ஜூலை 24 2022

லித்தியம் பேட்டரி ஆய்வில் கலக்கும் 100 வயது இளைஞர்

ஜான் குட்எனஃப் (John Goodenough). இன்று நாம் அலட்டிக் கொள்ளாமல் பயன்படுத்தும் கைபேசிகளிலும் மின்வாகனங்களிலும் உள்ள பேட்டரிகள் உருவாகப் பெரிதும் காரணமானவர். அவர் கண்டறிந்த லித்தியம் கோபால்ட் ஆக்ஸைடு (LiCoO₂) மின்தகடுகள் தான் இன்றைக்கு வரைக்கும் மிகச் சிறந்த செயல்திறன் கொண்டவை. விலை குறைவான, இன்னும் பாதுகாப்பான மூலப்பொருள் வேண்டும் என்ற தேவை ஏற்பட்ட போது, லித்தியம் இரும்பு ஃபாஸ்பேட் (LiFePO₄) என்ற சேர்மத்தை அளித்தார். இன்று வரை இந்த இரண்டு மூலப்பொருட்களைத் தான் பெரும்பாலான லித்தியம் பேட்டரிகளில் மானே தேனே போட்டு (LiCoO₂-இல் மாங்கனீசும் நிக்கலும் பல்வேறு விகிதங்களில் சேர்த்தும், LiFePO₄-இல் கார்பன் சேர்த்தும் துகள் அளவைக் குறைத்தும்) பயன்படுத்துகிறோம். அடுத்த தலைமுறையின் தேவைகளுக்கு ஏற்ற, இன்னும் பல மடங்கு அதிக செயல்திறன் கொண்ட பேட்டரிகளை உருவாக்கும் முயற்சியில் இன்னும் பணியாற்றிக் கொண்டிருக்கிறார். அன்றாடம் ஆய்வகத்துக்குச் செல்கிறார். வயது 100 தான் ஆகிறது. சொல்ல மறந்து விட்டேன். 2019-இல் நோபல் பரிசும் வாங்கி விட்டார். இவை எல்லாவற்றையும் விட, தனது சக ஆய்வாளர்களையும் மாணவர்களையும் மதிப்பவர். எண்ணற்ற ஆராய்ச்சி மாணவர்களுக்கு முன்மாதிரியாக இருப்பவர். தன்னடக்கம் மிக்க பண்பாளர். வாழ்த்துவோம்.

லித்தியம்-அயனி பேட்டரியின் வரைபடத்தை வெண்பலகையில் வடிக்கிறார் ஜான் குட்எனஃப் ¹

எல்லோரும் பணி ஓய்வு பெறும் 64 வயதில் ஆக்ஸ்போர்ட் பல்கலைக்கழகத்திலிருந்து டெக்ஸாஸ் பல்கலைக்கழகத்துக்கு மாறினார் குட்எனஃப். அலங்காரப்பதவிக்காக அல்ல. ஆராய்ச்சித் தலைவராக. அங்கு பேட்டரி மட்டுமல்லாது எரிபொருள் மின்கலம் (fuel cell), மீக்கடத்திகள் (superconductors), வினையூக்கிகள் (catalysts) என்று பல துறைகளிலும் தன் ஆய்வுகளைப் பரவலாக்கினார். கணிதத்தில் பட்டம் பெற்று, இரண்டாம் உலகப்போரில் வானிலையாளராகப் பணியாற்றி, பின்னர் இயற்பியலில் முனைவர் பட்டம் பெற்றவரான குட்எனஃப், இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் கோட்பாடுகளை ஒன்றிணைத்து இத்தகைய அறிவியல் வெற்றிகளை அடைந்தார். குட்எனஃப் அவர்களுடன் எதிர்மின் அயனிகளைக் கொண்ட சேர்மங்களில் (polyanionic materials) பணிபுரிந்தவரும், அவரது நோபல் பரிசு ஏற்புரையை வாசிக்கும் சிறப்பைப் பெற்றவருமான முனைவர் ஆறுமுகம் மந்திரம் அவர்கள் இந்த மாமனிதரின் பங்களிப்புகளைப் பற்றி விரிவானதொரு கட்டுரையை எழுதியிருக்கிறார்.²

ஜான் குட்எனஃப் மற்றும் ஆறுமுகம் மந்திரம் ²

ஜான் குட்எனஃப் அவர்களின் அறிவியல் பங்களிப்புகள் ²

சோதனைகள் இல்லாத சாதனைகளா?

ஆரம்பகால லித்தியம் பேட்டரிகளில் லித்தியம் மின்தகட்டின் வினைதிறனால் தீ பிடிக்கும் அபாயங்கள் இருந்தன. ஸ்டான்லி விட்டிங்ஹாம் (Stanley Wittingham) உருவாக்கிய இந்த பேட்டரிகளில் டைட்டானியம் டைசல்ஃபைடு நேர் மின்தகடாக இருந்தது. 2 வோல்ட் மின்சாரம் கிடைத்தது. பிறகு குட்எனஃப் இந்த பேட்டரியில் டைட்டானியம் டைசல்ஃபைடுக்குப் பதிலாக லித்தியம் கோபால்ட் ஆக்ஸைடு பயன்படுத்தினால் 4 வோல்ட் அளவிற்கு மேம்படுத்த முடியும் என்பதை நிரூபித்தார். அதாவது இரட்டிப்புச் செயல்திறன். ஆனால் லித்தியத்தின் வினைதிறன் இந்த பேட்டரிகளின் வணிகமயமாக்கலுக்குப் பெரும் தடையாகவே இருந்தது. ஜப்பானின் அகிரா யோஷினோ (Akira Yoshino) லித்தியத்துக்குப் பதிலாகக் கரிம மின்தகடுகளைப் பயன்படுத்தினால் அபாயமற்ற வகையில் லித்தியம் அயனிகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட பேட்டரிகளை உருவாக்கலாம் என்பதைக் கண்டறிந்தார். 1991-இல் ஜப்பானின் சோனி நிறுவனம் இந்த வடிவமைப்பிலான பேட்டரிகளைச் சந்தைக்குக் கொண்டுவந்தது. பேட்டரி யுகம் பிறந்தது.

இதில், குட்எனஃப் அவர்களின் ஆராய்ச்சி உதவியாளராக இந்தியாவைச் சேர்ந்த அக்‌ஷயா பதி மற்றும் நிப்பான் நிறுவனத்தின் ஷிகெடோ ஒகடா (Shigeto Okada) ஆகியோர் பணியாற்றி வந்தனர். முக்கியமான ஆராய்ச்சிக் குறிப்புகளை ஒகடா தன் நிறுவனத்துக்கு ரகசியமாக அனுப்பி வைத்துவிட்டார். இந்த விசயம் குட்எனஃப்பிற்குத் தெரியும் முன்பே காலம் கடந்து விட்டது. நிப்பான் நிறுவனம் இந்தக் கண்டுபிடிப்புக்குக் காப்புரிமை (patent) பெற்று விட்டது.³ இதே கதை பின்னர் லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் கண்டுபிடிப்பிலும் தொடர்ந்தது. ஒரே வித்தியாசம்: முன்பு ஜப்பான். இப்போது சீனா. அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகள் எவ்வளவு முக்கியமோ அதே அளவிற்கு அவற்றைக் காப்புரிமை பெற்று தக்க வைப்பதும் சந்தைப்படுத்துதலும் முக்கியம் என்பதற்கு இது சிறந்த பாடம்.

ஜான் குட்எனஃப் இளமைக்காலப் புகைப்படங்கள்: (இடது) உடன்பிறந்தவர்களுடன் நடுவில் இருப்பவர்; (வலது) பள்ளி கால்பந்து நண்பர்களுடன் வலமிருந்து இரண்டாமவர் ¹

எல்லாவற்றுக்கும் மேலாக, ஜான் குட்எனஃப் அவர்களின் விடாமுயற்சி, ஒழுக்கம், அறம் தவறாத அறிவியல் கண்ணோட்டம், மனித நேயம் ஆகியனவே நாம் உணர்ந்து போற்ற வேண்டியன. அதனால் தான் விட்டிங்ஹாம் மற்றும் யோஷினோ ஆகியோருடன் அவருக்கு நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது³; சந்தைப்படுத்தியவர்களுக்கு அல்ல. தாமதமாகத்தான் கொடுக்கப்பட்டது எனினும் ஒட்டுமொத்த உலகமும் கொண்டாட வேண்டிய நிகழ்வு அது. அதைவிடக் கொண்டாட வேண்டியது இந்த 100 வயது இளைஞரின் இடைவிடா அறிவியல் பயணம்.

மேற்கோள்கள்:

தன் வரலாறு https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/goodenough/biographical/
ஆறுமுகம் மந்திரம் அவர்களின் கட்டுரை https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ac59f7#jesac59f7f3
ஸ்டீவ் லெவின் எழுதிய நூல் The Powerhouse: America, China, and the Great Battery War
நோபெல் தளம் https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/press-release/

மார்ச் 20 2022

லித்தியன் கந்தகமாறன் – 5 மடங்கு அதிக சேமிப்புத்திறன் கொண்ட பேட்டரிகள்

சென்ற பதிவில், நடைமுறையில் உள்ள லித்தியம்-அயனி பேட்டரிகளைக் காட்டிலும் 5 மடங்கு அதிக மின் தேக்குத்திறன் கொண்ட பேட்டரிகள் பற்றி பார்க்கலாம் என்று சொல்லியிருந்தேன். இந்த முறை கொஞ்சம் புதுமையாக, ஒரு பழைய கதையுடன் தொடங்கலாம்.

மிருகண்டர் என்ற ஒரு முனிவருக்கும் மருதவதி என்ற அவரது மனைவிக்கும் குழந்தைபேறு இல்லையாம். சிவபெருமானிடம் பிள்ளை வரம் வேண்டிக்கொண்டார்களாம். மனம் இளகிய சிவன், அவர்களுக்கு வழக்கம்போல் ஒரு விசித்திரமான, சோதிக்கும் வரத்தைத் தருகிறார்.

வாய்ப்பு #1: 100 வயது வரை வாழும் குழந்தை பிறக்கும்; ஆனால் முட்டாளாக வாழும்.

வாய்ப்பு #2: அறிவு மிக்க குழந்தை பிறக்கும். 16 வயதினிலே இறந்துவிடும். எது வேண்டும்? இது தான் அந்த வரத்தில் இருக்கும் சாபம்.

பேட்டரி ஆராய்ச்சியிலும் இதே போல ஒரு சிக்கலான ஒரு கேள்வி இருக்கிறது. அது என்னவென்றால், ஒரு வகையான பேட்டரியை ஆயிரக்கணக்கான முறை சார்ஜ் செய்து மீண்டும் மீண்டும் பயன்படுத்தலாம். ஆனால் அதன் மின் தேக்குத்திறன் குறிப்பிட்ட அளவுக்குள்ளாகவே இருக்கும்; மெல்ல மெல்ல இந்த ஆற்றல் குறைந்து கொண்டே வரும். மற்றொரு வகையான பேட்டரி, முன்னதைக் காட்டிலும் 5 மடங்கு அதிக ஆற்றலைக் கொண்டது. ஆனால், 100 முறை மட்டுமே பயன்படும். எது வேண்டும்?

மேலே உள்ள படத்தில் தலைமுறை 4-இல் இடம்பெற்றுள்ள லித்தியம்-சல்ஃபர் வகை பேட்டரி தான் நம் கதையின் மார்கண்டேயன்.

லித்தியம்-கந்தகம் பேட்டரி எப்படி ஆற்றல் தருகிறது? இதில் என்ன சிறப்பு/குறைபாடு?

முதலில் செயல்பாடும் சிறப்புகளும்: லித்தியம்-அயனி பேட்டரியில் லித்தியம் அயனிகள் வாடகைக்குக் குடியிருப்போர் போல நேர் மின் தகட்டிற்கும் எதிர் மின் தகட்டிற்கும் குடிபெயர்ந்து கொண்டே இருக்கும் என்று ஏற்கனவே பார்த்தோம். இதனை இடைச்செறுகல் (intercalation) என்று சொல்கிறோம். லித்தியம்-கந்தகம் கொண்ட பேட்டரிகளில் லித்தியம் அயனிகள் கந்தக அயனிகளுடன் சேர்ந்துகொண்டு பல்சல்பைடுகளாக (polysulphides) Li₂S₈, Li₂S₆, Li₂S₄, Li₂S₂ என்று கொஞ்சம் கொஞ்சமாக மாறி இறுதியில் Li₂S என்ற முழு சந்திரமுகியாகவே மாறிவிடுகின்றன. சார்ஜ் செய்யும்போது மீண்டும் Li மற்றும் S₈ என்ற கங்காவாக உருப்பெறுகின்றன. இந்த முறையை conversion என்று சொல்கிறோம்.

டிஸ்சார்ஜ் செய்யும்போது ஒவ்வொரு கந்தக அணுவும் படிப்படியாக 16 லித்தியம் அணுக்களுடன் சேர்ந்து பாலிசல்ஃபைடுகளாக உருமாற்றம் அடைந்து Li2S ஆகிறது. பின்னர் சார்ஜ் செய்கையில் ஒரே தாவலில் லித்தியம் தனியாகவும் கந்தகம் தனியாகவும் பிரிந்து விடுகின்றன.

இதில் சிறப்பு என்னவென்றால், கந்தகம் என்பது மிக அதிகமாகவும் எளிதாகவும் கிடைக்கக்கூடிய பொருள். பெட்ரோலியத் துறையில் ஒரு கிளைப்பொருளாக (by-product) டன் கணக்கில் கிடைக்கக் கூடிய கந்தகம் லித்தியம்-அயனி பேட்டரி தயாரிக்கத் தேவைப்படும் மூலப்பொருட்களான கோபால்ட், நிக்கல் போன்றவற்றை விட ஆயிரம் மடங்கு மலிவாகவும் எளிதாகவும் கிடைக்கக்கூடியது. நச்சுத் தன்மையும் மிகக் குறைவு. மற்றொரு சிறப்பு, கார்பனுக்குப் பதிலாக லித்தியத்தையே பயன்படுத்துவதால், அதன் ஆற்றல் அடர்த்தியையும் மின்திறனையும் முழுமையாகப் பயன்படுத்த முடியும். அப்படியானால் இனி லித்தியம்-சல்ஃபர் பேட்டரிகளின் ஆதிக்கம் தானா என்கிறீர்களா? இனி குறைபாடுகளைப் பார்க்கலாம்: மார்க்கண்டேயனின் 16 ஆண்டு ஆயுள் போலவே லித்தியம் சல்ஃபர் பேட்டரிகள் நூறு முதல் நூற்றைம்பது முறை மட்டுமே மின்னேற்றம்/மின்னிறக்கம் (charge/discharge) சுழற்சிகளைத் தாங்கக்கூடியது. அதற்குமேல் பயன்படுத்தினால் பாலிசல்பைடு என்கிற ஃபாலிடாலைக் குடித்துத் தற்கொலை செய்து கொள்கின்றன. ஏனென்றால், Li₂S₈, Li₂S₆, Li₂S₄, Li₂S₂ ஆகியவற்றில் சில பாலிசல்ஃபைடுகள் சந்திரமுகியாகவே இருந்துவிடத் துடிக்கின்றன. முழு உருமாற்றம் தடைபடுகிறது. இறுதியில் பேட்டரி படுத்துவிடுகிறது. எல்லாவற்றுக்கும் மேலாக, கந்தகம், அதற்கு மின் கடத்துத்திறன் அளிக்கும் கரிமம், மற்றும் மின்பகுளியைச் சீராக வைத்திருக்கும் லித்தியம் நைட்டிரேட் ஆகியவற்றை கொண்ட சேர்மம் இதில் இருப்பதால், சிறப்பானதொரு வெடிமருந்துக்கான ரெசிபி இந்த பேட்டரி. எனவே லித்தியம் சல்ஃபர் பேட்டரிகளை விமானம் மற்றும் கப்பல் போக்குவரத்தில் அனுமதிப்பதற்குச் சாத்தியமில்லை.

இதற்கு என்ன தீர்வு?

1. பாலிசல்ஃபைடுகளைக் கட்டுக்குள் வைத்திருக்கக் கூடிய வேதிப்பொருட்களைக் கண்டறிந்து பயன்படுத்துதல்

2. லித்தியம் மின் தகட்டின் மீது பாதுகாப்புப் பூச்சு அமைப்பது. இது பாலிசல்ஃபைடுகள் லித்தியத்தின் மேற்பரப்பை அரிப்பதைத் தடுக்கும்.

நாங்கள் 1000 முறை சார்ஜ்/டிஸ்சார்ஜ் செய்து விட்டோம். ஐந்து மடங்கு அதிக ஆற்றலை நிரூபித்து விட்டோம் என்று அடிக்கடி ஆராய்ச்சி உலகில் ராமர் பிள்ளைகள் தோன்றி மறைகின்றனர். உண்மை என்னவென்றால், வணிக ரீதியாக லித்தியம் சல்ஃபர் பேட்டரி தயாரித்துக் கொண்டிருந்த Oxis, Sion ஆகிய இரண்டே நிறுவனங்களில் Oxis திவாலாகி விட்டது. Sion தரப்பில் பேச்சு மூச்சே இல்லை.

தொடரும் ஆய்வுகளின் வெளிப்பாடாக என்றேனும் ஒருநாள் நூறாண்டு வாழும் மார்கண்டேய பேட்டரியைக் கண்டுபிடிப்போம் என்று நம்புவோமாக.

An image showing a bunch of old used mobile phone batteries

பிப் 20 2022

விண்கலத்தின் இறுதிச்சடங்கு

கடந்த இரண்டு பத்தாண்டுகளாக மொத்த உலக மக்கள் தொகையில் ஒருசிலர் பூமியில் காணப்படவில்லை. ஏனெனில், அவர்கள் நிலப்பரப்பில் இருந்து சுமார் 400 கிலோமீட்டர் உயரத்தில் மணிக்கு 27,500 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் மிதந்து கொண்டிருக்கிறார்கள். ஆம், International Space Station என்கிற பன்னாட்டு விண்வெளி நிலையம்தான் அவர்களின் இருப்பிடம். 100 மீட்டர் நீளமுடைய இந்த மிதக்கும் ஆய்வு நிலையம் அமெரிக்கா, ஐரோப்பா, ரஷ்யா, ஜப்பான், கனடா ஆகிய நாடுகளின் பங்களிப்பால் சாத்தியமாயிற்று.

நுண்ணீர்ப்பு (microgravity), விண் உயிரியல் (space biology), மனித உடல் இயங்கியல் (human physiology) மற்றும் அடிப்படை இயற்பியல் குறித்த ஆய்வுகளுக்குப் பெரிதும் பயன்பட்டு வருகிறது ISS. மேலும், பிற கோள்களுக்கும் தொலைவில் உள்ள விண்ணிடங்களுக்கும் செல்வதற்கான ஆராய்ச்சியின் முதல் படியாகவும் இது திகழ்கிறது.

வயசு ஆகுதில்ல…

எல்லாவற்றுக்கும் முடிவு ஒன்று உண்டல்லவா? இந்த விண்வெளி நிலையமும் அதற்கு விதிவிலக்கல்ல. 2031-ஆம் ஆண்டு வாக்கில் இதற்குப் பிரியாவிடை அளிக்க முடிவு செய்திருக்கிறது நாசா. இவ்வளவு முக்கியமான ஆய்வு நிலையத்தை ஏன் அழிக்க வேண்டும் என்கிறீர்களா? வயது மூப்புதான் காரணம். 1990களில் அமைக்கப்பெற்ற இந்த மிதக்கும் ஆய்வகத்தின் பல்வேறு பாகங்கள் பல்வேறு காலகட்டங்களில் மாற்றவும் சரிசெய்யவும் பட்டுள்ளன. இருப்பினும், கடந்த 32 ஆண்டுகளாக இரவு பகலாக தொடர்ந்து 90 நிமிடங்களுக்கு ஒருமுறை உலகை வலம் வந்து கொண்டிருக்கும் ஒரு இயந்திரம் பல தேய்மானங்களையும் சேதாரங்களையும் சந்திக்க நேரிடுகிறது. வெப்பநிலை மாறுபாடுகளும் இதன் தாங்கும் திறனைச் சோதிக்கின்றன. தொடர்ந்து தன்பால் இழுக்கும் புவியின் ஈர்ப்பு விசையையும் ஒருபுறம் சமாளிக்க வேண்டியுள்ளது. பராமரிப்பு செலவும் நாளுக்கு நாள் உயர்ந்து வருகிறது. ஆகையால், 2030 வரை மட்டுமே இத்தனையையும் திறம்பட சமாளிக்க முடியும்.

எப்படி அழிப்பது?

இரண்டு வழிகள் உள்ளன.

ஒன்றுமே செய்யாமல் விட்டுவிடுவது. புவியீர்ப்பு விசை மற்றவற்றை பார்த்துக் கொள்ளும். ஆனால் இது கட்டுப்பாடற்ற வழி.
சிறு ராக்கெட்டுகளைப் பயன்படுத்தி ஐ.எஸ்.எஸ்-இன் வேகத்தையும் பாதையையும் படிப்படியாக மாற்றி, குறிப்பிட்ட இடத்தில் விழுமாறு செய்து இறுதிச் சடங்குகள் நடத்துவது. இது பொறுப்புமிக்க வழி.

