संशोधनासाठी... हिरा है सदा के लिए!

अनंतकाळ आणि प्रेम याचे प्रतीक म्हणजे हिरा. त्यातील मेमरी "सदाके लिए' आहे. ती "इरेज' करता येत नाही. साहजिकच संशोधकांना हिऱ्यासंबंधीचे संशोधन सातत्याने आव्हान देणारे आणि आवाहन करणारे आहे.

कार्बन या मूलद्रव्याची अनेक रूपे आहेत. शिसपेन्सिलमधील शिसे काही खरे शिसे, म्हणजे (लेड) नसते. ते असते वीजवाहक ग्रॅफाइट. कार्बनचे एक रूप. पोलादापेक्षा दोनशे पट मजबूत असणारे द्विमितीय ग्रॅफिन, 60 कार्बन अणूंनी घडलेला जगातील सर्वांत लहान चेंडू (बकी-बॉल) किंवा कोळसा, हीसुद्धा कार्बनची रूपे आहेत. बकी-बॉल आणि कार्बन नॅनोट्यूूबमध्ये पाणी किंवा हायड्रोजन वायू साठवता येतो. भावी काळात त्याचे महत्त्व वाढेल. दागिन्यांमधील हिरे म्हणजे कार्बनचे एक आकर्षक रूप आहे. सध्या 20 टक्के हिऱ्यांचा दागिन्यांमध्ये उपयोग होतो, तर 80 टक्के हिरे औद्योगिक क्षेत्रात वापरले जातात.

शास्त्रज्ञांना नेहमीच कार्बनच्या बहुरूपकत्वाचे गूढ खुणावत असते. "भारतरत्न' चंद्रशेखर व्यंकटरामन यांना 1930 मध्ये नोबेल पुरस्काराची मोठी रक्कम मिळाली होती. त्यातील काही हिस्सा खर्च करून त्यांनी बहुमोल किमतीचे हिरे घेतले. सूर्यकिरणांमध्ये हिऱ्यांचे निरीक्षण करणे हा त्यांचा छंद होता. हिऱ्यांमधून बाहेर पडणाऱ्या प्रकाशात त्यांना बरेच वैज्ञानिक पैलूही दिसून येत होते. हिऱ्याचा शोध जगात सर्वप्रथम भारतात 2400 वर्षांपूर्वी लागला. मध्य भारतातील पन्ना खाण त्यासाठी प्रसिद्ध आहे. नैसर्गिक स्थितीतील हिऱ्यांचा अभ्यास करण्यासाठी प्रो. रामन सूक्ष्मदर्शक यंत्र, स्पेक्‍ट्रॉस्कोप, अल्ट्रा-व्हायोलेट लॅम्प आदी वैज्ञानिक उपकरणे घेऊन गेले होते. संस्थानच्या महाराजांनी स्वतःच्या गळ्यातील पैलू न पाडलेल्या 52 हिऱ्यांचा हार संशोधनासाठी देऊन त्यांना सहकार्य केले. हिऱ्यांवर अतिनील (अल्ट्रा व्हायोलेट) किरण पडले की निळ्या रंगाची पखरण (फ्लुओरेसन्स) त्यातून बाहेर पडते. हा त्यांचा हिऱ्यांवरील पहिला शोधनिबंध होता. हिऱ्यांपासून सिंक्रोटॉन लाइट (किरणे) प्रक्षेपित होऊ शकतात. यामुळे क्ष-किरणांपासून ते इन्फ्रारेड (अतिलाल) पर्यंतचे तरंग त्यातून प्राप्त होतात. हिऱ्यांवर केलेल्या प्रदीर्घकाळच्या संशोधनातील निष्कर्षांवर आधारित 16 अव्वल दर्जांचे शोधनिबंध प्रो. सी. व्ही. रामन यांनी प्रसिद्ध केले. "दि फिजिक्‍स ऑफ द डायमंड' हा रिव्ह्यूही त्यांनी प्रकाशित केला. हिऱ्यांसारख्या स्फटिकावर संशोधन करायला भरपूर वाव आहे, असा निष्कर्ष त्यांनी काढला. तो खरा ठरलाय. हिऱ्याचे शास्त्रोक्त परीक्षण आजही लेसर रामन स्पेक्‍ट्रॉस्कोपीचे तंत्र वापरून करावे लागते.
हिऱ्याची उष्णता वाहकता खूप जास्त असल्याने संगणकातील आय सी गरम होतात, तेथे हिऱ्यांची योजना केलीये. हिरा जगातील सर्वांत कठीण पदार्थ असल्याने खोदाई कामासाठी लागणाऱ्या अवजारांच्या शिरोमणी त्याला स्थान दिलेय. हिऱ्यावर पडलेल्या प्रकाश किरणांचे संपूर्ण अंतर्गत वक्रीभवन होते. कारण हिऱ्याचा वक्रीभवनांक जास्त, म्हणजे 2.42 आहे. त्यामुळे प्रकाशात हिरा चमकतो. हिऱ्यामध्ये बोरॉनचे काही अणू आले, तर त्याचा रंग निळसर दिसतो, नायट्रोजनचे अणू आल्यास पिवळसर-करडा दिसतो. जगातील 80 टक्के हिऱ्यांना पैलू पाडण्याचे कुशल काम सुरतेचे कसबी कारागीर करतात. हिऱ्याच्या विलक्षण गुणांचे पैलू लक्षात घेऊन सुरतेला सरकारमान्य "इंडियन डायमंड इन्स्टिट्यूट'ची स्थापना करण्यात आली आहे. इथे हिऱ्याच्या संदर्भातील संशोधन होते आणि प्रशिक्षणही दिले जाते.

