విశ్వ రహస్యాలు.. వినూత్న బ్యాటరీ

జేమ్స్‌ పీబుల్స్‌, డిడియర్‌ క్యులోజ్‌, మైఖేల్‌ మేయర్‌

స్టాక్‌హోమ్‌: ముగ్గురు అంతరిక్ష పరిశోధకులు.. కెనడియెన్‌ అమెరికన్‌ జేమ్స్‌ పీబుల్స్, స్విట్జర్లాండ్‌కు చెందిన మైఖేల్‌ మేయర్, డిడియర్‌ క్యులోజ్‌లకు 2019 సంవత్సరానికి భౌతిక శాస్త్ర నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది. వీరిలో పీబుల్స్‌కు ప్రైజ్‌ మనీ(9.14 లక్షల అమెరికన్‌ డాలర్లు – రూ. 6.5 కోట్లు)లో సగం, మిగతా ఇద్దరికి తలా 25 శాతం అందుతుందని రాయల్‌ స్వీడిష్‌ అకాడమీ ఆఫ్‌ సైన్సెస్‌ మంగళవారం ప్రకటించింది. బిగ్‌ బ్యాంగ్‌ అనంతరం విశ్వం ఎలా రూపాంతీకరణ చెందినదనే విషయంపై జేమ్స్‌ పీబుల్స్‌ చేసిన పరిశోధనలకు గాను ఈ పురస్కారానికి ఎంపిక చేసినట్లు అకాడెమీ పేర్కొంది.

1995 అక్టోబర్‌లో తొలిసారి మన గ్రహ వ్యవస్థకు ఆవల, సూర్యుని తరహా నక్షత్రం చుట్టూ పరిభ్రమిస్తున్న ఓ గ్రహాన్ని గుర్తించినందుకు స్విస్‌ పరిశోధకులు మేయర్, క్యులోజ్‌లకు ఈ అవార్డ్‌ అందజేయనున్నట్లు తెలిపింది. ఈ ముగ్గురి పరిశోధనలు విశ్వంపై మన అవగాహనను మరింత పెంచాయని రాయల్‌ స్వీడిష్‌ అకాడమీ ఆఫ్‌ సైన్సెస్‌ సెక్రటరీ జనరల్‌ గోరన్‌ హాన్సన్‌ ప్రశంసించారు. విశ్వంలో మనకు తెలిసిన గ్రహాలు, నక్షత్రాలు, ఇతర వివరాలు కేవలం 5 శాతమేనని, మిగతా 95 శాతం మనకు తెలియని కృష్ణ పదార్థం(డార్క్‌ మాటర్‌), దాని శక్తేనని పీబుల్స్‌ పరిశోధనల ద్వారా వెల్లడైనట్లు చెప్పారాయన.

  డార్క్‌ మాటర్, డార్క్‌ ఎనర్జీలపై ఇంకా పరిశోధనలు జరగాల్సిన అవసరం ఉందని, అవార్డ్‌ ప్రకటన అనంతరం ఒక ఇంటర్వ్యూలో 84 ఏళ్ల పీబుల్స్‌ స్పష్టం చేశారు. ప్రిన్స్‌టన్‌ యూనివర్సిటీలో సైన్స్‌ బోధిస్తున్న పీబుల్‌.. ఎంతో ఆసక్తి ఉంటే తప్ప సైన్స్‌ వైపు రావద్దని విద్యార్థులకు సూచించారు. యూనివర్సిటీ ఆఫ్‌ జెనీవాలో ప్రొఫెసర్లుగా ఉన్న మేయర్‌(77), క్యులోజ్‌(53)లు 1995లో ఫ్రాన్స్‌లోని తమ అబ్జర్వేటరీ నుంచి సూర్యుడి నుంచి 50 కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న మరో సూర్యుడి తరహా నక్షత్రం చుట్టూ తిరుగుతున్న ఒక గ్రహాన్ని గుర్తించారు. అది మన గ్రహవ్యవస్థకు ఆవల గురు గ్రహ పరిమాణంలో ఉంది. ఆ గ్రహానికి ‘51 పెగాసస్‌ బీ’ అని నామకరణం చేశారు.