வேகத்தை ஏற்றப் பயன்பட்ட ராக்கெட்டுகளே வேகத்தைக் குறைக்கவும் பயன்படுவது இங்கே நகைமுரண்; ஆனால் உண்மை.

ஆஸ்திரேலியா அருகில் தீப்பந்து

தீப்பொறிகளாய் வேகப்பந்து வீசுவதில் ஆஸ்திரேலிய கிரிக்கெட் வீரர்கள் வல்லவர்கள். உப்புக் காகிதத்தால் சுரண்டினால் தீப்பொறிகள் இன்னும் சிறப்பாகப் பறக்கும். சரி, அதை விட்டுவிட்டு நமது விண்வெளி நிலையத்துக்கு வருவோம். நாசாவின் திட்டப்படி, ISS பூமிக்கு திரும்புகையில் ஆஸ்திரேலியாவுக்கு அருகில் தீப்பிழம்பாய் மாறி, பின்னர் பசுபிக் பெருங்கடலில் விழும். இந்த நிகழ்வு, எரி நட்சத்திரம் போல் காட்சியளிக்கும்.

நீமோ முனை – விண்கல மயானம்

South Pacific Ocean Uninhabited Area (SPOUA) என்கிற ஆள் அரவமற்ற (ஆளற்ற என்பது சரி; அரவமற்றதா என்று உறுதியாகத் தெரியவில்லை) இடம்தான் இத்தகைய விண்கலங்களின் மயானம். நொடிக்கு 6 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் வளிமண்டலத்தை அடையும் ஐ.எஸ்.எஸ். அங்கு 10,000 டிகிரி செல்ஸியஸ் வெப்பநிலையில் பெரும்பாலும் எரிந்து சாம்பலாகி விடும். எஞ்சிய பகுதிகள் இந்தக் கடல் பகுதியில் விழும்.

ஜன 5 2022

லித்திய உலகம் – பகுதி 3 – பேட்டரி தலைமுறைகளும் தலையெழுத்தும்

ஒரு பேட்டரியின் தன்மைகளை மதிப்பிட மூன்று அளவுகோல்கள் உள்ளன:

ஆற்றல் அடர்த்தி (energy density)
திறன் அடர்த்தி (power density)
மின் தேக்குத்திறன் (capacity)

ஆற்றல் அடர்த்தியில் லித்தியம் பேட்டரிகள் தான் சூப்பர் ஸ்டார் என்பதை ஏற்கனவே முதல் பாகத்தில் பார்த்தோம். மறந்து விட்டது என்றால், லித்தியம் தான் உலோகங்களிலேயே அடர்த்தி குறைவானது என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கிலோ இரும்புடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு கிலோ லித்தியம் 11 மடங்கு அதிக ஆற்றலைச் சேமிக்க வல்லது (இரும்பைப் பயன்படுத்தினால் பேட்டரி இரும்பு கனம் கனக்கும் என்பது வேறு விசயம்)!

அடுத்ததாக, திறன் அடர்த்தி என்பது ஒரு பேட்டரி எவ்வளவு விரைவாக சார்ஜ் அல்லது டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படக் கூடியது என்பதைத் தீர்மானிக்கும். இதில், லித்தியம் பேட்டரி சூப்பர் ஸ்டாராக இல்லாவிட்டாலும் நடைமுறைக்குப் போதுமானதாக உள்ளது. “சார்ஜ் ஏற ஒரு மாமாங்கமே ஆகுது” என்று புலம்புபவர்கள் இன்னும் ஒருசில ‘தலைமுறைகள்’ புலம்பிக் கொண்டிருக்க வேண்டியதுதான். ஆம், பேட்டரிகளிலும் தலைமுறைகள் உண்டு. ஆய்வாளர்களும் தொழில்நுட்ப வல்லுனர்களும் வேதியியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப அடிப்படையில் லித்தியம் பேட்டரிகளை 5 தலைமுறைகளாக வகுத்துள்ளனர். இதைப்பற்றி பின்னர் ஒரு பதிவில் விரிவாகப் பார்க்கலாம். இப்போது நாம் பயன்படுத்தும் பேட்டரிகள் இரண்டாம் தலைமுறையைச் சேர்ந்தவை என்பதை மட்டும் நினைவில் கொள்வோமாக.

மூன்றாவதும் முக்கியமானதுமான மின் தேக்குத்திறன் என்பது, ஒரு கிராம் எடையுள்ள செயற்பொருள் (active material) எவ்வளவு மின்சாரத்தைத் தன்னுள் தேக்கிவைத்துக் கொள்ளக்கூடியது என்பதைக் குறிக்கிறது. இதுவே அந்த பேட்டரி ஒரு முறை சார்ஜ் செய்தால் எத்தனை மணி நேரம் நம் செல்பேசியியை இயங்கச் செய்யும் என்பதை முடிவு செய்ய உதவும். தற்போது உள்ள தொழில்நுட்பத்தால் தயாரிக்கப்படும் லித்தியம் அயனி (lithium-ion) பேட்டரிகள் அவற்றின் அதிகபட்ச செயல் மற்றும் மின் தேக்குத் திறன்களை எட்டி விட்டன என்றே சொல்ல வேண்டும். கோட்பாட்டு அளவில், நேர்மின் தகட்டில் (cathode) உள்ள ஒரு கிராம் செயற் பொருள் ஒரு மணி நேரத்தில் ஏறத்தாழ 300 மில்லி ஆம்பயர் (milli ampere) என்ற அளவில் மின்சாரத்தைச் தேக்கி வைக்கும் திறன் கொண்டது. ஆனால் நடைமுறையில் 150 மில்லி ஆம்பயர் மட்டுமே இதனால் சேமிக்க முடிகிறது.

ஏன் இந்த ஊழல் என்கிறீர்களா?

இரண்டு காரணங்கள். ஒன்று, என்னதான் லித்தியம்-அயனி பேட்டரி என்று பேர் எடுத்தாலும் சந்தையில் கிடைக்கும் பேட்டரிகளில் உள்ள எதிர் மின் தகடு லித்தியம் அல்ல. கிராஃபைட் (graphite) என்கிற படிம அமைப்பு கொண்ட கார்பன். இதன் படிமங்களின் இடைவெளிகளில்தான் ஒவ்வொரு முறை நாம் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்யும் போது நேர்மின் தகட்டில் இருந்து வரும் லித்தியம் அயனிகள் தங்கி இளைப்பாறிவிட்டுச் செல்லும். பின்னர் சார்ஜ் ஆன பேட்டரியை நாம் பயன்படுத்தும் போது (அதாவது டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது) இந்த லித்தியம் அயனிகள் மீண்டும் தமது தாய்வீடான நேர்மின் தகட்டை நாடிச் செல்லும். இவ்வாறு, லித்தியத்துக்குப் பதிலாக கார்பனைப் பயன்படுத்துவதால் லித்தியம்-அயனி பேட்டரிகளின் முழு செயல்திறனை நாம் பெற முடிவதில்லை. லித்தியத்தை எதிர்மின் தகடாகப் பயன்படுத்தி இதைச் சரி செய்யலாம். ஆனால் இந்த சொர்க்க நிலை அதிக நேரம் நிலைக்காது. பகுதி 2-இல் சொன்னது போல, லித்தியம் எல்லாவற்றுடனும் மிக எளிதில் வினைபுரியக் கூடியது, காற்றில் இருக்கும் ஈரப்பதத்துடன் கூட. எனவே, பேட்டரி திரவத்துடன் லித்தியம் வினைபுரிகையில் அதன் மேற்பரப்பில் மின்னோட்டத்தைத் தடுக்கவல்ல ஒரு மெல்லிய படிவம் உருவாகி, மிக வேகமாக வளர்ந்து, ஆணிகள் போன்று கூர்மையான டென்ட்ரைட்களாக (dendrites) விசுவரூபம் எடுத்து, நேர்மின் தகட்டைப் பதம்பார்த்து விடும். விளைவு: பேட்டரிக்கு இறுதி அஞ்சலி போஸ்டர் ஓட்ட வேண்டியதுதான். மேலும் நடைமுறையில் இத்தகைய பேட்டரி சேதமடைந்தாலோ நீரில் நனைந்தாலோ தீ விபத்து ஏற்பட்டு, மின்கலம் மின்மயானமாகி விடும் என்பதைத் தெரிவித்துக்கொண்டு…

இரண்டாவது காரணம், லித்தியம்-அயனி பேட்டரியின் முழுத்திறனை அடைய 5 வோல்ட் வரைக்கும் சார்ஜ் செய்ய வேண்டும். ஆனால் அவ்வளவு அதிக மின்னழுத்தத்தை மின்பகுளி (பேட்டரியில் உள்ள திரவம்) தாங்காது. 4.2 வோல்ட்டைக் கடந்தாலே தரிகிடதோம் தான். பிறகு எங்கே 5 வோல்ட் வரை செல்வது? எனவே, கிடைத்த வரை லாபம் என்றபடி, அதிகபட்சம் 4.2 வோல்ட் வரை பேட்டரியை சார்ஜ் செய்து திருப்தி அடைய வேண்டியது தான்.

செல்பேசி மற்றும் பிற சாதனங்களின் செயல்திறன் அதிகமாகிக் கொண்டே வருகையில் பேட்டரி துறை மட்டும் ஏன் மெதுவாக முன்னேறுகிறது என்பது நியாமான கேள்விதான். ஆனால் இதற்குப் பல நியாயமான பதில்களும் உள்ளன. இன்று நாம் பயன்படுத்தும் பேட்டரியைக் காட்டிலும் 5 மடங்கு அதிக மின் தேக்குத்திறன் கொண்ட பேட்டரிகள் ஆராய்ச்சி நிலையில் உள்ளன. அதைப்பற்றி அடுத்த பதிவில் காணலாம்.

மார்ச் 19 2020

கொரோனா குறள்கள்

வள்ளுவரிடமிருந்து ஓலையொன்று வந்திருக்கிறது. அவர் தந்த அதிகாரம்:

கொரோனா களைதல்

1. கைகளைக் கழுவுக கசடற கழுவாக்கால்
   கைகழுவிச் செல்லும் உலகு

2. தொடுமுறை தவிர்த்து வணக்கம் உரைப்போர்
   விடுமுறை விடுவார் நோய்க்கு

3. நுண்ணுயிர்க் கிருமி பேராயுதம் போலே
   மண்ணுயிர்க் கழிவைத் தரும்

4. பெற்றவர் பிறந்தவர் உற்றவர் ஆகினும்
   சற்றவர் தூரம் நன்று

5. வீட்டிலும் தெருவிலும் ஊரிலும் தூய்மை
   நாட்டிலும் நோய் நீக்கும்

6. தும்மலும் சளியும் வருகையில் வேண்டும்
   நம்மிடம் கைக் குட்டை

7. காய்ச்சல் இருமல் மூச்சுத் திணறல்
   நோய்த் தொற்று அறிகுறியாம்

8. வதந்தியும் பதற்றமும் நோயினும் விரைவில்
   சுதந்திரம் பறித்து விடும்

9. மருத்துவர் செவிலியர் துப்புர வாளர்
   திருத்தொழில் போற்றிடு வோம்

10. ஒன்றென யாவரும் உழைத்திட நோயை
    வென்றிட லாம் வாரீர்

டிசம்பர் 16 2019

குவாண்டம் டார்வினிசம் (Quantum Darwinism) – பகுதி 1

இயற்கை விதிகளைக் கொண்டு இயற்பியலை

1. செவ்வியல் இயற்பியல் (Classical Physics)

2. குவைய இயற்பியல் (Quantum Physics)

என்று இரண்டாகப் பிரிக்கலாம். செவ்வியல் கோட்பாடுகள் எளிமையானவை (மேலோட்டமாக). நாம் தினசரி கண்கூடாகக் காணும் நிகழ்வுகளை விளக்கப் போதுமானவை. எடுத்துக்காட்டாக, நியூட்டன் தலையில் விழுந்ததாகச் சொல்லப்படும் ஆப்பிள், புவியின் ஈர்ப்பு விசையால்தான் விழுந்தது என்று நாம் அறிவோம். தோனியும் கிறிஸ் கெய்லும் என்னதான் முக்கி முக்கி அடித்தாலும் மேலே சென்ற பந்து திரும்ப வருவதற்குக் காரணமும் இந்த ஈர்ப்பு விசைதான். பந்து அடிக்கப்பட்ட விசை (Force), அதன் திசைவேகம் (Velocity), இவற்றால் அந்தப் பந்து பெற்ற உந்தம் (momentum), பேட்ஸ்மேனின் நிலையிலிருந்து பந்து பயணிக்கும் கோணம், உயரம், இவற்றை எல்லாம் வைத்து ஒருசில எளிய சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி அந்தப் பந்தின் பாதையை ஆராய்ந்து ஒரு பயணக் கட்டுரையே எழுதிவிடலாம். இதேபோல், வானவில்லின் நிறங்களும் அவற்றின் அலைநீலத்துக்கு ஏற்றபடி ஊதா முதல் சிவப்பு வரை VIBGYOR என்கிற வரிசையில் தொடர்ச்சியாகக் காட்சியளிக்கின்றன. இவை அனைத்திலும் ஒருவித ‘தொடர்ச்சி’ இருப்பதை நாம் கவனிக்கலாம்.

இப்போது குவாண்டம் இயற்பியலுக்கு வருவோம். இதில் எல்லா நிகழ்வுகளும் ஒரு நிலையிலிருந்து இன்னொரு நிலைக்கு மாறிடும் சின்னச் சின்ன ‘தாவல்’களாக இருக்கின்றன. இவற்றைக் குவாண்டம் தாவல்கள் (quantum leaps) என்கிறார்கள். நிலை 1, நிலை 2, நிலை 3…. இப்படித்தான் இந்தத் தாவல்கள் இருக்கின்றன. நிலை 1.3, நிலை 2.1 என்பன போன்ற நிலைகள் இதில் இல்லை. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு அணுவில் இருக்கும் எலெக்ட்ரான்கள் ஒரு ஆற்றல் மட்டத்தில் (energy level) இருந்து மற்றொரு ஆற்றல் மட்டத்திற்குத் தாவிச் செல்லுவதால் உமிழப்படும் ஒளியை ஒரு நிறமாலைமானியைக் (spectrometer) கொண்டு பார்த்தோமேயானால், அந்தந்த ஆற்றல் மட்டத்துக்கு ஏற்ப பல்வேறு நிறங்களினால் ஆன பட்டைகள் தோன்றும். இந்த ஒளிப்பட்டைகளுக்கு இடையே வெறும் இருண்ட பகுதிகளே இருக்கும். இது ஏனெனில், இந்த எலெக்ட்ரான்கள் குவைய இயற்பியல் விதிகளுக்கு உட்பட்டு ஒரு நிலையிலிருந்து இன்னொரு நிலைக்குத் தாவுகின்றன. இந்தத் தாவலில் ‘இடைப்பட்ட நிலை’ என்று ஒன்று கிடையாது. இதுதான் குவைய உலக நீதி!

சுருக்கமாகச் சொன்னால், செவ்வியல் இயற்பியல் ஒரு சாய்தளம். குவைய இயற்பியல் ஒரு படிக்கட்டு. சாய்தளத்தில் நம் வசதிக்கேற்ப நடந்தோ, சறுக்கியோ, உருண்டோ, தாவியோ போகலாம். படிக்கட்டில் அவரவர் தாவும் திறனுக்கேற்ப அடிக்கு ஒரு படியோ இரண்டு படிகளோ என்கிற ரீதியில் நம் பயணம் ‘படி’ என்கிற குவாண்டம் அளவுகோளுக்குக் கட்டுப்பட்டு நிகழ்கிறது.

செவ்வியல் – தொடர்ச்சி

குவாண்டம் – படி நிலைகள்

படம் 1. செவ்வியல் vs. குவையவியல்

செவ்வியல் இயற்பியல் விளைவுகளைப் பெரும்பாலும் நாம் பேரியல் (macroscopic) நிகழ்வுகளாகப் பார்க்கிறோம். ஊஞ்சலாட்டம், ராக்கெட் ஏவுதல், மரத்தில் இருந்து கீழே விழும் பூக்கள், பழங்கள் மற்றும் இலைகள், நம்மை அறைபவரிடம் இன்னொரு கன்னத்தைக் காட்டுதல் அல்லது அவரது இரு கன்னங்களிலும் அறைதல், பும்ராவின் புயல்வேக யார்க்கர் – இவற்றையெல்லாம் செவ்வியல் விதிகளைக் கொண்டு விளக்கிவிடலாம்.

குவாண்டம் நாடகமோ விசித்திரமானது. நாம் வெறும் கண்களால் காணமுடியாத மிகச்சிறிய அணுக்களும் அவற்றின் உட்பொருள்களும் தான் அதன் முக்கியமான கதாபாத்திரங்கள். ஒரு அணுக்கருவைச் (nucleus) சுற்றிக் கொண்டிருக்கும் எலெக்ட்ரான் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் எங்கே இருக்கிறது என்பதையோ எவ்வளவு உந்தத்துடன் பயணிக்கிறது என்பதையோ துல்லியமாகச் சொல்ல முடியாது.

படம் 2-இல் ஒரு தனித்துகளின் அலைக்கோவையைக் (wave function) காண்கிறோம். இந்தத் துகளை நாம் ‘காணும்’ போது, துவக்கத்தில் ஒரு புள்ளியில் இருக்கும் அதன் நிலை காலம் செல்லச்செல்ல விரிந்து கொண்டே போகிறது.

படம் 2. ஒரு துகளின் அலைக்கோவை பரிணாம மாற்றம் அடைகிறது

இந்தத் துகளின் உந்தமும் குறிப்பிட்ட ஒரு மதிப்புடையதாக இல்லை. மாறாக, அந்த அலைக்கோவையின் ஒளிவட்டம் விரிந்துகொண்டே செல்வதால் படிப்படியாக மாறிக்கொண்டே இருக்கிறது. எனவே, நாம் எடுத்துக்கொண்ட இந்தத் துகளின் இருப்பிடத்தையும் (position) அதன் உந்தத்தையும் (momentum) ஒரே தருணத்தில் நம்மால் கணக்கிடவே முடியாது. வேண்டுமானால் ஒன்றை மட்டும் ஒரு நேரத்தில் கணக்கிடலாம். இருப்பிடத்தைச் சொல்லும் அதே கணத்தில் உந்தம் மாறியிருக்கும். இத்தகைய ஒரு மதிப்பீட்டு இயலாமையை ஹைசன்பெர்க் நிலையில்லாக் கோட்பாடு (Heisenberg’s Uncertainty Principle) என்கிறோம். கல்லூரி நாட்களில் இதனை வியந்து என் மதுரைக்கார நண்பனின் வழியில் சொல்ல வேண்டுமானால்,

“அஃகா, பாத்தாலே மாறிடும்ங்கறான்”.

அல்லது ‘கயிற்றரவு’ சிறுகதையில் புதுமைப்பித்தன் வியப்பதுபோல்,

ஒரு பொம்மலாட்டம்! பொம்மலாட்டம் என்று எப்படி நிச்சயமாகச் சொல்ல முடியும்? சூத்திரக் கயிறு இழுக்கிறதா அல்லது சூத்திரதாரன் உண்டா? நிச்சயமாக எப்படி இருக்கிறது அல்லது இல்லை என்று இரண்டில் ஒன்று சொல்லிவிட முடியும்?… வருகிற வாசல், போகிற திசை இரண்டுந்தான் தெரிகிறது…

என்று தத்துவார்த்தமாக இதனை ஆராயலாம். எப்படிப் பார்த்தாலும், குவைய உலகத்தில் ஒரே நேரத்தில் ஒன்றிற்கும் மேற்பட்ட குணாதிசயங்களை நம்மால் அளவிட முடியாது என்பதே உண்மை. இங்கே நாம் கணக்கிடும் எல்லாமே புள்ளியியல் அடிப்படையில் சராசரிகளே. அறுதியான ஒரு எண்ணைக் கொண்டு எதனையும் நாம் அளந்திட முடியாது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சிந்தனைச் சோதனை. பூனைகளை நேசிப்பவன் நான். இருப்பினும், இயற்பியலில் பிரபலமான சிந்தனைச் சோதனைகளில் Schrödinger’s cat என்கிற thought experiment தலையாய ஒன்று.

படம் 3. ஒரு அறைக்குள் ஒரு குடுவையில் விசம் இருக்கிறது. ஒரு கதிரியக்கப் பொருளும் இருக்கிறது. அங்கே எப்படியோ ஒரு பூனையும் நுழைந்து விட்டது (இது பூனைகளை வெறுக்கும் யாரோ ஒரு இயற்பியலாளரின் வேலையாகத்தான் இருக்க வேண்டும்). இந்த அபாயமான அறையில் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் கெய்கர் கதிர்வீச்சு அளவுமானியில் ஏதேனும் ஒரு அணுச்சிதறல் பதிவானால்கூட விசம் இருக்கும் குடுவை உடைந்துவிடும். பூனை பூவுலக வாழ்வை இழந்துவிடும்.

