2011 வேதியியல் நோபல் பரிசு

2011திற்கான வேதியியல் நோபல் பரிசு இஸ்ரேல் நாட்டு பேராசிரியர் டேனியல் ஷெக்ட்மேன் (Daniel Shechtman) குவாஸி-க்ரிஸ்டல்ஸ் அல்லது குவாஸி-பீரியாடிக் க்ரிஸ்டல்ஸ், பகுதி வெளிச்சீர் படிகம், என்ற விந்தை பொருளை கண்டுபிடித்ததற்காக கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

இப்பொருளையும் அதன் கண்டுபிடிப்பின் தாக்கத்தையும் புரிந்துகொள்ள சாதா படிகங்களை அறிமுகப்படுத்திக்கொள்வோம்.

எப்பொருளும் கண்ணுக்குத்தெரியாத துகள்களாலாகியவையே. தொன்மையான இக்கருத்தின் நீட்சியாய் அணுக்கள் கி.மு.காலத்திய டெமாக்ரிட்டஸ் போன்றோரின் கிரேக்க சித்தாந்தத்திலேயே உணரப்பட்டது. நாம் காணும் பொருட்கள் அணுக்களின் கூட்டு. இதை படிப்படியாக, நுன்நோக்குதலில் உன்னதமடைந்துள்ள மைக்ரோஸ்கோப்புகளில் பொருட்களை பார்த்து, அணுக்களின் கூட்டை படம்பிடித்த நிரூபணங்களுடன் இன்று நம்புகிறோம்.

மூலக்கூறு அட்டவணைப்படி இன்றளவில் நமக்குத்தெரிந்து கிட்டத்தட்ட நூறு வகை அணுக்கள் உள்ளன. இவைகள் திடப்பொருள் ஒன்றை செய்வதற்காக ஒன்றுடன் ஒன்று கூடுகையில் எவ்வகையில் உறவாடுகின்றன? ஏதாவது ஒரு ஒழுங்கு இருக்கிறதா என்ற கேள்வி யொஹானஸ் கெப்லர் (சூரியமண்டல கோள்களின் சுற்றுப்பாதை விதிகளை நிறுவியவர்) காலத்திலிருந்தே, சில நூறுவருடங்களாக, கேட்டிருக்கிறோம்.

ஒரு திடப்பொருளினில் நேர்கோட்டிலுள்ள இரண்டு ஓட்டைகள் வழியாக டார்ச் ஒளி அனுப்பினால், அப்பக்கம் இரண்டு ஓட்டைகளிலிருந்தும் வெளிவரும் ஒளிஅலைகள் தங்கள் மேடுகளை ஒன்றுடனொன்று இணைத்து கூட்டி பெரிய மேடாகவும், பள்ளங்களும் மேடுகளும் இணைகையில் சமநிலையடைந்தும் வெளிவரும். திரையில் இவ்வொளிக்கற்றையை பிடித்தால், பெரியமேட்டுப்பகுதிகள் பளீரென்ற ஒளியுடனும், சமநிலைப்பட்ட பகுதிகள் சற்று இருட்டாகவும், ஒன்றுக்குளொன்றாக பல ஒளி-இருட்டு வளையங்களாலாகத் தெரியும். குளத்தில் இரண்டு கற்களை அருகருகே குளத்துநீரில் ஒரே நேரத்தில் எறிந்தால் எழும் அலைகளின் தோற்றத்தைப் போல. இவ்வகை படங்களுக்கு அப்பொருளின் டிஃப்ராக்‌ஷன் கிரேட்டிங் என்று பெயர்.