97 ఏళ్ల వయస్సులో... నోబెల్‌ వరించింది
లిథియం–అయాన్‌ బ్యాటరీ రూపకర్తలైన ముగ్గురు శాస్త్రవేత్తలకు రసాయన శాస్త్రంలో నోబెల్‌ పురస్కారాన్ని బుధవారం ప్రకటించారు. అమెరికాకు చెందిన జాన్‌ గుడినఫ్, బ్రిటన్‌ శాస్త్రవేత్త స్టాన్లీ విటింగ్‌హమ్, జపాన్‌కు చెందిన అకిరా యోషినొలు 9,14,000(రూ. 6.5 కోట్లు) అమెరికా డాలర్ల ప్రైజ్‌మనీని సమంగా పంచుకుంటారు. వీరిలో 97 ఏళ్ల వయసులో ఈ పురస్కారం అందుకోనున్న గుడినఫ్‌.. నోబెల్‌ పురస్కార గ్రహీతల్లో అత్యంత పెద్ద వయస్కుడు కావడం విశేషం. ‘వీరు రూపొందించిన తక్కువ బరువుండే రీచార్జ్‌ చేయగల లిథియం బ్యాటరీలు ఎలక్ట్రానిక్‌ రంగంలో చరిత్ర సృష్టించాయి. మొబైల్‌ ఫోన్స్, ల్యాప్‌టాప్స్, ఎలక్ట్రిక్‌ వాహనాల్లో వీటినే వినియోగిస్తున్నారు. ఇవి సౌర, పవన శక్తిని సైతం స్టోర్‌ చేసుకోగలవు. శిలాజేతర ఇంధన రహిత సమాజం సాధ్యమయ్యేలా వీరి పరిశోధనలు ఉపకరించాయి’ అని నోబెల్‌ కమిటీ ప్రశంసించింది. 1991లో మార్కెట్లోకి ప్రవేశించినప్పటి నుంచి ఈ లిథియం బ్యాటరీలు మన జీవితాల్లో పెద్ద మార్పును తీసుకువచ్చాయని పేర్కొంది.   

 స్టాన్లీ విటింగ్‌హమ్‌, జాన్‌ గుడినఫ్‌, అకిరా యోషినొ

కనిపించేది 5 శాతమే
బిగ్‌బ్యాంగ్‌ తర్వాత ఏం జరిగిందంటే...

జేమ్స్‌ ఆవిష్కరించిన విశ్వ రహస్యాలేమిటి? సుమారు 24 ఏళ్ల క్రితమే సౌరకుటుంబానికి ఆవల తొలి ఎక్సోప్లానెట్‌ను గుర్తించిన మేయర్, డిడీర్‌ల పరిశోధన ఏమిటి?
సుమారు 1470 కోట్ల ఏళ్ల క్రితం ఓ భారీ విస్ఫోటనం (బిగ్‌ బ్యాంగ్‌) కారణంగా ఈ విశ్వం పుట్టిందని మనం విన్నాం. అణువంత ప్రాంతంలోనే పదార్థమంతా అత్యధిక వేడి, సాంద్రతతో ఉన్నప్పుడు జరిగిన విస్ఫోటనం తరువాత ఏర్పడ్డ విశ్వం క్రమేపీ చల్లబడటంతోపాటు విస్తరించడమూ మొదలైంది. సుమారు నాలుగు లక్షల సంవత్సరాల తరువాతి నుంచి విశ్వం మొత్తం పారదర్శకంగా మారిపోవడంతో బిగ్‌బ్యాంగ్‌ కాలం నాటి కాంతి సుదూర ప్రాంతాలకు ప్రయాణించడం మొదలైంది.