மேலோட்டமாகப் பார்த்தால் சிறுபிள்ளைத்தனமாக இருக்கும் இந்த ஆராய்ச்சி (நல்ல வேளை, இது சிந்தனை ஆராய்ச்சிதான். இல்லையெனில் எத்தனை பூனைகள் இறந்திருக்கும்!) இயற்பியலில் ஒரு மிக முக்கியமான கேள்வியை வைக்கிறது. சிறிது நேரம் கழித்து நாம் உள்ளே பார்த்தால் இரண்டில் ஒன்று நிகழ்ந்திருக்கும்.
1. பூனை இறந்திருக்கும்.
2. பூனை பிழைத்திருக்கும்.

அறிவியலில் ஒரே ஒருமுறை ஒரு ஆய்வைச் செய்துவிட்டு முடிவைச் சொல்லிவிட முடியாது. திரும்பத் திரும்பச் செய்துபார்த்து, சந்தேகமில்லாமல் நிரூபிக்க வேண்டும். இப்படி மீண்டும் மீண்டும் ஒரே சோதனையைச் செய்யும்போது சராசரியாக நூற்றுக்கு 50 தடவை பூனை உயிருடன் இருந்திருக்கும். 50 துரதிருஷ்டசாலி பூனைகள் இறந்துபோயிருக்கும். அப்படியானால் இந்த ஆய்வின் முடிவை நாம் எப்படி எடுத்துக்கொள்வது? ஒட்டுமொத்தமாகப் பார்த்தால், பூனை உயிர்வாழ்ந்து இருப்பது எவ்வளவு சாத்தியமோ, அதே அளவுக்கு அந்தப் பூனை இறந்து கிடப்பதும் சாத்தியமே. இப்படி இந்த இரண்டு நிலைகளுமே சரிசமமாக சாத்தியப்பட்டு ஒன்றின் மேல் மற்றொன்று ‘ஓவர்லேப்’ ஆகியிருப்பதால், இதனை ‘மேற்பொருந்தல்’ (superposition of states) என்கிறோம். இவ்வாறு, நாம் பார்க்கும் தருணத்தையும் புள்ளியியல் நிகழ்தகவையும் பொறுத்தே இரண்டு நிகழ்வுகளில் ஒன்றை நாம் பார்க்கிறோம். அதற்காக, மற்றொரு நிலை இல்லவே இல்லை என்று நம்மால் உறுதியாக நிரூபிக்க முடியாது. இது இயற்பியலின் இன்றியமையாத முரண்பாடு (paradox).

சரி! இந்த குவாண்டம் நிலை எப்போது, எப்படி செவ்வியல் பண்பை எட்டுகிறது? இந்த இரு உலகங்களுக்கும் இடையில் ஒரு மெல்லிய கோடு இருக்க வேண்டுமல்லவா? அதை எப்படி நாம் தெரிந்து கொள்வது?

இதற்கான விடைகளில் ஒன்றுதான் குவைய டார்வினிசம் (Quantum Darwinism) என்ற கருத்தியல்.

அதைப்பற்றி அடுத்த பகுதியில் காண்போம். அதுவரை பூனைகளை நேசிப்போம்.

ஏப் 26 2019

குறுக்கெழுத்துப் புதிர்கள் உங்களை அறிவாளி ஆக்குமா? குறுக்கெழுத்துப் போட்டிகளில் வெல்ல சில டிப்ஸ்

இந்தப் பதிவில் குறுக்கெழுத்துப் புதிர்கள் எப்படி வடிவமைக்கப் படுகின்றன, கடினமான குறிப்புகளை எவ்வாறு அச்சு வேறு ஆணி வேறாகப் பிரித்து மேய்ந்து விடைகளைக் கண்டுபிடிப்பது என்பது பற்றி நான் அறிந்தவற்றை உங்களுடன் பகிர்ந்து கொள்கிறேன்.

முதலில், குறுக்கெழுத்துப் புதிர்களை வைத்துக் கொண்டு இடியே விழுந்தாலும் அசராமல் பேனாவைக் கடித்துக் கொண்டிருப்பவர்கள் உண்மையில் அவ்வளவு அறிவாளிகளா?

அறிவுத்திறன் என்பதற்கு முழுமையான ஒற்றை விளக்கமோ அளவுகோலோ கிடையாது. கடினமான கணக்குகளை எளிதில் கையாளும் கணிதவியலாளர், புதிய கண்டுபிடிப்புகளை உருவாக்கும் ஆராய்ச்சியாளர், வாதப் பிரதிவாதங்களைக் கேட்டு நடுநிலையுடன் தீர்ப்பு சொல்லக் கூடிய நீதிபதி, நோய்களை அவற்றின் தன்மைகளைக் கொண் xwrd_9 டு அறிந்து தீர்க்கும் மருத்துவர், காட்சிப் பிழைகளைக் கொண்டு அனைவரையும் வியப்பில் ஆழ்த்தும் மாயாஜாலக்காரர், உடனடியாக புதிய ஒரு விடுகதையை உருவாக்கி நம்மிடம் விடை கேட்கும் பாட்டிகள் என்று அனைவரும் அவரவர் வழிகளில் அறிவுத்திறன் மிக்கவர்களே. அதே போலத் தான் குறுக்கெழுத்துப் பிரியர்களும்.

குறுக்கெழுத்துப் புதிர்களுக்கு விடை கண்டுபிடிப்பதால் ஒருவருக்கு அறிவுத் திறன் வளர்கிறது என்பதற்குச் சான்றுகள் இருப்பதாகத் தெரியவில்லை.

ஆனால் அறிவுத்திறன் மிகுந்தவர்களால் தான் குறுக்கெழுத்துப் புதிர்களுக்கு விடையளிக்க முடியும் என்பதை ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன.

அண்மையில் நடந்த உளவியல் ஆய்வுகளில்[1] குறுக்கெழுத்துப் பிரியர்களின் தன்மைகள் பற்றி பல தகவல்கள் தெரிய வந்துள்ளன. அவற்றுள் சில:

1. இவர்களில் பெரும்பாலானவர்கள் உயர் கல்வி (பல்கலைக்கழக அளவில்) பயின்றுள்ளனர். அவர்களிலும் 10% பேர் முனைவர் பட்டம் பெற்றுள்ளனர்.

2. குறிப்பாக STEM எனப்படும் அறிவியல், தொழில்நுட்பம், பொறியியல் மற்றும் கணிதவியல் துறைகளில் பயின்றவர்கள் இதில் அதிகம்.

3. இசை, விளையாட்டு போன்ற பிற துறைகளில் நிபுணத்துவம் பெற்றவர்களுடன் ஒப்பிடுகையில் இவர்கள் பயிற்சிக்காக அதிக நேரம் செலவழிப்பது இல்லை.

4. மேற்கண்ட துறைகளில் கிடைக்கும் அளவுக்கு குறுக்கெழுத்து ஜாம்பவான்களுக்கு மாபெரும் பரிசுகளோ புகழோ கிடைப்பதில்லை. அதே வேளை இவர்களுக்கு சாதிக்க வேண்டும் என்ற நிர்பந்தமோ மன அழுத்தமோ குறைவு. ஆனால் ஆர்வம் பிற துறையினரைக் காட்டிலும் கொஞ்சமும் குறைவதில்லை. எனவே தங்கள் தினசரி வாழ்வில் ஒரு சிறு பகுதியை இந்தப் புதிர்களுக்காகச் செலவிட்டு உடல் இளைப்பாறும் அதே நேரம் மன மகிழ்ச்சியையும் பெறுகின்றனர்.

“அப்படியானால் மொழியியல், கலை, போன்ற துறையினரால் குறுக்கெழுத்து விடைகளைக் கண்டுபிடிக்க முடியாதா என்ன? எங்கே, ஒரு புதிர் கொடு பார்ப்போம்!” என்று யாரும் சண்டைக்கு வர வேண்டாம். குறுக்கெழுத்து முனைவோருக்கான ஒரு பொதுவான இயல்பு அவர்கள் சிக்கல்களைத் தீர்க்க விரும்பும் problem solvers-ஆக இருப்பது தான்.

இவை எல்லாம் பெரும்பாலும் cryptic crosswords எனப்படும் சங்கேதக் குறிப்புகள் அடங்கிய குறுக்கெழுத்துப் பிரியர்களுக்கே பொருந்தும். வாரமலரில் வரும் ‘நன்றியுள்ள விலங்கு’, ‘நேருவின் விருப்பமான மலர்’ என்பன போன்ற புதிர்களுக்குப் பெரிய அறிவுத்திறன் தேவை இல்லை.

மாறாக,

சின்ன கோபாலனின் உயரம் கோபுரம் அளவில் பாதி (2)

என்ற குறிப்பை எடுத்துக் கொள்ளலாம். இந்தப் புதிரின் விடையை கூகிள் தேடல் மூலமாக நேரடியாக அறிய முடியாது (இந்தப் புதிருக்கான விடை உள்ள இணைய தளத்துக்குச் சென்று வேண்டுமானால் பார்த்துக் கொள்ளலாம்).

இதில் கோபாலன் என்பது முக்கியமான குறிப்பு. ‘சின்ன கோபாலன்‘ என்பதை அப்படியே அர்த்தம் கொள்ளாமல் கோபாலன் என்ற பெயரைச் சுருக்கினால் கோபால் அல்லது கோபு என்று வருகிறது. கேள்வியின் அடுத்த பகுதியில் ‘கோபுரம் அளவில் பாதி‘ என்ற குறிப்பைக் கவனியுங்கள். கோபுரம் – இதில் பாதி ‘கோபு‘ என்று எடுத்துக் கொள்ளலாம்.

எனவே, சின்ன கோபாலன் = கோபுரம் அளவில் பாதி = கோபு.

இன்னொரு எடுத்துக்காட்டு:

வணிகப் பொருளுடன் ஒன்றைச் சேர்த்ததும் தங்க மழை பொழியும் பூ கிடைக்கிறது! (6)

இதையும் கூகுள் செய்து பார்க்கவும்.

கணிதப் புதிர்களைப் போல் இத்தகைய சங்கேதக் குறிப்புகளையும் அலசி ஆராய்ந்து அவற்றில் மறைந்து இருக்கும் விடையை வெளிக்கொண்டு வரும் நுட்பம் கணிதவியல் திறன் கொண்டோருக்கு எளிதில் வசப்படுகிறது.

செயற்கை நுண்ணறிவுத் துறையில் கணினிகளுக்கு மொழியியல் நுட்பங்களை பயிற்றுவிக்கக் குறுக்கெழுத்துக் குறிப்புகளைப் பயன்படுத்துகிறார்கள்.

இரண்டாம் உலகப் போரின் போது ஜெர்மனியின் சங்கேதக் குறிப்புகளை decode செய்யக் குறுக்கெழுத்து வல்லுநர்களை அன்றைய பிரிட்டிஷ் அரசாங்கம் பயன்படுத்தியது.

குறுக்கெழுத்துப் புதிர்களில் சங்கேதக் குறிப்புகளை அமைக்கப் பல்வேறு உத்திகள் உள்ளன. அவற்றுள் சில:

நேரடி குறிப்பு

தமிழக அரசுக்குப் பெருமளவில் வருவாய் ஈட்டித் தரும் சரக்கு (2)

இந்தக் குறிப்பைக் கண்டதும் தமிழ்நாட்டில் பெரும்பாலானவர்கள் சரக்கென்று ‘மது’ என்று விடை சொல்லி விடுவார்கள் அல்லவா? நேரடிக் குறிப்புகள் இப்படித்தான் இருக்கும்.

பிறழ்மொழி (anagram)

‘உடைந்த’, ‘சிதறிய’, ‘குழம்பிய’, ‘கலைந்த’ என்பன போன்ற குறிப்புகள் வந்தால் Anagram Alert! என்று சுதாரித்துக் கொண்டு, அந்தக் குறிப்பில் உள்ள முக்கியமான சொல்லின் எழுத்துக்களை வேறு வேறு விதங்களில் வரிசைப் படுத்திப் பார்த்து விடை கண்டுபிடித்து விடலாம். எடுத்துக்காட்டாக,

ஈழத்தில் சீன யாத்திரீகர்களுடன் வந்த யாகப்பானையின் இரண்டாம் கடைசி மறைய, கலைந்தது ராஜராஜனின் கோலம் (6)

இதில் திறவுச்சொல் யாகப்பானையின். இதில் இரண்டம் கடைசி (கடைசியில் இருந்து இரண்டாவது எழுத்தான ‘யி’) மறைய, யாகப்பானைன் என்று மாறுகிறது. இந்த எழுத்துக்களை மாற்றி வரிசைப் படுத்திப் பார்த்தால் ‘யானைப்பாகன்‘ வருகிறது. (பொன்னியின் செல்வன் கதையில் ராஜராஜன் யானைப்பாகன் வேடத்தில் வருவதாக ஒரு காட்சி இருக்கிறது).

இணைசொற்கள்

தின்பண்டம் வாங்கப் பதிப்பகத்தின் இயந்திரத்தைத் திருகு (3, 4)

இதில் தின்பண்டம் என்பது மையக் குறிப்பு. பதிப்பகத்தின் இயந்திரம் = அச்சு; திருகு = முறுக்கு. அச்சுமுறுக்கு (தின்பண்டம்).

சிலேடை

இரண்டு வகையான பொருள் தரும் சொற்கள் அல்லது சொல் தொடர்கள் இருக்கும். ஆனால் இரண்டிற்கும் ஒரே சொல் தான் விடையாக வரும்.

பேச்சு வழக்கில் ‘டபுள் மீனிங்’ என்று நாம் சொல்கிறோம் அல்லவா?

ஜூன் 1 -ல் எதிர்பார்க்கப்படும் வாலிப சாரல்? (3,2 )

ஜூன் 1 -ல் எதிர்பார்க்கப்படுவது = பருவ மழை
வாலிப (பருவ) சாரல் (ஒரு வகை மழை) = பருவ மழை

இரட்டுற மொழிதல் என்ற இந்த வகையிலான இன்னொரு குறிப்பு:

இதற்கு மேல் சபை கூடினால் எல்லாம் தித்திப்பே (4)

இதற்கு மேல் (இனி) + சபை (அவை) = இனியவை
எல்லாம் தித்திப்பே = இனியவை

மறைந்திருக்கும் சொல்/சொற்கள்

நேச மாளிகை இருபுறமும் இடிகையில் நடுவில் நின்று தப்பிக்க முயற்சி செய் (3)

நேசமாளிகை – இதில் இருபுறமும் இடிய (இரண்டு பக்கங்களிலும் உள்ள எழுத்துக்களை நீக்க)
நேசமாளிகை = சமாளி

பிளவுற்ற சொற்கள்

ஏழு நாட்களுக்கு ஒருமுறை தாழ்வார சந்தைக் கடந்தால் பல பொருள் வாங்கி வரலாம் (2,3)

பல பொருள் வாங்கும் இடம் சந்தை என்று கொள்ளலாம். தாழ்வார சந்தை – இதில் வார சந்தை என்னும் சொற்கள் பிளவுற்று இருக்கின்றன.

எழுத்துக்கள் நீக்கம்

வடமொழி நீக்கியதால் பொன்னியின் செல்வன் மந்திரவாதியும் சூரியனே (4)

பொன்னியின் செல்வன் மந்திரவாதி = ரவிதாஸன். இதில் வடமொழி எழுத்தான ‘ஸ’ என்பதை நீக்கிவிட்டால்,
ரவிதாஸன் = ரவிதான் (சூரியன் தான்)

வேதமோதும் சிறுவனிடம் வேதம் இன்றி சண்டையிடு (2)

வேதமோதும் என்பதில் வேதம் போனால்,
வேதமோதும் – வேதம் = ~~வேத~~மோதும் = மோது (சண்டையிடு)

பின்னிருந்து முன்னாக

ரத்தம் சொட்டாமல் இருக்க தலைகீழாய்ப் பிடித்துத் திருப்பு (3)

ரத்தம் = குருதி
‘திருப்பு’ என்கிற குறிப்பின் மூலம் பின்னிருந்து முன்னாக எழுத வேண்டும் என்று அறியலாம்.
குருதி (திருப்பினால்) = திருகு

எந்தப் பக்கம் இருந்து பார்த்தாலும் தெரிவது தெனாலிராமன் தான்!

தெனாலிராமன் ஒரு விகடகவி என்பதை அறிவோம். இடமிருந்து வலமோ வலமிருந்து இடமாகவோ எப்படி எழுதினாலும் விகடகவி விகடகவி தான்.

மேற்கண்ட உத்திகளைக் கலந்து தருவது

இத்தகைய குறிப்புகளில் மேற்கண்ட வகைகளில் ஒன்றுக்கும் மேற்பட்ட வகையான உத்திகள் கையாளப் பட்டிருக்கும். சொற்பிளவு, பிறழ்மொழி, எழுத்து நீக்கம் என்று மூன்று வகையான உத்திகளும் அடங்கிய ஒரு குறிப்பு:

கட்சித் தாவலில் குழப்பம் வர, தாவியவரில் ஒருவர் சொத்தை வரிவிலக்கு போகக் கணக்கிட்டால் புல்லும் பூண்டும் வருகிறது (6)

‘குழப்பம்’ என்றதும் இது பிறழ்மொழி (anagram) என்று தெரிகிறது. ‘வர தாவியவரில்’ என்பது இங்கே திறவுச்சொற்கள். இதில் வரிவிலக்கு போக (‘வரி’ எழுத்துக்கள் நீக்கப்பட்டால்),

வர தாவிய~~வரி~~ல் = தாவரவியல் (புல்லும் பூண்டும் என்பது பல்வேறு தாவரங்களைக் குறிக்கிறது)

இது தவிர Themed Crosswords என்ற குறிப்பிட்ட கருப்பொருளை மையமாக வைத்து அமைக்கப்படும் புதிர்களும் உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக,

பொன்னியின் செல்வன் குறுக்கெழுத்து

இதில் பொன்னியின் செல்வன் புதினத்தைப் படித்தவர்கள், அல்லது அதன் கதைக்களம் மற்றும் கதை மாந்தர் பற்றி அறிந்தவர்கள் மற்றவர்களை விட எளிதாக விடைகளைக் கண்டுபிடிக்கக் கூடும்.

சுடோகு (sudoku) போன்ற விளையாட்டுக்களும் மூளைக்கு வேலை தரலாம். ஆனால், குறுக்கெழுத்து போல வராது. ஒரு கடினமான குறுக்கெழுத்துக் குறிப்பை வைத்துக் கொண்டு மண்டையை உடைத்துக் கொண்டிருந்து விட்டு, பின்னர் அதற்கான விடை தெரிந்தவுடன் “ஆஹா , எங்க கிட்டயேவா?” என்று பெருமையுடன், அந்தப் புதிரை உருவாக்கியவரின் திறனையும் பாரா crossword-solving-artificial-intelligence-system-to-help-machines-learn-language ட்டும் அந்த அனுபவம் மன நிறைவையும் தன்னம்பிக்கையையும் தரும்.

சுடோகுவில் அது போல் ‘இந்த எடத்துல எப்புடி எட்டு போட்டேன் பாத்தியா?” என்று பெருமை பட்டுக்கொள்ள முடியாது.

எனவே, குறுக்கெழுத்துப் புதிர்கள் உங்கள் அறிவுத்திறனை வளர்க்கிறதோ இல்லையோ, நல்ல புதிர்கள் நிச்சயமாக உங்கள் மூளைக்கு வேலையுடன் சொல் வளத்தையும் சில (பல) சமயங்களில் புன்னகையையும் தரும்.

குறுக்கும் நெடுக்குமாக சிந்தித்துப் பார்த்து உங்கள் கருத்துக்களையும் எனக்குத் தெரியப்படுத்துங்கள். கட்டங்களை நிரப்பும் கட்டதொரையாக இடமிருந்து வலம் வாருங்கள்.

ஏப் 13 2019

கருந்துளை – ஒரு நோபல் பரிசு பார்சல்?

இது வானியலின் பொற்காலம் என்று தான் சொல்ல வேண்டும். காஸ்மிக் நுண்ணலை கதிர்வீச்சுக்கு (cosmic microwave background radiation) ஆதாரம் கண்டிருக்கிறோம். பல்லாயிரக்கணக்கான புதிய கோள்களைக் கண்டுபிடித்து இருக்கிறோம். சமீபத்தில் 2016-இல் இரண்டு கருந்துளைகள் மோதிக் கொள்வதை பார்த்திருக்கிறோம். அவற்றில் இருந்து ஈர்ப்பு அலைகளை அளந்திருக்கிறோம். இவற்றை எல்லாம் மிஞ்சும் அளவுக்கு இப்போது ஒரு கருந்துளையைப் படம் பிடித்திருக்கிறோம். இது இயற்பிலுக்கு மட்டுமின்றி, தரவுப் பகுப்பாய்வுக்கும் (data analysis) ஒரு மாபெரும் சாதனை மைல் கல். ஆம், 2017-ஆம் ஆண்டு ஏப்ரல் மாதத்தில் நான்கு நாட்கள் வானியல் வல்லுநர்கள் திரட்டிய தரவுகளைப் பகுக்க இரண்டு ஆண்டுகளும் 5 பெடா பைட் நினைவாற்றலும் தேவைப் பட்டது [1 பெடா பைட் என்பது 10 லட்சம் கிகா பைட் (GB)].

