21 September 2020

News Flash

प्रतीक्षा क्रांतिकारक शोधाची

प्रयोगशाळांमध्ये वर्षांनुवर्षे निष्कर्षांच्या शोधात न थकता राबत असलेले शास्त्रज्ञ, अभ्यासगट आणि त्यांचे प्रकल्प यांचे सामान्य माणसाला किंचितही देणे-घेणे नसते.

| September 20, 2014 12:14 pm

वृत्तपत्रांतून-माध्यमांतून शोधांच्या यश-अपयशांच्या गाथा कुतूहल असल्यास पाहिल्या जातात. सर्वच शोधांचा, अभ्यासांचा फायदा हा अंतिमत: आपल्यापर्यंतच झिरपणार याची कल्पनाही आपल्याला कित्येकदा नसते. शेवटी मानवी जीवनाची, संशोधनाची प्रगती म्हणजेच अप्रत्यक्षरीत्या आपली प्रगती असते. जगात सध्या दहा मोठे वैज्ञानिक प्रकल्प सुरू आहेत. जे अतिशय आव्हानात्मक व संशोधनाला नवीन दिशा देणारे निष्कर्ष देऊ शकतात. जीनिव्हाच्या सीमेवरील
लार्ज हैड्रॉन कोलायडरच्या प्रयोगामुळे हिग्ज बोसॉन सापडल्याचा दावा करण्यात आला. त्यामुळे भौतिकशास्त्रातील अनेक संकल्पना बदलू शकतात. प्रत्यक्षात तो वेगळाच कण असल्याचे नंतर सांगण्यात आले, पण त्यासारखेच इतरही महत्त्वाकांक्षी प्रयोग जगात केले जात आहेत त्यांची माहिती-

पृथ्वीदर्शक (अर्थस्कोप)
पृथ्वीच्या गर्भातील उलथापालथींमुळे भूकंपासाख्या प्राणहानी करणाऱ्या अनेक दुर्घटना घडत असतात, पण भूकंपाचे भाकीत आपण अजून करू शकत नाही. अन्यथा थोडय़ा फार प्रमाणात प्राणहानी टाळता येऊ शकते. वैज्ञानिकांनी उत्तर अमेरिकेत भूगर्भाची माहिती घेण्यासाठी पृथ्वीदर्शक तयार केला आहे. २००३ पासून सुरू असलेल्या या प्रकल्पात आतापर्यंत ३८ लाख चौरस मल क्षेत्रांतील भूगर्भीय घडामोडी टिपण्यात आल्या आहेत. त्यातील किमान ४ हजार उपकरणांनी ६७ टेराबाइट इतकी माहिती गोळा केली आहे. अमेरिकी काँग्रेसच्या वाचनालयातील माहितीच्या एकचतुर्थाश इतकी ही माहिती आहे. उत्तर अमेरिकेतील भूगर्भशास्त्रीय रचनेची सर्व माहिती मिळावी हा त्यामागचा खरा हेतू आहे. या पृथ्वीदर्शकात किमान १०० जीपीएस म्हणजे ग्लोबल पोझिशिनग सिस्टीम लावलेल्या आहेत. त्यांच्या मदतीने भूकंपाला कारणीभूत ठरणाऱ्या टेक्टॉनिक प्लेट्सवर लक्ष ठेवले जाते. सँट अँड्रियास व कॅलिफोíनयाच्या प्रस्तरभंगातील अगदी बारीक घडामोडीसुद्धा त्यातून कळतात. या सगळ्या यंत्रणेत ४४० भूकंप मापन यंत्रे बसवलेली आहेत. भूकंपाबरोबरच ज्वालामुखींची माहितीही त्यातून मिळू शकते. त्यामागची भूगर्भशास्त्रीय कारणे कळू शकतात. भारतातील हिमालयाकडच्या भागात मोठय़ा प्रमाणात भूकंप होतात त्यामुळे तेथे असा प्रयोग आपणही थोडय़ा लहान प्रमाणात करून पाहायला हरकत नाही.

