`செயற்கை தங்கம்’ எப்படி உருவாக்கப்பட்டது?

ஐரோப்பிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் செயற்கையாக மிக நுண்ணிய அளவில் தங்கத்தை உற்பத்தி செய்துள்ளனர். இப்படி உருவான தங்கம் ஒரு வினாடிக்குள் தன்னை மாய்த்துக் கொண்டது. எப்படி `செயற்கை தங்கம்’ உருவாக்கப்பட்டது? என்பதை அறிவியல் அடிப்படையில் பார்ப்போம்.

1660ஆம் ஆண்டு வாக்கில் ஜெர்மனியில் ஹென்னிக் பிராண்டால் என்ற ஒரு ரசவாதி இருந்தார். இவர் செயற்கையாகத் தங்கத்தை உருவாக்க முனைந்தார். அதற்காக நிறைய சிறுநீரைச் சேகரித்தார். அதனைக் கொதிக்கவைத்து வடிகட்டினார். அப்போது ஒரு வெள்ளை மெழுகுபோல் ஒரு பொருள் கிடைத்தது. இது ஒளிரும் தன்மையுடையதாக இருந்தது. அவர் அதற்கு “பாஸ்பரஸ் மிராபிலிஸ்” என்று பெயரிட்டார், அப்படி என்றால் “அழகான ஒளிரும் பொருள்” என்பதாகும்,

ஆக செயற்கையாகத் தங்கம் உருவாக்க முயன்று பாஸ்பரஸ் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.‌ இப்படி செயற்கையாகத் தங்கம் உற்பத்தி செய்ய நினைத்து பல அரிய கண்டுபிடிப்புகள் குவிந்தது.

எகிப்திய ரசவாதம்

மேலும் சுமார் 1200 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு எழுதப்பட்ட கிரேக்க மற்றும் எகிப்திய ரசவாத நூல்களைப் படித்து செயற்கையாகத் தங்கத்தை பலர் உருவாக்க முயன்றனர். இவர்களில் கெபர் ஒரு முக்கிய நபராக இருந்தார். அவர் வேதியியல் நுட்பங்களைக் கொண்டு ஈயம் போன்ற உலோகங்களைத் தங்கமாக்க முயன்றார்.

இப்படிப் பல நூற்றாண்டுகளாகவே ஈயத்தைத் தங்கமாக்கும் முயற்சிக்கு ஆங்காங்கே நடந்து கொண்டுதான் இருந்தன. இந்த முயற்சி கடந்த வாரம் வெற்றி பெற்றுள்ளது. இதை அறிவியல் கண்ணோட்டத்தில் எளிமையாக இதனை பார்ப்போம்.

ஈயமும் தங்கமும்

இவ்வுலகத்தில் உள்ள அனைத்தும் அணுக்களால் ஆனவை என்பதை நாம் அறிவோம். அணுக்கள் எலக்ட்ரான், புரோட்டான் மற்றும் நியூட்ரான்களால் ஆனவை.

அணுக்களில்,

• ஒரு புரோட்டான் இருந்தால் ஹைட்சன்,

• இரண்டு புரோட்டான் இருந்தால் ஹீலியம்,

• 89 புரோட்டான் இருந்தால் தங்கம்,

• 92 புரோட்டான் இருந்தால் ஈயம்

என்று அழைக்கிறோம்.

ஒரு கிலோ ஈயம் சுமார் 150 ரூபாய்தான். காரணம் ஈயம் பூமியில் நிறையக் கிடைக்கின்றது. அதனைப் பிரித்தெடுப்பதும் எளிது ஆனால் பூமியில் தங்கம் அரிதாகத்தான் கிடைக்கின்றது. மேலும் இதனைப் பிரித்தெடுப்பது செலவு மிக்கது.

தங்கம் மின்னும் அழகால், உலோக தன்மையால் மக்கள் மனதைக் கொள்ளை கொண்டது. ஆகையால்தான் தங்கம் ஒரு கிராம் தோராயமாக 8000 ரூபாய்க்கும் மேல் விற்கிறது!

