மின்காந்த அலைகள் 9: காமா கதிர்கள்

முன்னைய பகுதிகளில் மின்காந்த அலைகள் என்றால் என்ன என்றும், அவற்றின் பண்புகள், மற்றும் ரேடியோ அலைகள், நுண்ணலைகள், அகச்சிவப்புக் கதிர்கள், புறவூதாக் கதிர்கள் மற்றும் எக்ஸ் கதிர்கள் என்பனவற்றைப் பற்றிப் பார்த்துவிட்டோம், அவற்றை நீங்கள் வாசிக்க கீழே உள்ள இணைப்புக்களைப் பயன்படுத்துங்கள்.

நாம் இந்தக் கட்டுரைத்தொகுதியின் இறுதிப் பாகத்திற்கு வந்துவிட்டோம். இந்தப் பாகத்தில் காமா கதிர்களைப் பற்றிப் பார்க்கலாம். மின்காந்த அலைகளிலேயே மிகவும் குறுகிய அலைநீளம் கொண்ட மின்காந்த அலை காமா அலையாகும். இதன் அலைநீளம் பொதுவாக 10 பிக்கோமீட்டரை விடக் குறைவாகும். ஒரு பிக்கோமீட்டார் என்பது ஒரு மீற்றரில் ஒரு ட்ரில்லியனில் ஒரு பங்கு ஆகும்! இது பொதுவாக அணுவின் விட்டத்தைவிடக் குறைவான நீளமாகும்.

மேலும் மின்காந்த அலைகளிலேயே மிகவும் சக்திவாந்த கதிர்வீச்சாக காமாக் கதிர்வீச்சு காணப்படுகிறது. ஆகவே இதனது போட்டோன்கள் மிகவும் சக்தி வாய்ந்த்தவை. எக்ஸ் கதிர்களை விடச் சக்திவாய்ந்தவை.

பிரஞ்சு இயற்பியலாளரும் இரசாயனவியலாளரும் ஆன பவுல் வில்லார்ட் என்பவர் ரேடியம் எகிற மூலகத்தில் இருந்து வரும் காமாக் கதிர்வீச்சை 1900 இல் கண்டறிந்தார். அதன் பின்னர் எர்னஸ்ட் ரதபோர்ட் இந்தக் கதிர்வீச்சுக்கு காமா கதிர்வீச்சு என்று பெயரிட்டார். “காமா” கிரேக்க எழுத்தில் மூன்றாவது எழுத்தாகும், ரதபோர்ட் ஏற்கனவே “அல்பா” மற்றும் “பீட்டா” கதிர்வீச்சுகளை கண்டறிந்தால், மூன்றாவதாக இதற்கு காமா என பெயரிட்டார்.

பொதுவாக கதிரியக்கத்தின் மூலம் உருவாகும் மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு காமாக் கதிர்வீச்சு என்றே அழைக்கப்படும். ஆனால் இதனது சக்தி குறைவாகவும் காணப்படலாம், ஆனால் விண்வெளியில் மிகச் சக்திவாய்ந்த காமா கதிர்களை வெளியிடும் ஆசாமிகள் அதிகமாகவே இருகின்றார்கள். இதில் முக்கியமானவர்கள் காமா கதிர் வெடிப்புகள் எனப்படும் மிகச் சக்திவாய்ந்த வெடிப்புகளாகும். இவற்றைப் பற்றி பிறகு பார்க்கலாம்.

மேலும் விண்வெளியில் சூப்பர்நோவா, கருந்துளைகள், பல்சார் போன்றவையும் காமா கதிர்களை உருவாக்குகின்றன. பூமியில் அணுகுண்டு வெடிப்பு, மின்னல் மற்றும் கதிரியக்கம் ஆகிய செயற்பாடுகளில் காமா கதிர் வெளியிடப்படுகிறது.

