് കമ്പ്യൂട്ടറില്‍ നാവിഗേറ്റ് ചെയ്യുമ്പോള്‍, റിമോട്ട് കണ്‍ട്രോണ്‍ കൊണ്ട് ടിവിയില്‍ ചാനല്‍ മാറ്റുമ്പോള്‍, സി.ഡി.യോ ഡി.വി.ഡി.യോ ഉപയോഗിക്കുമ്പോള്‍...വേള്‍ഡ് വൈഡ് വെബ്ബിനെ നിങ്ങളുടെ കമ്പ്യൂട്ടറിലേക്കെത്തിക്കുന്ന ഓപ്ടിക്കല്‍ ഫൈബറില്‍, കണ്ണിന്റെ ചന്തംകൂട്ടാനും കാഴ്ച ശരിയാക്കാനും ശസ്ത്രക്രിയ നടത്തുമ്പോള്‍ - ഓര്‍ക്കുക, പിറവിയെടുത്തിട്ട് 20 വര്‍ഷത്തോളം കാര്യമായ ഒരുപയോഗവും കണ്ടെത്താനാകാത്ത ഒരു സങ്കേതമാണ് ഇന്ന് ഇതെല്ലാം സാധ്യമാക്കുന്നത്.

ലേസറിന് ആദ്യമായി ഒരു ഉപയോഗം ഉണ്ടാകുന്നത് 1974-ലാണ് - ലേസര്‍ ബാര്‍കോഡ് റീഡര്‍ എന്ന നിലയില്‍. അമേരിക്കയില്‍ ഓഹായോവിലെ ഒരു സൂപ്പര്‍മാര്‍ക്കറ്റ് കൗണ്ടറില്‍ 'റിഗ്ലീസ് ച്യൂയിങ്ഗം' ആണ് ലേസര്‍ ബാര്‍കോഡ് പതിച്ച് വില്‍പ്പന നടത്തിയ ആദ്യ ഉത്പന്നം. ഇന്ന് ലോകത്താകമാനം ദിനംപ്രതി കോടിക്കണക്കിന് തവണ ഉത്പന്നങ്ങളിലെ ബാര്‍കോഡ് സ്‌കാനിങ് നടക്കുന്നു. ഉപഭോക്താക്കള്‍ക്കും ഉത്പാദകര്‍ക്കും ചില്ലറ വില്‍പ്പനക്കാര്‍ക്കും കോടികളുടെ ലാഭം അതുവഴിയുണ്ടാകുന്നു എന്നാണ് വിലയിരുത്തല്‍.

എഴുപതുകളുടെ അവസാനം സോണി കമ്പനിയും ഫിലിപ്പ്‌സും, 12 സെന്റീമീറ്റര്‍ വ്യാസമുള്ള തിളക്കമാര്‍ന്ന പ്ലാസ്റ്റിക് കോംപാക്ട് ഡിസ്‌കുകളില്‍ (സി.ഡി.കളില്‍) സംഗീതം ഡിജിറ്റല്‍ രൂപത്തില്‍ ആലേഖനം ചെയ്യാന്‍ ലേസര്‍ സങ്കേതം ഉപയോഗിക്കാന്‍ തുടങ്ങി. സി.ഡി.പ്ലേയറുകളില്‍ ലേസറുകളുടെ സഹായത്തോടെ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയുന്ന സിഡി ആല്‍ബം 1982-ല്‍ ആദ്യമായി പുറത്തിറങ്ങി -റോക്ക് ഗായകന്‍ ബില്ലി ജോയലിന്റെ 'ഫിഫ്ടി സെക്കന്‍ത് സ്ട്രീറ്റ്' ആയിരുന്നു ആ ആല്‍ബം. 1990-കളുടെ പകുതിയോടെ 74 മിനിറ്റ് നേരം സംഗീതം ഒരു സിഡിയില്‍ പകര്‍ത്താം എന്ന സ്ഥിതി വന്നു. പിന്നീട് ഡിജിറ്റല്‍ വീഡിയോ ഡിസ്‌കുകളുടെ (ഡി.വി.ഡി) കാലമായി. 50 ജിബി സംഭരണശേഷിയുള്ള ബ്ലൂറേ ഡിവിഡി പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടത് 2009-ലാണ്. ഉന്നത റസല്യൂഷണില്‍ ഒരു സിനിമ മുഴുവന്‍ ഉള്‍ക്കൊള്ളാന്‍ ഇത്തരം ഡിസ്‌കുകള്‍ക്കാകും.