द लार्ज हैड्रोन कोलायडर
लार्ज हैड्रोन कोलायडर हा जीनिव्हा सीमेवरील भूमिगत प्रयोग आता सर्वाना परिचित आहे. हिग्ज- बोसॉन म्हणजे देवकण शोधण्यासाठी या पार्टकिल कोलायडरची म्हणजे कण आघातकाची निर्मिती करण्यात आली. जमिनीच्या ३३० मीटर खोलीवर स्वित्र्झलड व फ्रान्स यांच्या सीमेवर असलेल्या या बोगद्यात हे महाकाय यंत्र बसवले असून तेथे १० हजार संशोधक काम करतात व ताशी ७०० गिगॅवॉट ऊर्जा लागते व ती तयार करण्यासाठी १ अब्ज डॉलर खर्च येतो. एलएचसी असे संक्षिप्त रूप असलेल्या या प्रयोगात भारतासह ६० देशांचे वैज्ञानिक सहभागी असून आंतरराष्ट्रीय भागीदारीचा तो उत्तम नमुना आहे. २०१२ मध्ये ज्या कणांचा शोध लावण्यात आला तो हिग्ज-बोसॉनच होता असे कुणी सांगू शकत नाही. त्यामुळे केवळ या संकल्पनेसाठी नंतर २०१३ मध्ये भौतिकशास्त्राचे नोबेल पारितोषिक ब्रिटनचे पीटर हिग्ज व एंजलबर्ट यांना या कणाच्या संकल्पनेसाठी देण्यात आले. विश्व जन्माच्या वेळची परिस्थिती निर्माण करून हिग्ज बोसॉनचा शोध घेण्यासाठी अटलास व अलाइस हे दोन प्रयोग तिथे करण्यात आले. कृष्णद्रव्याचाही शोध तेथे घेतला जात आहे. आपल्या विश्वाचा बराचसा भाग या कृष्णद्रव्यात आहे.

स्पॅलेशन न्यूट्रॉन स्त्रोत
आपल्या पेशीत रेणू असतात. प्रत्येक पदार्थ शेवटी अणू रेणूंनी बनलेला आहे. जी औषधे आपण बनवतो ती रेणूंच्या स्वरूपात असतात. त्यामुळे रेणूंवर जर चक्क कॅमेरा रोखता आला तर या कल्पनेतून स्पॅलेशन न्यूट्रॉन सोर्स ही कल्पना पुढे आली, टेनिसी येथील ओक रीज येथे रोज २५ ते २८ मेगावॉट ऊर्जा विद्युत जालकातून ओढली जाते व त्यातून ८५ लाख गॅलन पाणी थंड राहते, नंतर एसएनएस यंत्राच्या मदतीने दोन क्वाड्रिलियन न्यूट्रॉन्सचे स्रोत विशिष्ट कक्षात सोडले जातात. न्यूट्रॉनचे हे ढग इतर घटक दूर करून अणूंची रचना दाखवतात. प्रकाशाच्या वेगापेक्षा ९७ पट अधिक वेगाने ते नमुना घटकाकडे सोडले जातात. कोलायडरपेक्षा यात वेगळेपण असे की, नमुना घटकावर आदळल्यानंतर मोठा स्फोट होत नाही. न्यूट्रॉन त्या नमुन्यातून जातात व अणुकेंद्रक विखरून टाकतात. त्यानंतर १४ उपकरणे या नमुना घटकाची अणुकेंद्रकीय रचना टिपतात. अर्थात यात नंतर सॉफ्टवेअरचा उपयोग केला जातो. याचा उपयोग पुढे चांगल्या प्रकारच्या बॅटरीज तयार करण्यासाठी होऊ शकतो.