இதையே 1912இல் மாக்ஸ் வான் லாவே (Max von Laue) என்பவர் எக்ஸ்ரே போன்றதொரு மோனோகுரோமாடிக் வகை ஒளியை (ஓர்முக ஒளி?) ஒரு பொருளினுற்செலுத்தி, அந்தப்பக்கம் வெளிவரும் ஒளிக்கற்றையை திரையில் படம்பித்தார். அணுக்களின் கூட்டாலான திடப்பொருளுக்குள் ஊடுருவி, அணுக்களின் இடைவெளிகளினூடே சென்று அப்பக்கத்தில் ஒளி வெளிவருவதால், அத்திடப்பொருளில் அமைந்துள்ள அணுக்களின் கூட்டுசேர்ந்த கட்டுமானத்தை ஒருவகையில் இந்த கிரேட்டிங் படத்தில் நிழலாய் பார்க்கலாம்.

பிறகு, தந்தை மற்றும் மகன் வில்லியம் பிராக் தோற்றுவித்த எக்ஸ்ரே க்ரிஸ்டலோகிராஃபி இயல் (இதற்காக மகன் வில்லியம் லாரன்ஸ் பிராக் மிக இளவயது நோபல் வென்றார்) வளர்ந்து, அடுத்த சுமார் எழுபது வருடங்களாய் செறிந்து, எப்பொருளினுள்ளும் ஏற்பட்டிருக்கக்கூடிய அணுக்களின் கூட்டுசேர்க்கை எவ்வகை ஒழுங்குகளில் இருக்கிறது என்பது நிர்ணயமானது.

சிறு தூரங்களில் சில அணுக்கள் கியூபிக், ராம்பிக், டெட்ரஹெட்ரல் என்று ஒருசில எளிமையான வடிவங்களில் கூட்டுசேர்ந்திருப்பதையும், அவ்வகை எளிமையான வடிவங்களே அணிவரிசையாக கட்டுமானப்படுகையில் நாம் கண்ணால் காணும் திடப்பொருட்களாய், மேட்டராய், வடிவமைவதையும் புரிந்துகொண்டார்கள். இப்படி, சில எளிமையான வடிவங்களிலான அணுக்கூட்டை அணிவரிசையாகக் கொண்டு ஏற்பட்ட திடப்பொருளை படிகம், க்ரிஸ்டல், என்கிறோம். சமயலில் உபயோகிக்கும் கல் உப்பிலிருந்து, காபியில் போடும் சக்கரையிலிருந்து, பல உலோகங்களிலும் இவ்வகை படிக நிலையை காணமுடியும் (பொடியாக்கினால் உப்பு சக்கரைகள் நொறுங்கி, ”மேஜை” நிலையடைந்துவிடும்; அதாங்க, டேபிள் ஸால்ட்…).

எவ்வகை திடப்பொருளினதாகினும் இப்படிகங்கள் சில பொதுக்குணங்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. உதாரணமாக, இப்படிகங்களுக்கு ஒரு வெளிச்சீர் (ஸ்பேஷியல் பீரியாடிஸிட்டி) இருக்கும்.

காலச்சீர் என்றால், ஒழுங்கான கால இடைவெளிகளில் நடக்கும் ஒரு விஷயம். தினமும் அதிகாலை உதிக்கும் சூரியன், மாத இடைவெளிகளில் மீண்டும் ஏற்படும் பருவநிலைகள், சூரியனை ஒரு வருடம் சுற்றி அதே இடத்திற்குவரும் பூமி, நிலவின் அமாவாசை-பௌர்ணமி, இப்படி இயற்கையிலேயே உதாரணங்கள் கொடுக்கலாம்.

அதேபோல வெளி என்றால் ஸ்பேஸ் என்பதால், வெளிச்சீர் என்றால், ஒரு வடிவம் ஒழுங்கான இடை”வெளி”யில் ரிப்பீட் ஆவது. முப்பது செண்டிமீட்டர் ஸ்கேலில் சம இடைவெளிகளிலுள்ள மில்லிமீட்டர் கோடுகள், பாதசாரிகள் சாலையை கடக்க இடப்பட்டுள்ள சமைடைவெளிகளில் கருப்பு-வெள்ளை மாறி மாறி வரும் வரிக்குதிரை கிராஸிங், வீட்டு ஹால் தரையில் ஏதோ ஒரு பாட்டர்னை சமைடைவெளிகளில் மறுபதிப்பு செய்யும் அலங்கார வட்டுகள் (டைல்ஸ்), இப்படி.

