ఎలక్ట్రాన్ల ప్రపంచానికి   కొత్త ‘కాంతి పుంజం’

పియరీ అగోస్తినీ , ఫెరెంక్‌ క్రౌజ్,అన్నె ఎల్‌ హుయిలర్‌

ఫిజిక్స్‌లో ముగ్గురికి నోబెల్‌ 
భౌతిక శాస్త్రంలో ఈ ఏడాది ముగ్గురు శాస్త్రవేత్తలకు ప్రతిష్టాత్మక నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది. అమెరికాలోని ఒహాయో స్టేట్‌ యూనివర్సిటీకి చెందిన పియరీ అగోస్తినీ, జర్మనీలోని మాక్స్‌ప్లాంక్‌ ఇనిస్టిట్యూట్‌ ఆఫ్‌ క్వాంటమ్‌ ఆప్టిక్స్, లుడ్వింగ్‌ మాక్సిమిలియన్‌ యూనివర్సిటీ ఆఫ్‌ మ్యూనిచ్‌కు చెందిన ఫెరెంక్‌ క్రౌజ్, స్వీడన్‌లోని లుండ్‌ యూనివర్సిటీకి చెందిన అన్నె ఎల్‌ హుయిలర్‌ను ఈ బహుమతి వరించింది.  

24 ఫ్రేమ్స్‌ గురించి మీరు వినే ఉంటారు. సెకనుకు ఇరవై నాలుగు ఫ్రేమ్‌ల చొప్పున రీలు తిరిగితే తెరపై బొమ్మ, ఆట, పాట, మాట అన్నీ సవ్యంగా కనిపిస్తాయి! సినిమాకైతే ఇలా ఓకే కానీ పరమాణువుల్లోని ఎల్రక్టాన్లను చూడాలనుకోండి లేదా వాటి కదలికలను అర్థం చేసుకోవాలనుకోండి. అస్సలు సాధ్యం కాదు! ఈ అసాధ్యాన్నీ సుసాధ్యం చేయడంలో కీలకపాత్ర పోషించారు కాబట్టే పియరీ అగోస్తినీ, ఫెరెంక్‌ క్రౌజ్, అనే ఎల్‌ హుయిలర్‌ చేసిన ప్రయోగాలకు ఈ ఏటి భౌతికశాస్త్ర నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది. ఇంతకీ ఏమిటీ ప్రయోగాలు? వాటి ప్రయోజనాలేమిటి?  

అట్టోసెకను ఫిజిక్స్‌  
ఒక సెకను కాలంలో కాంతి ఎంత దూరం ప్రయాణిస్తుందో మీకు తెలుసా? మూడు లక్షల కిలోమీటర్లకు పిసరంత తక్కువ. మరి అట్టోసెకను కాలంలో? సెకను.. అర సెకను.. పావు సెకను తెలుసు కానీ ఈ అట్టోసెకను ఏమిటి? 3,711 కోట్ల సంవత్సరాల కాలంలో ఒక సెకను ఎంతో సెకనులో అట్టోసెకను అంతన్నమాట! ఇంకోలా చెప్పాలంటే.. టెన్‌ టు ద పవర్‌ ఆఫ్‌ మైనస్‌ 18. గందరగోళం లేకుండా ఉండాలని అనుకుంటే.. సూక్ష్మాతి సూక్ష్మమైన కాలావధి అని అనుకుందాం. ఇంత తక్కువ సమయంలోనూ కాంతి 0.3 మైక్రోమీటర్లు లేదా ఒక వైరస్‌ పొడవు అంత దూరం ప్రయాణించగలదు.

ఈ సంవత్సరం భౌతికశాస్త్ర నోబెల్‌ ప్రైజ్‌ గ్రహీతలు ఇంత సూక్ష్మస్థాయిలో కాంతి పుంజాలను విడుదల చేయగల టెక్నాలజీని అభివృద్ధి చేయడంలో కీలకపాత్ర పోషించారు. ముందుగా చెప్పుకున్నట్లు ఎల్రక్టాన్ల కదలికలు, కాంతికి, పదార్థానికి మధ్య ఉన్న సంబంధాలను అర్థం చేసుకునేందుకు ఈ అట్టోసెకను ఫిజిక్స్‌ చాలా ఉపయోగపడుతుంది. అంతేకాదు.. వీరి ప్రయోగాల పుణ్యమా అని అణువులు, పరమాణువుల లోపలి కణాలను మరింత క్షుణ్నంగా అర్థం చేసుకునేందుకు ఆస్కారం ఏర్పడింది.  

