மின்னணு

பிரிட்டனைச் சார்ந்த இயற்பியல் அறிஞர் ஜே.ஜே.தாம்சன் 1897இல் எலக்ட்ரான் எனப்படும் மின்னணுவைக் கண்டுபிடித்தவர். எந்த ஒரு பொருளும் மின்னணுக்களைக் கொண்டுள்ளது என்பதை நிரூபித்தவரும் அவரே. கேதோட் கதிர்களின் (Cathode Rays) உள்கட்டமைப்பைப் பற்றிய சிக்கலான வினாவிற்கு விடை காண அறிவியல் அறிஞர்கள் முயற்சி செய்துகொண்டு இருந்தபோது இக்கண்டுபிடிப்பு நிகழ்ந்தது. 

பிரிட்டனைச் சார்ந்த மற்றொரு அறிவியல் அறிஞர் சர். வில்லியம் குரூக்ஸ் என்பவர்தான் கேதோட் கதிரைக் கண்டுபிடித்தவர். ஒரு கண்ணாடிக் குழாயிலிருந்த காற்று முழுவதையும் வெளியேற்றி, அதில் வெற்றிடத்தை உருவாக்கி, பின்னர் வலிமை வாய்ந்த மின்னழுத்தத்தை வெற்றிடக் குழாயினுள் செலுத்தி, அதன் மூலம் கேதோட் கதிர் கண்டறியப்பட்டது. பின்னாளில் ஜெர்மன் நாட்டு அறிவியல் அறிஞர் வில்லியம் பாண்ட்ஜன் என்பவர் இதே வெற்றிடக் குழாயை எக்ஸ்-கதிர்களைக் கண்டறியப் பயன்படுத்தினார். 

அந்நாளில் அறிவியல் அறிஞர்களிடையே இரண்டு செய்திகள் பற்றி மிகத் தீவிரமான விவாதம் நடைபெற்று வந்தது. கேதோட் கதிர்கள் என்பவை மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்களின் தொகுதி என அறிஞர் தாம்சன் நம்பினார்; ஆனால் கேதோட் கதிர்களுக்கும், மின் துகள்களுக்கும் இடையே பெரும் வேறுபாடு இருப்பதாகவும், அவை இரண்டும் முழுக்க, முழுக்க வெவ்வேறானவை எனவும் பிற அறிஞர்கள் கருதினர். 

கேதோட் கதிர்கள் கண்ணாடிக் குழாயின் சுவர்ப் பகுதிகளைத் தாக்கும்போது, தனித் தன்மை வாய்ந்ததோர் ஒளி வீசுவது தெரிய வந்ததால் அவர்களது கருத்தும் சரியாகவே காணப்பட்டது. மாறாக மின்னணுக்களைக் கண்களால் பார்க்க முடியவில்லை. இருப்பினும், கேதோட் கதிர்கள், உண்மையில் கதிர்கள் அல்ல என்றும் தொடர்ந்து வரும் மின்னூட்டம் பெற்ற துகள்கள் என்றும் தாம்சன் தமது ஆய்வுகளின் வாயிலாக நிரூபித்தார். ஏற்கனவே கூட கேதோட் கதிர்களை எத்தகைய காந்தப் புலம் மற்றும் மின்சாரத்தின் வாயிலாகவும் விலக வைக்க முடியும் என தாம்சன் அவர்களே நிரூபித்தார். அதாவது கேதோட் கதிர்கள் மின்னணுத் துகள்களின் தொகுதி என்பது உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. மேலும் மின்னணுவின் நிறை ஹைடிரஜன் அணுவின் 1/2000 பங்கு என்று தாம்சன் கணக்கிட்டுக் கூறினார். மின்னணுவின் வேகத்தையும் கணக்கிட்டு, நொடிக்கு 2,56,000 கி.மீ. வேகத்தில் செல்லக்கூடியது என அவர் கூறினார். 

மின்னணுவின் கண்டுபிடிப்பு தொலைக்காட்சி போன்றவற்றின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுத்தது. தொலைக்காட்சியில் பயன்படுத்தப் பெறும் படக்குழாய் உண்மையில் கேதோட் கதிர்க் குழாயே ஆகும்; அதில் மின்துகள்கள் மிக விரைவாக விலக்கிச் செலுத்தப்படுகின்றன. இவ்விலக்கலிலிருந்தே படத்தின் உருவ நேர்ப்படி உருவாகி அதன் படிமம் வெளிப்படுத்தப் படுகிறது. 

இருப்பினும் சில அறிவியல் அறிஞர்கள் மின்னணுக்களுக்கு உரிய இடத்தை ஒப்புக்கொள்ளத் தயங்கினர். இந்நிலையில் தாம்சனின் மாணவரான சார்லஸ் டி.ஆர்.வில்சன் என்பவர் மின்னணுவின் ஒளிப்படத்தை எடுக்கும் முயற்சியை மேற்கொண்டார். ஆனால் மின்னணு ஹைடிரஜன் அணுவில் 1/2000 பங்கே இருக்கும் மிக மிகச் சிறிய துகள் என்பதால் அதன் ஒளிப்படத்தை எடுப்பது இயலாத ஒன்று என தாம்சன் அவர்களே நினைத்து வந்தார்.

பல ஆண்டுக் கடின முயற்சிக்குப் பின்னர், மின்னணுவின் ஒளிப்படத்தை எடுக்கும் கருவி ஒன்றைக் கண்டுபிடிப்பதில் வில்சன் வெற்றியடைந்தார். இக்கருவி "வில்சன் முகில் அறை (Wilson Cloud Chamber)" என அழைக்கப்பட்டது. இக்கருவியின் கண்டுபிடிப்புக்காக வில்சன் அவர்களுக்கு நோபல் பரிசும் வழங்கப்பட்டது. 

இவ்வாறு தாம்சன் அவர்களின் மின்னணுக் கண்டுபிடிப்பு நிறைவுற்றது. மின்னணுவின் நம்பகத் தன்மை தற்போது அனைவராலும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளது. மின்னணுவின் நிறை, வேகம் மற்றும் ஒளிப்படமும் தற்போது ஒப்புக்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. 

ஜே.ஜே.தாம்சன் அவர்களின் மகன் ஜி.பி.தாம்சன் அவர்களும் தம் தந்தையின் அறிவியல் பணியைத் தொடர்ந்து மேற்கொண்டார். படிகங்களிலுள்ள மின்னணுக்களின் எதிரொளிப்பு பற்றிய ஜி.பி.தாம்சனின் ஆய்வுக்காக 1937ஆம் ஆண்டு அவருக்கு இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு அளிக்கப்பட்டது.