இந்நிலையில், சுவிட்சர்லாந்து அருகே உள்ள ஜெனிவாவில் ஒரு ஆராய்ச்சி நிறுவனம் உள்ளது. இதனை `ஐரோப்பிய நியூக்ளியர் ஆராய்ச்சி நிறுவனம்’ (European Organisation for Nuclear Research) என்று அழைக்கின்றனர்.

இந்த நிறுவனம் அணுக்களில் உள்ளே இருக்கும் மிகநுண்ணிய பொருட்களான புரோட்டான், எலக்ட்ரான், நியூட்ரான் ஆகியவற்றைப் பிரித்து ஆராய்ச்சி செய்து வருகிறது.

அங்கு ஒரு நீண்ட குழாய் வழியே ஈய அணுக்களை அதி வேகமாக முடுக்கி விட்டனர். அவைகளும் தலை தெறிக்க ஓடிச் சுமார் ஒளியின் வேகத்தை எட்டியது.

ஈயம் தங்கமாக மாறியது..

இந்த ஈய அணுக்களைச் சுற்றி எப்போதும் ஒரு மெல்லிய காந்தப்புலம் உள்ளது. வேகமாகப் பயணிக்கும் ஒரு ஈய அணு மற்றொரு ஈய அணுவைக் கடக்கும்போது ஒரு தனித்துவ ஆற்றல் வெளிப்படுகிறது. இந்த ஆற்றலால் ஈய அணுவின் உட்கருவில் உள்ள புரோட்டான்களில் சில தூக்கி வீசப்பட்டன.

இது எப்படி நடக்கிறது என்றால் அதிவேகமான செல்லும் தொடர் வண்டிக்கு அருகே சென்றால் நம்மை அதை நோக்கி இழுப்பதை உணர்ந்திருப்பீர்கள்.

இந்த ஈர்ப்புக்கு வேகமாகச் செல்லும் தொடர் வண்டி ஏற்படுத்தும் ஒருவகை ஆற்றல்தான் காரணம். இந்த ஆற்றலால் ஒருவர் ஈர்க்கப்பட்டு விபத்துக்கு உள்ளாகலாம். இத்தகைய விபத்தைத் தடுக்கத்தான் தொடர் வண்டி நிலைய நடைமேடையில் ஒரு மஞ்சள் நிற கோட்டை பட்டையாக அடித்து வைத்திருப்பார்கள்.

நடைமேடையில் இடப்பட்ட இந்தக் கோட்டின் எல்லைக்கு வெளியே நிற்பது பாதுகாப்பு. அந்தக் கோட்டைக் கடந்தது நிற்கின்றீர்கள் என்றால் அதிவேகமாக வரும் தொடர்வண்டியால் ஈர்க்கப் பட்டு விபத்தில் சிக்கும் வாய்ப்பு அதிகம் உள்ளது!

இதுமாதிரிதான் ஈய அணுக்களிலும் நடக்கிறன. ஈய அணுக்களோ சுமார் ஒளியின் வேகத்தில் பயணித்துக் கொண்டிருக்கின்றன. அப்போது இவை ஒன்றை ஒன்று கடக்கும்போது அதனுள் இருக்கும் புரோட்டான்கள் சிதறி வெளிவருகின்றன. இப்படி மூன்று புரோட்டான்களை இழந்த ஈயம், தங்கமாக மாற்றமடைந்துள்ளது!

எவ்வளவு தங்கம் தயாரித்தார்கள்?

இப்படி செயற்கையாக எவ்வளவு தங்கம் தயாரித்தார்கள் என்ற எண்ணம் தோன்றுகிறதல்லவா?

மிகச் நுண்ணிய அளவில்தான் இப்படி செயற்கைத் தங்கத்தை உருவாக்கினார்கள். ஒரு கிராமை 29,000 கோடி பங்காகப் பிரித்தால் அதில் ஒரு பங்கு செயற்கை தங்கம் தயாரித்தனர். இருந்தாலும் ஈயம் தங்கமாக மாறியுள்ளது உண்மை.

ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் ஈய அணுக்கள்தான் தங்கமாக மாறியுள்ளது. இந்தத் தங்க அணுக்களும் அதே வேகத்தில்தான் பயணித்தன. இவை ஒரு வினாடியில் பத்து லட்சத்தில் ஒரு பங்கு நேரம்தான் நிலைத்திருந்தன. பின்னர் அந்த தங்க அணுக்கள் எதிரில் உள்ள பொருளில் மோதி நொறுங்கி தன்னை மாய்த்துக் கொண்டன.