కాంతి పుంజాల విశ్లేషణ  
2001లో అమెరికాకు చెందిన పియరీ అగోస్తినీ ఈ అట్టోసెకను కాంతి పుంజాలను ఉత్పత్తి చేయడం మాత్రమే కాకుండా సుమారు 250 అట్టోసెకన్ల కాలం ఉండే కాంతి పుంజాలను విశ్లేషించడంలోనూ విజయం సాధించారు. ఈ కాలంలోనే జర్మనీకి చెందిన ఫెరెంక్‌ క్రౌజ్‌ కూడా ఈ అట్టోసెకను కాంతి పుంజాలపై పరిశోధనలు చేస్తూండేవారు. కాకపోతే ఈయన 650 అట్టోసెకన్ల కాలపు కాంతి పుంజాన్ని వేరు చేయడంలో విజయవంతం కావడం గమనార్హం.

ఒకప్పుడు అసాధ్యం అని అనుకున్న ప్రాసెస్‌లను కూడా గమనించడం ఈ ముగ్గురు శాస్త్రవేత్తలు చేసిన ప్రయోగాల వల్ల ఇప్పుడు వీలైంది. ‘‘ఎలక్ట్రాన్ల ప్రపంచానికి ఈ ప్రయోగాలు తలుపులు తెరిచాయి. అట్టోసెకన్‌ ఫిజిక్స్‌ ద్వారా ఎల్రక్టాన్లలో జరుగుతున్న కార్యకలాపాలను గమనించడం వీలైంది. ఇకపై ఈ విషయాలను వాడుకోవడం ఎలా? అన్నది మొదలవుతుంది’’ అని నోబెల్‌ అవార్డు భౌతిక శాస్త్ర కమిటీ అధ్యక్షులు ఎవా ఓల్సన్‌ వ్యాఖ్యానించడం విశేషం.   

వ్యాధుల నిర్ధారణలోనూ ఉపయోగకరం  
ఈ అట్టోసెకను ఫిజిక్స్‌ను ఎల్రక్టానిక్స్‌లో సమర్థంగా ఉపయోగించుకునేందుకు అవకాశముంది. ఎల్రక్టాన్లు ఏ రకమైన పదార్థంతో ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో తెలుసుకోగలిగితే.. అతితక్కువ విద్యుత్తును ఉపయోగించుకుని మరింత సమర్థంగా పనిచేయగల ఎల్రక్టానిక్‌ పరికరాలను తయారు చేయడం వీలవుతుంది. ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహాన్నే మనం విద్యుత్తు అంటామన్నది తెలిసిందే. వేర్వేరు మూలకాలను గుర్తించేందుకు అట్టోసెకను కాంతి పుంజాలు ఉపయోగపడతాయి కాబట్టి.. భవిష్యత్తులో వ్యాధుల నిర్ధారణకు కూడా వీటిని వాడుకోవడం వీలవుతుంది.    – సాక్షి, నేషనల్‌ డెస్క్‌   

1987లో శ్రీకారం  
అట్టోసెకను కాలపు కాంతి పుంజాలతో ఫొటోలు తీస్తే అణువులు, పరమాణువుల్లో జరిగే కార్యకలాపాలేమిటన్నది స్పష్టంగా తెలుస్తాయి. ఈ అట్టోసెకను కాంతి పుంజాల తయారీకి 1987లో స్వీడన్‌కు చెందిన ఎల్‌ హుయిలర్‌ శ్రీకారం చుట్టారని చెప్పాలి. అప్పట్లో ఈ శాస్త్రవేత్త జడ వాయువు గుండా పరారుణ కాంతిని ప్రసారం చేసినప్పుడు వేర్వేరు ఛాయలున్న రంగులు బయటకొస్తున్నట్లు గుర్తించారు. ఒక్కో ఛాయ పరారుణ కాంతి జడ వాయువులోని పరామాణువులతో జరిపిన పరస్పర చర్యల ఫలితం. కొన్ని ఎల్రక్టాన్లు ఈ లేజర్‌ కిరణాల ద్వారా అదనపు శక్తి పొంది దాన్ని విడుదల చేస్తూంటాయి అన్నమాట. ఈ అంశంపై ఎల్‌ హుయిలర్‌ తన ప్రయోగాలు కొనసాగించగా ఆ తరువాతి కాలంలో అనేక కీలకమైన ఫలితాలు లభించాయి. 

సెకను కంటే తక్కువ సమయాన్ని ఇలా సూచిస్తారు 

•  సెకనులో     వెయ్యో వంతు... ఒక మిల్లీ సెకను 
• మిల్లీ సెకనులో వెయ్యో వంతు.. ఒక మైక్రో సెకను 
• ఒక మైక్రో సెకనులో వెయ్యో వంతు... ఒక నానో సెకను 
• ఒక నానో సెకనులో వెయ్యో వంతు.. ఒక పికో సెకను  
•  ఒక పికో సెకనులో వెయ్యో వంతు.. ఒక ఫెమ్టో సెకను (లాసిక్‌ కంటి శస్త్రచికిత్సల్లో ఈ స్థాయి లేజర్‌ కిరణాలను వాడతారు) 
• ఒక ఫెమ్టో సెకనులో వెయ్యో వంతు.. ఒక అట్టో సెకను