பொதுவில், காலத்திலோ, வெளியிலோ இவ்வகை பாட்டர்ன்களை அடுத்து இப்படித்தான் நிகழப்போகிறது என்று அனுமானிக்கலாம்.

திடப்பொருளான படிகங்களில் இவ்வகை வெளிச்சீர் ஒழுங்கு இருப்பதை பலவருடங்களாய் முன்கூறிய எக்ஸ்ரே-க்ரிஸ்டலோகிரஃபி முறையில் தெரிந்துகொண்டார்கள். அதனால் படிகம் என்பதன் விளக்கத்தையே அவை வெளிச்சீருடைய அணுக்கூடுகளின் சேர்க்கை என்று நிறுவினார்கள்.

மேலும், வெளிச்சீர் ஒழுங்கு இருப்பதினால், படிகங்கள் சில அங்கலட்சண சமச்சீர் (சிமெட்ரி) குணங்களை வெளிப்படுத்தும். முக்கியமாக, சுழல் சமச்சீரத்துவம், ரொட்டேஷனல் சிமெட்ரி, இருக்கும். படத்தில் விளக்கியுள்ளோம்.

அநேகமாக அனைத்து படிகங்களிலும், அணுக்களின் கூட்டின் எளிமையான வடிவத்திற்கு இருமடி, மும்மடி, நால்மடி அல்லது அறுமடி சுழல்-சமச்சீரத்துவமே (2, 3, 4, 6  ஃபோல்ட் சிமெட்ரி) இருக்கும்.

ஐ-மடி சுழல்-சமச்சீரத்துவம், 5-ஃபோல்ட் ரொட்டேஷனல் சிமெட்ரி, அல்லது ஆறிற்குமேல் எண்கள் கொண்ட சுழல்-சமச்சீரத்துவம் இருப்பதாய் தெரியவில்லை. அப்படியே இருந்தாலும், அது வெளிச்சீர் ஒழுங்கை வெளிப்படுத்தவல்ல அணுக்களின் கூட்டாக அமையாது என்று கருதப்பட்டது. வெளி-முறையோடு அடுத்தடுத்து அணிவரிசையாக வைக்கமுடியாவிடில், இவ்வகை அணுக்களின் கூட்டு எவ்வாறு சேர்ந்து ஒரு திடப்பொருளை செய்யமுடியும்? இந்த தர்க்கம், படிகம் பற்றிய புரிதலில் ஒரு பேசா-விதி ஆனது.

டேனியல் ஷெக்ட்மேன் இப்புரிதலை புரட்டிப்போட்டார். மிரட்டிப்போட்டார் என்று சொல்லவேண்டும். 1982இன் ஏப்ரல் 8ஆம் தேதியில் மைக்ராஸ்கோப்பில் இவர் கண்டது, ஒரு வெளிச்சீர் பிறழ்ந்த படிகத்தை.

அலுமினியம்-மாங்கனீஸ் கலப்பு உலோக படிகத்தை எலக்ட்ரான்-நுன்நோக்கியில் ஆராய்கையில் அவர் கண்டது ஐ-மடி சுழல்-சமச்சீரத்துவம், 5-ஃபோல்ட் ரொட்டேஷனல் சிமெட்ரி, கொண்ட படிகத்தை. இதன் டிஃப்ராக்‌ஷன் கிரேட்டிங் படத்திலுள்ளபடி இருக்கும். படத்தை ஐ-மடியாகவோ அல்லது பன்-மடியாகவோ (10 ஃபோல்ட்) சுழற்றினால், அதாவது, 360/5 = 72 டிகிரி கோணங்களாய் அல்லது 360/10 = 36 டிகிரி கோணங்களாய் சுழற்றினால், படம் முன்போலவே, சுழற்றியதே தெரியாமல், இருக்கும். முன்னர் விளக்கிய சதுரத்தை 90 டிகிரி சுழற்றுவதை மனதில்கொள்ளுங்கள்.