அண்ட வெளியில் தன் அருகில் வரும் அனைத்தையும் அபகரித்துக் கொள்ளும் தாதாவாக இருந்து வந்த கருந்துளைகளில் ஒன்றை விண் ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது ‘பார்த்து’ இருக்கிறார்கள். பார்த்ததோடு மட்டுமல்லாமல் நம் உலகமே பார்க்க அதைப் ‘புகைப்படமும்’ எடுத்திருக்கிறார்கள்.

focus_figure_1_resized

இந்தப் புகைப்படங்களில் அப்படி என்ன சாதனை?

Black Hole எனப்படும் கருந்துளை அடர்த்தியும் ஈர்ப்பு விசையும் மிகுந்த ஒரு பகுதி. எவ்வளவு ஈர்ப்பு விசை என்றால் இதைப் புகைப்படம் எடுக்க ஒளியைப் பாய்ச்சினால் அந்த ஒளியைக் கூட பிரிதிபலிக்காமல் தன்னுள்ளே ஈர்த்துக் கொள்ளும் அளவுக்கு ஈர்ப்பு விசை கொண்டது. எனவே, கருந்துளைகளைப் பார்ப்பது என்பது இதுவரை முடியாத ஒன்றாகவே இருந்தது.

அப்படியானால் இது இருக்கிறது என்பது எப்படி நமக்குத் தெரியும்?

அண்டத்தின் ஒரு பகுதியில் கருந்துளை இருந்தால் அதன் அருகில் உள்ள விண்மீன்கள் போன்றவை அதனுள் ஈர்க்கப்பட்டு கருந்துளை இன்னும் அடர்த்தி ஆகும். சில சமயங்களில் இரண்டு வெவ்வேறு கருந்துளைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிக் கொண்டு இரண்டறக் கலந்து விடுகின்றன.

Event Horizon Telescope (EHT) என்ற தொலைநோக்கியின் உதவி கொண்டு முதன் முதலாகக் கருந்துளை ஒன்றினை ‘நேரடியாக’ படம் பிடித்திருக்கின்றனர் ஆய்வாளர்கள். சூரியனைக் காட்டிலும் 650 கோடி மடங்கு அதிக நிறை கொண்ட இந்தக் கருந்துளை மெஸ்ஸியர் 87 என்கிற விண்திறலின் (glalaxy) மத்தியில் அமைந்துள்ளது. பூமியில் இருந்து சுமார் 55 மில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில் இது உள்ளது.

பெயரே தவறு!

கருந்துளை என்ற பெயரே இதற்குப் பொருந்தாது என்று தான் சொல்ல வேண்டும். கருந்துளை முற்றிலும் கருமையாக (இருண்டதாக) இருப்பதில்லை. அதனைச் சுற்றி உள்ள வாயுக்களும் விண் துகள்களும் பல நூறு கோடி டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலைக்கு உட்பட்டு மிகப் பிரகாசமாக ஒளி வீசுகின்றன. அதே போல் கருந்துளை ஒரு வெறும் துளை கிடையாது. அதனுள் பெரும் அடர்த்தியில் நிறை திணிக்கப் பட்டிருக்கிறது.

எப்படி செய்தார்கள்?

இவ்வளவு பெரிய கருத்துளையை ஒளி அடிப்படையிலான தொலைநோக்கி உதவி கொண்டு பார்க்க வேண்டுமானால் நமது பூமி அளவுக்கு விட்டமுள்ள dish (அலை உணரும் ஆன்டெனா) தேவை. இதற்குப் பதிலாக very-long-baseline interferometry (VLBI) என்ற தொழில்நுட்பத்தின் மூலம் உலகின் பல இடங்களில் இருக்கும் 8 ரேடியோ தொலை நோக்கிகளின் வலையமைப்பைப் பயன்படுத்தி உள்ளார்கள். சிலி நாட்டின் அடகாமா பகுதியில் அமைந்திருக்கும் ALMA என்ற தொலைநோக்கி, அண்டார்டிகாவில் உள்ள தென் துருவ தொலைநோக்கி, ஸ்பெயினில் உள்ள IRAM தொலைநோக்கி ஆகியன இவற்றில் அடங்கும்.

d41586-019-01155-0_16646066

இந்த வலையமைப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு தொலைநோக்கியையும் அடையும் சமிக்ஞைகள் (signals) ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒரு தனிப்பட்ட கால முத்திரை (time stamp) கொடுக்கப் பட்டு ஹார்ட் டிரைவ் எனப்படும் நினைவக வட்டுக்களில் சேமிக்கப் படுகிறது. ஒரு நாளில் ஒவ்வொரு தொலைநோக்கியும் சுமார் 350 டெரா பைட் (terabytes) அளவுக்கு தகவல்களைத் திரட்டித்த தருகிறது. இந்தத் தகவல்களை உருக்குலையாமல் சேகரிக்கவும் பின்பு அவற்றைத் தரம் பிரிக்கவும் புகைப்படங்களாக மாற்றவும் ஜெர்மனியில் உள்ள மேக்ஸ் பிளாங்க் ஆய்வு நிலையத்திலும் அமெரிக்காவின் எம்.ஐ.டி. வானியல் ஆய்வகத்தில் உள்ள சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்கள் எனப்படும் மீக்கணினிகள் உதவுகின்றன.

இவ்வளவு அதிகமான தரவுகளை எளிதில் இணையத்தில் பதிவேற்றி பின்பு தரவிறக்கம் செய்து கொள்ள முடியாது. எனவே இந்த நினைவு வட்டுக்களை விமானம் மூலம் மீக்கணினிகள் இருக்கும் ஆய்வகங்களுக்கு அனுப்பி பின்னர் பகுப்பாய்வு நடைபெறுகிறது. இதனால் இந்த ஆராய்ச்சிக்கு அதிக காலம் தேவைப் படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அண்டார்டிகாவில் உள்ள தொலைநோக்கி சேகரித்த தரவுகளை எடுத்து வர அங்கு தட்ப வெப்பம் போக்குவரத்துக்கு உகந்ததாக மாறும் வரை காத்திருக்க வேண்டி இருந்தது.

என்ன பயன்?

கருத்துளையைப் புகைப்படம் எடுத்ததனால் இந்த ஆண்டு கரும்பு சாகுபடி அதிகமாகவோ கத்திரிக்காய் விலை குறையவோ பெரிய வாய்ப்பு இருப்பதாகத் தெரியவில்லை. ஆனால் நாம் இருக்கும் அண்டத்தில் இன்னுமொரு அதிசயத்தைப் பற்றி நாம் இன்னும் கொஞ்சம் தெரிந்து கொள்ள வாய்ப்பாக இருக்கும். வெகு மக்களை அறிவியல் சென்றடைய சொற்களையும் ஆய்வுக்கு கட்டுரைகளையும் விட புகைப்படங்கள் பெரிதும் உதவும். எல்லாவற்றுக்கும் மேலாக, ஐன்ஸ்டீன் நிர்மாணித்த சார்பியல் கொள்கைக்கு மேலும் வலு சேர்க்கிறது. அறிவியல் வட்டாரத்தில் சொல்வது போல, கருதியற்பியலாளர் (theoretical physicist) ஒரு அஞ்சல் உரையின் பின்பக்கத்தில் கிறுக்கும் சில சமன்பாடுகளை மெய்ப்பிக்கவோ மறுத்துரைக்கவோ சோதனை முறை இயற்பியலாளர்களும் பொறியாளர்க்ளும் ஆண்டுக் கணக்கில் உழைக்க வேண்டி இருக்கும். அதுவும் பல கோடிக்கணக்கான டாலர்களை இரைத்து!

இந்தப் புகைப்படத்தின் மூலமாக, இதுவரை நிரூபிக்கப் படாமல் கணிதவியல் கருத்தாக்கமாக மட்டுமே இருந்து வந்த கருந்துளை இப்போது இயற்பியல் உருப்பொருளாக மாறி இருக்கிறது.

இந்த ஆண்டோ அல்லது எதிர்வரும் ஓரிரு ஆண்டுகளிலோ இந்த ஆய்வுகளுக்கு அடித்தளமிட்ட, செயல்படுத்திய சிலருக்கேனும் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு கிடைக்கக் கூடும். இது என் தனிப்பட்ட மதிப்பீடு.

இன்னும் ஆழமாகப் படிக்க நினைப்பவர்கள், இந்த ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட்டவர்களே எழுதியுள்ள ஆய்வுக் கட்டுரைகளைக் கீழே உள்ள இணைப்பில் இலவசமாகப் படிக்கலாம்:

https://iopscience.iop.org/journal/2041-8205/page/Focus_on_EHT

மார்ச் 1 2019

லித்திய உலகம் – பகுதி 2 – பேட்டரி ஏன் சாகிறது?

சென்ற பதிவில் ஒருசில கேள்விகளுடன் முடித்திருந்தோம் (முதல் பகுதியைப் படிக்க இங்கே சொடுக்கவும்):

நாளடைவில் பேட்டரி சார்ஜ் ரொம்ப நேரம் நிற்பதில்லையே, ஏன்?
எப்படி அயனிகள் மட்டும் ஒரு வழியில் அனுமதிக்கப்பட்டு எலெக்ட்ரான்கள் ‘Take Diversion’ செய்யப்படுகின்றன?
பேட்டரி ஏன் சில (பல) நேரங்களில் செத்துப் போக நேர்கிறது?
லித்தியத்தை விட சிறப்பான உலோகங்களைப் பயன்படுத்தி பேட்டரி செய்ய முடியுமா?

இதற்கான விடைகளை ஒவ்வொன்றாகப் பார்ப்போம்.

1. நாளடைவில் பேட்டரி ‘சார்ஜ் ரொம்ப நேரம் நிற்பதில்லையே, ஏன்?

லித்தியம் பேட்டரியைச் சார்ஜ் செய்யும் போது என்ன நடக்கிறது என்பதை நினைவூட்டிப் பார்க்கலாம்.

படம் 1. லித்தியம் பேட்டரியை சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது. நன்றி: RAVPower

சார்ஜ் செய்யும் போது நேர்மின் தகட்டில் (பாசிட்டிவ் அல்லது cathode) இருக்கும் லித்தியம் அயனிகள் மின்பகுளி (electrolyte) வழியாக எதிர்மின் தகட்டை (நெகட்டிவ் அல்லது anode) அடைகின்றன. பின்னர் நாம் அந்த பேட்டரியைப் பயன்படுத்தும் போது (அதாவது ‘டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது) இந்த லித்தியம் அயனிகள் தங்கள் கூட்டுக்குத் திரும்பிச் செல்கின்றன. இங்கே ஒரு சிக்கல் இருக்கிறது. அந்தக் கூட்டின் அமைப்பு முன்பு இருந்ததை போலவே இப்போது இல்லை. கொஞ்சம் குருகியோ நெளிந்தோ இருக்கக் கூடும். எல்லா லித்தியம் அயனிகளும் அவற்றின் ஆரம்ப இருப்பிடத்தையோ நிலையையோ அடைய முடிவதில்லை. மேலும், மின்பகுளிக்கும் மின் தகடுகளுக்கும் இடையே நடக்கும் வேதியியல் வினைகளும் மின்தடையை (ரெசிஸ்டன்ஸ்) அதிகப் படுத்தி செயல்திறனைக் குறைக்கின்றன.

படம் 2. லித்தியம் அல்லது கார்பன் மின் தகடு மின்பகுளியுடன் வினைபுரிவதால் ஒன்றல்ல இரண்டல்ல, லித்தியம் ஆக்சைடு, ஃளூரைடு, கார்பனேட் என்று பலவிதமான வேதிமப் பொருட்கள் உருவாகின்றன. இவை அனைத்தும் அந்த பேட்டரியில் மின்னோட்டத்தைத் தடுக்கவல்ல ஒரு மென்படலமாய் அமைந்து விடுகின்றன. நன்றி: Journal of The Electrochemical Society, 164 (7) A1703-A1719 (2017)

இது போக, இந்த லித்தியப் பயணங்களுக்கான செய்கூலி, சேதாரம் எல்லாம் இருக்கும். ஒரு தடவை சார்ஜ்/டிஸ்சார்ஜ் செய்தாலே இவ்வளவு இழப்பு எனும் போது நாள்தோறும் சார்ஜ் செய்தும், அழைப்புகள், ஃபேஸ்புக், டிவிட்டர், டிக்டாக், மீம்ஸ், கேம்ஸ் என்று பலவிதங்களில் டிஸ்சார்ஜ் செய்தும் நாம் இந்த லித்திய அயனிகளையும் மின் தகடுகளையும் ஒரு வழி செய்து விடுகிறோம். நாளடைவில் இவை தம் ஆரம்பகால செயல்திறனை இழந்து விடுகின்றன. இத்தகைய இழப்பு தவிர்க்க முடியாதது.

இயற்பியல் மொழியில் சொல்ல வேண்டுமானால் இது ஆற்றலின் அழிவின்மை விதி (Law of conservation of energy). அப்படியானால் நமது பேட்டரி இழந்த ஆற்றல் எங்கே என்று நீங்கள் கேட்கலாம். மேற்சொன்ன செய்கூலி சேதாரம் என்பன எல்லாம் வெப்பமாக வெளியேறுகிறது. கைபேசி பேட்டரியில் சூடு வாங்கியவர்கள் இதை மறுக்க மாட்டார்கள் என்று நம்புகிறேன்.

2. பேட்டரி ஏன் சில (பல) நேரங்களில் செத்துப் போக நேர்கிறது?

முதல் கேள்விக்கான விடையிலேயே இதற்கும் விடை இருக்கிறது. சார்ஜ் – டிஸ்சார்ஜ் – சார்ஜ் – டிஸ்சார்ஜ் – சார்ஜ் – டிஸ்சார்ஜ் – என்று பேட்டரியைத் தொடர்ந்து பயன்படுத்தி வரும் போது கொஞ்சம் கொஞ்சமாக லித்தியம் அயனிகள் பயண வேகம் தளர்கிறது. மின் தகடுகள் தமது இயல்பான நிலை குலைந்து, மின்பகுளியின் கைங்கரியதால் மின்சார ஓட்டத்தைத் தடை செய்யும் வகையில் தம்மைக் சுற்றி அடர்ந்த படிமங்களால் சூழப்பட்டு விடுகின்றன. ஒரு கட்டத்தில் இரு தகடுகளுக்கு இடையேயான மின்னோட்டம் முற்றிலுமாக தடைபட்டு விடுகிறது. அதாவது பேட்டரி உயிரிழந்து விடுகிறது.

சராசரியாக ஒரு மடிக்கணினி அல்லது கைபேசியில் உள்ள லித்தியம் பேட்டரியின் ஆயுள்காலம் 3 ஆண்டுகளில் சுமார் 500 சார்ஜ்-டிஸ்சார்ஜ் சுழற்சிகள் என்று கணிக்கப் படுகிறது. இதற்கு மேலும் அந்த பேட்டரி இயங்குவது நம் பாக்கியம் என்று கருதலாம்.

3. எப்படி அயனிகள் மட்டும் ஒரு வழியில் அனுமதிக்கப்பட்டு எலெக்ட்ரான்கள் ‘Take Diversion’ செய்யப்படுகின்றன?

படம் 3. எலெக்ட்ரான்களுக்கும் அயனிகளுக்கும் வேறு வேறு பாதைகள். ©nature.com

இது மின்பகுளியின் வேலை. எலக்ட்ரான்களைத் தடுக்கும் வண்ணம் இவை செயல்படுகின்றன. ஒரு கல்லில் இரு மாங்காய் என்பது போல இவை மின்பகுளியாகவும், பாசிட்டிவ் மற்றும் நெகட்டிவ் முனைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று உரசிக் கொண்டு குறுஞ்சுற்று (short-circuit) ஆகாமல் தடுக்கும் பாதுகாவலாகவும் இருக்கிறது. எனவே பேட்டரியில் அயனிகள் இந்த வழியில் அனுமதிக்கப் படும் அதே வேளையில் எலெக்ட்ரான்கள் ஒரு புறச்சுற்று (external circuit) மூலமாக பயணிக்கின்றன. எலெக்ட்ரான்கள் ஓட்டமே மின்சாரம் என்பதை அறிவோம். இப்படியாக, எலக்ட்ரான் (நெகட்டிவ்) -அயனி (பாசிட்டிவ்) என்று இரு துருவங்களாக மின்னூட்டம் ஏற்படுகிறது. இது தான் வேதியியலில் அயனி இயல் (ionics) என்ற உட்பிரிவின் அடிப்படை.

4. லித்தியத்தை விட சிறப்பான உலோகங்களைப் பயன்படுத்தி பேட்டரி செய்ய முடியுமா?

ஆம், இல்லை.

லித்தியம் பேட்டரியின் பெருவெற்றிக்கு இரண்டு முக்கியமான காரணங்கள் உண்டு.

(அ) லித்தியத்தை விட அதிக மின்னழுத்தம் (voltage) தரும் உலோகம் வேறு இல்லை

(லித்தியம்: 3.04 V).

யாமறிந்த உலோகங்களில் லித்தியம் போல் மின்னழுத்தம்

மிகையான தெங்கும் காணோம்.

(ஆ) உலோகங்களில் அடர்த்தி குறைவானது லித்தியம். எனவே குறைந்த எடையில் அதிக ஆற்றல் (Energy density) என்று பார்த்தால் லித்தியம் தான் சாம்பியன்.

இருப்பினும் வேறு பல காரணங்களால் இதற்கு மாற்று கண்டுபிடிக்கக் கங்கணம் கட்டிக் கொண்டு ஆராய்ந்து வருகிறோம். இரண்டு தலையாய காரணங்கள்:

(அ) லித்தியம் எல்லா நாடுகளிலும் கிடைப்பதில்லை. மின்சாரக் கார்கள் உற்பத்தி அதிகமாகும் போது லித்தியம் தட்டுப்பாடு ஏற்படலாம்; விலை ஏறக் கூடும்.

படம் 4. லித்தியம் எல்லா நாடுகளிலும் கிடைப்பதில்லை. இன்று எண்ணெய் வளம் மிகுந்த வளைகுடா நாடுகளைப் போல் வருங்காலத்தில் இந்த நாடுகள் தமது லித்திய வளத்தால் ஆதிக்கம் செலுத்தக் கூடும். ©nature.com

(ஆ) நீர் மற்றும் காற்றுடன் லித்தியம் வினை புரிவதால் நேரடியாக லித்தியதை இன்னமும் பேட்டரியில் பயன்படுத்த முடிவதில்லை. எனவே அதன் மின்தேக்குத் திறனில் பாதியைத் தான் நாம் பெற முடிகிறது.

எனவே, பொருளாதார அடிப்படையிலும் உலகில் உள்ள தனிமங்களின் இருப்பளவைக் கருத்தில் கொண்டும் பார்த்தால் சோடியம் சிறந்த மாற்றாக இருக்கும். லித்தியத்தின் 3 வோல்ட் மின் அழுத்தத்துடன் ஒப்பிடுகையில் 2.7 வோல்ட் தரக் கூடியது சோடியம். தவிர, கடல் நீரிலும் பாறைகளிலும் இருந்து சோடியத்தை எளிதாகப் பிரித்து எடுக்கலாம்.

சோடியத்தைத் தவிர, மெக்னீசியம், கால்சியம் போன்றவற்றைப் பயன்படுத்த ஒருசில ஆராய்ச்சியாளர்கள் முயன்று வருகின்றனர். ஆனால், இந்த முயற்சிகள் எதுவும் இதுவரை லித்தியம் அயனி பேட்டரிகளின் செயல்திறனை முறியடிக்க முடியவில்லை என்பதே உண்மை. இருப்பினும் மனம் தளராமல் தனிம அட்டவணைய அலசி ஆராய்ந்து பல உலோகங்களையும் அவற்றின் கலவைகளையும் ஆராய்ந்து வருகின்றனர். (கவிதைப் பிரியர்கள் தனிம அட்டவணை ஹைக்கூ தொகுப்பிற்கு இங்கே சொடுக்கவும்).

சுருங்கச் சொன்னால், இப்போதைக்கு லித்தியம் தான் கெத்து.

லித்தியம் பேட்டரிகள் பற்றி உங்களுக்கு ஏதேனும் கேள்வி இருந்தால் கீழே பின்னூட்டத்திலோ அல்லது vijayshankar.twwi@gmail.com என்ற மின்னஞ்சலுக்கோ அனுப்பவும். விடையளிக்க முயற்சிக்கிறேன். நன்றி.

ஆக 26 2018

சூரியனைச் சுற்றிப் பார்க்கப் புறப்பட்ட பார்க்கர்

சந்திரனுக்கும் செவ்வாய்க்கும் ஏனைய கோள்களுக்கும், ஏன் சில முரண்கோள்களுக்கும் (Asteroids) கூட விண்ணோடங்களையும் உலவு ஊர்திகளையும் அனுப்புவது விண்வெளி ஆராய்ச்சித் துறையைப் பொறுத்த வரை மிகவுல் இயல்பானதாக ஆகிவிட்டது. நிரந்தரமாக ஒரு சர்வதேச விண்வெளி நிலையம் (International Space Station) ஆகாயத்தில் மிதந்து வலம் வந்து கொண்டு இருக்கிறது. இந்தியா உட்பட பல நாடுகளும் விண் ஆராய்ச்சியில் போட்டி போட்டுக் கொண்டு செயல்பட்டு வருகின்றன. என் தனிப்பட்ட விருப்பத்திற்குரிய ஆய்வு விண்வெளியில் பயணித்தபடியே கடந்த 28 ஆண்டுகளாய் கண்களுக்கும் மனதுக்கும் மூளைக்கும் இனிய, விண்மீன் கூட்டங்கள், சூப்பர்நோவாக்கள், கோள்கள், நிலவுகள் என்று பல விண்குடும்ப வினோதங்களைப் படம் பிடித்து நமக்கு அனுப்பி வரும் ஹப்பிள் தொலைநோக்கி (Hubble Space Telescope) ஆகும். விண்ணியலில் பல்வேறு கருத்தாக்கங்களை மெய்ப்பித்தும் பொய்ப்பித்தும் தெளிவை உண்டாக்கியதில் இந்தத் தொலைநோக்கிக்கு ஈடு இதுவரை எதுவும் இல்லை.

