This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ഉച്ചനിർവാതഭൗതികം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
Mksol (സംവാദം | സംഭാവനകള്‍)
(പുതിയ താള്‍: == ഉച്ചനിർവാതഭൗതികം == == High vacuum physics == നിർവാതത്തിന്റെ ഉച്ചാവസ്ഥയിൽ ...)
അടുത്ത വ്യത്യാസം →
11:43, 8 ഏപ്രില്‍ 2014-നു നിലവിലുണ്ടായിരുന്ന രൂപം
ഉച്ചനിർവാതഭൗതികം
High vacuum physics
നിർവാതത്തിന്റെ ഉച്ചാവസ്ഥയിൽ പദാർഥങ്ങളുടെ സവിശേഷതകള്‍ പ്രതിപാദിക്കുന്ന ഭൗതികശാസ്‌ത്രശാഖ. ദ്രവ്യകണങ്ങള്‍ നിശ്ശേഷം ഇല്ലാത്ത ഒരന്തരാളത്തെയാണ്‌ നിർവാതം (vacuum) എന്നു പറയുന്നത്‌. പൂർണമായും ശൂന്യമായ ഒരു സ്‌പേസ്‌ ഈ പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഒരിടത്തും ഇല്ല. ഒരു സ്ഥലത്തുള്ള ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘനത്വം(density) തുലോം കുറവാണെങ്കിൽ ആ സ്ഥലത്ത്‌ ഒരു ആംശികനിർവാതമാണുള്ളത്‌. അവിടെ വാതകരൂപത്തിലായിരിക്കും ദ്രവ്യം. ആ വാതകം ചെലുത്തുന്ന മർദം നിർവാതത്തിന്റെ മാത്രയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ലബോറട്ടറിയിൽ സൃഷ്‌ടിക്കുവാന്‍ കഴിഞ്ഞിട്ടുള്ള ഏറ്റവും ഉച്ചനിലയിലുള്ള നിർവാതം 1015 അന്തരീക്ഷമർദമാണ്‌ കാണിച്ചിട്ടുള്ളത്‌. ഈ മർദം തുലോം കുറവാണെങ്കിലും ഒരു ഘ.മീ. വ്യാപ്‌തമുള്ള സ്ഥലത്ത്‌ 3,000 കോടി തന്മാത്രകള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഏറ്റവും മികച്ച നിർവാതമുള്ളത്‌ കദംബമധ്യമണ്ഡലത്തിൽ (intergalactic space) ആണ്‌. അവിടെ മർദം 3x1025 അന്തരീക്ഷമർദമാണെന്ന്‌ ഊഹിക്കപ്പെടുന്നു. ഇത്‌ സൂര്യനുള്‍പ്പെടുന്ന ഗാലക്‌സിയിൽ കാണുന്ന നക്ഷത്രസമൂഹങ്ങളുടെ ഇടയിലുള്ള സ്‌പേസിലെ ദ്രവ്യഘനത്വത്തിന്റെ പത്തുലക്ഷത്തിലൊരംശം മാത്രമാണ്‌. ഗ്രഹങ്ങളുടെ ഇടയിലുള്ള ആകാശത്തിൽ സാമാന്യം നല്ല നിലയിൽ നിർവാതം കാണപ്പെടുന്നു. അവിടെയുള്ള വാതകത്തിന്റെ ഘനത്വം 1022 ഗ്രാം/സെ.മീ.3-ഉം മർദം 104 മില്ലിമീറ്ററും ആണ്‌. ഭൂമിയിൽനിന്ന്‌ 250 കി.മീ. ഉയരത്തിൽ വാതകഘനത്വം ഭൂമിയുടെ പ്രതലത്തിലുള്ള വാതകഘനത്വത്തിന്റെ 1010-ൽ ഒരംശമാണ്‌; 700 കി.മീ. ഉയരത്തിൽ 1013-ൽ ഒരംശം മാത്രവും.