மேலே படத்தில் இடதுபக்கத்தில் இருப்பது ஐ-மடி சுழல் சமச்சீரத்துவம் உடைய அணுக்கூடு. கவனித்தீர்களெனின், 72 டிகிரி சுழற்றினால் அதேபோல் இருக்கும் என்றாலும், இவ்வடிவத்தை மறுபரதியெடுத்து, ஒன்றுடன் ஒன்று இடைவெளியின்றி ஒட்டவைக்கமுடியாது. அதனால், இவ்வகை அணுக்கூட்டை தொடர்சங்கிலியாய் அணிவரிசைகளில் அமைத்து ஒரு திடப்பொருளை தோற்றுவிக்கமுடியாது என்று நம்பப்பட்டது. படத்தின் வலதுபக்கத்தில் இப்படி ஒரு திடப்பொருளை செய்யமுடியும் என்பதற்கு நிரூபணம், ஷெக்ட்மேன் கண்டது. (புரிவதற்காக, சற்று எளிமையாக்கி இருபரிமாணத்தில் விளக்கமுற்பட்டுள்ளேன். ஷெக்ட்மேன் கண்டது முப்பரிமாணத்தில் இவ்வகை அமைப்பைக்கொண்ட பொருளை. சற்று விஷயம் தெரிந்தவர்கள் பொருத்தருள்க.)

***

1982இலிருந்து 2011 வரையிலான ஷெக்ட்மேனின் நோபல் பரிசு மார்க்கம் சோகங்களும், திடுக் திருப்பங்களும் சுவாரஸ்யங்களும், நிறைந்தவை. முடிவில் சுபம்.

முதலில் தான் கண்டதை ஷெக்ட்மேன் நம்பவில்லை. ஆச்சர்யத்தில், யாரிடமாவது பகிர்ந்துகொள்ளவேண்டும் என்று அறையின் வெளியே நீண்ட காரிடாரில் பார்த்ததில் ஒருவரையும் காணோம். ஆராய்ச்சியை தொடர்ந்து, கலப்பு உலோக படிகத்தினை பல்வேறு கோணங்களில் டிஃப்ராக்‌ஷன் கிரேட்டிங் படம்பிடித்தார். ஒருவேளை இரண்டு வகை படிகங்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று ஒட்டிக்கொண்டுள்ள (இதை ட்வின்னிங் என்பார்கள்) கோளாரான ஒரு அணுக்கூட்டை ஆராய்கிறோமோ என்றும் சரிபார்த்தார். அப்படி இருக்கவில்லை. அத்தினத்தின் இறுதியில் ஒரு ஐகொஸஹெட்ரன், இருபது பக்கங்கள் கொண்ட வடிவம், எவ்வாறு சமச்சீரத்துவத்தை வெளிப்படுத்துமோ அவ்வகையில் அந்த கலப்பு உலோக படிகம் செயல்படுவதை கண்டுபிடித்தார். முப்பரிமாணத்தில், ஆறு அச்சில் ஐ-படி சுழல்-சமச்சீரத்துவத்தையும், பத்து அச்சுக்களில் மும்மடி சுழல் சமச்சீரத்துவத்தையும், பதினைந்து அச்சுக்களில் இருமடி சுழல் சமச்சீரத்துவத்தையும் வெளிப்படுத்தவல்ல படிக ரூபமுடைய கலப்பு உலோகம் அது.