സിഡി-ഡിവിഡി മാര്‍ക്കറ്റുകൊണ്ട് ലേസര്‍ വിപ്ലവം അവസാനിച്ചില്ല. 1970-കളുടെ അവസാനം തന്നെ ടെലഫോണ്‍ കമ്പനികള്‍ ഓപ്ടിക്കല്‍ ഫൈബര്‍ സൗകര്യങ്ങള്‍ സൃഷ്ടിക്കാന്‍ തുടങ്ങിയിരുന്നു. അതിനാവശ്യമായ സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റങ്ങളും സംഭവിച്ചു. അത്‌ലാന്റിക് സമുദ്രത്തിനടിയിലൂടെ അമേരിക്കയെയും യൂറോപ്പിനെയും പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ആദ്യ ഫൈബര്‍ ഓപ്ടിക് കേബിള്‍ പ്രവര്‍ത്തനം ആരംഭിക്കുന്നത് 1988-ലാണ്. ഇന്ന് പതിനായിരക്കണക്കിന് കിലോമീറ്റര്‍ നീളം വരുന്ന സമുദ്രാന്തര ഫൈബര്‍കേബിളുകള്‍ ഭൂമിയെ ചുറ്റുന്നു. ഇന്റര്‍നെറ്റ് പോലുള്ള ആഗോള വാര്‍ത്താവിനിമയ ശൃംഗലയുടെ നട്ടെല്ലാണ് ഇത്തരം ഭൂഖണ്ഡാന്തര കേബിളുകള്‍.

സംസക്തമായ പ്രകാശത്തിന്റെ സഹായത്തോടെ ഊര്‍ജത്തെ ഒരു സ്ഥലത്തുനിന്ന് മറ്റൊരിടത്തെത്തിക്കാന്‍ സഹായിക്കുന്ന ലേസര്‍, ഭാവിയില്‍ ഭൂമിയുടെ ഊര്‍ജാവശ്യങ്ങള്‍ക്കു പോലും പരിഹാരമാകുമെന്ന് ഗവേഷകലോകം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. അമേരിക്കയിലെ നാഷണല്‍ ഇഗ്നൈറ്റേഷന്‍ ഫെസിലിറ്റി (എന്‍.ഐ.എഫ്) എന്ന സ്ഥാപനം ഇത്തരമൊരു സാധ്യതയാണ് പരിശോധിക്കുന്നത്. അതിശക്തമായ 192 ലേസറുകളെ ഹൈഡ്രജന്‍ ഇന്ധനത്തിന്റെ ചെറിയൊരു ഗോളത്തിലേക്ക് ഒറ്റയടിക്ക് കേന്ദ്രീകരിക്കുക വഴി അണുസംയോജനം സാധ്യമാക്കാമെന്നും, അതില്‍ നിന്ന് വന്‍തോതില്‍ ഊര്‍ജം പുറത്തുവരുമെന്നും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. നക്ഷത്രങ്ങള്‍ക്കുള്ളില്‍ സംഭവിക്കുന്ന പ്രവര്‍ത്തനത്തെയാണ് ലേസറുകളുടെ സഹായത്തോടെ എന്‍.ഐ.എഫ്. ഭൂമിയില്‍ സൃഷ്ടിക്കാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നത്.

ഇതിന് സമാനമായ രീതിയില്‍ 'ഹിപ്പെര്‍' (HiPER) എന്നൊരു പദ്ധതിയുമായി മുന്നേറുകയാണ് യൂറോപ്യന്‍ ഗവേഷകര്‍. ഭാവിക്കുവേണ്ടിയുള്ള ചെറിയ തരത്തിലൊരു പവര്‍‌സ്റ്റേഷനാണ് പദ്ധതിയില്‍ രൂപപ്പെടുത്തുന്നത്. സൂര്യന്റെ കേന്ദ്രത്തിലേതിലും പത്തുമടങ്ങ് താപനിലയില്‍ വസ്തുക്കളെയെത്തിക്കാന്‍ ലേസറുകളുപയോഗിച്ച് കഴിയുമെന്ന്, ബ്രിട്ടനില്‍ സെന്‍ട്രല്‍ ലേസര്‍ ഫെസിലിറ്റിയിലെ ഡോ. കേറ്റ് ലാന്‍കാസ്റ്റര്‍ അറിയിക്കുന്നു. അത്തരത്തില്‍ അണുസംയോജനവും സാധ്യമാകും. ഏതായാലും ഭാവിക്കുള്ള ഒരു ലേസര്‍ സാധ്യതയാണത്.