కాస్మిక్‌ బ్యాక్‌గ్రౌండ్‌ రేడియేషన్‌ అని పిలిచే ఈ కాంతి ద్వారా విశ్వం తాలూకూ ఆనుపానులు అనేకం తెలుసుకోవచ్చునని జేమ్స్‌ పీబుల్స్‌ చెబుతారు. 1960లలోనే ఈయన విశ్వం నిర్మాణం, విస్తృతి వంటి అంశాలపై పలు ఆవిష్కరణలు చేశారు. పీబుల్స్‌ చెప్పేది ఏమిటంటే... విశ్వంలో మొత్తం కిలో గ్రాము పదార్థం ఉందనుకుంటే.. మన చుట్టూ ఉన్న చెట్టూ చేమ, కంటికి కనిపించే గ్రహాలు, నక్షత్రాలు, కనిపించని ఇతర పదార్థమూ కలుపుకుని ఉన్నది 50 గ్రాములే. మిగిలిన 950 గ్రాముల పదార్థం కృష్ణశక్తి, కృష్ణ పదార్థం. ఈ రెండింటి వివరాలు తెలుసుకోవడం ఈనాటికీ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు ఓ సవాలే.  

మరో ప్రపంచం, నవలోకం!
1995లో మైకేల్‌ మేయర్, డిడీర్‌ క్వెలోజ్‌లు తొలిసారి సౌరకుటుంబానికి ఆవల మన పాలపుంతలోనే ఇంకో గ్రహం ఉన్నట్లు గుర్తించారు. ఫ్రాన్స్‌లోని హాట్‌ ప్రావిన్స్‌ ్ఞఅబ్జర్వేటరీలో పరిశోధనలు చేసిన వీరు గుర్తించిన తొలి ఎక్సోప్లానెట్‌ పేరు పెగాసీ 51బి. ఇది మన గురుగ్రహాన్ని పోలి ఉంటుంది. అప్పటివరకూ సౌర కుటుంబానికి ఆవల గ్రహాలుండవన్న అంచనాతో ఉన్న భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఆ తరువాత బోలెడన్ని పెద్ద గ్రహాలను గుర్తించారు.

నాసా ప్రయోగించిన హబుల్, కెప్లర్‌ టెలిస్కోపులు పంపిన సమాచారం ఆధారంగా చూస్తే ఇప్పటివరకూ సుమారు 4000 ఎక్సో ప్లానెట్లను గుర్తించినట్లు తెలుస్తుంది. ఇదంతా ఆకాశంలో ఒక దిక్కున చిన్న ప్రాంతానికి సంబంధించినదే. ఆకాశం మొత్తాన్ని జల్లెడ పడితే వేల, లక్షల సంఖ్యలో ఎక్సోప్లానెట్లు గుర్తించవచ్చనేది అంచనా. గ్రహాల రూపురేఖలు, నిర్మాణాలపై శాస్త్రవేత్తలకు ఉన్న అవగాహన మొత్తాన్ని వీరిద్దరూ మార్చేశారనడంలో ఏమాత్రం సందేహం లేదు. చుట్టూ ఉన్న గ్రహాల గురుత్వాకర్షణ ప్రభావానికి గురయ్యే నక్షత్రాల కాంతిలో మార్పులొస్తుంటాయి. ఈ మార్పుల ఆధారంగానే మేయర్స్, డీడీర్‌లు పెగాసీ 51బీని గుర్తించారు.   

ఎలక్ట్రానిక్‌ శకానికి నాంది
స్మార్ట్‌ఫోన్లు మొదలుకొని... విద్యుత్తు బస్సుల వరకూ అన్నింటినీ నడిపే అత్యంత శక్తిమంతమైన బ్యాటరీని తయారు చేసిన శాస్త్రవేత్తల త్రయమే స్టాన్లీ విటింగ్‌హ్యామ్, జాన్‌ గుడ్‌ఇనఫ్, అకిర యోషినో. తేలికగా ఉంటూ... పలుమార్లు రీచార్జ్‌ చేసుకునేందుకు అవకాశం కల్పించే లిథియం అయాన్‌ బ్యాటరీతో దైనందిన జీవితంలో వచ్చిన మార్పులు అన్నీ ఇన్నీ కావు. సౌర, పవన విద్యుత్తును సమర్థంగా తనలో నిక్షిప్తం చేసుకోగల ఈ బ్యాటరీలు.. పెట్రోలు, డీజిళ్లపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించి పర్యావరణానికి ఎంతో మేలు చేశాయి.  


