ಅನಿಲ ನಳಿಗೆಯ ಕಿರಣಗಳು

ಅನಿಲ ನಳಿಗೆಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಸರ್ಜನೆ

ನೀವು ಎಡಹಿ ಬಿದ್ದಿದ್ದೀರಿ. ಪಕ್ಕೆಲುಬಿಗೆ ಬಲವಾಗಿ ಪೆಟ್ಟು ಬಿದ್ದು ಅಸಹನೀಯ ನೋವು ಕಾಡುತ್ತಿದೆ. ತಜ್ಞ ವೈದ್ಯರ ಬಳಿ ಧಾವಿಸಿದ್ದೀರಿ. ಮೂಳೆ ಮುರಿದಿದೆಯೇ ಎನ್ನುವ ಪರೀಕ್ಷೆಗೆ ವೈದ್ಯರು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಫೊಟೋ ತೆಗೆದಿದ್ದಾರೆ. ಅದೆಂಥ ಫೊಟೊ? ಕಪ್ಪಗಿನ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಹಾಳೆಯಲ್ಲಿ ಪಕ್ಕೆಲುಬಿನ ಹಂದರದ ಬಿಳಿಯ ಸುಂದರ ಚಿತ್ರ! ಅದರಲ್ಲಿ ಪಕ್ಕೆಲುಬಿನಲ್ಲಿ ಕೂದಲೆಳೆಯ ಬಿರುಕು ಸುಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಗೋಚರಿಸುತ್ತಿದೆ!.

ಮೂಳೆ ಮಾಂಸದ ತಡಿಕೆಯಾದ ನಮ್ಮ ದೇಹದ ಚಿತ್ರ-ವಿಚಿತ್ರಾಕಾರದ ಮೂಳೆಯ ರಚನೆಗಳು ಹೊರ ಭಾಗದಿಂದ ಕಾಣಿಸದು. ನಮಗೆ ಅಂಥ ದಿವ್ಯ ದೃಷ್ಟಿ ಇಲ್ಲ. ಆದರೆ ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳು (ಕ್ಷ-ಕಿರಣಗಳು) ಅಂಥ ದೃಷ್ಟಿ ನಮಗೊದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಬಣ್ಣ, ಸುವಾಸನೆ ಇಲ್ಲದ ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳು ದೇಹದ ಮೂಲಕ ಹಾದು ಹೋಗುವಾಗ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ, ಫಾಸ್ಫರಸ್ (ರಂಜಕ) ಮೊದಲಾದ ಖನಿಜಗಳುಳ್ಳ ಗಟ್ಟಿ ಮೂಳೆಗಳು ಅವುಗಳನ್ನು ತಡೆಹಿಡಿಯುತ್ತವೆ. ಅಂದರೆ ಮೂಳೆಗಳು ಈ ಕಿರಣಗಳಿಗೆ ಅಪಾರದರ್ಶಕ. ಆದರೆ ಮಾಂಸ ಮತ್ತಿತರ ಮೃದು ಭಾಗಗಳ ಮೂಲಕ ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳು ತೂರಿ ಸಾಗಿ  ಫೊಟೊಗ್ರಾಫ್ ಹಾಳೆಯ ಮೆಲೆ ಪಾತವಾಗಿ, ಆ ಭಾಗಗಳೆಲ್ಲ ಕಪ್ಪಾದರೆ, ಎಲುಬುಗಳು ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳನ್ನು ತಡೆಹಿಡಿಯುವುದರಿಂದ ಈ ಭಾಗಗಳು ಫೊಟೋಗ್ರಾಫಿಕ್ ಹಾಳೆಯ ಮೇಲೆ ಬಿಳಿಯಾಗಿ ಗೋಚರಿಸುತ್ತವೆ. ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣ ಛಾಯಾಗ್ರಹಣ ವೈದ್ಯಕೀಯ ರಂಗದ ಅವಿಭಾಜ್ಯ ಅಂಗವಾಗಿದೆ. ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಆವಿಷ್ಕರಿಸಿದ್ದು ಜರ್ಮನಿಯ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿ ಹೆನ್ರಿಕ್‌ರಂಟ್ಜನ್.