कॅरेट, कलर, क्‍लॅरिटी आणि कटिंग या चार कसोट्यांचा विचार करून हिऱ्याची किंमत करतात. हिरे कृत्रिमरीत्याही तयार करता येतात. नियंत्रित स्थितीत ते घडवल्यामुळे शास्त्रीयदृष्ट्या त्याचे परीक्षण केल्यास तो संपूर्ण निर्दोष दिसतो. याउलट भूगर्भात 130 ते 300 कोटी वर्षे प्रचंड दाबाखाली आणि 800 ते 1350 अंश सेल्सिअस एवढ्या उच्च तापमानामध्ये अनियंत्रित स्थितीत कार्बनचे अणू एकत्र येऊन नैसर्गिक हिरा घडत असतो. ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून ते वसुंधरेच्या पाठीवर येतात. हिऱ्याची जडण-घडण होताना कार्बनच्या स्फटिकामध्ये कधीतरी नायट्रोजनचा शिरकाव होतो आणि अतिसूक्ष्म गॅप तयार होते. हिऱ्यातील या अणुमात्र दोषाला "नायट्रोजन व्हेकन्सी सेंटर' म्हणतात. या जागेत सॉफ्टवेअरसाठीची माहिती (मेमरी) भरून साठवता येते. या संबंधीचा शोधनिबंध "सिटी कॉलेज ऑफ न्यूयॉर्क'मधील सिद्धार्थ धोमकर आणि सहकारी यांनी "सायन्स ऍडव्हान्सेस जर्नल' (नोव्हेंबर 2016) मध्ये प्रकाशित केलाय. त्यांनी प्राथमिक प्रयोगादाखल हिऱ्यामधील "नायट्रोजन व्हेकन्सी सेंटर'मध्ये अल्बर्ट आईन्स्टाईन आणि एरवीन श्रॉडिंजर या शास्त्रज्ञांची छायाचित्रे यशस्वीपणे साठवलेली आहेत. या पद्धतीने वधू-वरांच्या साखरपुड्यातील हिऱ्याच्या अंगठीत लग्नाचा अल्बम डीव्हीडीसह सहज मावेल! अर्ध्या तांदळाची लांबी आणि कागदाएवढ्या जाडीच्या हिऱ्यात शेकडो डीव्हीडींवर (आणि कालांतराने लाखो डीव्हीडींवर मावणारी) मेमरी साठवता येईल. सॉफ्टवेअरमधील माहिती एक आणि शून्य (डिजिटल) या अंकीय परिभाषेत असते. हिऱ्यातील "नायट्रोजन व्हेकन्सी'च्या कोंदणातील मेमरी इलेक्‍ट्रॉन उपस्थित की अनुपस्थितीत या परिभाषेत असून, ती कायमची राहते; बदलता येत नाही. तिचे प्रकटीकरण होण्यासाठी लेसर किरणांचा वापर होईल. हिऱ्यांच्या प्रत्येक पैलूचा वापर माहिती साठवण्यासाठी वापरला जाईल. क्वांटम डेटा स्टोअरेजसाठीही हिरा चांगला आहे. याचे नाते टेलेपोर्टेशनशी चांगले जमते. पौराणिक कथांमध्ये टेलेपोर्टेशन आहे. कदाचित या तंत्रानुसार नारदमुनी तिन्ही लोकांत कुठेही अंतर्धान पावून कुठेही क्षणार्धात प्रकट होत असतील! तसे तंत्र भावी काळात प्रत्यक्षात येईलही. अनंतकाळ आणि प्रेम याचे प्रतीक म्हणजे हिरा. त्यातील मेमरी "सदाके लिए' आहे. ती "इरेज' करता येत नाही. साहजिकच संशोधकांना हिऱ्यासंबंधीचे संशोधन सातत्याने आव्हान आणि आवाहन देत राहील.