रिलेटिव्हिस्टिक हेवी आयन कोलायडर (आयन आघातक)
ही ब्रुकहेवन नॅशनल लॅबोरेटरी म्हणजे प्रयोगशाळा असून त्यात विश्वाच्या उत्पत्तीचा शोध घेणारे टाइम मशीन तयार केले आहे. जेव्हा सोन्याचे वेगवान आयन रिलेटिव्हिस्टिक हेवी आयन कोलायडरमध्ये टाकले जातात तेव्हा ते एकमेकांवर आदळतात. न्यूयॉर्क येथे लाँगस बेटांवर हा आघातक आहे. त्यात आघातामुळे ७.२ ट्रिलीयन अंश फॅरनहीट तापमान बनते आणि त्यामुळे प्रोटॉन व न्यूट्रॉनही वितळतात. या कणांचे विघटन झाल्याने क्वार्क व ग्लुऑन तयार होतात व त्यांच्या अभिक्रियेतून क्वार्क ग्लुऑन प्लाझ्मा हे नवीनच द्रव्य तयार होते. हे द्रव्य थंड होताच आघाताची प्रक्रिया थांबते आणि प्रोटॉन व न्यूट्रॉन परत निर्माण होतात. त्यात ४००० सूक्ष्म उप अणूकण तयार होतात. महाविस्फोटाच्या वेळी एक अब्जांश सेकंदाला जी स्थिती निर्माण झाली ती निर्माण करण्याचा हा प्रयत्न आहे. विश्वाक द्रव्याची निर्मिती कशी झाली हे पाहण्यासाठी सोन्याचे अणू अनेक त्वरणकातून (अ‍ॅक्सिलरेटर्स) पाठवतात व त्यांच्यातील इलेक्ट्रॉन काढून त्याला धनभारित केले जाते व नंतर सोन्याचे आयन वर्तुळाकार नलिकेतून सोडले जातात. त्यांचा वेग प्रकाशाच्या ९९.९ टक्के असतो. नंतर त्यांचा आघात होतो. त्याचे अवशेष पाहता ते द्रव असल्याचे दिसून आले. प्रत्यक्षात महाविस्फोटानंतरच्या स्थितीप्रमाणे ते वायुरूपात असायला हवे होते. आता या प्रयोगाचा संबंध केवळ विश्वनिर्मितीच्या अभ्यासासाठी नाही तर कर्करोगाच्या गाठी मारणारे प्रोटॉन त्वरणक त्यात तयार करता येतात. प्लास्टिकच्या कागदाला अतिसूक्ष्म छिद्रे पाडण्यासाठी त्याचा वापर करण्यात आला आहे. त्यामुळे रेणवीय छानक (गाळण्या) तयार करता येतात. अतिशय कार्यक्षम अशी ऊर्जा साठवण्याची उपकरणे त्यातून तयार करता येतील.

आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानक
पृथ्वीच्या कक्षेत असलेली ही प्रयोगशाळा असून तेथे देशोदेशीचे वैज्ञानिक प्रयोग करीत असतात. आता चीन त्यांचे नवीन अंतराळ स्थानक तयार करीत आहे हा भाग निराळा. आतापर्यंत ११ देशांच्या दोनशेहून अधिक लोकांनी या अंतराळ स्थानकाला भेट दिली आहे. तेथे स्पेसवॉकची तर दुरुस्ती केली जाते पण अनेक प्रयोगही केले जातात, ज्यांच्या निष्कर्षांचा फायदा नंतर पृथ्वीवरील लोकांना होत असतो. सुनीता विल्यम्स व  कल्पना चावला यांनीही या अंतराळ स्थानकाला भेट दिली होती. या अंतराळ स्थानकात अल्फा मॅग्नेटिक स्पेक्ट्रोमीटर बसवण्यात आला आहे. साल्मोनेला विषाणू अवकाशात आणखी क्रियाशील बनतो असे संशोधन तेथे झाले आहे. साल्मोनेलावर लस शोधण्यात व मेथिसिलीनला पुरून उरलेल्या स्टॅफिलोकॉकस ऑरस या जिवाणूवर लस शोधण्यात मदत झाली आहे.