ರಂಟ್ಜನ್ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೊಂದು ಹಿನ್ನಲೆ ಇತ್ತು. ಜರ್ಮನಿಯ ಜ್ಯೂಲಿಯಸ್ ಫ್ಲುಕರ್ (೧೮೦೧-೧೮೬೮) ಅನಿಲಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಸರ್ಜನೆ ಹೇಗಾಗುತ್ತದೆಂದು ಅಧ್ಯಯನಿಸುತ್ತಿದ್ದರು.  ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಅವರು ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದ ಉಪಕರಣ – ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಸರ್ಜನಾನಳಿಗೆ (ಇಟeಛಿಣಡಿiಛಿ ಜisಛಿhಚಿಡಿge ಣube). ಇದೊಂದು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಅನಿಲವನ್ನು ತುಂಬಿಸಿದ ಗಾಜಿನ ನಳಿಗೆ. ನಳಿಗೆಯೊಳಗೆ ಎರಡು ವಿದ್ಯುತ್ ಧ್ರುವಗಳಿದ್ದುವು (ಲೋಹದ ಬಿಲ್ಲೆಗಳು).  ಒಂದನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೆಜ್ ಒದಗಿಸುವ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಧನಧ್ರುವಕ್ಕೂ (ಆನೋಡ್) ಇನ್ನೊಂದನ್ನು ಋಣ ಧ್ರುವಕ್ಕೂ (ಕ್ಯಾಥೋಡ್) ಜೋಡಿಸಿದೆ. ನಳಿಗೆಯ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ಹಾಯಿಸಿದಾಗ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಬಣ್ಣಗಳು ನಳಿಗೆಯಿಂದ ಹೊಮ್ಮುತ್ತಿದ್ದುವು. ಇದೊಂದು ಸುಂದರ ವಿದ್ಯಮಾನ. ಆದರೆ ಫ್ಲುಕರ್‌ನಿಗೆ ಆಶ್ಚರ್ಯವಾದದ್ದು – ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ (ನಳಿಗೆಯನ್ನು ಪೂರ್ಣ ನಿರ್ವಾತಗೊಳಿಸಿದಾಗ) ಕ್ಯಾಥೋಡಿನ ಎದುರು ಬದಿಯಲ್ಲಿ- ಅಂದರೆ ಆನೋಡ್ ಸಮೀಪ – ನಳಿಗೆಯ ಒಳಗೆ ಹಸಿರು ಬಣ್ಣದ ಮಂದ ಪ್ರಕಾಶ ಸೂಸುತ್ತಿತ್ತು. ಆ ಪ್ರಕಾಶ ಹೇಗೆ ಬರುತ್ತಿದೆ ಎಂದು ವಿವರಿಸಲು ಅವನಿಗೆ ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಿಲ್ಲ.
ಇದಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತ ವಿವರಣೆಯನ್ನು  ನೀಡಿದ್ದು ಜರ್ಮನಿಯ ಗೋಲ್ಡ್‌ಸ್ಟೈನ್ (೧೮೫೦-೧೯೩೦). ಕ್ಯಾಥೋಡಿನಿಂದ ಹೊಮ್ಮುವ ಅದ್ಯಾವುದೋ ಬಗೆಯ ಕಿರಣಗಳು ನಳಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪಾತವಾಗಿ ಸಂದೀಪ್ತಿಯನ್ನು ಸೃಜಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆ ಸಂದೀಪ್ತಿಯ ಕಾರಣದಿಂದ ಹಸಿರು ಬಣ್ಣದ ಮಂದ ಪ್ರಕಾಶ ಸೂಸುತ್ತದೆಂದು ಗೋಲ್ಡ್‌ಸ್ಟೈನ್ ವಿವರಿಸಿದರು(೧೮೭೦). ವಸ್ತುವಿನ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸದೇ ವಸ್ತು ಬೆಳಕನ್ನು ಉತ್ಸರ್ಜಿಸುವ ವಿದ್ಯಮಾನಕ್ಕೆ ಸಂದೀಪ್ತಿ (ಟumiಟಿesಛಿeಟಿಛಿe)ಎಂದು ಹೆಸರು. ಮಿಂಚು ಹುಳ ಬಣ್ಣ ಬಣ್ಣದ ಬೆಳಕು ಸೂಸಲು, ಟ್ಯೂಬ್‌ಲೈಟ್ ಪ್ರಕಾಶಿಸಲು, ನಿಯಾನ್ ಅಥವಾ ಆರ್ಗಾನ್ ದೀಪಗಳು ಝಗ ಝಗಿಸಲು ಸಂದೀಪ್ತಿ ಕಾರಣ. ಅನಿಲ ನಳಿಗೆಯಲ್ಲಿ ಸಂದೀಪ್ತಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಥೋಡಿನಿಂದ ಹೊಮ್ಮುವ ಈ ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಕ್ಯಾಥೋಡ್‌ಕಿರಣ (cathode rays ) ಎಂದು  ಗೋಲ್ಡ್‌ಸ್ಟೈನ್ ಹೆಸರಿಸಿದರು.