ஹப்பிள் விண்வெளி தொலைநோக்கி

ஹப்பிள் தொலைநோக்கி அனுப்பிய படங்களில் இரண்டு

பிற கோள்களிலும் நமது சூரியக் குடும்பத்திற்கு அப்பால் உள்ள பிற பகுதிகளிலும் உயிர்களோ அவற்றைத் தாங்கவல்ல உயிர்வேதியியல் தன்மைகளோ உள்ளனவா என்று அறிய முனையும் விண்வெளி உயிரியல் (Astrobiology) போன்ற துறைகளும் வளர்ந்து வரும் இவ்வேளையில், பெரும் பணக்காரர்களும் வளர்ந்த நாடுகளும் விண்வெளிச் சுற்றுலா, விண் காலனியாக்கம், தனிமவளப் பங்கீடு என்று பல வகைகளிலும் சிந்தித்தும் செயல்பட்டும் வருகிறார்கள்.

இத்தகைய சூழலில், கடந்த 60 ஆண்டுகளாய் நாசா (NASA) ஒரு சவாலான முயற்சிக்காக உழைத்து வந்தது. அது என்னவென்றால், சூரியனுக்கு ஒரு விண்கலத்தை அனுப்புவது என்பது. அது இப்போது நடந்தேறி இருக்கிறது. ஒரு சிறிய மகிழுந்த்து அளவிருக்கும் பார்க்கர் (Parker) என்ற அந்த விண்கலம் சூரியனை நோக்கிப் பயணித்துக் கொண்டிருக்கிறது. செவ்வாய்க்குச் செல்லத் தேவையான ஆற்றலைக் காட்டிலும் 55 மடங்கு அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும் இந்தப் பயணத்துக்காக உலகிலேயே ஆற்றல் மிகுந்த ஏவூர்தி (rocket) இந்தக் கலத்தை மணிக்கு 4 லட்சத்து முப்பதாயிரம் மைல் வேகத்தில் செலுத்துகிறது. இந்த வேகமும் ஒரு உலக சாதனை. ஏழு ஆண்டு சூரியனை ஆய்வு செய்யவிருக்கும் இந்த விண்கலம் சூரியனை 24 முறை சுற்றி வரும். இதுவரை சூரியனுக்கு மிக அருகில் சென்ற விண்கலம் என்ற பெருமையையும் பெறும் (38 லட்சம் மைல்கள்).

இந்தப் பயணம் மிகச் சிக்கலானது. சூரியனை விட்டுத் தொலைவில் செல்ல வேண்டுமானால் ஈர்ப்பு விசையை மீறி அதிக வேகத்தில் செலுத்தி டாட்டா காட்டி விட்டுச் சென்று விடலாம். ஆனால் சூரியனை நோக்கிச் செல்ல வேண்டி இருப்பதால் இடையில் வேகக் குறைப்பு, கோண மாறுதல் என்று சிலபல சீரமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன. நமது சூரியக் குடும்பத்தில் 99.8 % நிறை சூரியனுடைது. அப்படி இருக்கையில், அதன் ஈர்ப்பு விசையே போதுமே இந்த விண்கலத்தைச் சூரியனுக்குச் செலுத்த? இதில் என்ன சிக்கல் என்று நீங்கள் கேட்கலாம். புவியும் பிற கோள்களும் சூரியனைச் சுற்றி வந்த போதிலும் அதன்பால் இழுத்துக் கொள்ளப் படாமல் இருப்பதற்கு அவற்றின் பக்கவாட்டுச் சுழற்சியே உதவுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, நமது பூமி மணிக்கு 67,000 மைல் வேகத்தில் சுழல்கிறது. எனவே, சூரியனுக்குச் செல்ல வேண்டுமானால், இந்தப் பக்கவாட்டு சுழற்சியை முதலில் சரிகட்ட வேண்டும்.

பார்க்கரின் பயணப் பாதை

தனது ஏழாண்டு பயணத்தில் பார்க்கர் கலம் கொஞ்சம் கொஞ்சமாகத் தன் வேகத்தைக் குறைத்து இந்த வேலையைச் செய்யும். இதற்காக வெள்ளியின் (Venus) ஈர்ப்பு விசையைக் கொஞ்சம் பயன்படுத்திக் கொள்ளும் (Gravity assist), ஏழு முறை அந்தக் கோளைக் கடப்பதன் மூலம்.

வெப்பம் vs. வெப்பநிலை

சரி, அருகில் சென்றால் போதுமா? கதிரவனின் வெப்பத்தில் கருகிப் போகாமல் இருக்க வேண்டுமல்லவா? இங்கே நாம் ‘வெப்பம்’ (Heat) என்பதற்கும் ‘வெப்பநிலை’ (Temperature) என்பதற்கும் உள்ள அடிப்படை வேறுபாட்டை அறிய வேண்டும். வெப்பம் என்பது ஒரு பொருளில் இருந்து மற்றொன்றிற்கு எவ்வளவு ஆற்றல் இடம் மாறுகிறது என்பதைக் குறிக்கும். ஆனால் வெப்பநிலை என்பது இந்த இரு பொருள்களுக்கு இடையில் வெப்பத்தைக் கடத்தும் துகள்கள் எவ்வளவு வேகமாகப் பயணிக்கின்றன என்பதன் அளவீடு. நகல் எடுக்கும் கருவி என்றதுமே ஜெராக்ஸ் என்று சொல்வது போல் வெப்பத்தையும் வெப்பநிலையையும் குழப்பிக் கொள்கிறோம். விண்வெளியில் பெரும் பங்கு வெற்றிடமாக உள்ளது. எனவே, சூரியனின் சுற்றுப்புறத்தில் பல மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பம் நிலவினாலும் இந்த வெற்றிடத்தில் உலவும் விண்கலத்திற்கு வெப்பத்தைக் கடத்தத் தேவையான துகள்கள் எதுவும் இல்லாததால் வெப்பநிலை கணிசமாகக் குறைந்து விடுகிறது. இதன் விளைவாக பார்க்கர் கலத்தின் வெப்பத் தடுப்பு கேடயம் சுமார் 1400 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பத்தை மட்டுமே உணரும். இது எரிமலைகள் கக்கும் லாவா நெருப்புக் குழம்பை விட 200 டிகிரி செல்சியஸ் அதிகம். 8 அடி அகலமும் 4.5 அங்குலம் தடிமனும் கொண்ட இந்தக் கரிமத்தால் ஆன கேடயத்தைத் தாண்டி பார்க்கர் கலத்தின் மீது படும் வெப்பம் வெறும் 30 டிகிரி செல்சியஸ்! சென்னையை விடக் குறைந்த வெப்பநிலை தான்.

மனிதகுல வரலாற்றில் முக்கியமான இந்தப் பயணத்தில் இன்னும் ஒரு சிறப்பு, சுமார் 11 லட்சம் பொதுமக்களின் பெயர்கள் பதியப்பட்ட நுண்தகடு (microchip) இந்தக் கலத்தில் பயணிக்கிறது.

“சூரியனில் உன்

பேரெழுதுவேன்”

என்று காதலிக்குக் கவிதை எழுதியவர்கள் நல்ல வாய்ப்பை நழுவ விட்டு விட்டீர்கள் என்று நினைக்கிறேன்.

ஜூன் 11 2018

தனிமங்களின் ஹைக்கூ

தனிம அட்டவணையில் (Periodic Table) உள்ள ஒவ்வொரு தனிமத்துக்கும் ஒரு ஹைக்கூ. சயின்ஸ் (Science) சஞ்சிகையில் Elemental haiku என்ற தலைப்பில் மேரி சோன் லீ எழுதிய பதிவால் உந்தப்பட்டு இதை எழுதியிருக்கிறேன். தனிமனித துதியை விட தனிம துதி எவ்வளவோ மேல் என்று நம்புகிறேன். தனிம பண்புகள் சிலவற்றையாவது இதன் மூலம் கற்கலாம் என்றும் நம்புகிறேன்.

—–

1. ஹைட்ரஜன்

விண்மீன்களின் எரிபொருள்

தண்ணீரிலும் தனக்கோர் இடம்

முதல்வன்

2. ஹீலியம்

முதல்வனின் மூப்பு

எவரோடும் வினை இல்லை

ஏன் இந்த தனிமை?

3. லித்தியம்

மெல்லிடையாளே!

திறன்பேசியின் உயிரே!

உன் உலகம் இது.

4. பெரிலியம்

எக்ஸ்-கதிர்களின் ஒருவழிப் பாதை

இனித்திடும்

மரகத மணி

5. போரான்

குறைகடத்திகளின்

வேண்டிய மாசு

வாணவேடிக்கை பாரீர்!

6. கரிமம்

கரி என்றால் கரி

வைரம் என்றால் வைரம்

எடுப்பார் கைப்பிள்ளை.

7. நைட்ரஜன்

காற்று நிலம் பயிர் வேர்

வேர் பயிர் நிலம் காற்று

ஓய்வே இல்லையா உனக்கு?

8. ஆக்ஸிஜன்

என்னுள் நிறைந்தவளே!

எனை விட்டுப் போகாதே

எங்கேயும் எப்போதும்.

9. ஃப்ளூரின்

சண்டை பொறுக்கி

பற்பசையில் பல் இளிக்கும்

எலக்ட்ரான் திருடி

10. நியான்

விளம்பரப் பிரியை

நகர இரவுகளின்

சொரூப ராணி

11. சோடியம்

ஒவ்வொரு முத்தத்திலும்

ஒவ்வொரு நினைவிலும்

வெடிக்கக் காத்திரு.

12. மெக்னீசியம்

வயோதிக நட்சத்திரங்களின் குழந்தை

நீ என்னதான் எரிந்தாலும்

அவர்கள் மீண்டு வரப்போவது இல்லை.

13. அலுமினியம்

கட்டட சட்டங்களில்

விமான உடல்களில்

ஒளி வீசிடும் மெலியவள்

14. சிலிக்கான்

கல்லிலும் கடற்கரை ஓரத்திலும்

ஓய்வெடுத்து காத்திருடா

மின்னணு சாதனத்தில் புகும் வரை!

15. பாஸ்ஃபரஸ்

வெள்ளையும் சிவப்புமாய்

விபரீதம் ஏராளம்

தீப்பெட்டி ஜாக்கிரதை!

16. சல்ஃபர் (கந்தகம்)

கந்தக மங்கையே

ஹைட்ரஜன் பயலுடன் மட்டும் சேராதே

மூக்கு தாங்காது.

17. குளோரின்

உப்பிலும் நீச்சல்குள நீரிலும்

உலகப்பெரும் போரிலும் உலவும்

எலக்ட்ரான் பித்தன்.

18. ஆர்கான்

உனை சோம்பேறி என்றனர் அறியாதார்

நிலைத்து நிற்பதற்கும்

நிறைய பலம் வேண்டும்.

19. பொட்டாஸியம்

மென்மையானவள்

காற்று பட்டால் கூட

சோம்பிப் போகிறாள்.

20. கால்சியம்

எஃகுக்கும் எலும்புக்கும்

தேவை உன்

உறுதி

21. ஸ்கேண்டியம்

அன்றைக்கு டி-பிரிவில் பார்த்தேன்

மற்றொரு நாள் வேறு எங்கோ…

எந்த வகுப்பு மாணவன் நீ?

22. டைட்டானியம்

பறக்கும் வானூர்தி

செயற்கை இடுப்பு

எல்லாம் உன் கைவண்ணம்.

23. வணாடியம்

வளைந்து கொடுப்பதால்

மெலியான் என்று ஏசுவர்

மன்னித்திடு எலக்ட்ரான் வல்லளே!

24. குரோமியம்

மேல்பூசி மெருகேற்றும்

தோல்வேலை தொடர் நோய்தரும்

சாயப் பட்டறை

25. மாங்கனீஸ்

உறுதி குறையாமல் உடைந்தும் போகாமல்

எஃகு எளிதானது

உன் வித்தையன்றி வேறென்ன?

26. இரும்பு

அச்சு, ஆணி, இயந்திரம்

எல்லாவற்றிலும் உன்

இரும்புப் பிடி

27. கோபால்ட்

காங்கோவின் வரமா

இல்லை சாபமா உன்

நீல ஜாலம்?

28. நிக்கல்

மீ ஒளி விண்மீனில்

உதித்தாய்

சில்லறைக் காசு ஆவதற்கா?

29. தாமிரம்

மின்கடத்தி வெப்பக்கடத்தி

தூத்துக்குடியை ஏனோ

நினைவூட்டுகிறாய்.

30. துத்தநாகம்

எளிதில் உருகி விடுகிறாயாம்

டி-பிரிவு போக்கிரிகள் உனைச்

சேர்த்துக் கொள்ள மறுக்கிறார்கள்.

31. காலியம்

உள்ளங்கையில்

உருகும் உனக்கு

எல்.இ.டி-க்கள் தான் சரி.

32. ஜெர்மானியம்

உன் குறைகடத்தி கிரீடத்தை

சிலிக்கான் பறித்துக் கொண்டதை

இன்னுமா குறைசொல்லிக் கொண்டு இருக்கிறாய்?

33. ஆர்செனிக்

பல கொலை விசாரணைகள்

உன் மீது

நெப்போலியனையே சாய்த்து விட்டாயாமே!

34. செலினியம்

ஊட்டச் சத்து உணவில்

உனக்கென்று தனி இடம்

ரொம்ப பெருமையோ?

35. புரோமின்

கொப்பளிக்கும் திரவமே

பண்டைய கிரேக்கத்தில் உன் பெயருக்கு

துர்நாற்றம் என்று பொருளாமே!

36. க்ரிப்டான்

மீட்டரையே அளந்தது

உன் ஒளிக் கோடு

மெய்யாகவே நீ அருவளிமம் தான்.

37. ருபிடியம்

கோபம் வேண்டியது தான்

அதற்காக தண்ணீர் பட்டால் கூடவா

எரிந்து விழுவாய்?

38. ஸ்டிரான்சியம்

எலும்பு விரும்பி

ஃபுகுஷிமா அணுக் கசிவில்

உன் ஆட்டம் தான் போல!

39. இற்றியம்

என்னதான் மீக்கடத்தியில்

இடம் பெற்றாலும்

இப்படியுமா பேர் வைப்பார்கள்?

40. சிர்கோனியம்

அவளது ஆபரணங்களிலும்

அவளைப் போன்ற

நிலாவிலும் இருக்கிறாய்.

41. நியோபியம்

என்றைக்காவது

எண்ணிப் பார்த்திருக்கிறாயா?

‘கொலம்பிய’மாகவே இருந்திருக்கலாம் என்று?

42. மாலிப்டீனம்

ஈயம் என்றெண்ணி

எகத்தாளம் செய்வார்

உன் அருமை தெரியாதார்.

43. டெக்னீஷியம்

வந்ததும் தெரியாது

போனதும் தெரியாது

சிவப்பு அரக்கர்களின் மின்னல் மகள்.

44. ருதீனியம்

இரும்புக்குக் கீழ்

அமர்ந்ததால்

உன் இருப்பிடம் தெரியவில்லை.

45. ரோடியம்

காற்று மாசைக் குறைத்துக் கொண்டிருக்கிறாய்

நச்சுப் புகையை முதலில்

நீ சுவாசித்து.

46. பல்லேடியம்

மூச்சு முட்ட ஹைட்ரஜன் விழுங்கிவிட்டு

பல் இளிக்கிறாள் பவ்யமாய்

ப்ளாட்டினம் கணக்காக!

47. வெள்ளி

பதக்கப் பட்டியலில் இரண்டாமிடம்

அதனால் என்ன?

உன் வெள்ளை மனதால் எல்லாம் வெல்வாய்.

48. கேட்மியம்

நீ மென்மையானவன் தான்

நெருங்கிப் பழகினால்

கேடுமயம்!

49. இண்டியம்

வெள்ளியின் பேத்தி

கேட்மியப் புதல்வி

சூரிய வம்சம்?

50. வெள்ளீயம் (தகரம்)

‘மாய எண்’ ப்ரோட்டான்களின்

மகத்துவம்

உன் நிலைத்தன்மை.

51. ஆண்டிமோனி

எத்தனை நெருப்புகளை

அணைத்திருப்பாய்?

உன்னையுமா ஈயம் என்று நினைத்தார்கள்?

52. டெல்லூரியம்

விண்வெளிக்கு ஓடி விட்டால்

மறந்திடுவோமா?

ஹப்பிள் உன்னைக் கவனித்து விட்டது!

53. ஐயோடின்

ஒரே ஒரு கேள்வி தான்

உப்பில் நீ

இருக்கிறாயா இல்லையா?

54. செனான்

விளக்குகள்

லேசர்கள்

ஒளிமயமான வாழ்வு உனக்கு!

55. சீசியம்

சீற்றமோ சீற்றம்

உண்மையில் வெகுளி

புலித்தோல் போர்த்திய பசு.

56. பேரியம்

வாண வேடிக்கையில்

பச்சை நிறமெல்லாம்

உன் கைவண்ணமே!

57. லாண்தனம்

கீழ் தளத்தில்

உன் பெயரில் ஒரு குடியிருப்பு

உன் வாசமோ மேல் மாடியில்.

58. சீரியம்

ஈயத்தை விட

நீக்கமற நிறைந்தவன்

இருப்பதோ ‘அரிய’ தனிம கூடாரத்தில்!

59. ப்ராஸ்யோடைமியம்

ஒன்றைக் குளிர்விக்க

வெப்பத்தை குறைக்க வேண்டாம்

காந்தப் புலம் போதும்!

60. நியோடைமியம்

கொஞ்சம் இரும்பு, கொஞ்சம் போரான்

உன்னோடு சேர்ந்தால்

இணையில்லா காந்த சக்தி!

61. ப்ரோமீதியம்

கதிர்வீச்சும்

நிலை மாற்றமுமாய்

எல்லாம் குழப்பம்.

62. சமேரியம்

புற்று நோய் மருத்துவன்

அணு உலை அடக்குவான்

கோடான கோடி நன்றி!

63. யூரோப்பியம்

புற ஊதாக் கதிரின்

கரங்கள் பட்டதும்

ஃப்ளூரசன்ஸ் வெட்கம்!

64. கடோலினியம்

எத்தனை நியூட்ரான்கள்

வந்தாலும்

எனைத் தாண்டிப் போகாது!

65. டெர்பியம்

பச்சை ஒளி

வேண்டுமா?

யாமிருக்க பயமேன்?

66. டிஸ்ப்ரோசியம்

கதிர்வீச்சை அளக்கிறாய்

அணு வினையை அறுக்கிறாய்

அழுக்குப் படாமல் இருந்து கொள்!

67. ஹோமியம்

ஷெர்லாக் ஹோம்ஸ்

தேவையில்லை

நீ ஸ்டாக்ஹோம் காரன் என்று கண்டுபிடிக்க.

68. எர்பியம்

ஒளி இழைகளின்

திறன் ஏற்றுகிறாய்

நாங்கள் இணையத்தில் வேகம் பெற.

69. தூலியம்

ஒன்றல்ல இரண்டல்ல

பதினைந்தாயிரம் வேதியியல் படிகள்

உன்னை அடைய!

70. இட்டர்பியம்

அணுக் கடிகாரங்களின் மணிகாட்டி

உன் துல்லியமான

எலக்ட்ரான் தாவல்கள்.

71. லுட்டீசியம்

முப்பத்தெட்டு பில்லியன் ஆண்டுகள்

அரையாகு காலம்

எல்லோரின் வயதும் அத்துப்படி உனக்கு!

72. ஹாஃப்னியம்

உன் காமா கதிர்வீச்சைத்

தூண்டாமல் இருப்பதே நல்லது

பேரழிவு ஆயுதமன்றோ அது?

73. டாண்டலம்

சின்னச் சின்ன

மின் தேக்கிகள்

வண்ண வண்ண ஜாலங்கள்!

74. டங்க்ஸ்டன்

குண்டு பல்புகளின்

உயிர் நாடி நீ!

சரி சரி, எரிந்து விழாதே!

75. ரீனியம்

ரைன் நதியின்

பெயர் பெற்றனை

கல்லீரலைக் காப்பவனே!

76. ஆஸ்மியம்

அடர்த்தியில் முதல்வன்

ஹைட்ரஜன் விரும்பி

விலை மட்டும் கேட்காதீர்!

77. இரிடியம்

வெள்ளி போல

வெண்மை பூசியும்

இளமஞ்சள் இளிக்கிறதே!

78. பிளாட்டினம்

பொன்னைக் கரைத்திடும்

அமிலமும்

ஒன்றும் செய்யாது உன்னை.