अतिप्रगत प्रकाशस्त्रोत
द अल्टिमेट मायक्रोस्कोप म्हणजे अतिप्रगत प्रकाशस्रोत हा प्रयोग १९९३ मध्ये बर्कले येथे सुरू झाला. त्यात कण त्वरणक म्हणजे पार्टकिल अक्सिलरेटर वापरण्यात आलेला आहे. सूर्याचा पृष्ठभाग जेवढा प्रकाशमान आहे तेवढय़ा क्षमतेचा प्रकाशझोत म्हणजे फोटॉन शलाका ही प्रथिने, बॅटरी, इलेक्ट्रोड व अतिसंवाहक म्हणजे सुपरकंडक्टरवर टाकली जातात, त्यामुळे त्यांची आण्विक, रेणवीय संरचना समजते. एएलएस हा क्ष किरणांचा एक स्रोत असतो व त्याची तरंगलांबी अतिशय योग्य असल्याने वर्णपंक्तिशास्त्राच्या मदतीने काही नॅनोमीटर रुंदीच्या म्हणजे लहान आकारांच्या रचना पाहता येतात. कार्बनचे पापुद्रे म्हणजे ग्राफिन किंवा अणूच्या आकाराचे ट्रान्झिस्टर्स यांचा अभ्यास त्यात वेगवान संगणक संस्कारकांच्या मदतीने केला जातो.

ज्युनो
हे गुरू ग्रहावर २०१६ मध्ये कोसळणारे एक यान आहे व गुरू हा वायूंचा मोठा ग्रह असल्याने त्याचे गुरुत्व खूप अधिक आहे व ज्युनो यान तासाला १३४००० मल वेगाने जाऊन गुरूच्या कक्षेत फिरत आहे. ३३ प्रदक्षिणानंतर ते गुरू ग्रहावर पडेल व नंतर तेथील हायड्रोजन हा उल्केप्रमाणे पेटून उठेल. आता याचा काय फायदा असा प्रश्न सर्वानाच पडला असेल तर त्यातील नऊ उपकरणे गुरूवरील थरांचा अभ्यास करतील. गुरू हा सौरमालेत जन्माला आलेला पहिला ग्रह आहे. तो खूप मोठा असल्याने त्याचे गुरुत्व जास्त आहे त्यामुळे तेथील मूळ द्रव्य कायम राहिले आहे. त्यामुळे सौरमालेच्या अभ्यासासाठी तो सर्वात उत्तम मानला जातो. ज्युनो यानाच्या प्रयोगामुळे ग्रहाचा गाभा खडकाळ आहे की नाही हे कोडे सुटणार आहे. मायक्रोवेव्ह रेडिओमीटरच्या मदतीने गुरूच्या खोल वातावरणातील पाणी मोजता येईल व त्यामुळे त्याचा जन्म कसा झाला हे कळू शकेल. तेथील गुंतागुंतीच्या रचनांचा अभ्यास केल्याने आपल्या पृथ्वीवरील रचनेवरही प्रकाश पडू शकेल

राष्ट्रीय ज्वलन (संमीलन) यंत्रणा
हा महाकाय संमीलन (फ्युजन) प्रयोग आहे. फिशन म्हणजे विखंडनामुळे अणुस्फोट घडवून आणता येतो तर संमीलनामुळे चांगल्या गोष्टी साध्य करता येतात. कॅलिफोíनयातील लिव्हरमोर येथे ही यंत्रणा असून तिचा आकार १० मजले उंच व तीन फुटबॉल मदानाइतका आहे. तेथे २० लाख ज्यूल ऊर्जानिर्मिती केली जाते. जगातील सर्वात मोठा शक्तिमान लेसर असे त्याचे वर्णन करता येईल. पृथ्वीच्या वातावरणीय दाबाच्या १०० दशलक्ष पट अधिक दाब तेथे निर्माण केलेला आहे व तापमान १ कोटी अंश आहे. ताऱ्यांच्या गाभ्यात असते तशी स्थिती निर्माण करून त्यात १९२ लेसर किरण हे डय़ुटेरियम (एक न्यूट्रॉन असलेला हायड्रोजन) यावर सोडले जातात, त्यामुळे केंद्रकाचे संमीलन होते व मोठा ऊर्जा स्फोट होतो. अण्वस्त्रांच्या स्फोटाच्या वेळी नेमके काय घडते याचाही यात अभ्यास केला जाईल. शिवाय जड मूलद्रव्ये असलेल्या सोने व युरेनियमची निर्मिती संमीलनात कशी होते यावरही संशोधन होत आहे.