முதல் இரண்டு வருடங்களுக்கு சுற்றி வேலைபார்த்த எந்த விஞ்ஞானியும் ஷெக்ட்மேன் கூறியதை நம்பவில்லை. ஒரு தருணத்தில் NISTஇல் ஷெட்மன் வேலைசெய்த உப-ஆராய்ச்சி-குழுவின் தலைவர் இவரிடம் கிரிஸ்டலோகிராஃபி பாடபுத்தகத்தை (காலேஜில் வேதியியல் இளங்கலையில் படிப்பது) கொடுத்து ”படித்து அடிப்படைகளை புரிந்துகொள், நீ கூறும் குவாஸி-க்ரிஸ்டல்ஸ், பகுதி வெளி-முறை படிகம், அடிப்படை விதிகளை மீறுவது; கிடையாது” என்றாராம். டேனியல் தொடர்ந்து தன் கட்சியையே முன்வைக்க, குழுவிலிருந்து வெளியேற்றப்பட்டார். 1982 இறுதியில் இஸ்ரேலுக்கே திரும்பிவந்த ஷெட்மன் தன் பேராசிரியர் பணியை தொடர்ந்துள்ளார்.

1983இல் இஸ்ரேலில் தன் பல்கலைகழகத்திலேயே சகா இலன் பிலெக் இவர் கூறியதை நம்பியதால், இருவரும் ஆராய்ச்சியை தொடரமுயன்றுள்ளனர். 1984இல் அதுவரை இருவரிடமும் இருந்த பரிசோதனை தரவுகளை வைத்து அலுமினியம்-மேங்கனீஸ் கலப்புலோகத்தின் விந்தை படிக நிலையை விவரித்து ஒரு ஆராய்ச்சி கட்டுரை எழுதி ஜர்னல் ஆஃப் அப்ளைடு பிஸிக்ஸ் என்ற சஞ்சிகைக்கு அனுப்பியுள்ளனர். பல பிரபல தமிழ் எழுத்தாளர்களுக்கு நிகழ்ந்துள்லதுபோல, போஸ்ட் செய்து வீடு திரும்பும்முன் கட்டுரையும் நிராகரிக்கப்பட்டு ரிட்டர்ன் போஸ்டில் வந்துவிட்டதாம்.

தன் முயற்சியில் சற்றும் மனம்தளராத விக்ரமாதித்தனாய், ஷெக்ட்மேன் மீண்டும் அமெரிக்காவில் 1982இல் பணியாற்றிய NIST இன்ஸ்டிட்யுட்டில் நண்பரான, ஓரளவு மதிப்புபெற்ற இயற்பியலாளார் ஜான் காஹ்ன் ஐத் தொடர்புகொண்டு நிலமையை எடுத்தோதினார். காஹ்ன்னும் ஷெக்ட்மேனின் செம்மையான ஆராய்ச்சித்திறமையை நம்புபவராதலால், தரவுகளை தனக்குத் தெரிந்த ஃபிரென்ச்சு க்ரிஸ்டலோகிராஃபி விஞ்ஞானி டென்னிஸ் கிராட்டியாஸ் இடம் அனுப்பி சரிபார்க்கச்சொன்னார். அவரும் ஷெக்ட்மேன் பரிசோதனைகள், தரவுகள் சரியே என்று அங்கீகரித்தார். இதனால், மீண்டும் அதுவரை திரண்ட நான்கு பேராக சேர்ந்து மற்றுமொரு ஆராய்ச்சிக் கட்டுரை எழுதி பிஸிக்கல் ரெவ்யூ லெட்டர்ஸ் என்ற ஆராய்ச்சி சஞ்சிகைக்கு அனுப்ப, இம்முறை கட்டுரை சக ஆராய்ச்சியாளர்களால் அங்கீகரிக்கப்பட்டு பிரசுரமாகியது. வெளிவந்ததுமே, அடிப்படை விதிகளையே மாற்றியமைக்கவல்லதொரு பெரும் வெடிகுண்டாய் துறையையே தாக்கியது.

***

இங்கு மற்றொரு சுவாரசியமான ட்விஸ்ட்.