നിർവാതത്തിൽ നടത്തിയിട്ടുള്ള പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു പരീക്ഷണമാണ്‌ വിദ്യുദ്‌വിസർജനം. ഒരു കുഴലിൽ അടക്കം ചെയ്‌തിട്ടുള്ള വാതകത്തിന്റെ മർദത്തെ ക്രമേണ കുറച്ച്‌, അതിൽക്കൂടിയുള്ള വിദ്യുത്‌വിസർജന പ്രതിഭാസത്തെ ഫാരഡെ, ക്രൂക്‌സ്‌, ഗൈസ്‌ലർ എന്നിവർ സൂക്ഷ്‌മമായി പരിശോധിക്കുകയുണ്ടായി. അവരുടെ പഠനങ്ങള്‍ നിയോണ്‍, ആർഗണ്‍, മെർക്കുറിബാഷ്‌പം എന്നിവ ലഘുമർദത്തിൽ നിറച്ചിട്ടുള്ളതും, വിദ്യുദ്‌വിസർജനത്താൽ പല നിറത്തിലുള്ള പ്രകാശം നല്‌കുന്നതുമായ വൈദ്യുതദീപങ്ങളുടെ നിർമാണത്തിനു വഴിതെളിച്ചു. 1896-ൽ വിൽഹെം കോണ്‍റാഡ്‌ റോണ്‍ജന്‍ എക്‌സ്‌-കിരണങ്ങള്‍ (X-rays) കെണ്ടുപിടിച്ചത്‌ നിർവാതഭൗതികത്തിന്റെ മികച്ച നേട്ടങ്ങളിലൊന്നായിത്തീർന്നു. 1897-ൽ ജോസഫ്‌ ജോണ്‍ തോംസണ്‍ വിദ്യുദ്‌ വിസർജനക്കുഴലിൽ ഇലക്‌ട്രാണ്‍കണങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയത്‌ മറ്റൊരു പ്രധാന നേട്ടമാണ്‌. ഈ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഇലക്‌ട്രാണികയുഗത്തിന്റെയും മൗലികകണങ്ങളെ സംബന്ധിച്ച വിജ്ഞാനത്തിന്റെയും അടിത്തറ പാകി. മൗലികകണങ്ങളുടെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്‌ ഉന്നതനിലയിലുള്ള നിർവാതം ആവശ്യമായി വന്നതിനാൽ അത്തരം നിർവാതം സൃഷ്‌ടിക്കുന്നതിനുള്ള പരിശ്രമങ്ങള്‍ക്ക്‌ പ്രാത്സാഹനം ലഭിച്ചു.
ഇലക്‌ട്രാണികയുഗത്തിന്റെ പിറവി കുറിച്ചത്‌ 1885-ൽ എഡിസണ്‍ നടത്തിയ ഒരു പ്രധാന പരീക്ഷണമാണ്‌. ഒരു വൈദ്യുതബള്‍ബിനകത്ത്‌ (ഉള്ളിൽ നിർവാതം) ഫിലമെന്റിനു മുകളിലായി ഒരു തകിട്‌ ഘടിപ്പിച്ച്‌, പ്ലേറ്റും ഫിലമെന്റും തമ്മിൽ ഒരു വൈദ്യുതപൊട്ടന്‍ഷ്യൽ വ്യത്യാസം സ്ഥാപിച്ച്‌, ഫിലമെന്റിൽക്കൂടി വൈദ്യുതിപ്രവാഹം ഉണ്ടാക്കിയപ്പോള്‍ ഫിലമെന്റിൽനിന്ന്‌ ധനാത്മകപൊട്ടന്‍ഷ്യൽ ഉള്ള തകിടിലേക്ക്‌ ഒരു വിദ്യുത്‌പ്രവാഹം-താപഅയോണിക ധാര(thermionic current)ഉളവാകുന്നതായി കണ്ടെത്തി. ഫിലമെന്റിന്‌ ധനാത്മകപൊട്ടന്‍ഷ്യൽ നല്‌കിയപ്പോള്‍ വിദ്യുത്‌പ്രവാഹം നിലയ്‌ക്കുകയും ചെയ്‌തു. 1902-ൽ റിച്ചാർഡ്‌സണ്‍ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഉച്ചനിർവാതത്തിൽ ഇരിക്കുന്ന ലോഹോത്സർജകങ്ങള്‍ (metal emitters)തൊപദീപ്‌തമാകുമ്പോള്‍, ഇലക്‌ട്രാണുകളെ ഉത്സർജിക്കുന്നു എന്നു വെളിപ്പെടുത്തി; തകിടിലെ വോള്‍ട്ടത കൂടുന്നതനുസരിച്ച്‌ താപ-അയോണികധാര വർധിക്കുന്നു എന്നും കണ്ടെത്തി.