ഇതുകൊണ്ടും ലേസറിന്റെ സാധ്യതകള്‍ അവസാനിക്കുന്നില്ല. വൈദ്യശാസ്ത്രമേഖലയില്‍ ലേസര്‍ ഇപ്പോള്‍ സര്‍വവ്യാപിയാണ്. ലോകത്തെ ഏറ്റവും ശക്തിയേറിയ ടെലിസ്‌കോപ്പുകള്‍, ബഹിരാകാശദൃശ്യങ്ങളെ കൂടുതല്‍ മിഴിവാര്‍ന്നതാക്കാന്‍ ലേസറിന്റെ സഹായമാണ് തേടുന്നത്. എന്തിന് ഇതുവരെ കൃത്യമായി നിര്‍ണയിക്കാന്‍ കഴിയാത്ത ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ തരംഗങ്ങളുടെ അളവെടുക്കാനും ആശ്രയമാകുന്നത് അമ്പത് വര്‍ഷം മുമ്പ് പിറവിയെടുത്ത ഈ സങ്കേതം തന്നെ.

ലേസറുകളുടെ സ്പന്ദനത്തോത് (pulse rate) ഏറ്റവും താഴ്ന്ന വിതാനത്തിലേക്ക് എത്തിക്കുമ്പോഴാണ് അവ കൂടുതല്‍ കരുത്താര്‍ജിക്കുന്നത്. സെക്കന്‍ഡിന്റെ പത്തുലക്ഷത്തിലൊന്നിന്റെ പത്തുലക്ഷത്തിലൊന്നിന്റെ ആയിരത്തിലൊരംശം (ഫെംറ്റോ സെക്കന്‍ഡ്) മാത്രം സ്പന്ദനത്തോതുള്ള ലേസറുകള്‍ ഇപ്പോള്‍ വികസിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. അറ്റോസെക്കന്‍ഡ് ലോസറുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിലാണ് ഗവേഷകര്‍ (അറ്റോസെക്കന്‍ഡ് എന്നാല്‍ സെക്കന്‍ഡിന്റെ പത്തുലക്ഷത്തിലൊന്നിന്റെ പത്തുലക്ഷത്തിലൊന്നിന്റെ പത്തുലക്ഷത്തിലൊരംശം!) അറ്റോസെക്കന്‍ഡ് തോതിലുള്ള ലേസറുകളുടെ സഹായത്തോടെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന പ്രവര്‍ത്തനം നേരില്‍ കാണാനാകുമെന്ന് ഗവേഷകര്‍ കരുതുന്നു.

ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാല്‍, ലേസറിന് 50 വര്‍ഷത്തിന്റെ ചെറുപ്പമാണിപ്പോള്‍. പ്രായമാകാന്‍ ഇനിയും സമയമെടുക്കും. എന്തൊക്കെയാവും ലേസര്‍ ഭാവിക്കായി കരുതിവെച്ചിരിക്കുന്നതെന്ന് കാലമാണ് തെളിയിക്കേണ്ടത്. (കടപ്പാട്: ഫിസിക്‌സ് വേള്‍ഡ്, എന്‍.ഐ.എഫ്).

4 comments:

JA said...

ലേസറില്ലാതെയുള്ള ലോകം ചിന്തിക്കാന്‍ പോലുമാകില്ല ഇന്ന്. പ്രൈസ് ടാഗില്‍ മുതല്‍ അണുസംയോജനത്തില്‍ വരെ ലേസര്‍വിദ്യ പ്രയോജനപ്പെടുന്നു. സര്‍വവ്യാപിയായി മാറിയിരിക്കുന്ന ലേസര്‍ കണ്ടെത്തിയിട്ട് ഞായറാഴ്ച അരനൂറ്റാണ്ട് തികയുന്നു.

Muhammed Shan said...

:)

സുനീഷ് said...

Atto second X-ray pulses are already developed using a method called high harmonic generation.

fahad said...

thx ur informasion