[படம்: பென்ரோஸ் டைலிங் உபயம் http://www.tau.ac.il/~ronlif/symmetry.html அல்ஹம்ப்ரா உபயம் http://en.wikipedia.org/wiki/Alhambra ]

1970களில் கூட, பொழுதுபோக்கு கணிதத்துறையில், இடைவெளியின்றி சீராக வெளியை ரொப்பவேண்டுமென்றால், அது அங்கலட்சண சமச்சீருடைய வடிவங்கள் மீண்டும் மீண்டும் தொடர்சங்கிலியாய் அணிவகுப்பதாலேயே முடியும் என்று நம்பப்பட்டது. அருகருகே வைக்கப்பட்டுள்ள முக்கோணங்கள், சதுரங்கள் என்று யோசியுங்கள். 1974இல் இந்த கூற்றை தகர்த்தெறிந்தவர் இங்கிலாந்தின் சமககால கணிதவித்தகர் ஸர் ரோஜர் பென்ரொஸ். இவர் ஒல்லி ராம்பஸ் மற்றும் குண்டு ராம்பஸ் என்ற இரண்டே வடிவங்களை வைத்து இருபரிமாண வெளியை இடவெளியின்றி ரொப்பினார். முக்கியமாக, இந்த ராம்பஸ்களின் கூட்டு வடிவம், வெளிச்சீரற்றது. ஸ்பேஷியலி அ-பீரியாடிக். வெளியின் ஒரு பகுதியில் அடுத்தடுத்து உள்ள பாட்டர்ன்கள், ஒன்றைப்போல் மற்றொன்று இருப்பதில்லை. படத்தில் பாருங்கள்.

இவ்வகை வெளிச்சீரற்ற வெளியை ரொப்பும் தொடர்வடிவங்கள் இஸ்லாமிய கட்டட ஓவியக் கலைகளில் பிரசித்தம். ஸ்பெயினில் பதினாலாம் நூற்றாண்டில் கட்டப்பட்ட அல்ஹாம்ப்ரா கோட்டை மாளிகையின் உட்சுவர்சித்திரங்கள், தரை வட்டுகள் பென்ரோஸ் வகை டைலிங், டெஸ்ஸெலேஷன் உடையவை என்று உணரப்பட்டது. படத்தில் சாம்பிள் கொடுத்துள்ளேன். இரானில் டார்ப்-இ-இமாம் புனிததலத்திலும் இவ்வகை வடிவங்கள் உள்ளனவாம்.

இந்தியாவிலும், அக்பர் அமைத்த ஃபத்தேபூர் ஸிக்ரியில் கட்டடங்களில் இவ்வகை வடிவங்களைக்காணலாம். பல கோயில்களில் இவ்வகை வெளிச்சீரற்ற வடிவங்கள் அலங்கார இழைகளாக தூண்களிலும் உட்கூரைகளிலும் இருப்பதை காணலாம்.

சரி, குவாஸி-க்ரிஸ்டல்களுடன் இதை ஒட்டுவோம்.

அலன் மெக்கே என்ற இயற்பியலாளர் 1982இல் பென்ரொஸின் வெளி-ரொப்பும் தொடர்வடிவத்தினை வைத்து விளையாடிக்கொண்டிருக்கையில், அதில் ஒவ்வொரு வட்டத்திற்குள்ளும் பத்து அணுக்களை வைத்தால், அந்த வடிவமே, பன்-மடி சுழல் சமச்சீருடைய ஒரு படிகநிலையை குறிப்பதாய் கவனித்தார். (படத்தில் பென்ரோஸ் டைலிங்கில் வட்டங்கள் வரைந்துள்ளேன் கவனித்துக்கொள்ளுங்கள்.) ஒரே சிக்கல், அவரிடம் அவ்வகை படிக நிலையை உடைய நிஜப்பொருள் இருப்பதற்கான நிரூபணம், பரிசோதனை தரவுகள், ஏதுமில்லை.

