ஐயம் தெளிதல் ( 1 )

ஐயம் தெளிதல் 

நண்பர்களே! 

ஒவ்வொரு தனிமத்துக்கும் ஒவ்வொரு அணு எண் உண்டு.

அந்த எண்ணும் அந்தத்தனிமத்தின் அணுவில் அடங்கியுள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையும் ஒன்றுதான் என்பது படிப்பாளிகள் நிறையப்பேருக்குத் தெரியும்.

ஆனால் ஒரே அணு எண் உடைய ஒரு தனிமத்தின் அணுக்களில் அணு எடையில் மாறுபாடுகள் உண்டு என்பதும் பலருக்குத் தெரியும்.

காரணம் ஒரே தனிமத்தின் பல்வேறு அணுக்களிலும் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஒரேமாதிரி இருந்தாலும் அத்துடன் சேர்ந்து அணுக்கருவில் இருக்கும் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை வேறுபாடு அணு எடையில் வேறுபாட்டை உண்டுபண்ணுகிறது என்பதும் தெரியும்.

(புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையும் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையும் சேர்ந்ததுதான் அணு எடை. அணு எண் வேறு. அணு எடை வேறு.)

இப்போது கேள்வி என்னவென்றால் ஒரு அணுக்கருவில் அடங்கியுள்ள ஒரே தனிமத்தின் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதன் எடையில் மாறுபாட்டை உண்டுபண்ணுகிறது என்றாலும் அத்தகைய அணுக்களின் அணு எடை வேறுபாட்டைக் கணக்கில் கொள்ளாமல் அந்தத் தனிமத்தால் ஆன பொருட்களின் எடையைக் கணக்கிடுகிறோம். 

அதேசமயம் குறிப்பிட்ட தனிமம் இன்ன எடை இருந்தால் இன்ன கன அளவு இருக்கவேண்டும் என்றும் அளவு இருக்கிறது. 

அப்படியானால் ஒரு பொருளின் எடை மற்றும் காண அளவைத் தீர்மானிப்பதில் நியூட்ரானின் பங்கு என்ன?


 உதாரணத்துக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட தனிமம் தண்ணீரைவிட இருபது மடங்கு அடர்த்தியானதாகக் கருதுகிறோம்.

அப்படியானால் என்ன பொருள்?

ஒரு கிராம் தண்ணீரின் கன அளவு ஒரு கன செ மீஎன்றால் இருபது கிராம் எடை உள்ள அந்தத் தனிமத்தின் கன அளவு ஒரு கன செ. மீ இருக்கவேண்டும்.

ஆனால் ஒரு தனிமம் என்பது அதில் உள்ள புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கைதான் (அணு எண்) தீர்மானிக்கிறது.

அதன் நியூக்ளியசில் உள்ள நியூட்ரான்களோ அணு எண்ணில் மாற்றம் ஏற்படுத்தாமல் அணு எடையில் மட்டும் தன் பங்கைச் செலுத்துகிறது.

இந்த நிலையில் ஒரு கன செ. மீ அளவுள்ள புரோட்டான்களை மட்டும் கொண்டுள்ள அந்தத் தனிமமும் ஒரு கன செ. மீ அளவுள்ள பல்வேறு எண்ணிக்கையில் ஒவ்வொரு அணுக்கருவிலும் நியூட்ரான்களை உள்ளடக்கிய அந்தத் தனிமமும்(ஐசோடோப்புகள்) இரண்டுமே எடை ஒன்றாகத்தான் தான் இருக்குமா?


அணுவின் கன அளவைத் தீர்மானிப்பதில் அணுக்கருவில் இருக்கும் புரோட்டான்களோ நியூட்ரான்களோ முக்கியமான பங்கு வகிப்பதில்லை என நினைக்கிறேன்.

அதை எலெக்ட்ரான்கள் பார்த்துக்கொள்கின்றன.

ஆனால் அணு எடையை அவைதான் தீர்மானிக்கின்றன.(புரோட்டானும் நியூட்ரானும்)

காரணம் எலெக்ட்ரானின் எடை பொருட்படுத்தக்கூடியது அல்ல என்பதே!

ஆனால் தனிமத்தால் ஆனா பொருட்களை எடையைக் கணக்கிடும்போது ஆதாவது கன அளவுக்கும் எடைக்கும் இடையே ஆன உறவைக் கணக்கிடும்போது அணு எடையில் பங்காளியாக இருக்கும் நியூட்ரான்கள் வேறு பட்ட அளவுகளில் உள்ள ஐசோ டோப்புகளின் அணு எடைகள் ஏன் கணக்கில் கொள்ளப்படுவது இல்லை என்பதுதான் இந்த பதிவின் அடிப்படைக் கேள்வி!


ஒரு க செ மீ அளவுள்ள இரும்புத்துண்டுகள் இரண்டு எடுத்துக்கொள்வோம்.

