ఆధునిక ప్రపంచ నిర్మాతలు –జీవితాలలో చీకటి వెలుగులు -75
32-క్వాంటం సిద్ధాంతం కనుగొన్న –మాక్స్ ప్లాంక్
ఐన్ స్టీన్ సాపేక్ష సిద్ధాంతం ఎంతటి బ్రహ్మపదార్ధమో మాక్స్ ప్లాంక్ క్వాంటం దీరీ కూడా అలాంటిదే .జర్మనీదేశం లో కీల్ నగరం లో 23-4-1858న మాక్స్ ప్లాంక్ జన్మించాడు .అతనిజీవితకాలం జర్మన్ సామ్రాజ్య ఉత్తాన పతనాలతో ముడిపడి ఉంది .తండ్రి కాన్స్టి ట్యూషనల్ లా లో ప్రొఫెసర్ .సైన్సుకున్న మానవీయ బాధ్యతలను కొడుక్కి ఎప్పుడూ గుర్తు చేస్తుండేవాడు .దేనినైనా ప్రయోగాత్మక పరిశోధన తోనే నమ్మాలి అని బోధించేవాడు .
యువ ప్లాంక్ మ్యూనిచ్ లోని మాక్సి మిలీనియం జిమ్నేషియంలో లెక్కలు ముఖ్య విషయంగా చదివాడు .చిన్నప్పటినుండి ఈ ప్రపంచం మనిషికంటే ఎదోరకమైన స్వతంత్రాన్ని కలిగి ఉంది అనిపించేది .తండ్రితో బాటు అతని హైస్కూల్ టీచర్ మూలర్ కూడా ప్రోత్సహించాడు .హాస్యాన్ని మిళితం చేస్తూ ఆయన బోధించేవిధానం ప్లాంక్ కు బాగా నచ్చింది .’’కన్సర్వేషన్ ఆఫ్ ఎనర్జీ ‘’ని చాలా చక్కగా ఉదాహరణగా బోధించిన తీరు మర్చిపోలేదు .మూలర్ దాన్ని వివరిస్తూ ‘’ఒక పెద్ద రాయిని కట్టే బిల్డింగ్ మీదకు మనం ఏంతో శక్తి వినియోగించి చేర్చాలి .శక్తి ఎప్పుడూ నశించదు అది దానిలోకొన్నేళ్ళవరకు నిలవ ఉంటుంది .దురద్రుస్టవశాత్తు అది ఒకవేళ ఏదో ఒక రోజు అక్కడ పట్టు తప్పి వదులైతే ,దాచుకున్న శక్తినంతా దారినపోయే దానయ్య నెత్తిమీదపడి బుర్ర బద్దలు చేస్తుంది ‘’అని చెప్పాడు ప్లాంక్ ను ప్రభావితం చేసినవాడు మూలర్ .
హైస్కూల్ లో గ్రాడ్యుయేషన్ పూర్తీ చేసి మొదట మూడేళ్ళు మ్యూనిచ్ యూని వర్సిటిలో, మరో ఏడాది బెర్లిన్ యూనివర్సిటి లో చదివాడు .బెర్లిన్ లో హెల్మ్ హొల్ట్జ్ దగ్గర చేరాడు .ఆయన ఫిజియాలజిస్ట్మాత్రమె కాక ఫిజిసిస్ట్ కూడా .కాని బోధన ఆకర్షణీయంగా ఉండేదికాదు .ఆయనక్లాస్ అంటే బోర్ అనిపించేది .కాని ఫిజికల్ కెమిస్ట్ అయిన కిర్చాఫ్ ప్లాంక్ కు దేర్మో డైనమిక్స్ పై ఆసక్తికలిగించాడు .అందులో ముఖ్యంగా రెండవ ధర్మో డైనమిక్స్ లా పై అధిక ఆసక్తికలిగించాడు .దీనినే పరిశోధన అంశంగా తీసుకొని 1879లో డాక్టరేట్ పొందాడు .ఈ సూత్రమే మిగిలిన పరిశోధనలకు కేంద్రమైంది .అతని తెలివితేటలకు ప్రతిఫలంగా కీల్ యూని వర్సిటి లో 28 ఏళ్ళకే అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ అయ్యాడు .కిర్చాఫ్ మరణం తర్వాత బెర్లిన్ యూనివర్సిటిలో’’ ప్రొఫెసర్ ఎక్స్ట్రా ర్డినరస్ ‘’అయిపోయాడు .