1984இல் ஷெக்ட்மேனின் ஆராய்ச்சி கட்டுரையை அங்கீகரிப்பிற்காக மேற்பார்வையிட்ட சக இயற்பியலாளார் பால் ஸ்டெயின்ஹார்ட், தன் சகாவான டௌ லொவைன் என்பவருடன் ஷெக்ட்மேனின் டிஃப்ராக்‌ஷன் கிரேட்டிங் தரவையும், பென்ரோஸ் டைலிங் வைத்து வடிவமைத்த அலன் மெக்கேயின் மாதிரியையும் தொடர்புருத்தி, அட இங்குபாருங்கள் அலன் மெக்கே விளையாட்டிற்கு போட்ட படிக படம் ஷெக்ட்மேனின் ஆராய்ச்சியில் நிஜப்பொருளாய் இருப்பதை என்று, ஷெக்ட்மேனின் ஆராய்ச்சி கட்டுரை வந்த கையோடு சுடச்சுட மற்றொரு ஆராய்ச்சி கட்டுரை பிரசுரித்தார். இக்கட்டுரையில்தான் முதலில் இவ்வகை பொருளுக்கு குவாஸி-க்ரிஸ்டல்ஸ் (முழுப்பெயர் குவாஸி-பீரியாடிக்-க்ரிஸ்டல்) என்று நாமகரணமிட்டார்.

ரோஜர் பென்ரோஸ் கணிதத்தையும் கலையையும் இணைத்தார் என்றால், ஷெக்ட்மேன் மற்றும் ஆலன் மெக்கே அத்துடன் நிஜத்தில் காணும் வேதியியலையும் பொருத்தினர்.

***

ஆனாலும் இக்கண்டுபிடிப்பிற்கும், டேனியல் ஷெக்ட்மேனுக்கு தனிமனித அளவிலும் எதிர்ப்பு குறைந்தபாடில்லை. மற்ற ஆராய்ச்சி குழுக்களின், ஏளனமும், அடிதடி மிரட்டலுக்கு சற்றே குறைவான ஆக்ரோஷ எதிர்ப்பும் தொடர்ந்தன. இதற்கு முக்கிய காரணம், இரண்டு முறை நோபல் வென்ற (ஒரு முறை வேதியியல் பரிசு, மறுமுறை அமைதி பரிசு) லினஸ் பாலிங், டேனியல் ஷெக்ட்மேனின் கண்டுபிடிப்பை, வேதியியலிலேயே இவ்வகை பொருள் சாத்தியமில்லை என்று கடுமையாக விமர்சித்து, எதிர்த்ததனால். உலகெங்கிலும் அறிவியல் மாநாடுகளில் செமினார்களிலெல்லாம் வெளிப்படையாக, ”நண்பர்களே, இங்கு பாருங்கள், இது பகுதி வெளிச்சீர் படிகமாம், ஷெக்ட்மேன் என்ற எவனோ ஒருவன் சொல்வது, இது இரண்டு நோபல் வென்ற விஞ்ஞானச் சிங்கம் லினஸ் பாலிங் இல்லை என்று மறுத்துரைப்பது; எதை, எவரை நீங்கள் நம்பப்போகிறீர்கள்?” என்று ”அத்தாரிட்டி” வைத்து ”ஆளை-அடிக்கும்” விதமாய் ஷெக்ட்மேனை தாக்கிப்பேசினார்கள்.

காலப்போக்கில் நிலமை மாறியது. 1990களில் உலகெங்கும் பல ஆராய்ச்சிக் குழுக்கள் இந்த வகை பகுதி வெளி-முறை படிக அடிப்படைகளாலான கலப்பு உலோகங்களை பரிசோதனைகளில் தோற்றுவித்தனர். ஐ-மடி, என்-மடி, பன்-மடி சுழல் சமச்சீரத்துவத்துடனான குவாஸி-க்ரிஸ்டல்கள் இன்றளவில் செய்யப்பட்டுள்ளது. இந்தியர்களும் இதில் ஆக்கபூர்வ ஆராய்ச்சி அளித்துள்ளனர். இந்தியன் இன்ஸ்டிட்யூட் ஆஃப் சயின்ஸ் மற்றும் பனாரஸ் ஹிந்து யுனிவர்ஸிட்டியின் வேதியியல் மற்றும் மெட்டீரியல் சயின்ஸ் குழுவினர்கள் இருபரிமாண, ஒருபரிமாண கலப்புலோக குவாஸி க்ரிஸ்டல்களை பரிசோதனையில் செய்துள்ளார்கள். மகுடமாய், 2005வாக்கில் ருஷ்யாவில், இயற்கையிலேயே தோன்றும் பகுதி வெளிச்சீர் படிகம் ஒன்றினை கண்டுபிடித்தனர்.