ಮುಂದಿನ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕಿರಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು ಅಧ್ಯಯನ ನಡೆದುವು.  ಬೆಳಕಿಗೂ ಈ ಕಿರಣಕ್ಕೂ ಯಾವ ಸಾಮ್ಯತೆ ಇದೆ? ಈ ಕಿರಣಗಳ ಗುಣ ಲಕ್ಷಣಗಳೇನು? ಇವು ಕಿರಣಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಲ್ಲಿ ಸಂದೀಪ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರೇರಿಸುವ ಬಗೆ ಹೇಗೆ? ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಉತ್ತರ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಹಲವು ಸಂಶೋಧಕರು ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸುತ್ತಿದ್ದರು. ಇವರಲ್ಲಿ ಜರ್ಮನಿಯ ಫಿಲಿಪ್‌ಲೆನಾರ್ಡ್ (೧೮೬೨-೧೯೪೭) ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿದ್ದವರು. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕಿರಣಗಳು ಋಣ ವಿದ್ಯುದಂಶ ಇರುವ ಕಣಗಳ ಅನುಸ್ಯೂತ ಪ್ರವಾಹವೆಂದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಲೆನಾರ್ಡ್ ನಿರೂಪಿಸಿದರು (೧೮೯೪). ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕಿರಣಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಅದೆಷ್ಟು ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಅವರು  ಒದಗಿಸಿದರೆಂದರೆ, ಇದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ೧೯೦೫ರಲ್ಲಿ ಲೆನಾರ್ಡ್‌ಗೆ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ಬಂತು.
ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕಿರಣಗಳ ಕಣಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಮೂಲ ಕಣವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳೆಂದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾದದ್ದು ಮತ್ತೆ ಮೂರು ವರ್ಷಗಳ ಬಳಿಕ – ಅಂದರೆ ೧೮೯೭ರಲ್ಲಿ,  ಬ್ರಿಟಿಷ್ ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಜೆಜೆಥಾಮ್ಸ್‌ನ್ ನಡೆಸಿದ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕಾಗಿ ಥಾಮ್ಸನ್ ನೊಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ಪಡೆದರೆನ್ನುವುದನ್ನು ಇಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಈ ವಿವರಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಬಗ್ಗೆ ಮುಂದೊಂದು ದಿನ ಹೇಳುತ್ತೇನೆ.
ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕಿರಣಗಳು ಝಿಂಕ್ ಸಲ್ಫೈಡ್, ಬೇರಿಯಮ್ ಪ್ಲಾಟಿನೋ ಸಯನೈಡ್ ಮೊದಲಾದ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಲ್ಲಿ ಸಂದೀಪ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರೇರಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂದರೆ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕಿರಣಗಳು ಈ ರಾಸಾಯನಿಕವನ್ನು ಲೇಪಿಸಿದ ಪರದೆ ಮೇಲೆ ಪಾತವಾದರೆ, ಆ ಪರದೆ ಮಂದ ಪ್ರಕಾಶವನ್ನು ಸೂಸಿ ಬೆಳಗುತ್ತದೆ. ಅಂದಿನ ಹಲವು ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ಬಗ್ಗೆ ಆಸಕ್ತರಾಗಿದ್ದರು. ಅಂಥವರಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಕಥಾನಾಯಕ, ರಂಟ್ಜನ್ ಕೂಡ ಒಬ್ಬರು.