79. தங்கம்

எல்லா

வாக்குகளும்

உனக்குத்தான்.

80. பாதரசம்

இளகிய உலோகமே

ரசவாத ரகசியமே

எங்கள் குடிநீரில் கலந்திடாதே.

81. தாலியம்

ஒப்பற்ற நஞ்சு

எலிகளுக்கும்

வேண்டா விருந்தாளிக்கும்

82. ஈயம்

கதிர்வீச்சுக் கேடயமே!

உனைச் செவிடர் காதில்

ஊற்றுவானேன்?

83. பிசுமத்

அணு எண் செல்வன்

அரை ஆவதில்

மார்க்கண்டேயன்.

84. பொலோனியம்

கியூரியும் பியரியும்

கண்டெடுத்த

கதிர்வீச்சுக் குழந்தை

85. ஆஸ்டடைன்

உலகம் முழுக்க

உருட்டி எடுத்தாலும்

உள்ளங்கை அளவே கிடைத்திடுவாய்.

86. ரேடான்

என்ன திட்டம் தீட்டுகிறாய்

எங்கள் வீட்டுக்கடியில்?

தற்கொலை முயற்சி தானே?

87. ஃப்ரான்சியம்

கடைசி வரிசை கதவோர இருக்கை

இருபது நிமிடத்தில்

இங்கு இருக்க மாட்டாய் நீ.

88. ரேடியம்

கதிர்வீசும் மின்மினி

ஒளிரும் கடிகார முட்களில்

எத்தனை பெண்களின் எச்சில்!

89. ஆக்டினியம்

தனிம வகுப்பில்

கடைசி வரிசை பையன்களின்

தனிப்பெரும் தலைவன்.

90. தோரியம்

நீ மனம் வைத்தால்

அணு ஆற்றலில் இந்தியா

எங்கேயோ போய்விடும்!

91. ப்ரொடாக்டினியம்

இரு புறமும்

அணு வினை வீரர்கள்

நீயோ அவர்களின் வேகத்தடை.

92. யுரேனியம்

நீ பிளந்தால்

வாய் பிளப்போம்

எதற்கும் கட்டுப்பாட்டிலேயே பிள.

93. நெப்டியூனியம்

நன்றாக மோப்பம் பிடி

எப்போது வேண்டுமானாலும்

நியூட்ரான்கள் வரலாம்.

94. புளூட்டோனியம்

அணு ஆயுதப்

பரம பதத்தில்

பாம்புத் தலை கொண்ட ஏணி.

95. அமெரிசியம்

புகை உணரியின்

உயிர் நாடி

வாழ்க உன் ஆல்ஃபா துகள்கள்!

96. கியூரியம்

செவ்வாய் ஆராய்ச்சியில்

கண்டறிவதே

உன் காரியம்.

97. பெர்க்லியம்

வேகத் துகள் குண்டுகள்

துளைத்த போதும்

இன்னும் பருமனான பிள்ளைகள் பிறக்கும்!

98. கலிஃபோர்னியம்

போகிற போக்கில் நீ

போட்டுச் செல்லும் நியூட்ரான்கள் போதும்

அணு உலைகளைத் துவக்க!

99. ஐன்ஸ்டைனியம்

முதல் ஹைட்ரஜன்

குண்டு வெடிப்பின்

அபூர்வ பிள்ளை.

100. ஃபெர்மியம்

ஹைட்ரஜன் குண்டுவெடிப்பில்

பிறந்திட்ட கவுரவர்களில்

நீயும் ஒருவன்.

101. மெண்டலிவியம்

தனிம அட்டவணையின்

தந்தைக்கு

கடைசியில் ஒரு மரியாதை!

102. நோபெலியம்

நோபல் பரிசு

வாங்காமலேயே

அவர் பெயர் பெற்று விட்டாய்!

103. லாரென்சியம்

வெள்ளியை ஒத்த நிறமென்பார்

திடமான தன்மையென்பார்

கண்டோர் யாருமிலர்.

104. ரூதர்ஃபோர்டியம்

எத்தனையோ ஐசோடோப்புகள்

எவனுக்கும் ஆயுளில்லை

ஒரு மணி நேரத்துக்கு மேல்.

105. டியூப்னியம்

நிச்சயம் நீ இந்த வரிசையில்

இருக்க வேண்டியவன் தானா?

விவாதம் தொடரும்…

106. சீபோர்கியம்

வந்தாய்

கண்டாய்

சென்றாய்!

107. போஹ்ரியம்

இது வேதியியலா

வேகவியலா?

ஒரு நிமிட வாழ்க்கை.

108. ஹாசியம்

சிரிக்க என்ன இருக்கிறது?

புரோட்டான் மாய எண்ணும்

நியூட்ரான் மாய எண்ணும் சேரும் போது.

109. மெய்ட்னெரியம்

தகவல் தருபவர்களுக்கு

தக்க சன்மானம்

தரப்படும்!

110. டார்ம்ஸ்டாட்சியம்

கோடிக்கணக்கான

நிக்கல் அயனிகள் தேவை

ஒருமுறை உன்னைக் கொண்டு வர.

111. ரோண்ட்ஜனியம்

தங்கமோ வெள்ளியோ

இல்லை தாமிரமோ?

யாரரிவாரோ?

112. கோப்பர்னிசியம்

சூரியனைச் சுற்றி கோள்கள்

அணுக்கருவைச் சுற்றி எலெட்ரான்கள்

கோப்பர்னிக்கஸ் பெயர்தான் பொருத்தம்.

113. நிஹோனியம்

ஜப்பானின் பெயர் வைக்க

ஆன நேரம் அதிகம்

உன் அரையாகு காலத்தைக் காட்டிலும்!

114. ஃப்ளெரோவியம்

அற்ப ஆயுள் தனிமக் கடலில்

அமைதியான தீவு சேர்க்குமா

உன் ‘இரட்டை மாய’ அணு எண்?

115. மாஸ்கோவியம்

இந்த நூற்றாண்டின் முதல்

தனிமக் குழந்தை

எதிர்காலம் எப்படியோ!

116. லிவர்மோரியம்

மொத்த வாழ்நாளே

நொடியில் சிறு பங்கு

பெயரென்ன, இடமென்ன!

117. டென்னஸ்ஸைன்

தனிம வளாகத்தில்

புத்தம் புது வரவு

வாழ்த்துகிறோம்!

118. ஓகனெஸ்ஸான்

இப்போதைக்கு உன்

விட்டில் பூச்சி வாழ்வுடன்

காட்சி முடிகிறது.

அக் 7 2017

ஆயிரத்தில் மூவர்

கல்லணையைக் கரிகால சோழன் கட்டினார் என்கிறோம். அசோகர் மரம் நட்டார் என்கிறோம். இதை ஷாஜகான் கட்டினார் என்கிறோம். அதைக் காமராஜர் கட்டினார் என்கிறோம். ’இதெல்லாம் வெள்ளைக்காரன் போட்ட ரோடு’ என்கிறோம். கோயம்பேடு பேருந்து நிலையத்தின் வரலாறு எந்தக் கட்சி ஆட்சியில் இருக்கிறதோ, அதற்குத் தகுந்தாற்போல் மாறும். காரணம் அடிக்கல் நாட்டியவர் கலைஞர், திறந்து வைத்தவர் ஜெயலலிதா. இப்படியாக, வரலாற்று நிகழ்வுகள், சாதனைகள், கட்டுமானங்கள் என்று எல்லாவற்றுக்கும் அடையாள மனிதர்களை நாமாகவே நியமிக்கிறோம். சில வேளைகளில் அவர்களாகவே அந்த உரிமையை எடுத்துக் கொள்கிறார்கள். இவர்கள் தலைமையில் தான் இந்தச் சாதனைகள் நிறைவேறின என்ற போதிலும், இதில் அடிப்படை கட்டுமான வேலைகளைச் செய்த பல்லாயிரக் கணக்கான சக மனிதர்களையும் (அடிமைகளையும்) அவர்களது உழைப்பையும் அதே அளவிற்கு யாரும் பெரிதாய் நினைத்துப் பார்ப்பதில்லை. கல்லும் மண்ணும் சுமந்தவர்கள், காடுகளில் பாடுபட்டவர்கள், சொற்ப கூலிக்கு உயிரைப் பணயம் வைத்து உழைத்தவர்கள் எல்லாம் மறக்கப்படுவர். நமக்குத் தேவை சில பெயர்கள், சில முகங்கள். அவ்வளவே.

நோபல் பரிசும் இதற்கு விதிவிலக்கல்ல. இந்த வருடம் இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு இரண்டு வகையில் சர்ச்சைக்குரியது.

நோபல் பரிசு வென்ற கண்டுபிடிப்பு. 130 கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இரண்டு கருந்துளைகளின் பெருவெடிப்பில் உருவாகிய ஈர்ப்பு அலைகள் 2015-இல் பூமியில் உணரப்பட்டன.

1. ஈர்ப்பு அலைகள் இருக்கின்றன என்று ஆய்வுச் சான்றுகளின் மூலம் 2015-ஆம் ஆண்டில்நி நிரூபித்ததற்கு, சென்ற ஆண்டில் (2016) விருது கொடுத்திருக்க வேண்டும் (இதைப் பற்றி விரிவாகப் படிக்க இங்கே சொடுக்கவும்). ஒரு ஆண்டு தாமதம். சகித்துக் கொள்ளலாம்.

2. இந்த ஆய்வில் உலகின் பல நாடுகளைச் சேர்ந்த சுமார் 1000 ஆய்வாளர்கள் பங்கேற்றனர் (39 பேர் இந்தியர்களாம்). ஆனால் விருது வாங்குவதோ மூன்றே மூன்று பேர். அதாவது 0.3% பேர் மட்டுமே. என்ன காரணம்? நோபல் தேர்வுக்குழுவின் விதிமுறை அப்படி. அதிகபட்சம் மூன்று பேருக்குத் தான் ஒரு விருது வழங்கப்பட வேண்டும்.

ஆயிரம் பேரில் மூவரை மட்டும் எப்படி தேர்ந்தெடுப்பது? இவர்கள் இல்லையென்றால் இந்த ஆய்வு நடந்திருக்கவே வாய்ப்பில்லை என்கிற அளவுக்கு மூன்று முக்கியமானவர்களைக் கண்டறிய வேண்டும். இந்த ஆய்வுப் பணிகளை மூன்றாகப் பிரித்தோமேயானால்,

1. ஈர்ப்பு அலைகளை உணரும் கருவிகளை வடிவமைப்பது (design/conception),

2. ஈர்ப்பு அலைகளின் தன்மைகளைப் பற்றிய புரிதலை விரிவாக்குவது (understanding), மற்றும்

3. இந்த அலைகளை நம்மிடம் இருக்கும் கருவிகளைக் கொண்டு ‘காண்பது’ (implementation /demonstration)

என்று வகைப்படுத்தலாம்.

இந்த மூன்று விசயங்களில் முதன்மையானவர்கள் முறையே ரெய்னர் வெய்ஸ், பேரி பரிஷ், மற்றும் கிப் தோர்ன் ஆகிய மூவர்.

ஆயிரத்தில் மூவர்

அதாவது இவர்கள் மட்டுமே 9 மில்லியன் க்ரோனர்களைப் (ஸ்வீடன் நாட்டின் நாணயம், இந்திய மதிப்பில் சுமார் 7.2 கோடி ரூபாய்) பங்கிட்டுக் கொள்வார்கள்.

ரெய்னர் வெய்ஸ் முதலில் வடிவமைத்த ‘ஆண்டெனா’வின் வரைபடம்.

தற்காலத்தில் அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகள் முன்பு போல் நடைபெறுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் மிகக் குறைவு. அலெக்ஸாண்டர் ஃப்ளெமிங்க் பெனிசிலினைக் கண்டுபிடித்ததைப் போலவோ, பெக்யூரல் கதிரியக்கத்தைக் கண்டுபிடித்தது போலவோ தனி நபர் எதையும் கண்டுபிடிக்கும் அல்லது சாதிக்கும் நிலை இன்று இல்லை. அறிவியல் ஆய்வுகள் பல ஆய்வகங்களின் கூட்டு முயற்சியாக மாறிவிட்டது. ஒருவரை ஒருவர் சார்ந்தே ஒவ்வொரு ஆய்வினையும் செய்ய வேண்டியுள்ளது. ஒரு வகையில் இதுவும் நன்மைக்கே. தன் ஆய்வு ரகசியங்களை யாரும் எளிதில் மறைக்க முடியாது. பிற ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதனைத் தாங்களும் முயற்சித்துப் பார்த்து, அல்லது திறனாய்ந்து, உறுதி செய்த பின்பே ஒட்டுமொத்த அறிவியல் உலகம் அதை வெற்றியாக ஏற்றுக் கொள்ளும். வருங்கால விஞ்ஞானமோ செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் எந்திரப் பயிற்றுவிப்பு (Artificial Intelligence and Machine learning) ஆகியவற்றைப் பெரிதும் சார்ந்து இருக்கும்.

இதை எல்லாம் நோபல் தேர்வுக் குழு அறியாமல் இல்லை. அவர்களின் விதிமுறை அப்படி. மூன்று பேருக்கு மட்டும் விருது வழங்கி அவர்கள் நோபல் விருது மரபைக் காத்திருக்கலாம். ஆனால் வருங்காலத்திலாவது சாதனைக்குக் காரணமான அனைவரையும் அங்கீகரிக்க வேண்டும். ஏன், ஒருசில கணிப்பொறிகளுக்குக் கூட விருது வழங்க வேண்டி வரலாம்.

படங்கள்:

https://www.ligo.caltech.edu/mit/news/ligo20171003

https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/press.html

மார்ச் 28 2017

நியூட்ரினோ விளையாட்டு – மெய்நிகர் செயலி (virtual reality app)

ஜல்லிக்கட்டு விளையாட்டை விடியோ கேம்ஸ் வடிவத்தில் ஆட சொன்ன போதே நியூட்ரினோ ஆராய்ச்சியை விர்ச்சுவல் ரியாலிட்டியில் செய்து கொள்ளச் சொன்னோம். நாம் அடித்த மணி கவர்மெண்ட் காதில் விழாத போதும் சில விஞ்ஞானிகள் ஒரு விதத்தில் இதை மெய்ப்பித்துக் காட்டியிருக்கிறார்கள். VENu (Virtual Environment for Neutrinos) என்ற செல்பேசி செயலியை உருவாக்கி, அதனைக் கொண்டு அமெரிக்காவின் ஃபெர்மிலேபில் உள்ள மைக்ரோபூன் (MicroBooNE) நியூட்ரினோ ஆய்வகத்தின் தரவுகளைக் குப்பனும் சுப்பனும் காண வழி செய்துள்ளனர்.

முப்பரிமாணத்தில் மெய்நிகர் மற்றும் மிகுமெய் (augmented reality) இயல்புகளைக் கொண்ட இந்த செயலியை முற்றிலும் இலவசமாக உங்கள் திறன்பேசியில் பதிவிறக்கிப் பயன்படுத்தலாம். VR viewer எனப்படும் மெய்நிகர் காட்டி ஒன்றை வாங்கித் தலையில் மாட்டிக் கொண்டு நியூட்ரினோ உலகத்தில் ஆழ்ந்து உலவலாம். இந்த செயலியில் உள்ள ‘விளையாட்டு’ அம்சங்களைக் கொண்டு நியூட்ரினோ தடங்களைத் துப்புத் துலக்கி புதிய நியூட்ரினோக்களை நீங்களும் கண்டு பிடிக்கலாம். அது சரி, நியூட்ரினோங்கிறது யாரு என்று கேட்பவர்கள் அதன் அடிப்படை இயல்புகள், ஆனா ஆவன்னா எல்லாவற்றையும் கற்கவும் ஆவன செய்துள்ளனர். Pokemon-களைத் தேடுவதைப் போல் இதுவும் சுவாரசியமாக இருக்கக் கூடும்.

டிசம்பர் 15 2016

செயற்கை நுண்ணறிவு

கணினியில் நூற்றுக்கணக்கான புகைப்படங்கள் வைத்திருக்கிறேன். அவற்றில் ஏதாவது ஒரு புகைப்படத்தைத் தேட வேண்டும் என்றால் அதை எடுத்த அல்லது கணிப்பொறியில் பதித்த நாள் நினைவுக்கு வர வேண்டும். அல்லது அந்தப் படத்தை எடுத்த இடத்துக்கு எப்போது போனோம் என்ற விவரமோ, படத்துக்கு நான் இட்ட கோப்புப் பெயரோ தெரிய வேண்டும். ஞாபக மறதி இருப்பதையே அடிக்கடி மறந்து விடுவதால் இவை எல்லாம் கருப்புப் பணத்தை ஒழிக்கும் முயற்சியாகவே முடிகின்றன. ஆனால் கணிப்பொறிகள் நாளுக்கு நாள் புதிய திறமைகளை எங்கிருந்தோ பெற்றுக் கொண்டிருக்கின்றன. தஞ்சை பெரிய கோயில் படத்தைத் தேட ‘கோபுரம்’ என்ற பொருள் படும்படி ‘tower’ என்று என் கணினியில் தேடினால் கோபுர வடிவம் உள்ள அனைத்து புகைப்படங்களும் வரிசையாய் காட்டப்படுகின்றன. அப்படியானால் ‘கோபுரம்’ என்ற வடிவத்தை தான் காணும் ஒன்றுகளில் இருந்த்தும் சுழியங்களில் இருந்தும் இந்தக் கணினி எப்படியோ அடையாளம் கண்டு தரம் பிரித்து நான் தேடிய தகவலை மட்டும் எனக்குத் தருகிறது. ‘boat’, ‘tree’, ‘stadium’ போன்ற திறவுச் சொற்களும் படகு, மரங்கள் உள்ள புகைப்படங்களை மட்டும் காண்பித்தன.

‘Stadium’ என்ற குறி சொல் கொண்டு தேடிய போது கிடைத்த படங்கள் (குறிப்பு: இது ‘கூகுள்’ போன்ற இணைய தேடல் அல்ல. இந்த படங்களின் கோப்புப் பெயர்களிலும் (file name) ‘stadium’ என்ற சொல் இல்லை).

சற்று நிமிர்ந்து உட்கார்ந்து ‘horse’ என்று உள்ளீடு தந்ததும் குதிரை மட்டுமல்லாது ஆட்டுக்குட்டி இருக்கும் ஒரு புகைப்படத்தயும் குதிரை சிலை இருக்கும் புகைப்படங்களையும் சேர்த்தே காண்பித்தது கணினி. “நீ இன்னும் வளரணும் தம்பீ” என்று சொல்லி கணினியைச் சாத்தினேன். “அது சரி, இவ்வளவு அறிவு கூட இதற்கு இருந்ததில்லையே! இப்போது எப்படி?” என்று யோசித்தால் ஆர்டிஃபிஷியல் இண்டலிஜென்ஸ் அல்லவா இது? இயந்திர மனிதர்கள், தானியக்கி கார்கள், காலநிலை கணிப்புகள் என்று ‘பெரிய’ செயல்பாடுகளில் இருந்த இந்த செயற்கை நுண்ணறிவு இன்று மடி கணினியிலும் திறன்பேசிகளிலும் தடம் பதித்து விட்டது. விரல் வருடல்களில் வித்தைகள் செய்யும் இந்த செயலிகளின் பின்னணியில் உணர்தல், கணித்தல், அறிவுறுத்தல், அறிவித்தல், சூழ்நிலை குறித்த பிரக்ஜை, கற்றல், கற்றவற்றைக் கொண்டு புதுப்பித்தல், தானியக்கவியல் என்று பல பரிமாணங்கள் இருப்பதைக் காணலாம்.

முதலில் கணினி எப்படி ‘பார்க்கிறது’? ஒரு நாய்க்குட்டியின் புகைப்படம் கணினியின் ‘கண்களுக்கு’ இப்படி தெரிகிறது:

கணினியின் பார்வையில் நாய்க்குட்டி

இத்தகைய பார்வை எல்லா நேரத்திலும் கை கொடுப்பதில்லை. நாய்க்குட்டியின் படத்தில் பின்புலம் மாறுகையில் மேற்கண்ட அணியில் (matrix) மாற்றம் ஏற்படுகிறது. இந்த ‘குறைபாடு’ தான் கழுதையையும் குதிரையாகக் காட்டிக் குழப்புகிறது.

3457.567 x 98431.879 = என்று தட்டியதும் கணப்பொழுதில் விடை தரும் கணினி, கொஞ்சம் ஏமாந்தால் விஸ்வனாதன் ஆனந்த்தையே தோற்கடிக்கும் கணினி, ‘பார்த்தல்’ என்கிற ஒரு ‘தன்னிச்சையான’ செயலில் இப்படி சொதப்புவது ஏன்? இதை மோராவெக் முரண்பாடு (moravec’s paradox) என்கிறார்கள். அதாவது நம்மாலாகாத செயல்கள் பலவும் கணினிக்கு அத்துப்படி. ஆனால் ஒரு குழந்தையால் முடிகிற வேலைகள் கூட கணினிக்கு மிகக் கடினம். இதற்கு மோராவெக் சொல்லும் காரணம்: மனிதர்கள் பல்லாயிரக்கணக்கான் ஆண்டுகளாகப் பரிணாம வளர்ச்சியுற்று சிந்தனை, மொழி போன்றவற்றில் ஆளுமை பெற்றிருக்கிறோம் . கணிப்பொறிகள் ‘நேற்று’ பிறந்த குழந்தைகள் அல்லவா?

