ಹರಳಿನರಿಮೆಗೆ ನೂರರ ಹಬ್ಬ – ಬಾಗ 1

– ರಗುನಂದನ್.

ವಿಶ್ವ ಒಕ್ಕೂಟವು(United Nations) 2014 ವರುಶವನ್ನು ನಡುನಾಡಿನ ಹರಳಿನರಿಮೆಯ ವರುಶ(International Year of Crystallography) ಎಂದು ಸಾರಿದೆ.

ಎಕ್ಸ್-ಕದಿರುಗಳನ್ನು(X-rays), ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಹರಳುಗಳ(crystal) ಒಳ ಇಟ್ಟಳವನ್ನು(internal structure) ಕಂಡುಕೊಳ್ಳುವ ಅರಿಮೆಗೆ 2014 ಕ್ಕೆ ನೂರು ವರುಶ ತುಂಬುತ್ತದೆ. ಅದರ ನೆನಪಿಗಾಗಿ ವಿಶ್ವ ಒಕ್ಕೂಟವು ಈ ವರುಶವನ್ನು ಹರಳಿನರಿಮೆಯ ವರುಶ ಎಂದು ಆಚರಿಸುತ್ತಿದೆ. ಇಂದು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಅರಿಮೆಯ ರಂಗಗಳಲ್ಲಿ ಹರಳಿನರಿಮೆಯ ಚಳಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ವಸ್ತುಗಳ ಒಳಗೆ ಇರುವ ನಿರುಗೆ(arrangement)ಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುಗಳ ಒಳಗೆ ಅಣುಗಳು ಯಾವ ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಣೆದುಕೊಂಡಿವೆ ಎಂಬುದು ತುಂಬಾ ಮುಕ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.

ಎತ್ತುಗೆಗೆ – ವಜ್ರ ಮತ್ತು ಗ್ರಾಪಯ್ಟ್ ಎರಡೂ ಕೂಡ ಕರ್‍ಪಿನ(carbon) ಅಣುಗಳಿಂದಲೇ ತುಂಬಿರುವುದು. ಆದರೆ ಒಳಗೆ ಅಣುಗಳು ಯಾವ ಒಡ್ಡವದಲ್ಲಿ(pattern) ಹರಡಿದೆ ಎಂಬುದು ಅದರ ಗುಣಪರಿಚೆಗಳು(properties) ತೀರ್‍ಮಾನ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ನಮಗೆ ಗೊತ್ತಿರುವಂತೆ ವಜ್ರ ತುಂಬಾ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ವಸ್ತು ಆದರೆ ಗ್ರಾಪಯ್ಟ್ ಮೆತ್ತಗಿರುತ್ತದೆ. ಹತ್ತೊಂಬತ್ತನೇ ನೂರೇಡಿನ(century) ಕಡೆಗೆ ಅಂದರೆ 1880-90ರ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಪುರುಳರಿಮೆಯಲ್ಲಿ(physics) ಸಾಕಶ್ಟು ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಆಗಲಿಕ್ಕೆ ಮೊದಲಾದವು. ನ್ಯೂಟನ್‍ನ ಜರುಗಾಟದ ಕಟ್ಟಲೆಗಳನ್ನು(Newton’s laws of motion) ಕಡು ಚಿಕ್ಕದಾದ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ತುಣುಕುಗಳಿಗೆ(atoms and particles) ಬಳಸುವುದಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತದೋ ಇಲ್ಲವೋ ಎಂಬ ಕೇಳ್ವಿ ಎಲ್ಲೆಡೆ ಕೇಳಿಬರುತ್ತಿತ್ತು. ಅದರೊಟ್ಟಿಗೆ ಬೆಳಕು ಅಲೆಯೋ ಇಲ್ಲವೇ ತುಣುಕೋ ಎಂಬ ಇಬ್ಬಗೆ(wave particle duality)ಯ ಬಗ್ಗೆ ಸಾಕಶ್ಟು ಚರ್‍ಚೆ ಏರ್‍ಪಟ್ಟಿತ್ತು. ಆ ಹೊತ್ತಿಗೆ ಅರಿಮೆಗಾರರಿಗೆ ಕಡು ಚಿಕ್ಕ ವಸ್ತುಗಳಾದ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ತುಣುಕುಗಳ ಬಗೆಗಿನ ಕುತೂಹಲ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಾ ಹೋಯಿತು.

ಅಣು ಮತ್ತು ತುಣುಕುಗಳು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾದ್ದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ಬರಿಗಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ನೋಡಲಿಕ್ಕೆ ಆಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬುದು ತಿಳಿದಿರುವ ವಿಶಯ. ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣುವ ವಸ್ತುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಯಗಲಕ್ಕಿಂತ(wavelength of light) ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಬೆಳಕಿನ ಅಲೆಯಗಲ 400 nm ಇಂದ 700nm ವರೆಗೂ ಹರಡಿದೆ. ಅಂದರೆ ವಸ್ತು ಚಿಕ್ಕ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿ ಅಗುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ ಅದನ್ನು ಪತ್ತೆಮಾಡುವ ಕದಿರುಗಳ ಅಲೆಯಗಲ ಕೂಡ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗಬೇಕು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ತುಣುಕುಗಳ ಪಾಟಿ ಆಂಗ್ಸ್ಟ್ರಾಮ್(10^-10m) ಮತ್ತು ನಾನೋಮೀಟರ್ (10^-9m) ಹರವಿನಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ ಈ ಕಡು ಚಿಕ್ಕ ವಸ್ತುಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಅರಿಯಲು ಅಶ್ಟೇ ಚಿಕ್ಕ ಅಲೆಯಗಲವುಳ್ಳ ಕದಿರುಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.
ಮೇಲಿನ ತಿಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಎಕ್ಸ್-ಕದಿರುಗಳು ಒಂದು ಹರಳಿನ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದಾಗ ಎದುರಿನ ತೆರೆಯ ಮೇಲೆ ಯಾವ ರೀತಿಯ ಚುಕ್ಕಿಯ ವಿನ್ಯಾಸವೊಂದನ್ನು ಹೊಮ್ಮಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು.

ಮುಂದಿನ ಬರಹಗಳಲ್ಲಿ ಹರಳಿನರಿಮೆಗೆ ಕುರಿತಾಗಿ ಮತ್ತಶ್ಟು ತಿಳಿದುಕೊಳ್ಳೋಣ.

(ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ ಸೆಲೆ: ಬರಹಗಾರರನ್ನು ಸಂಪರ್‍ಕಿಸಿ)