ಹೆನ್ರಿಕ್‌ರಂಟ್ಜನ್ ಜನಿಸಿದ್ದು ಜರ್ಮನಿಯ ಲಿನಾಪ್ ಎಂಬಲ್ಲಿ, ೧೮೪೫, ಮೇ೨೭ರಂದು. ಇವರ ತಂದೆ ಬಟ್ಟೆ ವ್ಯಾಪಾರಿ. ೧೮೪೯ರಲ್ಲಿ ಇವರಿದ್ದ ಪ್ರಾಂತ್ಯದಲ್ಲಿ ಭೀಕರ ದಂಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾದಾಗ ರಂಟ್ಜನ್ ಕುಟುಂಬ ಹಾಲೆಂಡಿಗೆ ವಲಸೆ ಹೋಯಿತು. ಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ಅದ್ಯಾಪಕರೊಬ್ಬರ ವ್ಯಂಗ್ಯ ಚಿತ್ರ ಬಿಡಿಸಿದ ಘೋರ ಅಪರಾಧಕ್ಕಾಗಿ ಶಾಲೆಯಿಂದ ಹೊರ ಹಾಕಲ್ಪಟ್ಟ ಇವರ ಮುಂದಿನ ವಿಧ್ಯಾಭ್ಯಾಸ ಮನೆಯಲ್ಲಿಯೇ ಖಾಸಗೀ ಉಪಾಧ್ಯಾಯರಿಂದ ನಡೆಯಿತು. ನಂತರ ಸ್ವಿಟ್ಜರ್ಲೆಂಡಿನ ಪ್ರತಿಷ್ಠಿತ ಜ್ಯೂರಿಚ್ ಪೊಲೆಟೆಕ್ನಿಕ್  ವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಎಂಜಿನೀಯರಿಂಗ್ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಿದರು. ಬುವಿಯ ಸುಂದರ ಸ್ವರ್ಗ ಸಮಾನ ಸ್ವಿಟ್ಜರ್ಲೆಂಡಿನಲ್ಲಿ ದೋಣಿಯಾನ, ವಿಹಾರ, ಮೋಜಿನ ಕೂಟಗಳಲ್ಲಿ ಓದು ಹಿಂದೆ ಬಿತ್ತು. ಇವರ ಅದ್ಯಾಪಕರನೇಕರು ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ತೇರ್ಗಡೆಯಾಗುವ ಬಗ್ಗೆ ಸಂದೇಹ ವ್ಯಕ್ತ ಪಡಿಸತೊಡಗಿದರು. ಆದರೆ ಅಲ್ಲಿದ್ದ ತರುಣ ಉಪನ್ಯಾಸಕ, ಸ್ವತ: ಪ್ರಥಮ ದರ್ಜೆಯ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಅಗಸ್ಟಸ್‌ಕುಂಡ್ (೧೮೩೯-೧೮೯೪) ಮಾತ್ರ ರಂಟ್ಜನ್ ವ್ಯಕ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿ ನಿಹಿತವಾಗಿದ್ದ ಪ್ರತಿಭೆಯನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದರು.  ಭೌತ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೂಲ ತತ್ವಗಳ ಬಗ್ಗೆ, ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಅನುಸರಿಸಬೇಕಾದ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯ ಕ್ರಮಗಳ ಬಗ್ಗೆ ರಂಟ್ಜನ್ ಅವರಿಗೆ ಕುಂಡ್ ಬೋಧಿಸಿದರು; ಭೌತವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಆಸಕ್ತಿ ಕುದುರಿಸಿದರು. ಮತ್ತೆ ರಂಟ್ಜನ್ ಹಿಂದಿರುಗಿ ನೋಡಲಿಲ್ಲ.
ಕುಂಡ್ ಅವರಿಗೆ ಜರ್ಮನಿಯ ಸ್ಟ್ರಾಸ್ಬರ್ಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಹುದ್ದೆಗೆ ಕರೆ ಬಂದಾಗ, ತನ್ನೊಡನೆ ಪ್ರಿಯ ಶಿಷ್ಯನನ್ನೂ ಕರೆದೊಯ್ದರು. ಅಲ್ಲಿ ಅದ್ಯಾಪನ ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತನ್ನನ್ನು ಸಮರ್ಪಿಸಿಕೊಂಡ ರಂಟ್ಜನ್ ಅವರ ಲೇಖನಗಳು ಜರ್ಮನಿಯ ಪ್ರತಿಷ್ಟಿತ ಸಂಶೋಧನ ಪತ್ರಿಕೆಯಾದ ಅನೆಲಿನ್ ಡರ್ ಫಿಸಿಕ್ ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾಗುತ್ತ, ಇವರೊಬ್ಬ ಶ್ರೇಷ್ಟ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟರು. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ಜರ್ಮನಿಯ ಬವೇರಿಯಾ ಪ್ರಾಂತ್ಯದಲ್ಲಿರುವ ವುರ್ಸೆರ್‌ಬರ್ಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾದ್ಯಾಪಕತ್ವ ಹುದ್ದೆಗೆ ಕರೆ ಬಂತು. (೧೮೮೫).  ಅಲ್ಲಿ ರಂಟ್ಜನ್ ತೀರ ನಾಟಕೀಯ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳನ್ನು ಆವಿಷ್ಕರಿಸಿದ್ದು ಒಂದು ರೋಚಕ ಕಥೆ.