17 September 2019

News Flash

कुतूहल : न्यूट्रॉनचा शोध

पॅराफिनमधून वजनदार प्रोटॉन कणांना गामा किरणांनी बाहेर ढकलणे, हे आश्चर्यच होते.

जेम्स चॅडविक (इ. स. १८९१-१९७४)

सन १९२० साली इंग्लंडच्या अर्नेस्ट रुदरफर्डने अणुकेंद्रकातील प्रोटॉनचा शोध लावला. त्यानंतर काही काळातच अणूभार आणि अणूच्या केंद्रकातील प्रोटॉनची संख्या म्हणजे अणूक्रमांक, यांत फरक असल्याचे स्पष्ट झाले. उदाहरणार्थ, हेलियमचा अणूक्रमांक हा दोन असला, तरी त्याचा अणूभार मात्र दोन नसून चार होता. यावरून अणूकेंद्रकात प्रोटॉनव्यतिरिक्त आणखी एखादा कण अस्तित्वात असण्याची शक्यता दिसत होती. १९२० साली लंडनच्या ‘रॉयल सोसायटी’त दिलेल्या व्याख्यानात रुदरफर्डने या वजनदार परंतु विद्युत प्रभाररहित असलेल्या कणाचे भाकीतही केले होते. त्याच्या अपेक्षित गुणधर्माचे वर्णन करताना, रुदरफर्डने या कणांना ‘न्यूट्रॉन’ हे नावसुद्धा दिले.

सन १९३१ मध्ये जर्मनीतील वाल्थेर बोथे आणि हर्बर्ट बेकर हे संशोधक, अल्फा कणांच्या माऱ्यांमुळे विविध मूलद्रव्यांतून होणाऱ्या गामा किरणांच्या व प्रोटॉनच्या उत्सर्जनावर संशोधन करत होते. या प्रयोगांत त्यांनी जेव्हा बेरिलियम या मूलद्रव्यावर अल्फा कणांचा मारा केला, तेव्हा त्यांना विद्युत प्रभार नसलेली, परंतु तीव्र भेदनक्षमता असलेली प्रारणे उत्सर्जित होताना आढळली. त्यानंतरच्या वर्षी आयरिन आणि फ्रेडरिक ज्युलिओ-क्युरी यांनीही पॅरिसमध्ये अशाच प्रकारचे प्रयोग केले. त्यांना असे आढळले की, हे भेदक ‘गामा किरण’ जेव्हा पॅराफिनसारख्या हायड्रोजनयुक्त पदार्थामधून पार होतात, तेव्हा त्या पदार्थामधून प्रोटॉन उत्सर्जित होतात. पॅराफिनमधून वजनदार प्रोटॉन कणांना गामा किरणांनी बाहेर ढकलणे, हे आश्चर्यच होते. त्यामुळे हे गामा किरण असल्याचे, रुदरफोर्डला आणि जेम्स चॅडविक या त्याच्या सहकाऱ्याला पटत नव्हते.

जेम्स चॅडविक हा केंब्रिज येथील कॅव्हेंडिश प्रयोगशाळेत १९२० सालापासून अणूकेंद्रकातील या अज्ञात कणाचा शोध घेत होता. आता त्यानेही आयरिन आणि फ्रेडरिक ज्युलिओ-क्युरी यांनी केलेल्या प्रयोगांप्रमाणेच पॅराफिनवरील प्रयोग सुरू केले. चॅडविकने या गामा किरणांच्या माऱ्यामुळे पॅराफिनमधून बाहेर पडणाऱ्या प्रोटॉन कणांच्या ऊर्जेचा तपशीलवार अभ्यास केला. या संशोधनावरून चॅडविकने, हे किरण म्हणजे गामा किरण नसून ते प्रोटॉनएवढेच वस्तुमान असलेले, अणूच्या केंद्रकातले ‘न्यूट्रॉन’ कण असल्याचा निष्कर्ष काढला. हायड्रोजनच्या अणूइतकेच वजन असल्याने, न्यूट्रॉन कण हे हायड्रोजनच्या केंद्रकांना- म्हणजे प्रोटॉनना पॅराफिनमधून सहजपणे बाहेर ढकलू शकत होते. १९३२ साली लावलेल्या या न्यूट्रॉनच्या शोधामुळे जेम्स चॅडविकला १९३५ सालच्या नोबेल पारितोषिकाने गौरवण्यात आले.

हेमंत लागवणकर

मराठी विज्ञान परिषद, वि. ना. पुरव मार्ग,  चुनाभट्टी,  मुंबई २२ office@mavipamumbai.org

 

First Published on August 23, 2019 3:21 am

Web Title: james chadwick nobel prize in physics discovery of the neutron zws 70