ஒளியை போலவோ அல்லது எக்ஸ் கதிரைப் போலவோ காமாக் கதிரை ஆடியால் (mirror) தெறிக்கவைக்கவோ அல்லது படம்பிடிக்கவோ முடியாது. கரணம் இதன் போட்டோன் மிகச் சக்தி வாய்ந்தது மற்றும் அலைநீளம் மிக மிகச் சிறியது.

ஆகவே எப்படி காமா கதிர்களைப் படம்பிடிக்கின்றார்கள்? இதற்கு மறைமுகமான ஒரு உத்தியை விஞ்ஞானிகள் பயன்படுத்துகின்றனர். காமா கதிர் உணரிகள் (sensor) பொதுவாக நெருக்கமாக அடுக்கப்பட்ட பளிங்குகளைக் (crystals) கொண்டிருக்கும். காமா கதிர் இந்தப் பளின்குகளிநூடாக பயணிக்கும் போது, பளிங்குகளில் இருக்கும் அணுவில் இருக்கும் இலத்திரன்களில் மோதுகின்றன. இந்த மோதல் கொம்ப்டன் சிதறல் எனப்படுகிறது. இப்படியாக மோதிய காமா கதிர் போட்டோன்கள் சக்தியை இழக்கின்றன, அதன்போது ஏற்றமுடைய துணிக்கைகள் வெளியிடப்படுகின்றன, இந்தத் துணிக்கைகளைத் தான் காமா உணரிகள் உணருகின்றன. இப்படித்தான் காமா கதிர்களை விஞ்ஞானிகள் படம் பிடிக்கின்றனர்.

சரி பிரபஞ்சத்தில் இருக்கும் காமா கதிர்களை வெளியிடும் ஆசாமிகளைப் பற்றிப் பார்க்கலாம். ஏற்கனவே கூறியது போல காமா கதிர் வெடிப்புகளைப் பற்றிப் பார்க்கலாம்.

காமா கதிர் வெடிப்புக்களே பிரபஞ்ச பெருவெடிப்புக்குப் (big bang) பின்னர் பிரபஞ்சத்தில் உருவாகும் மிகவும் சக்தி வாய்ந்த நிகழ்வுகளாகும். இவற்றின் சக்தி வெளியிட்டைப் பற்றி கூறவேண்டும் என்றால், சூரியன் தனது 10 பில்லியன் வருட ஆயுள்காலத்தில் எவ்வளவு சக்தியை வெளியிடுமோ, அதனை வெறும் பத்தே செக்கனில் இவை வெளியிடும்!

126039624778312967900701197_GAMMA_RAY — காமா கதிர் வெடிப்பு

பெருமளவான அவதானிக்கப்பட்ட காமா கதிர் வெடிப்புகள், சூப்பர்நோவா அல்லது ஹைப்பர்நோவா வெடிப்பில் இருந்து உருவாகியிருக்கலாம் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர். மிக வேகமாகச் சுழலும் பாரிய விண்மீன்கள் தங்கள் எரிபொருளை முடித்துவிட்டு, நியுட்ரோன் விண்மீனாகவோ, அல்லது கருந்துளையாகவோ மாறும் வேளையில் இப்படியான சூப்பர்நோவா அல்லது ஹைப்பர்நோவா வெடிப்புகள் இடம்பெறலாம்.

வேறு சில வகையான காமா கதிர் வெடிப்புகளும் இடம்பெறுகின்றன, அவை இரட்டை நியுட்ரோன் விண்மீன்கள் மோதும் போது உருவாகின்றன. இவை மிகச் சிறிய கால அளவில் இடம்பெற்று முடிந்துவிடும்.

பொதுவாக நாம் அவதானிக்கும் பெரும்பாலான காமா கதிர் வெடிப்புகள் பல பில்லியன் ஒளியாண்டுகளுக்கு அப்பால் இடம்பெற்றவையாகும், மேலும் இவை பிரபஞ்சத்தில் இடம்பெறும் மிக அரிதான ஒரு நிகழ்வாகும். ஒரு விண்மீன் பேரடையில் அண்ணளவாக ஒரு மில்லியன் வருடங்களுக்கு சில நிகழ்வுகளே இடம்பெறும்.