டேனியல் ஷெக்ட்மேன் 1982இல் சொன்னது உண்மைதான் என்று ஐயம்திரிபற அறிவியலுலகத்திற்கு புரிந்தது.

இக்கண்டுபிடிப்பினால் 1991இல் இண்டர்நேஷனல் யூனியன் ஆஃப் கிரிஸ்டலோகிராஃபி, படிகம் என்பதற்கான தங்களது விளக்கத்தையே மாற்றியமைத்தது. படிகம் என்றால் வெளிச்சீருடன் எளிமையான வடிவங்களில் சங்கிலித்தொடராய் அமைந்த அணுக்களின் கூட்டாலான திடப்பொருள் என்றவகை விளக்கத்திலிருந்து, படிகமென்றால் டிஃப்ராக்‌ஷன் கிரேட்டிங்கில் தனித்தன்மையுடனான படத்தைத்தரவல்ல அணுக்கூடு கொண்ட ஒரு திடப்பொருள் என்று திருத்திவிட்டார்கள். குவாஸி-க்ரிஸ்டல்களின் கண்டுபிடிப்பால், ”வெளிச்சீர் ஒழுங்கு தேவை” என்பதை தூக்கிவிட்டார்கள்.

எந்த வேதியியல் குழுக்கலெல்லாம் எதிர்த்தனவோ, இருநோபல்வென்ற லினஸ் பாலிங்கை காரணம்காட்டி டேனியல் ஷெக்ட்மேனை தனிமனித ஏளனம் செய்ததோ, அந்த இயலே, அதைப்பழகுபவர்களே வியந்து ஒப்புக்கொள்ளும்வகையில் முத்தாய்ப்பாக உலக வேதியியல் வருடமான 2011இல் டேனியல் ஷெக்ட்மேனுக்கு குவாஸிகிரிஸ்டல்ஸ் எனப்படும் பகுதி வெளிச்சீர் படிகத்தினை கண்டுபிடித்ததற்காக வேதியியல் நோபல் பரிசு அளிக்கப்பட்டுள்ளது.

***

கலைச்சொற்கள் [உதவிய பத்ரி மற்றும் அருள் இருவருக்கும் நன்றி ]

  • க்ரிஸ்டல் – படிகம்
  • டெம்போரல் பீரியாடிக் – காலச்சீர்
  • ஸ்பேஷியல் பீரியாடிக் – வெளிச்சீர் (ஸ்பேஸ் – வெளி)
  • குவாஸி க்ரிஸ்டல், முழுச்சொல் குவாஸி பீரியாடிக் க்ரிஸ்டல் – பகுதி வெளிச்சீர் படிகம்
  • த்ரீ-ஃபோல்ட், இன்னபிற – (3) மும்மடி, (4) நான்மடி, (5) ஐ-மடி, (6) அறுமடி, (8) என்-மடி, (10) பன்-மடி
  • சிமெட்ரி – அங்கலட்சண சமச்சீர் அல்லது சமச்சீர்
  • த்ரீ-ஃபோல்ட் ரொட்டேஷனல் சிமெட்ரி – மும்மடி சுழல் சமச்சீர்

***

டேனியல் ஷெக்ட்மேன் சில வருடங்களுக்கு முன் அளித்துள்ள பேட்டி

http://www.youtube.com/watch?v=EZRTzOMHQ4s

***

மேலும் படிக்க

நோபல் பரிசு தளத்தில் பொதுமக்களுக்காக எழுதப்பட்டுள்ள அறிமுகம் http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2011/info_publ_eng_2011.pdf

குவாஸிகிரிஸ்டல்ஸ் (ஆங்கிலத்தில்) — http://www.tau.ac.il/~ronlif/quasicrystals.html