இப்போதுதான் நமது மூளை செல்களான நியூரான்களைப் போன்றே கணினி நியூரான் வலையமைப்புகளை (computer neural networks) உருவாக்கத் தொடங்கியுள்ளோம். பார்வையின் மூலம் கிடைக்கும் உள்ளீடுகளை நமது நியூரான்கள் நிர்வகிக்கும் அளவுக்கு இந்த செயற்கை நியூரான்களால் செய்ய முடியுமா என்பது இப்போதைக்குக் கேள்விக்குறிதான். யார் கண்டது? அடுத்த முறை மடிக்கணினியைத் திறக்கும் போது வேறு பல அதிர்ச்சிகள் காத்திருக்கலாம்.

நவ் 4 2016

உள்ளொன்றும் புறமொன்றும்

இது மனிதர்களைப் பற்றியதல்ல. பொருள்கள் (அல்லது பொருண்மம்) பற்றியது. “உனக்கெல்லாம் இந்த வாழ்வு” என்று உள்ளுக்குள் நினைத்தாலும் “உன்னோடு பேசினதில ரொம்ப சந்தோசம்” என்று வெளியில் சொல்வது மனித இயல்பு. “நீங்க சொன்ன மாதிரியே செஞ்சிடலாம் சார்” என்று முன்னே சொல்லிவிட்டு “என்ன ஜென்மமோ, சொந்தமாவும் யோசிக்க மாட்டான், சொல்றதையும் கேட்க மாட்டான்” என்று பின்னே சொல்வோம். இயற்கை அப்படி அல்ல.

மின்சாரத்தைப் பாய்ச்சினாலும் பிணம் போல் கிடக்கும் பொருட்கள் பல இருக்கின்றன. கண்ணாடி, ரப்பர், நெகிழி என்று பலவற்றை இதற்கு எடுத்துக்காட்டாக சொல்லலாம். இதற்கு மாறாக எளிதில் மின்சாரத்தைக் கடத்தக்கூடிய பொருட்கள் உள்ளன. செம்பு, பொன், வெள்ளி போன்றவை அருமையான மின்கடத்திகள். இது போக இரண்டுங்கெட்டானாக சிலிக்கான், ஜெர்மானியம் போன்ற குறைக்கடத்திகளும் (semiconductors) உள்ளன. இவை அனைத்தும் இத்தகைய பண்புகளைத் தமது அனைத்து பரிமாணங்களிலும் தக்கவைத்துக் கொள்கின்றன. அதாவது, ஒரு செம்புக் கம்பியை எடுத்துப் பாதியாக வெட்டினாலும் சரி, நீளவாக்கில் பாதியைச் செதுக்கினாலும் சரி, அதன் மின்கடத்தும் திறன் மாறாது. சுருக்கமாகச் சொன்னால், அறிவியல் பண்புகள் உள்ளொன்றும் புறமொன்றுமாய் இருப்பதில்லை. அரசியல் பண்புகள் வேண்டுமானால் அப்படி இருக்கலாம் – தண்ணீர் திறந்து விடவே கூடாது என்று கர்நாடகத்தில் கூச்சலிட்டும் மத்திய அரசு நல்ல முடிவு எடுக்கும் என்று தமிழகத்தில் மழுப்பியும் தண்ணீர் திறந்து விட்டால் மாநிலத் தேர்தலில் தோற்றுவிடுவோம் என்பதால் உச்ச நீதிமன்றமே ஆணையிட்டாலும் அதைக் கழிவறைக் காகிதமாய் மதித்தும் ஒரே கட்சி பல பண்புகளை வெளிக்காட்டுவது அரசியலில் சகஜமாக இருக்கலாம். அறிவியல் அப்படி இருக்காது. அப்படித்தான் இதுவரை நம்பி வந்தோம். ஆனால் இது முற்றிலும் உண்மை இல்லை என்பது இப்போது தெரிய வந்துள்ளது.

நீளம், அகலம், உயரம் என்ற மூன்று பரிமாணங்களைக் கொண்ட பொருட்கள் சட்டியில் இருப்பதுதான் அகப்பையில் வரும் என்கிற கணக்கில் செவ்வியல் (classical) இயற்பியலின் படி இயங்குகின்றன. இந்த மூன்று பரிமாணங்களில் ஒன்றையோ இரண்டையோ நீக்கி விட்டால் பொருட்கள் வியத்தகு அயற்பண்புகளை வெளிக்காட்ட ஆரம்பிக்கின்றன (இரண்டு மற்றும் ஒற்றைப் பரிமாண பொருட்களைப் பற்றி இங்கே காணலாம்). இன்னொரு காரணி வெப்பநிலை. நாம் இயல்பான பொருட்களின் பண்புகளைப் பெரும்பாலும் அறைவெப்ப நிலையிலேயே காண்கிறோம்.

தீபாவளி அன்று ரங்கநாதன் தெருவில் பர்ஸ் இருக்கிறதா பை இருக்கிறதா என்று பார்த்துப் பார்த்து நடப்போம். நமது தெருவில் நடக்கும்போது பக்கத்து வீட்டு நாய் கடிக்க வருகிறதா என்று மட்டும் பயந்து, மற்றபடி கொஞ்சம் சுதந்திரமாக நடப்போம். ஆள் அரவமற்ற தீவிலோ மலைப்பகுதியிலோ கடற்கரையிலோ சுற்றுலா சென்றால் நம் விருப்பப்படி திரிவோம். பொருட்களில் இருக்கும் அணுக்களும் இப்படித்தான். அறைவெப்ப நிலையில் ரங்கனாதன் தெரு போல் ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிக் கொண்டு செவ்வியல் கோட்பாடுகளைக் கடைபிடிக்கின்றன. கடுங்குளிர் நிலையில் (-273 டிகிரி செல்சியஸ்) இதுவரை தெரியாத பண்புகள் எல்லாம் தெரிய வருகின்றன. இத்தகைய குளிர் உலகில் குவைய இயற்பியல் (quantum physics) விதிகள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன. திடம், திரவம், வாயு என்று 3 நிலைகள் தவிர பல புதிய, விந்தையான நிலைகளையும் காணக்கூடும்.

படம் 1. வெப்ப நிலை குறையக் குறைய அணுக்களின் பிணைப்பும் இயக்கமும் மாறுவதால் வெவ்வேறு அவற்றைக் கொண்ட பொருள் வெவ்வேறு நிலைகளை அடைகிறது. மிகக் குறைந்த வெப்ப நிலையில் குவாண்டம் விதிகள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன.

எடுத்துக்காட்டாக, இத்தனை நேரம் மின்கடத்தாப் பொருள் இந்த வெப்ப நிலையில் தடையே இல்லாமல் மின்சாரம் பாயக்கூடிய மீக்கடத்தியாக (superconductor) மாறுகிறது. சில திரவங்கள் முடிவற்ற சுழற்சிகளைக் (vortices) கொண்டு superfluids எனப்படும் மீப்பாய்மங்களாக மாறுகின்றன. அணுக்கள் சீரான முறையில் நகர்ந்து ஒரே திசையில் நெறிப்படுத்தப் பட்டுள்ளதால் எளிதில் காந்தப் பண்புகளையும் பெறுகின்றன. மின்கடத்தும் திறனில் மட்டும் கொஞ்சம் குழப்பம் இருக்கிறது. இந்தப் பண்பானது, எஸ்கலேட்டரில் ஏறுவது போல் தொடர்ச்சியாக மாறாமல், படிகளில் ஏறுவது போல் படிப்படியாக மாறுகிறது. ஒரு படிக்கும் இன்னொரு படிக்கும் இடைப்பட்ட நிலை எதுவும் இருப்பதில்லை. காந்தப்புலத்தை டியூன் செய்தால் மின்னோட்டமும் மாறும் என்பதை அறிவோம். ஆனால் இங்கு முதலில் இருந்த மின்கடத்துத் திறன் 2 மடங்கு, 3 மடங்கு, 4 மடங்கு என்று தான் மாறுகிறதே தவிர, 1.5, 2.2, 3.1 போன்ற மதிப்புகளில் மாறுவதில்லை. இது ஏன் என்ற ஆராய்ச்சியில் topology என்கிற பரப்புருவியல் கோட்பாடுகளைக் கொண்டு விளக்கம் சொன்ன காரணத்திற்காக டேவிட் தோலஸ், டங்கன் ஹால்டேன், மற்றும் மைக்கேல் கோஸ்டர்லிட்ஸ் ஆகியோருக்கு இந்த ஆண்டு இயற்பியல் நோபெல் பரிசு வழங்கப் பட்டுள்ளது. அப்படி அவர்கள் என்ன விளக்கம் சொல்லி இருக்கிறார்கள் என்பதை அடுத்த பதிவில் பார்ப்போம்.

மே 30 2016

லித்திய உலகம் 1 – செல்ஃபோன் பேட்டரியும் சில லித்தியம் அயனிகளும்

வழக்கம் போல் முதலில் ஓரிரு சொற்களின் விளக்கம்:

லித்தியம்: தனிம அட்டவணையில் (Periodic table of elements) மூன்றாவது இடத்தில் இருக்கும் ஒரு உலோகம். ங, ஞ, ந, ண, ம, ன போல இதுவும் மெல்லினம். அதிலும் மற்ற அனைத்து உலோகங்களைக் காட்டிலும் மிகவும் மெல்லியது. அதற்காக, லித்தியத்தை லேசாக எடுத்துக் கொள்ள வேண்டாம். இது வேதியியல் வீரியம் மிக்கது (reactive). இயற்கையில் தூய நிலையில் கிடைக்காது; தாதுக்களில் இருந்து இதனைப் பிரித்தெடுக்க வேண்டும். காற்றில் இருக்கும் ஆக்சிஜன் மற்றும் நைட்ரஜன் வாயுக்களுடன் வினைபுரிந்து விடுவதால் தூய்மை படுத்தப்பட்ட லித்தியம் எப்போதும் மேற்சொன்ன வாயுக்களும் ஈரப்ப்பதமும் இல்லாத சூழலில் சேமிக்கப்படுகிறது. பெரும்பாலும் தூய லித்தியத்தை ஆர்கான் அல்லது ஹீலியம் போன்ற மந்த வாயுக்கள் நிரப்பிய Glove box எனப்படும் பெட்டிகளுக்குள்ளே தான் பயன்படுத்துவார்கள்.

சரி, இந்த லித்தியம் எதற்குப் பயன்படுகிறது? இன்றைய நிலையில் எப்போதும் நம்மை விட்டுப் பிரியாத தோழி அல்லது தோழனைப் போல் நம் பாக்கெட்டுக்குள்ளேயோ கைப்பையிலோ மேசை மீதோ இருக்கிறது. ஆம், நமது செல்பேசிகளிலும் மடிக்கணினிகளிலும் கைக்கணினிகளிலும் உள்ள மின்கலங்கள், அதாவது பேட்டரிகள் (Battery) எல்லாவற்றிலுமே லித்தியம் தான் ஹீரோ. லித்தியம் இல்லையேல் நமது செல்ஃபோன்கள் எல்லாம் செங்கல்களே.

படம் 1. லித்தியம்-அயனி மின்கலம்

அயனி: அணுக்களில் எலெக்ட்ரான்களும் (-) ப்ரோட்டான்களும் (+) இருப்பதை அறிவோம். இந்தப் ப்ளஸ்ஸிலோ மைனஸிலோ ஏதேனும் ஒன்றிரண்டைக் கழற்றிவிட்டால் என்ன ஆகும்? நேர் மின்னோட்டத்துக்கும் எதிர் மின்னோட்டத்துக்குமான சம நிலை குலைந்து போய், மேற்படி அணுவானது ஒரு ‘அயனி’யாக மாறி விடுகிறது. முதல் பாதியில் சாதுவாக இருந்துவிட்டு இடைவேளைக்கு அப்புறம் அதிரடியாக மாறும் கதாநாயகனைப் போல முற்றிலும் மாறுபட்ட தன்மைகளைக் கொண்டு சிலபல அதிசயங்களைச் செய்கிறது.

சூரியக் குடும்பத்தில் (Solar System) கோள்கள் கதிரவனைச் சுற்றி வருவது போலவே ஒரு அணுவின் கருவைச் சுற்றி எலெக்ட்ரான்கள் வலம் வருகின்றன. அணுக்கருவில் நேர்மின் சுமை (positive charge) கொண்ட ப்ரோட்டான்களும் மின்சுமை எதுவுமற்ற நியூட்ரான்களும் உள்ளன. இந்த நேர் மின்சுமையைச் சம நிலைப்படுத்த ஒரு எதிர் மின்சுமை இருந்தால்தான் அந்த அணு நடு நிலையில் இருக்க முடியும். வேறு வழி தெரியாமல் மேம்பாலத்தையே சுற்றிச் சுற்றி வரும் வாகன ஓட்டிகளைப் போல் வட்டமடிக்கும் எலெக்ட்ரான்கள் தமது எதிர் மின்னோட்டத்தால் இந்த நடுநிலையைக் காத்து அணுவை அணுவளவும் சிதையாமல் வைத்திருக்கின்றன. இந்த நடுநிலையைச் சிதைப்பதிலும் மீண்டும் விதைப்பதிலுமே ஒரு லித்தியம்-அயனி மின்கலத்தின் (lithium-ion battery) செயல்திறன் இருக்கிறது.

படம் 2. (இடது) லித்தியம் அணுவில் 3 எலெக்ட்ரான்கள் உள்ளன. (வலது) சமநிலை குலைந்து ஒரு எலெக்ட்ரானை இழந்து Li+ அயனியாக மாறுகிறது.

ஏன் லித்தியம் மட்டும்? அடர்ந்த ஈயமும் இரும்பும் இருக்கும்போது ஈ போன்ற லித்தியத்தில் எவ்வளவு மின்னாற்றலைச் சேமித்துவிட முடியும்? முதலில், தன்வசமுள்ள எலெக்ட்ரான்களை இழந்து அயனியாக மாறுகையில் லித்தியம் ஏறத்தாழ 4 வோல்ட் தருகிறது. இதர உலோகங்கள் வெறும் 1.5 வோல்ட் மட்டுமே கொடுக்க முடியும். இதுபோக, லித்தியத்தின் இலகுவான தன்மையும் சாதகமாகி விடுகிறது. ஒரு கிலோ ஈயத்தில் ஒரு மணி நேரத்திற்கு 260 ஆம்பியர் அளவு மின்சாரத்தைச் சேமிக்கலாம். அடர்த்தி குறைந்த லித்தியத்திலோ அதே ஒரு கிலோ எடையில் சுமார் 3860 ஆம்பியர் மின்சாரத்தைச் சேமிக்கலாம். கொள்ளை லாபம் அல்லவா?

சரி, இப்போது பேட்டரிக்கு வருவோம். இதன் உள்ளே அப்படி என்னவெல்லாம் இருக்கிறது? அடிப்படையில், ஒரு நேர்மின் ‘தகடு’ (positive electrode), ஒரு எதிர்மின் ‘தகடு’ (negative electrode), பஞ்சும் நெருப்பும் பக்கத்தில் இருப்பதால் இந்த இரண்டிற்கும் நடுவே பெண்ணின் தந்தை போல் ஒரு தனிப்படுத்தி காகிதம் (separator). இது இருவரையும் ‘பார்த்தும் பேசிக்கொள்ளவும்’ அனுமதிக்கும்; தப்பு தண்டா செய்ய விடாது. இரண்டு மின்முனைகளையும் பிரித்து விட்டால் மின்சாரம் எங்கே இருந்து வரும்? அதற்காகவே ஒரு மின்பகுளி (electrolyte). இது அயனிகளைக் கடத்தும்; எலெக்ட்ரான்களைத் தடுக்கும். இதைப்பற்றி பின்னொரு பதிவில் விரிவாகக் காண்போம்.

நேர்மின் தகடு பெரும்பாலும் லித்தியம் கோபால்ட் ஆக்சைடு (LiCoO2) என்ற சேர்மத்தால் ஆனது. 1990-களில் Sony நிறுவனத்தால் நடைமுறை பேட்டரிகளில் அறிமுகம் செய்யப்பட்டது முதல் இளையராஜா பாடல்கள் போல் இன்றளவும் ‘நின்று’ கொண்டிருப்பது LCO என்று அழைக்கப்படும் இந்தச் சேர்மம் தான். புதுப்புது சேர்மங்களைச் செய்யும் பொருட்டு எத்தனையோ கோடி பணத்தை இறைத்தும் சிலபல ஜிகினா வேலைகளைச் செய்தும் இதன் மின்வேதிப் பண்புகளை இன்னும் மீற முடியவில்லை என்றே சொல்ல வேண்டும். உங்கள் பேட்டரியை நீங்கள் ரீ-சார்ஜ் செய்யும் போது LiCoO2-இல் இருக்கும் லித்தியம் (Li+) அயனிகள் மின்பகுளி மற்றும் செப்பரேட்டர் வழியாக எதிர்மின் தகட்டினை நோக்கி விரைகின்றன. வழிமறிக்கப்பட்ட எலெக்ட்ரான்கள் நகரத்தின் புறவழிச் சாலை போன்ற ஒரு வெளி மின்சுற்றுப் பாதையில் பயணிக்கின்றன. எலெக்ட்ரான்களின் ஓட்டமே மின்சாரம் அல்லவா? இப்படி உருவான மின்சாரத்தையே நீங்கள் பாட்டு கேட்டும் அழைப்புகள் செய்தும் ஃபேஸ்புக் பார்த்தும் கேம்ஸ் விளையாடியும் தீர்க்கிறீர்கள்.

படம் 3. சார்ஜ் செய்யும் போது நேர்மின் தகட்டில் (LiCoO2) இருந்து லித்தியம் அயனிகள் கிராஃபைட் படிமங்களை வந்தடைகின்றன. பேட்டரியைப் பயன்படுத்துகையில் (discharge) மீண்டும் நேர்மின் தகட்டிற்குச் சென்றுவிடுகின்றன.

எதிர்மின் தகடு லித்தியமாக இருக்கலாம். ஆனால் அது பாதுகாப்பற்றது என்று முன்னுரையில் பார்த்தோம். அப்படியானால் சார்ஜ் செய்யும் போது வந்து கொண்டிருக்கும் லித்தியம் அயனிகளை எப்படி கவர்ந்து மின்சாரத்தைச் சேமித்து வைப்பது? இங்கு தான் அறிவியலாளர்களின் மகத்துவம் மிளிர்கிறது. ஒரு ஊரில் நல்ல வேலை கிடைக்கிறது. சொந்த ஊரிலிருந்து வெகுதூரம். ஆனால் நல்ல சம்பளம். சொந்த வீடு இல்லாவிட்டால் என்ன? இரவில் முடங்கிக் கொள்ள ஒரு இருப்பிடம் தேவை. வாடகை வீடு பிடித்துத் தங்கி, முடிந்த வரைக்கும் மிச்சம் பிடித்து வீட்டுக்குப் பணம் அனுப்புவதில்லையா? அதுபோலவே, சார்ஜ் செய்யும் போது வரும் லித்தியம் அயனிகள் சற்று இளைப்பாற ஒரு ஏற்பி (host) இருந்தால் போதும். சார்ஜ் முடிந்து அந்த பேட்டரியை நாம் பயன்படுத்தும் போது இந்த லித்தியம் அயனிகளை அப்படியே திருப்பி அனுப்பும் வகையில் இந்த ஏற்பி இருக்க வேண்டும். இதற்கு எங்கே போவது?

இயற்கையிலேயே இத்தகைய தன்மை உடையது கிராஃபைட் என்ற கரிம படிவம் (இதைப் பற்றிய மேலதிக தகவலுக்கு இத்தளத்தில் ஏற்கனவே வந்த இந்தப் பதிவைப் பார்க்கவும்). மெல்லிய இந்த கிராஃபைட் அடுக்குகளின் ஊடே லித்தியம் அயனிகள் சொகுசாகத் தங்கி விழாவைச் சிறப்பித்த பின் தங்களை இழந்து வெறும் கோபால்ட் ஆக்சைடாகப் (CoO2) பிரிவாறாதிருக்கும் நேர்மின் தகட்டினை நோக்கிப் பாய்கின்றன. LiCoO2 புத்துயிர் பெறுகிறது. இழந்த சொர்க்கம் மீட்கப்படுகிறது. சுபம்.

இப்போது சில கேள்விகள் எழலாம்.

நாளடைவில் பேட்டரி ‘சார்ஜ் ரொம்ப நேரம் நிற்பதில்லையே’, ஏன்?
எப்படி அயனிகள் மட்டும் ஒரு வழியில் அனுமதிக்கப்பட்டு எலெக்ட்ரான்கள் ‘Take Diversion’ செய்யப்படுகின்றன?
பேட்டரி ஏன் சில (பல) நேரங்களில் செத்துப் போக நேர்கிறது?
லித்தியத்தை விட சிறப்பான உலோகங்களைப் பயன்படுத்தி பேட்டரி செய்ய முடியுமா?

இந்தக் கேள்விகளுக்கு விடை தேடும் முன் சற்று நாமும் சார்ஜ் செய்து கொள்வோம்.