పెట్రో పొగలతో మార్పు..
1970ల్లో పెట్రోలు, డీజిళ్ల వినియోగం పెరిగాక నగరాలు నల్లటి పొగలో కూరుకుపోయాయి. పైగా ఈ శిలాజ ఇంధనాలు ఏనాటికైనా కరిగిపోక తప్పదన్న అంచనాలు బలపడటంతో ప్రత్యామ్నాయాల కోసం ప్రయత్నాలు మొదలయ్యాయి. ఈ సమయంలోనే స్టాన్లీ విటింగ్‌హ్యామ్‌ కాథోడ్‌ తయారీ కోసం ఓ వినూత్నమైన పదార్థాన్ని గుర్తించారు. టైటానియం డైసల్ఫైడ్‌ అతితక్కువ స్థలంలో ఎక్కువ మోతాదులో విద్యుత్తును నిల్వ చేసుకోగలదని గుర్తించారు.

మెటాలిక్‌ లిథియంతో తయారైన ఆనోడ్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు రెండు వోల్టుల సామర్థ్యమున్న తొలి లిథియం అయాన్‌ బ్యాటరీ తయారైంది. మరోవైపు స్టాన్లీ విటింగ్‌హ్యామ్‌ ఆవిష్కరణ గురించి తెలుసుకన్న జాన్‌ గుడ్‌ ఇనఫ్‌... అందులోని కాథోడ్‌ను మెటల్‌ సల్ఫైడ్‌తో కాకుండా మెటల్‌ ఆక్సైడ్‌తో తయారు చేస్తే సామర్థ్యాన్ని మరింత పెంచవచ్చునని కనుగొన్నారు. కోబాల్ట్‌ ఆక్సైడ్‌ను వాటం ద్వారా సామర్థ్యాన్ని నాలుగు వోల్టులకు పెంచగలిగారు. అంతేకాదు.. బ్యాటరీలను ఫ్యాక్టరీల్లోనే చార్జ్‌ చేయాల్సిన అవసరం లేదని కూడా చెప్పారు. 1980లో గుడ్‌ ఇనఫ్‌ ఈ అంశాలపై ప్రచురించిన పరిశోధన వ్యాసాలు వైర్‌లెస్‌ రీచార్జబుల్‌ బ్యాటరీల శకానికి నాంది పలికాయి.

చిన్న సైజు బ్యాటరీల కోసం యోషినో ప్రయత్నాలు...
ఎలక్ట్రానిక్‌ పరికరాల్లో చిన్న బ్యాటరీల తయారీ అవసరమని గుర్తించిన అకిర యోషినోతో ఆ దిశగా పరిశోధనలు చేపట్టారు. ఆసాహీ కాసై కార్పొరేషన్‌లో పనిచేస్తున్న ఆయన గుడ్‌ ఇనఫ్‌ బ్యాటరీల్లో కార్బన్‌ ఆధారిత ఆనోడ్‌ను చేర్చేందుకు ప్రయత్నించారు. పెట్రోలియం కోక్‌ను వాడినప్పుడు వచ్చిన ఫలితాలు ఆశాజనకంగా ఉండటంతో ప్రస్తుతం మనం వాడుతున్న లిథియం అయాన్‌ బ్యాటరీ రూపుదిద్దుకుంది. తేలికగా ఉండటం, అత్యధిక సామర్థ్యం కలిగి ఉండటం యోషినో బ్యాటరీల ప్రత్యేకత. పైగా ఎక్కువసార్లు చార్జింగ్‌ చేసుకునేందుకూ వీలూ ఉంది. 1991లో వాణిజ్యస్థాయిలో లిథియం అయాన్‌ బ్యాటరీల తయారీ మొదలు కావడంతో మొబైల్‌ఫోన్ల సైజు తగ్గడంతోపాటు అరచేతిలో ఇమిడిపోయే ల్యాప్‌టాప్, ట్యాబ్లెట్లూ, ఎంపీ3 ప్లేయర్లు అందుబాటులోకి వచ్చేశాయి. అప్పటి నుంచి ఇప్పటివరకూ మరింత శక్తిమంతమైన బ్యాటరీ కోసం శాస్త్రవేత్తలు ప్రయత్నాలు చేస్తున్నా సాధించింది కొంతే.  

– సాక్షి నాలెడ్జ్‌ సెంటర్‌