பூமியில் இப்படி அதிகளவு சக்தியை உருவாக்க முடியாது என்பதால் இப்படியான அரிதான மிகச் சக்தி வாய்ந்த நிகழ்வுகளை ஆய்வுசெய்வதன் மூலம் விஞ்ஞானிகள் புதிய இயற்பியல் விதிகள் மற்றும் கோட்பாடுகளை செம்மைப்படுத்தி சரிபார்க்கமுடியும்.

கீழே உள்ள படத்தில் 12.8 பில்லியன் ஒளியாண்டுகளுக்கு அப்பால் ஒரு புதிய கருந்துளை பிறக்கும் போது வெளியிடப்பட்ட காமா வெடிப்பை நீங்கள் பார்க்கலாம். நாசாவின் ஸ்விப்ட் செய்மதி பதிவுசெய்த படம் இது.

இடப்பக்கத்தில் காமா கதிரில் பிரகாசமாக தெரியும் அதே நிகழ்வு, வலப்பக்கத்தில் கட்புலனாகும் ஒளியில்/ புறவூதாக் கதிரில் அப்படித் தெரியவில்லை என்பதனைக் கவனிக்க.

காமா கதிர்களைப் பயன்படுத்தி கோள்களில் இருக்கும் மூலகங்களைப் பற்றியும் அறிந்துகொள்ள முடியும். புதன் கோளைச் சுற்றிவரும் MESSENGER விண்கலத்தில் இருக்கும் காமா கதிர் நிறமாலைக் கருவி மூலம், புதனின் மேற்பரப்பில் இருக்கும் அணுக்களின் கருவில் இருந்து வெளிவரும் காமா கதிர்வீச்சை அளக்கின்றது. பிரபஞ்ச கதிர்கள், புதனின் மேற்பரப்பில் மோதும் போது, மண்ணிலும் கற்களிலும் இருக்கும் அணுக்களில் இரசாயனத் தாக்கம் ஏற்பட்டு, குறித்த ஒப்பத்தில் அவை காமா கதிர்களை வெளியிடுகின்றன. இந்தத் தகவலைக் கொண்டு ஆய்வாளர்கள் அதன் மேற்பரப்பில் உள்ள ஹைட்ரோஜன், மக்னீசியம், சிலிக்கன், ஆக்ஸிஜன், இரும்பு, டைட்டானியம், சோடியம் மற்றும் கால்சியம் போன்ற மூலகங்களின் அளவை அளக்கின்றனர்.

கீழே உள்ள படத்தில் நாசாவின் ஒடேசி விண்கலத்தில் இருக்கும் காமா கதிர் நிறமாலைக் கருவி மூலம்செவ்வாயின் மேற்பரப்பில் இருக்கும் ஹைட்ரோஜன் அளவு அளவிடப்பட்டுள்ளது.

இதுபோக மனித உடலுக்கு காமா கதிர்கள் மிகவும் ஆபத்தானவை, இவை உடற்கலங்களில் மாற்றங்களை ஏற்படுத்துகின்றன. இவை புற்றுநோய் மற்றும் மரபணு சேதம் ஆகியவற்றுக்கு வித்திடும். ஆனால் பூமியின் வளிமண்டலம் பிரபஞ்சத்தில் இருந்துவரும் காமா கதிர்களை வடிகட்டிவிடுகிறது.

சரி நாம் எல்லா வகையான மின்காந்த கதிர்வீச்சைப் பற்றியும் பார்த்துவிட்டோம். சில கதிர்வீச்சைப் பற்றி தனியான பதிவுகளில் தெளிவாகப் பார்க்கலாம்.

முற்றும்.

தகவல்: நாசா, விக்கிபீடியா, இணையம்

மேலும் பல அறிவியல் தகவல்களுக்கு, பரிமாணத்தின் பேஸ்புக் பக்கத்தை லைக் செய்யுங்கள் :- https://facebook.com/parimaanam