1879 నుండి 1899 వరకు ఇరవై ఏళ్ళు ప్లాంక్ ‘’దేర్మల్ రేడియేషన్ ‘’సమస్యపై తీవ్రంగా పరిశోధనలు చేశాడు .అప్పటికి తెలిసిన విషయం ఏమిటి అంటే వేడివస్తువులు ఉష్ణ వికిరణం(రేడియేషన్ ) చేస్తాయి..ఉష్ణం ఇంకాపెరిగితే కాంతిని వెదజల్లుతాయి..వేడి ఎక్కువైతే ఈ కాంతి కనపడని ఇన్ఫ్రా రెడ్ నుండి ,కా౦తి హీన ఎరుపుకు , సిందూరం ఎరుపుకు (స్కార్లెట్ ) చివరికి పసుపు రంగు కు మారుతుంది .ఇంకా వేడి ఎక్కువైతే ‘’తెల్లని వేడి ‘’(వైట్ హాట్ )గా మారతాయి .ప్రతి ఉష్ణోగ్రత వద్ద వెలువడే రేడియేషన్ ను ప్రిజం (పట్టకం )ద్వారా విశ్లేషించ వచ్చు.అది కొన్ని రంగుల సమూహం గా ,ప్రతి రంగుకు ఒక నిర్దిష్ట వేవ్ లెంగ్త్ (తరంగ దైర్ఘ్యం )తో వెలువడుతుంది .ఉదాహరణకు ఒక ఇనప ముక్కను ఇలా పసుపు రంగు వచ్చేదాకా వేడి చేస్తే,అప్పుడది నిజంగానే రెడ్ ,ఆరంజ్ ,ఎల్లో ,గ్రీన్ బ్లూ రంగులసముదాయాన్ని ఇస్తుంది అందులో గ్రీన్ బ్లూ చాలా తక్కువ కాంతితో ఉంటె ఎల్లో చాలా ప్రకాశామానంగా ఉంటుంది .
కిర్చాఫ్ శాస్త్ర వేత్త ఇలా కనిపించే రంగులనేకాక ,రంగులపంపకం ఉష్ణం మీదనే తప్ప పదార్ధం మీద ఆధారపడి ఉండదు అని కనుక్కున్నాడు .ఈ స్వతంత్రం టెంపరేచర్ ,వేవ్ లెంగ్త్ లకే చెందిన ఒక ప్రక్రుతి సిద్ధాంతానికి దారి తీసింది . దీనిపై చాలాపరిశోధనలు జరిగాయి సిద్ధాంతాలు వచ్చాయి .కలర్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ విషయం లో ఏదైనా ఫార్ములా ఉండి ఉండాలని అనిపించింది ఈ డిస్ట్రిబ్యూషన్ వర్ణమాల (స్పెక్ట్రం )లో ఏదో కొద్ది మేర కే ఉన్నట్లు గమనించారు .
ఇప్పుడు మాక్స్ ప్లాంక్ ఒక కొత్త సూత్రం కనిపెట్టే పనిలోమునిగిపోయాడు . బ్లాక్ బాక్స్ అంటే బోలు గా ఉండే వస్తువు రేడియేషన్ పై పరిశోధన సాగించాడు . .దాన్ని వేడి చేస్తే దాని లోపలి ఒకవైపు గోడలు రేడియేషన్ ను వెదజల్లితే ,ఎదురుగా ఉండే గోడలు రేడియేషన్ ను హరి౦చి (అబ్సార్బ్ )నట్లు గమనించాడు .ఈ బ్లాక్ బాడీ లేక కేవిటీ రేడియేషన్ కోసం ‘’మెథడ్ ఆఫ్ లిమిట్స్ ‘’ను ఉపయోగించక తప్పదను కున్నాడు .ఇదిఫిజిక్స్ ,లెక్కలలో బాగా శక్తివంతమైన ఆయుధం వంటిది .ఎప్పుడైతే సూటిగా గణనకు (కంప్యుటేషన్ )కండిషన్లుఉపయోగపడవో అప్పుడే దీన్ని సంజీవినిలాగా వాడుతారు .ఇది ఒక కృత్రిమ నియమాన్ని (కండిషన్ )ను ఏర్పరచి మనం సాధించాలనుకొనే ఫలితానికి తోడ్పడుతుంది .అప్పుడు మనకు కావాల్సిన ఫార్ములా వస్తంది .ఇందులో అవాస్తవిక ఊహ (ఫాల్స్ అస్స ప్షన్ )కూడా ఉంటుంది .క్రమంగా క్రుత్రిమతను తగ్గించుకుంటూ సున్నా దాకా పోతారు.అప్పుడు మనం కోరుకొనే ఫార్ములా వస్తుంది అందులో కల్పించిన కృత్రిమత ఉండదు .ఇదేసరైన మాధానం గా అన్ని పరీక్షలకు తట్టుకొని నిలబడుతుంది.