द व्हेरी लार्ज अ‍ॅरे (महाकाय रेडिओ दुर्बीण)
विश्वातील संदेश टिपणाऱ्या रेडिओ दुर्बणिी असे या प्रकल्पाचे वर्णन करता येईल. ज्युआन फुका टेक्टॉनिक प्लेटवर न्यू मेक्सिकोतील मॅग्डालेना या ठिकाणी व्हेरी लार्ज अरे ही मोठी रेडिओ दुर्बीण आहे. त्यात २७ रेडिओ लहरी अँटेना वापरलेले आहेत व त्याचा व्यास ८२ फूट आहे. प्रकाशमान पदार्थाकडून येणारे संदेश तो १३ मीटर लांब असलेल्या बाहूवर टिपतो. त्याच्या जोडीला हवाई बेटांवरील व्हर्जनि बेटांवर ५५३१ मल परिसरात रेडिओ अँटेना लावलेले आहेत. अवकाशातील तारकीय वस्तूंचे अगदी चंद्र  दिसतो तशा प्रतिमा यात मिळतात. यात आकाशगंगेमधील गॅमा किरण स्फोटांचे संशोधन करण्यात आले. व्हॉयेजर २ यानाचे रेडिओ संदेश या रेडिओ दुर्बिणीने १९८९ मध्ये टिपले होते यावरून त्याच्या क्षमतेची कल्पना यावी. त्या वेळी हे यान नेपच्यून ग्रहाला ओलांडून पुढे गेले होते व त्याच्या चंद्रांची छायाचित्रेही टिपण्यात आली होती. पृथ्वीच्या गिरकीतील फरक अवकाशात टिपून भूकंपाचा अंदाज करण्यासाठी पुढे याचा उपयोग होऊ शकतो असे वैज्ञानिक सांगतात.

नेपच्यून (सागरी वेधशाळा)
आपण नेहमी वर पाहतो पण पृथ्वीवर ७० टक्के सागर आहे त्यांचा शोध घेत नाही. त्यामुळे सागरांचा शोध घेण्यासाठी नेपच्यून ही जगातील सर्वात मोठी वेधशाळा ब्रिटिश कोलंबिया येथे बांधली आहे. जगातील ९० टक्के जीवन हे सागरात आहे. त्यासाठी नेपच्यून ही वेधशाळा ५३० मल लांब केबल, १३० उपकरणे व ४०० संवेदकांच्या मदतीने बांधली आहे व ती इंटरनेटला जोडली आहे. त्यात सागराचे अहोरात्र निरीक्षण चालते. तेथील प्राणी, भूगर्भशास्त्रीय परिणाम व रसायनशास्त्र यांचा अभ्यास यात केला जातो. ही यंत्रणा २२० मल खोलीवर आहे व त्यात रेडिओमीटर, फ्लुरोमीटर, संवाहकता संवेदक आहेत ते पाण्याच्या १३०० फूट उंचीपर्यंत अभ्यास करू शकतात. रोपोस नावाचे एक वाहन समुद्र तळाशी सोडलेले आहे ते ही सगळी उपकरणांनी गोळा केलेली माहिती नोंदवून ठेवते. समुद्रातील मिथेनही त्यात मोजला जातो. व्हेलमाशांचे आवाज, सागरातील गोलकृमींची हालचाल यात टिपली जाते

लोकसत्ता आता टेलीग्रामवर आहे. आमचं चॅनेल (@Loksatta) जॉइन करण्यासाठी येथे क्लिक करा आणि ताज्या व महत्त्वाच्या बातम्या मिळवा.

First Published on September 20, 2014 12:14 pm

Web Title: waiting for revolutionary invention
टॅग Invention,Thats It
Next Stories
1 का ही खादाडी?
2 अणुकचऱ्यावर मात शक्य!
3 वेगाने हायड्रोजन निर्मिती करण्यात यश
Just Now!
X