सर्च-रिसर्च : सर्वांत अचूक घड्याळ

तो मास सिकोर्स्की आणि त्याचे सहकारी यांना थोरियमच्या अणूचे काम करीत असताना एक महत्त्वाचा शोध लागला आहे. जर्मनीतील हायडेलबर्ग, गुटेनबर्ग अशा विविध विद्यापीठांमध्ये असलेले सहकारी आणि हेल्मोलट्‌झ संशोधन संस्था अशा अनेक संस्थांमध्ये मिळून चालणाऱ्या संयुक्त प्रयोगातून आजवर असलेल्या घड्याळांपेक्षा अधिक अचूक घड्याळ निर्माण होण्याची शक्‍यता वाटू लागली आहे. इथे घड्याळ या शब्दाचा अर्थ किती वाजले, ते सांगणारे यंत्र असा नाही. काळाचे मापन करणारे यंत्र यादृष्टीने त्याकडे बघायला हवे. थोरियम या मूलद्रव्याच्या २२९ वस्तुमान क्रमांक असणाऱ्या या समस्थानिकावर (आयसोटोपवर) प्रयोग करताना ही शक्‍यता निर्माण झाली आहे. मात्र, थोरियमचा वापर यासाठी करता येईल, असे २००३ मध्ये एकहार्ड पेईक आणि ख्रिस्टियन टाम यांनी सूचित केले होते. मात्र, ते प्रत्यक्षात येण्यासाठी विविध विद्यापीठांतील अनेक संशोधकांना सतरा-अठरा वर्षे प्रयत्न करावे लागले.

देशभरातील इतर बातम्या वाचण्यासाठी येथे क्लिक करा

थोरियम-२२९च्या या विशिष्ट अणूमधील इलेक्‍ट्रॉन अणूमध्ये फिरत असताना अत्यंत कमी ऊर्जा वापरून तो त्याची कक्षा बदलतो. बदललेल्या कक्षेत तो इतर मूलद्रव्यांच्या मानाने बराच काळ राहतो, त्यामुळे वेगळेच समस्थानिक असावे यादृष्टीने त्याला थोरियम-२२९m असे नाव दिले आहे. काही काळाने हा इलेक्‍ट्रॉन परत मूळ कक्षेत येतो. हे स्थानांतरण होण्याचा जर अभ्यास केला आणि त्यावर आधारित वेळ मोजली, तर ती सध्याच्या रूढ घड्याळापेक्षा अचूक मोजू शकेल. पूर्वीची लंबकाची घड्याळे किंवा यांत्रिक घड्याळातही काही त्रुटी राहायच्या. इलेक्‍ट्रॉनिक कालमापनातही काही त्रुटी येतातच. त्यामुळे यांत्रिकी किंवा इलेक्‍ट्रॉनिक कालमापन यंत्राच्या मर्यादा लक्षात आल्यावर त्या ओलांडणाऱ्या कल्पना मांडल्या गेल्या आणि त्या प्रत्यक्षातही अवतरल्या. त्यासाठी अनेक वर्षे अनेक संशोधकांना काम करावे लागले. १८७६ मध्ये लॉर्ड केल्विनने अशा वेगळ्या कालमापनाचे संकेत दिले होते. तर इसिडोर राबी या शास्त्रज्ञाने १९३०मध्ये याचा आराखडा बांधला. त्याचा प्रत्यक्ष वापर करता यायला त्यालाच १९४५पर्यंत प्रयत्न करावे लागले. अणुकेंद्रकीय संशोधन जसजसे प्रगत होऊ लागले, तशी यात वेगात प्रगती होऊ लागली. हायड्रोजन-१, सिझीयम-१३३, रुबीडियम-८७ असे वेगवेगळे अणू वापरून कालमापन यंत्रे करता आली. गेल्या वीस वर्षांत क्वांटम कालमापन आणि ऑप्टिकल कालमापन असे अधिकाधिक अचूक प्रयोग होत गेले. हॉल आणि हान्श या संशोधकांना २००५मध्ये नोबेल पुरस्कार मिळाला, तर त्यातील मोलाचे काम करणारे डेव्हिड वाइनलॅंड यांना २०१२मध्ये ‘नोबेल’ पुरस्कार मिळाला.

जगभरातील इतर बातम्या वाचण्यासाठी येथे क्लिक करा

अंतराळात सोडलेले विविध उपग्रह, सूर्यमालेत आणि त्यापलिकडे झेप घेऊ पाहणारी याने यांच्यासाठी असे अचूक कालमापन गरजेचे असते. तसेच पृथ्वीवरील विविध उपग्रहांमधील वेळांमध्ये एकसमान कालमापनाची गरज असते. तर त्यांच्याद्वारे जिओपोझिशनिंगचे योग्य फायदे मिळू शकतील. सध्याचे रूढ मोजमाप किती अचूक आहे? तर १८ शतकोटी वर्षे. म्हणजे, सध्याचे मोजमापाचे घड्याळ चालू ठेवले, तर ते एका सेकंदाने मागे पडेल. नवे घड्याळ त्याहून अधिक स्थिर व अचूक असेल. ते अणुकेंद्रकीय घटनांवर आधारित असल्याने त्यावर तापमान, चुंबकत्व, गुरुत्वीय बल वगैरेंचा काहीही परिणाम होणार नाही. खरे तर लगेच असे कालमापन यंत्र तयार होईल, असेसुद्धा नाही. पण, संरक्षण यंत्रणा, उपग्रह यंत्रणा आणि अवकाश कार्यक्रमात याचा उपयोग होणार आहे. शिवाय, यानिमित्ताने अधिक अचूक मोजमापाची विज्ञानाची (म्हणजे परत मानवाचीच) आकांक्षा आणि त्यासाठीची धडपड यांचा कस लागणार आहे.