നിർവാതത്തിൽ നടക്കുന്ന മറ്റൊരു പ്രതിഭാസമാണ്‌ പ്രകാശവൈദ്യുതപ്രവാഹം (photo-electric current). ഗോമാകിരണങ്ങള്‍, എക്‌സ്‌കിരണങ്ങള്‍, അള്‍ട്രാവയലറ്റ്‌ രശ്‌മികള്‍ എന്നിവ പതിക്കുമ്പോള്‍ പല ദ്രവ്യങ്ങളും (പ്രധാനമായി ലോഹങ്ങള്‍) ഇലക്‌ട്രാണുകളെ ഉത്സർജിക്കുന്നു. രണ്ടു നാകത്തകിടുകള്‍ (zinc plates)വെച്ചിട്ടുള്ള ഒരു ക്വാർട്‌സ്‌ ബള്‍ബ്‌ നിർവാതമാക്കി, അവയെ ഒരു ബാറ്ററിയോടും ഗാൽവനോമീറ്ററിനോടും ഘടിപ്പിക്കുക. അള്‍ട്രാവയലറ്റ്‌ രശ്‌മികള്‍ ഋണാത്മകത്തകിടിൽ പതിക്കുമ്പോള്‍ തകിടുകളുടെ ഇടയിൽക്കൂടി വൈദ്യുതിപ്രവാഹം ഉണ്ടാകുന്നതായി ഗാൽവനോമീറ്റർ കാണിക്കുന്നു. എന്നാൽ ധനാത്മകത്തകിടിൽ രശ്‌മികള്‍ വീഴുകയാണെങ്കിൽ വൈദ്യുതിപ്രവാഹം ഉണ്ടാകുന്നില്ല. ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ ഇരുതകിടുകളിൽ നിന്നും ഉത്സർജനം ചെയ്യുമെങ്കിലും ഋണാത്മകത്തകിടിൽനിന്ന്‌ ഉത്സർജിക്കുന്ന ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ മാത്രമേ ആകർഷണത്തിനു വിധേയമാകുകയുള്ളൂ. പ്രകാശവൈദ്യുതിപ്രവാഹം തകിടിൽ പതിക്കുന്ന റേഡിയോവികിരണത്തിന്റെ തീവ്രതയ്‌ക്ക്‌ ആനുപാതികമാണ്‌.
ഭൗതികശാസ്‌ത്രത്തിൽ നിർവാതത്തെ "ഒന്നുമില്ലാത്ത ഇടം' ആയിട്ടല്ല നിർവചിക്കുന്നത്‌. പലതരം ക്ഷേത്രങ്ങളുടെ (ഉദാ. വിദ്യുത്‌കാന്തികക്ഷേത്രം, ഗുരുത്വക്ഷേത്രം, ഹിഗ്ഗ്‌സ്‌ ക്ഷേത്രം) ഊർജം സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ഇടമാണത്‌. പദാർഥകണങ്ങള്‍ക്ക്‌ പിണ്ഡം നൽകുന്ന ഹിഗ്ഗ്‌സ്‌ ബോസോണുകള്‍ ഹിഗ്ഗ്‌സ്‌ ക്ഷേത്രങ്ങളുടെ വാഹക കണങ്ങളാണ്‌. നിർവാതക്ഷേത്രങ്ങളുടെ ധ്രുവീകരണം വഴി കണ-പ്രതികണ യുഗ്മങ്ങളെ (ഉദാ. ഇലക്‌ട്രാണ്‍-പോസിട്രാണ്‍) സൃഷ്‌ടിക്കാന്‍ കഴിയും.
(പ്രാഫ. എസ്‌. ഗോപാലമേനോന്‍)