சார்ஜ் ஏறும்…

படங்கள்:

பிப் 22 2016

ஈர்ப்பு அலைகளை ‘ஈர்த்தது’ எப்படி?

இரண்டு கருந்துளைகள். இணைபிரியாமல் ஒன்றை மற்றொன்று சுழல் தடத்தில் சுற்றிச் சுற்றி வருகின்றன. ஏறக்குறைய ஒரு காதலன் – காதலி மாதிரி. ஒளி வேகத்தில் இருவரும் நெருங்கிக் கொண்டிருக்கையில் இனி இரண்டல்ல, ஒன்றுதான் என்கிற கட்டம். 36 சூரிய எடை கூட்டல் 29 சூரிய எடை என்றால் சும்மாவா? ஆனந்த நடனம் முடிவுற்று அண்டம் அதிரும் வண்ணம் ஒரு புதிய, பெரிய கருந்துளை பிறக்கிறது – சுமார் 62 சூரிய எடையுடன். ஒரு மூன்று சூரிய எடை கணக்கு இடிக்கிறது. இது அண்ட மகா ஊழலாக அல்லவா இருக்கிறது?

ஒரு ரூபாய் சில்லறைக்குப் பதிலாக ஒன்றுக்கும் ஆகாத மிட்டாய் கொடுப்பது மாதிரி இந்த மூன்று சூரிய எடை ஆற்றலாக மாற்றப் பட்டு அலைகளாகப் பரவுகிறது. ஆனால் இவை ஒன்றுக்கும் ஆகாத அலைகளல்ல. அண்டத்தின் பிறப்பு முதலிய குறிப்புகள் அடங்கிய ஈர்ப்பு அலைகளாக காலம், இடம் எல்லாவற்றையும் பெயர்த்துக் கொண்டு புறப்பட்டன.

130 கோடி ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு: அந்த அலைகள் பால்வழி மண்டலத்தைக் (Milky Way galaxy) கடந்து செல்கின்றன. எண்ணற்ற விண்மீன் கூட்டங்களில் சூரியன் என்ற ‘சிறு’ விண்மீனைச் சுற்றிவரும் புவி என்கிற கோளைக் கடக்கையில், பெரும்பாலும் தாங்கள் கண்டுபிடித்த சில கடவுள்களுக்காகப் போரிட்டுக் கொண்டும் பிற தீவிரவாதிகளை முறியடிக்கவும் பிரயத்தனம் செய்து கொண்டிருக்கும் மனிதர்கள் என்ற ஒரு இனத்தவர், இதற்கும் கொஞ்சம் நேரம் ஒதுக்கி நூறாண்டுகள் அறிவியல் தவம் புரிந்து உருவாக்கி வைத்துள்ள சில கருவிகள் இந்த ஈர்ப்பு அலைகளை ஒரு இனிய செப்டம்பர் பதினான்காம் தேதி ‘எதிர்பாராத நேரத்தில்’ உணர்கின்றன. ஏன் எதிர்பாராத நேரம் என்றால் அந்தக் கருவிகளை அப்போது அளவுதிருத்தம் (calibration) செய்து கொண்டிருந்தார்கள். இது எப்படி சாத்தியம் ஆனது? கீழே உள்ள படங்களைப் பார்க்கலாம்.

ஈர்ப்பு அலைகள் வரும்போது

மோசமான இந்தப் படத்திற்கு மன்னிக்கவும். 12-ஆம் வகுப்பு ‘ரெக்கார்ட் நோட்புக்’ படங்களை உங்கள் அம்மா வரைந்து கொடுத்திருந்தால் நீங்களும் இப்படித்தான் வரைவீர்கள். எது எப்படியோ, மேற்கண்ட படத்தில் உள்ளது ஒரு குறுக்கீட்டு மானி என்று நான் சொன்னால் நீங்கள் நம்பித்தான் ஆக வேண்டும். லேசர் ஒளி அலைவெட்டியின் மீது பாயும் போது தன் பெயருக்கு வஞ்சகம் செய்யாமல் அந்த ஒளி அலைகளை இரண்டாக ‘வெட்டி’ விடுகிறது அலைவெட்டி. இப்படி வெட்டப் பட்ட ஒளி அலைகளின் ஒரு பகுதி முதல் கண்ணாடியிலும், மற்றொரு பகுதி இரண்டாம் கண்ணாடியிலும் படுகிறது. இந்த இரு கண்ணாடிகளைக் கொண்ட ‘கைகள்’ ஒவ்வொன்றும் நான்கு கிலோ மீட்டர் தூரம் நீண்டவை. லேசர் ஒளி இவ்விரு கைகளிலும் நானூறு தடவை எதிரொளிக்கப் பட்டு பின்னர் படத்தில் கீழே கண், காது எல்லாம் வைத்துக் காட்டியுள்ள உணரியில் (detector) பதிகின்றன. வெட்டப்பட்ட இரண்டு அலைக் கற்றைகளும் ஓரலையாக உணரப் படுகின்றன. இத்தகைய குறுக்கீட்டு மானி ஒன்று அமெரிக்காவின் லூசியானா மாகாணத்தில் உள்ள லிவிங்ஸ்டன் ஆய்வகத்திலும் அதே போன்ற மற்றொன்று வாஷிங்டன் மாகாணத்தின் ஹேன்ஃபோர்ட் ஆய்வகத்திலும் நிறுவப்பட்டுள்ளன. ஈர்ப்பு அலை உணரப்படும் பட்சத்தில் இந்த இரண்டு மானிகளிலும் உணரப்படும் சமிக்ஞை ஒரு நொடியில் நூறில் ஒரு பங்கு மட்டுமே வேறுபடும் (படம் 2-ஐ பார்க்கவும்).

படம் 2. இருவேறு ஆய்வகங்களில் உணரப்பட்ட ஈர்ப்பு அலை சமிக்ஞைகள் [1]

இப்போது படம் 1-இல் வலது புறப் படத்தைப் பாருங்கள். ஈர்ப்பு அலைகள் வரும் காட்சி இது. ஈர்ப்பு அலைகளின் குறுக்கீட்டால் ஒருவித களேபரம் நடந்து இரண்டு அலைக்கற்றைகளும் ஒத்துப் போகாமல் சீரற்று உணரப் படுகின்றன. ஈர்ப்பு அலைகள் இடத்தையும் காலத்தையும் சிதைக்கக் கூடியவை என்று பார்த்தோம். இதன் விளைவாக நமது குறுக்கீட்டு மானியில் ஒரு ‘கை’ சற்று நீண்டு விட்டது. எவ்வளவு நீண்டிருக்கிறது என்றால் 10^-19 மீட்டர் ஒரு புள்ளி வைத்து 18 சுழியங்களை எழுதி அதன் பின் 1 என்று எழுதிக்கொள்க). இப்படி உணரப்பட்ட அலையின் வடிவத்தைக் கொண்டு அதற்குக் காரணமான ஈர்ப்பு அலைகள் உருவான காலம், இடம், அவற்றைப் பெற்றெடுத்த கருந்துளைகளின் நிறை என்று அதன் பிறப்பு சான்றிதழையே பெற முடியும்.

இன்னும் கொஞ்சம் நோண்டிப் பார்த்தால் அண்டம் உருவான விதம் பற்றிய விவரங்கள் கிடைக்கக் கூடும். இதை எல்லாம் கண்டு பிடிப்பதனால் யாருக்கு என்ன லாபம்? நிச்சயமாக நாளைக்கே வெங்காய விலை குறைந்து விடப் போவதில்லை. மோனா லிசா போன்ற ஓவியங்கள், தஞ்சை பெரிய கோவில், மாமல்லபுரத்து சிற்பங்கள், மற்றும் இவைபோன்ற கலை வடிவங்கள் எல்லாம் எவ்வளவு அழகானதும் முக்கியமானதுமோ அதே போல இத்தகைய அறிவியல் மைல்கற்களும் பிரபஞ்சத்தில் நாமும் இருக்கிறோம் என்பதற்கும் நம்மைச் சூழ்ந்துள்ளவற்றை நாம் ஆர்வத்துடன் அறிவியல் கண் கொண்டு நோக்குகிறோம் என்பதற்கும் அடையாளங்களே.

காண்க:

[1] http://physicsworld.com/cws/article/news/2016/feb/11/ligo-detects-first-ever-gravitational-waves-from-two-merging-black-holes

நவ் 10 2015

லேசர் ஒளியில் நடக்கும் கிராஃபின் காகிதங்கள்!

1. ஒளியிலே… விரிவதேன்?

சிறு வயதில் நமது வட்டார விஞ்ஞானி எவனாவது மூக்குப்பொடி டப்பா ஒன்றை எடுத்துக் கொண்டு இருபுறமும் துளையிட்டு அவற்றில் ஒரு ரப்பர் பாண்டைக் குறுக்காகப் புகுத்தி, ஒரு முனையில் விளக்குமாற்றுக் குச்சியைக் கட்டி, அந்தக் குச்சியை டைம் பீஸுக்கு சாவி கொடுப்பது போல திருகி டப்பாவைக் கீழே விட்டதும் அது அந்த ரப்பர் பாண்டின் எலாஸ்டிக் கட்டளைக்குப் பணிந்து ரோட் ரோலரைப் போல் மெல்ல நகர்ந்து செல்வதைப் பார்த்திருப்போம்.

90-களுக்குப் பிறகு பிறந்தவர்கள் முதல் பாராவைப் படிக்காததாகக் காட்டிக் கொண்டு அடுத்த பாராவுக்குச் சென்று விடுங்கள்.

படம் 2. க்ராஃபைட் – கிராஃபின் வேறுபாடு

நானோ அறிவியலில் தற்போதைய சூப்பர் ஸ்டார் கிராஃபின் எனப்படும் ஒற்றை அணு அளவு தடிமனே கொண்ட கரிம (carbon) அடுக்குகள் தான். ஆம், அங்கும் கறுப்பு சூப்பர் ஸ்டார் தான். பென்சில்களில் இருக்கும் க்ராஃபைட் (Graphite) தண்டை ஒட்டுத் தாளில் (ஸ்காட்ச் டேப்) அழுத்தி எடுத்தால் ஒட்டிக்கொண்டு வரும் மெல்லிய படலம் கிராஃபின். க்ராஃபைட் நீளம், அகலம், தடிமன் என்று மூன்று பரிமாணங்களைக் கொண்டது என்றால் கிராஃபின் இரண்டே பரிமாணங்களைக் கொண்டது (படம் 2).

இப்படி ஒற்றை அடுக்காகத் துகிலுரித்ததும் பல வியப்பூட்டும் குணாதிசயங்களைக் காட்டுகிறது கிராஃபின். அதிக ரன்கள், அதிக சதங்கள் என்று சச்சின் செய்துள்ள சாதனைகளைப் போல், பட்டை விட மென்மை, எஃகை விட உறுதி, பஞ்சை விட எடை குறைவு என்று நாசர், நமிதா முதலானவர்கள் விளம்பரப் படுத்தும் முறுக்குக் கம்பிகளைக் காட்டிலும் அதிக சிறப்புகள் வாய்ந்ததாக மாறி விடுகிறது.

இத்தகைய அதிசய பண்புகள் கொண்ட கிராஃபினை வைத்துக் கொண்டு என்ன செய்வது என்பதே ஒரு மிகப்பெரிய சவால். அப்படி யோசித்து இந்தத் தாள்களை நடக்க வைத்தால் என்ன என்று சில சீன விஞ்ஞானிகள் பரிசோதித்து வெற்றியும் கண்டுள்ளனர். கிராஃபின் ஆக்ஸைடு தாளில் பாலிடோபமைன் (polydopamine) எனும் பாலிமரை மடிப்புகள் தேவைப்படும் இடங்களில் தடவினார்கள். இந்தப் பசை சுற்றுப்புறத்தில் இருக்கும் நீர் மூலக்கூறுகளை ஈர்த்துக் கொள்ளும் தன்மை கொண்டது, ஒட்ட-கம் போல. ஆனால் வெறும் கிராஃபின் ஆக்ஸைடு இவ்வாறு நீரை ஈர்க்காது. இதில்தான் விசேஷமே. அகச்சிவப்பு லேசர் ஒளியை இந்தக் காகிதத்தின் மீது பாய்ச்சும் போது பாலிமர் மடிப்புகள் தேக்கி வைத்துள்ள நீர் விரைவாக உலர்கிறது. அதன் விளைவாக அந்த மடிப்புகள் உள்ள இடங்கள் சூரியனைக் கண்ட தாமரை போல ‘மலர்ந்து’ எழுகின்றன.

கிராஃபின் ஆக்ஸைடு காட்டும் இந்த பண்பைக் கொண்டு இத்தகைய காகிதங்களை நடக்கவும், திரும்பவும் வைத்துக் காட்டி அசத்தியிருக்கிறார்கள் Donghua University விஞ்ஞானிகள். தொடு உணர்வால் சுருங்கிக் கொள்ளும் தொட்டாஞ்சிணுங்கி போல ஒளி நுகர்ந்த கிராஃபின் காகிதம் விரியும் இந்தக் காட்சியை யூடியூபில் காண:

மேற்கோள்:

படம் 1: http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/11/graphene-origami-light-self-folding-paper-walking

படம் 2: http://www.intechopen.com/books/nanocomposites-new-trends-and-developments/polymer-graphene-nanocomposites-preparation-characterization-properties-and-applications

நவ் 20 2011

இரண்டு நிமிட அறிவியல் – நீரின்றி அமையாது அலகு

பெரும்பாலான தமிழ் நாளிதழ்களில் ‘இன்றைய வெப்பநிலை’ என்ற பகுதியில் 98 டிகிரி, 102 டிகிரி என்று போடுகின்றனர். பள்ளி நாட்களில் இப்படி எழுதுகையில் ’98 கழுதையா குதிரையா?’ என்று நம் அறிவியல் ஆசிரியர் மண்டையில் கொட்டியிருப்பார்.

இங்கே அவர்கள் குறிப்பிட விரும்புவது 98 டிகிரி ஃபாரன்ஹெய்ட் என்பதையே. அதே நாளில் மற்றொரு நாளிதழ் 37 டிகிரி என்று குறிப்பிடுகிறது. எது சரி? இரண்டுமே தான். அலகுகள் தான் வேறுபடுகின்றன. இரண்டாம் நாளிதழ் 37 டிகிரி செல்சியஸ் என்ற அளவைக் குறிக்கிறது.

வெப்பநிலை என்ற ஒரே பண்பை அளக்க ஏன் வெவ்வேறு அலகுகள்? அளவிடும் முறைகள், அவை கண்டுபிடிக்கப் பட்ட காலகட்டங்கள், அரசியல் நிர்பந்தங்கள் (இங்கேயும்) என்று பல காரணங்கள்.

18-ஆம் நூற்றாண்டில் டேனியல் கேப்ரியல் ஃபாரன்ஹெய்ட் என்பவர் பனிக்கட்டியின் உருகுநிலையையும் (32°F) மனித உடலின் சராசரி வெப்பநிலையும் (98°F ) அடிப்படையாகக் கொண்டு வடிவமைத்த வெப்ப அளவீட்டு முறை ஃபாரன்ஹெய்ட் என்ற அலகுக்கு வழிவகுத்தது.

இந்த 32-இல் தொடங்கி 180-இல் முடிக்கும் வேலை எல்லாம் வேண்டாம். சுழியத்தில் தொடங்கி நூறில் முடியும் படியாக – நூறு படிகளாக (சென்டிகிரேடு) எளிய அளவீட்டு முறை இதோ என்று ஆண்டர்ஸ் செல்சியஸ் 1742-இல் புதியதோர் அலகை உலகுக்கு ஈந்தார். நாளடைவில் இது செல்சியஸ் என்ற பெயரிலேயே வழங்கப் படுவதாயிற்று.

இவ்வாறாக, பல்வேறு கணியங்களைப் போலவே வெப்பநிலை அளவீட்டிலும் நீரின் தன்மையே அளவுகோளாகப் பயன்படுகிறது. இது தவிர கெல்வின், ரான்கின் என்று வேறு சில அலகுகளும் உள்ளன. (உடல் சூட்டைத் தணிக்கிறேன் பேர்வழி என்று டாஸ்மாக் தண்ணி அடிப்பவர்கள் வேறு பல அலகுகளைப் பயன்படுத்துகிறார்கள்.)

சுருங்கச் சொன்னால்…

நீர் உரையும வெப்பநிலை ௦ டிகிரி செல்சியஸ் (32 டிகிரி ஃபாரன்ஹெய்ட்).

நீர் கொதிக்கும் வெப்பநிலை 100 டிகிரி செல்சியஸ் (212 டிகிரி ஃபாரன்ஹெய்ட்).

தசமங்களையும் நெகடிவ் எண்களையும் அதிகம் விரும்பாத அமெரிக்கர்களும் இன்ன பிற நாட்டவரும் இன்னும் ஃபாரன்ஹெய்ட் முறையையே பின்பற்றுகின்றனர். நம்மூர் செய்தித் தாள்கள் எதற்கு வம்பு என்று நடுநிலையாக எந்த அலகையும் பயன்படுத்துவதில்லை.

இதை எழுதக் காரணம் பட்டப் படிப்பு முடித்த ஒரு நண்பனுடனான இந்த உரையாடல் தான்:

நான்: போன வருஷம் மே மாசம் வெயில் 40 டிகிரிக்கு

: என் முழு ஓவியத் திறனையும் கொண்டு வரைந்தது

மேல போயிடிச்சு…

நண்பன்: எந்த உலகத்துல இருக்க? 104 டிகிரி அடிச்சது பா!

எந்த உலகத்தில் இருக்கிறோம்?

மேலதிக தகவல்களுக்கு:

http://en.wikipedia.org/wiki/Celsius

http://www.britannica.com/EBchecked/topic/200231/Fahrenheit-temperature-scale

	‘என் சரித்திரம்’… இல் அ.இருளப்பன்
	விண்கலத்தின் இறுதிச்சடங்கு இல் mathilogesh
	கடலோடு… இன்று ரசித்த கவித… இல் Senthil
	லித்திய உலகம் – பகுதி 2… இல் லித்திய உலகம்…
	லேசர் ஒளியில் நடக்கும் கிராஃபி… இல் லித்திய உலகம்…

இணைய பயணம்

இதயத்திலிருந்து…

Tag Archives: அறிவியல்

லித்தியம் பேட்டரி ஆய்வில் கலக்கும் 100 வயது இளைஞர்

லித்தியன் கந்தகமாறன் – 5 மடங்கு அதிக சேமிப்புத்திறன் கொண்ட பேட்டரிகள்

விண்கலத்தின் இறுதிச்சடங்கு

வயசு ஆகுதில்ல…

எப்படி அழிப்பது?

ஆஸ்திரேலியா அருகில் தீப்பந்து

நீமோ முனை – விண்கல மயானம்

லித்திய உலகம் – பகுதி 3 – பேட்டரி தலைமுறைகளும் தலையெழுத்தும்

கொரோனா குறள்கள்

குவாண்டம் டார்வினிசம் (Quantum Darwinism) – பகுதி 1

குறுக்கெழுத்துப் புதிர்கள் உங்களை அறிவாளி ஆக்குமா? குறுக்கெழுத்துப் போட்டிகளில் வெல்ல சில டிப்ஸ்

நேரடி குறிப்பு

பிறழ்மொழி (anagram)

இணைசொற்கள்

சிலேடை

மறைந்திருக்கும் சொல்/சொற்கள்

பிளவுற்ற சொற்கள்

எழுத்துக்கள் நீக்கம்

பின்னிருந்து முன்னாக

மேற்கண்ட உத்திகளைக் கலந்து தருவது

கருந்துளை – ஒரு நோபல் பரிசு பார்சல்?

லித்திய உலகம் – பகுதி 2 – பேட்டரி ஏன் சாகிறது?

சூரியனைச் சுற்றிப் பார்க்கப் புறப்பட்ட பார்க்கர்

தனிமங்களின் ஹைக்கூ

ஆயிரத்தில் மூவர்

நியூட்ரினோ விளையாட்டு – மெய்நிகர் செயலி (virtual reality app)

செயற்கை நுண்ணறிவு

உள்ளொன்றும் புறமொன்றும்

லித்திய உலகம் 1 – செல்ஃபோன் பேட்டரியும் சில லித்தியம் அயனிகளும்

வழக்கம் போல் முதலில் ஓரிரு சொற்களின் விளக்கம்:

ஈர்ப்பு அலைகளை ‘ஈர்த்தது’ எப்படி?

லேசர் ஒளியில் நடக்கும் கிராஃபின் காகிதங்கள்!

இரண்டு நிமிட அறிவியல் – நீரின்றி அமையாது அலகு

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

வயசு ஆகுதில்ல…

எப்படி அழிப்பது?

ஆஸ்திரேலியா அருகில் தீப்பந்து

நீமோ முனை – விண்கல மயானம்

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

நேரடி குறிப்பு

பிறழ்மொழி (anagram)

இணைசொற்கள்

சிலேடை

மறைந்திருக்கும் சொல்/சொற்கள்

பிளவுற்ற சொற்கள்

எழுத்துக்கள் நீக்கம்

பின்னிருந்து முன்னாக

மேற்கண்ட உத்திகளைக் கலந்து தருவது

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

வழக்கம் போல் முதலில் ஓரிரு சொற்களின் விளக்கம்:

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க

Share this: பகிர்க