இந்தக் கண்டுபிடிப்பு இந்த ஆண்டு மே 7ஆம் தேதி நாளில் பிசிக்கல் ரிவிவ் C1 (Physical Review C1) என்ற பத்திரிகையில் வெளிவந்தது.

சரி…

அலரி அடித்து ஒளியின் வேகத்தில் பயணிக்கும் தங்கத்தை எதிலும் மோத விடாமல் படிப்படியாக வேகத்தைக் குறைத்தால் தங்கம் கிடைக்குமா?

இயற்கையாக ஒரு வினாடிக்குச் சுமார் 3 லட்சம் கிலோமீட்டர் வேகத்தில் பயணிக்கும் ஒளியையே நிறுத்தித் திடப் பொருளாக விஞ்ஞானிகள் சமீபத்தில் மாற்றி வியக்கவைத்தனர்.

எனவே கிட்டத் தட்ட ஒளி போல் பயணிக்கும் தங்க அணுக்களின் வேகத்தைக் குறைப்பது சாத்தியமான ஒன்றுதான்.

செயற்கை தங்கம் தயாரிக்க எவ்வளவு செலவாகும்?

சரி, அப்படி என்றால், செயற்கையாகத் தங்கத்தைத் தயாரிக்க எவ்வளவு செலவு செய்ய வேண்டும்?

தற்போது உள்ள இந்தத் தொழில்நுட்ப வசதியில் ஒரு மில்லிகிராம் தயாரிக்கப் பல கோடி ரூபாய் செலவு செய்யவேண்டிய சூழல் உள்ளது.

இதுமாதிரிதான் அலுமினியமும் இருந்தது. 1825 ஆம் ஆண்டில் அலுமினியம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. ஆனால் அப்போது அலுமினியத்தைப் பிரித்தெடுக்கும் தொழில்நுட்பம் வலுவானதாக இல்லை.

எனவே சுத்தமான அலுமினியத்தை உற்பத்தி செய்ய நிறையச் செலவானது. அதனால் அந்தக் காலத்தில் தங்கத்தை விட அலுமினியத்தின் விலை உயர்ந்திருந்தது.

தங்கம் விலை குறையுமா?

1856 ஆம் ஆண்டு பிராங்க்ளின் பியர்ஸ் என்ற அமெரிக்க அதிபர் தாய்லாந்துக்குப் பயணம் செய்தார். அப்போது அவர் மரியாதை நிமித்தமாகத் தாய்லாந்து மன்னர் மோங்க்குட்-க்கு அந்தக் காலகட்டத்தில் விலை மதிப்பு மிக்க அலுமினிய மோதிரத்தை அணிவித்தார்!

காலம் உருண்டோடியது.‌ தாதுவில் இருந்தது மலிவாக அலுமினியம் பிரித்தெடுக்கும் எளிய வழிமுறை கண்டறியப்பட்டது. அதனால் அலுமினியத்தின் உற்பத்தி விண்ணைத் தொட்டது.

விளைவு, அலுமினியத்தின் விலை அதள பாதாளத்திற்கு சரிந்து விழுந்தது. எனவே, இப்போது அலுமினியம் எளியோர் பயன்படுத்தும் வீட்டு உபயோகப் பாத்திரங்களைச் செய்ய பயன்படுகிறது.

இன்று சில மில்லிகிராம் செயற்கை தங்கத்தை உற்பத்தி செய்யப் பல கோடி ரூபாய் செலவாகிறது. எதிர்காலத்தில் தொழில் நுட்பம் வளர்ந்து நிறையத் தங்கம் மலிவாக உற்பத்தி செய்ய வழிமுறை வரலாம். அப்போது அலுமினியம் மாதிரி தங்கமும் எளியார் கைகளில் தவழும் நிலையும் வரலாம்..

அப்படி நடக்குமா? என்ற கேள்விக்கு காலம்தான் பதில் சொல்லும். அது வரைப் பொறுத்திருப்போம்.

Read More