அதில் ஒன்று சுத்தமான தனியான இரும்புத் தனிமத்தால் ஆனது.

மற்றதும் அப்படியே! ஆனால் ஒரு வேறுபாடு!

அதில் முதலாவதில் இரும்பின் அணு எண் என்னவோ அந்த எண்ணிக்கையிலான புரோட்டான்கள் மட்டும் அதன் அணுக்கருவில் இருக்கும்.

இரண்டாவதில் அதன் அணுக்கருக்களில் பல்வேறு அளவுகளில் நியூட்ரான்கள் நிறைத்திருக்கும். அதாவது ஐசோடோப்புகளாக.

அப்படியானால் இரண்டுக்கும் எடை வேறுபாடு இருக்கவேண்டுமல்லவா?

இருக்குமா? இருக்காதா? ஏன்?

அது இருக்கட்டும்.... ஒரு கன செ மீ உள்ள ஐசொடோப்புகள் இல்லாத இரும்பும் ஐசொடோப்புகள் நிறைந்துள்ள இரும்பும் கன அளவில் ஒன்றாக இருந்தாலும் அணு எடையில் வேறுபட்டவைதானே? அப்படியானால் ஒரே கன அளவுள்ள இரு வகையான இரும்பும் இரு வகையான எடைகள் காட்டவேண்டுமல்லவா? அப்படிக் காட்டாது என்றால் ஒரு தனிமத்தின் எடையைத் தீர்மானிப்பது எது?.....

ஒரு குறிப்பிட்ட எடை உள்ள ஐசொடோப்புகள் இல்லாத தனிமத்தின் கன அளவும் ஐசொடோப்புகள் நிறைந்த அதேதனிமத்தின் கன அளவும் மாறவேண்டும் அல்லவா?


ஆர்கிமிடிஸ் விதிப்படி ஒரு குறிப்பிட்ட கன அளவுள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட உலோகம் ஒரு குறிப்பிட்ட எடையைத்தான் கொண்டிருக்க முடியும்.

ஆனால் நமது விவாதப்படி ஒரு குறிப்பிட்ட கன அளவுள்ள ஒரு குறிப்பிட்ட உலோகம் அதன் அணுக்களில் அடங்கியுள்ள நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து அதன் எடையில் மாறுபாடு இருக்கும் என்று ஆகிறது!

இது எப்படி?

இது அறிவியலுக்கு முரண்படுவதுபோல் இருக்கிறது!

இதில் தவறு எங்கோ ஒளிந்திருக்கிறது!

கண்டுபிடிக்கவேண்டுமே!

அணு விஞ்ஞானம் வளர்ந்த பின்னால் ஆர்கிமிடிஸ் விதியை பயன்படுத்துவதற்கு சில நிபந்தனைகளை சேர்த்திருக்க வேண்டுமோ என்ற ஐயம் எனக்குள் எழுந்தது. காரணம் ஆர்கிமிடிஸ் காலத்தில் அணு விஞ்ஞானமோ தனிமங்களுக்கான அணு எண்ணோ அணு எண் மாறாமலே அணு எடையை மாற்றக்கூடிய தொழில் நுட்பமோ இல்லை. ஆனால் இன்று அத்தகைய தொழில் நுட்பம் வளர்ந்துள்ளதால் ஆர்கிமிடிஸ் விதியைக் கேள்விக்குரியதாக ஆக்க முடியும்போல் உள்ளது!


முன்பு ஒரு தனிமம் என்பது அதன் தனிப்பட்ட பண்புகளை மட்டும் வைத்துத் தீர்மானிக்கப்பட்டது.

ஒரே தனிமம் வேறுபட்ட ஐசொடோப்புக்களைக் கொண்டதாக இருந்தாலும் ஐசோடோப்புக்களைத் தனியாகப் பிரித்தெடுக்கும் தொழில்நுட்பம் இல்லாததால் அதன் கன அளவும் எடையும் குறிப்பிட்ட விகிதத்தில்தான் இருக்கும் என்று வரையறுக்கும் விதத்தில் ஐசொடோப்புகள் சராசரியாக ஒரு தனிமத்தில் கலந்து இருந்தன.

அதனால் பிரச்சினை எழவில்லை.

ஆர்கிமிடிஸ் விதி அதற்குப் பொருத்தமாகவே இருந்தது!

ஆனால் ஐசொடோப்புக்களைப் பிரித்தெடுக்கும் முறை கண்டுபிடிக்கப்பட்டதால் ஒரு தனிமத்தின் கன அளவுக்கும் எடைக்குமான விகிதாச்சார உறவு கேள்விக்குரியாக ஆக்கப்பட்டுள்ளதாகக் கருதுகிறேன்!

அதனால் ஆர்கிமிடிஸ் விதியிலும் மாறுதல் செய்யப்படவேண்டுமோ என்று ஐயப்படுகிறேன்!