ప్లాంక్ బ్లాక్ బాడీ రేడియేషన్ నిరంతర ప్రవాహం అని ,ప్రతిరంగు శక్తితో ఉంటుందని నమ్మాడు .ఇక్కడే ప్లాంక్ పొరబడ్డాడు .నిరంతరరేడియేషన్ ప్రవాహం గా కనిపించేదానిలో .చిన్న చిన్న శక్తి విస్ఫోటనాలు (బరస్ట్)ఉన్నాయి .ప్రతి విస్పోటనాకికి నిర్ణీత శక్తి ఉంటుంది .ముందు ఫార్ములా సాధించి తర్వాత వీటి సంగతి చూద్దాం అనుకొన్నాడు .చివరికి ప్లాంక్ ఫార్ములా ఖచ్చితంగా ప్రయోగాత్మక కొలతలకు సరిపోయింది .ఈ దశలో కొందరు శాస్త్ర వేత్తలు తమ కృత్రిమ ఊహలు నిజంగానే నిజమయ్యాయని భావించారు .కాని ప్లాంక్ పిరికి వాడుకాదు .తన పరిశోధన కృషిలో ,ప్రామాణికత పై అపార నమ్మకమున్నవాడు .అందుకే అన్ని రేడిఎంట్ ఏనర్జీలు విస్ఫోటనాలుగానే ,వాటివాటి నిర్దిష్ట శక్తిప్రమాణాలతో ప్రయాణం చేస్తాయి అని గట్టిగా చెప్పాడు .నిజం గా ప్రతి రంగుకు ఎనర్జీ ఫిక్స్ అయ్యే ఉంది .అది hc/lamda కు సమానం .ఇందులో’’ c’ అంటే కాంతివేగం ‘’,లామ్డా’’ అంటే ప్రతిరంగుకు ఉండే వేవ్ లెంగ్త్’’ ,h’’అంటే యూనివర్సల్ కాన్స్తంట్ ఆఫ్ నేచర్ .ఇప్పుడు దీన్నే ‘’ప్లాన్క్స్ కాన్స్టంట్’’అంటున్నారు .ఈ గణిత సూత్రానికి భావం ఏమిటంటే –నియాన్ బల్బ్ లోని వేడి ఆటం ఒక బ్లూ విస్ఫోటనం ఇవ్వటానికి ,రెడ్ లైట్ ఇవ్వటానికంటే ఎక్కువ ఎనర్జీ ని తీసుకొంటుంది .కారణం బ్లూ లైట్ కి వేవ్ లెంగ్త్ తక్కువ .దీనిని బట్టి కొంత ఎనర్జీ ఉన్న ఆటం దొరికితే ,ఒకే రంగుగల కాంతిని వెలువరించ వచ్చు .ఇది పిండితార్ధం .
అంతకుముందే ప్రేరణ పొందిన(ఎక్సైటేడ్) ఆటం పదార్దాన్నిబట్టి రంగులను వెలువరిస్తుందని , సోడియం వేపర్ కు దట్టమైన పసుపు రంగు ,స్వచ్చ నియాన్ ఎరుపురంగు ,మెర్క్యూరీ వేపర్ పర్పుల్ కలర్ ఇస్తాయని తెలుసుకొన్నారు .ఇప్పుడు ఈ పరిశోధనవలన ఆటం స్పెక్ట్రం ను చూసే అవకాశమేర్పడింది .వేవ్ లెంగ్త్ కు ఎనర్జీ కి ఉన్న సంబంధం వలన అయిన్ స్టీన్ ఫోటోఎలేక్త్రిక్ ప్రభావ సూత్రం కనిపెట్ట్టాడు .దీనితో ఘనపదార్ధాలఉష్ణ గ్రాహక శక్తిని కొలవగాలిగారు ఎక్స్ రేస్ ను ఖచ్చితం గా నియంత్రించ గలిగారు .సరైన కెమికల్ రియాక్షన్ సమయాలను గణించ గలిగారు .
ఈ భిన్నమైన శక్తి స్వభావాలు అంటే ‘’క్వాంటి జేషన్ ‘’లను పదార్ధానికి ,రేడియేషన్ కూ అప్ప్లై చేశారు .దీనితో ‘’వేవ్ మెకానిక్స్ ‘’ఏర్పడి కాంతి తరంగాలకు ఉన్న భిన్న స్వభావాలు అటామిక్ కణాలకూ ఉంటాయని తెలిసింది .మరింత పరిశోధనా ఫలితంగా రేడియో యాక్టివిటి పై మరింత విజ్ఞానం లభించి,న్యూక్లియర్ రియాక్షన్ లను ఊహించి(ప్రేడిక్ట్ )చేసి చెప్పగలిగారు..ట్రాన్స్మిటర్లను డిజైన్ చేయగలిగారు . ఇంకొంచెం ప్రగతి సాధించి ‘’హీజేన్ బెర్గ్ అన్ సర్టెన్ ప్రిన్సిపుల్ ‘’కు చేరుకొన్నారు .పదార్ధం లోని కణాలు తరంగాలకుండే ధర్మాలు కలిగిఉంటాయని తేలింది .కాని దాని స్థానం ఎక్కడ ఉంటుందో ఖచ్చితంగా చెప్పలేక పోయారు .సరస్సులో నీటి తరంగాలుగా ఉంటాయేతప్ప ఒకే చోట ఉంటు౦దని అనిపించలేదు .ఈ విషయాన్నే ‘’అన్ సర్టేనిటి ప్రిన్సిపుల్ ‘(అసం భావ్యత సూత్రం )చెప్పింది .కొన్నిసబ్ అటామిక్ పార్టికల్స్ లో ఈ లక్షణం ఉంది .దీని ఫిలసాఫికల్ ప్రాముఖ్యం మాత్రం బాగా విస్తరించింది .
సశేషం
మీ-గబ్బిట దుర్గా ప్రసాద్ -9-10-15-ఉయ్యూరు
.
సరసభారతి ఉయ్యూరు 