प्रकाशीय सापळ्याचा नोबेल गौरव

भौैतिकीमधील यंदाची म्हणजे २0१८ ची पारितोषिके तीन वैज्ञानिकांना विभागून देण्यात आली आहेत. लेसर भौतिकीमधील मूलभूत अभ्यासासाठी ही पारितोषिके दिली जात आहेत.

शरद पांडुरंग काळे

भौैतिकीमधील यंदाची म्हणजे २0१८ ची पारितोषिके तीन वैज्ञानिकांना विभागून देण्यात आली आहेत. लेसर भौतिकीमधील मूलभूत अभ्यासासाठी ही पारितोषिके दिली जात आहेत. पारितोषिकाची अर्धी रक्कम आर्थर एशकिन यांना मिळेल तर उरलेल्या अर्ध्या रकमेतील समान वाटे डोना स्ट्रिकलँड आणि त्यांचे पीएच.डी. मार्गदर्शक जेरार्ड मुरू यांना दिले जातील, असे नोबेल समितीने घोषणापत्रात म्हटले आहे. आतापर्यंतच्या नोबेल पारितोषिकांच्या इतिहासात भौतिकीसाठी फक्त दोनच स्त्रियांनी हे पारितोषिक पटकाविण्याचा सन्मान मिळविला होता. मेरी क्युरी यांना सन १९०३ मध्ये तर मारिया गोपर्ट मायर यांना सन १९६३ मध्ये हा बहुमान प्राप्त झाला होता. त्यामुळे डोना स्ट्रिकलँड भौतिकी क्षेत्रात हा सन्मान मिळविणाऱ्या तिसºया महिला ठरल्या आहेत.

आपल्याला स्वयंपाक घरात गॅसच्या शेगडीवरून किंवा स्टोव्हवरून शिजलेल्या पदार्थाचे भांडे काढण्यासाठी आपण ज्या उपकरणाचा वापर करतो त्याला चिमटा असे म्हणतात. तरफेचा हा एक प्रकार आहे आणि गरम भांड्याचा चटका हाताला न बसू देता आपण ते सहजगत्या उचलू शकतो, असे शाळेत शिकविले जाते. आता अशी कल्पना करा की गरम भांड्याऐवजी आपल्याला जीवाणू उचलायचा आहे! जीवाणूंचा आकार केवढा, तर डोळ्याला न दिसणारा! म्हणजे अवघड काम आहे. पण हे काम एक प्रकारचा चिमटा सोपे करणार आहे. हा चिमटा स्टेनलेस स्टीलचा नसून प्रकाश किरणांचा आहे. विज्ञानाने हा चमत्कार करून दाखविला आहे. फक्त किरणांचा हा चिमटा वापरण्यासाठी नुसतेच हात आपल्याला पुरेसे नाहीत, म्हणूनच त्यासाठी हा चिमटा हाताळण्यासाठी एक वेगळी यंत्रणा लागते. या चिमट्यासाठी वापरण्यात येणारा प्रकाश हा साधासुधा प्रकाश नसतो तर लेसर किरणे यासाठी वापरली जातात. या लेसर प्रकाशीय चिमट्याच्या निर्मात्याला या वर्षीचे भौतिकी विज्ञानासाठी असलेले नोबेल पारितोषिक, लेसर किरणांचा असाच नावीन्यपूर्ण उपयोग करून मानवतेसाठी काहीतरी शाश्वत देणगी देणाºया इतर दोन वैज्ञानिकांसह देण्यात येत आहे. अशा या आश्चर्यकारक लेसर प्रकाशीय चिमटा निर्मात्याचे नाव आहे डॉक्टर आर्थर एशकिन.

आर्थर एशकिन यांचा जन्म २ सप्टेंबर १९२२ रोजी अमेरिकेतील ब्रूक्लिन, न्यूयॉर्क शहरात झाला. त्यांचे बॅचलर पदवीपर्यंतचे शिक्षण कोलंबिया विद्यापीठात झाले. त्यानंतर पुढील शिक्षणासाठी ते कॉर्नल विद्यापीठात दाखल झाले. त्यांचा भाऊ ज्युलियस एशकिन मॅनहटन प्रकल्पात संशोधन कार्य करीत होता. त्यांचा प्रभाव आर्थर एशकिनवर पडणे स्वाभाविकच म्हणावे लागेल. त्यामुळेच त्यांना संशोधनकार्यात रस निर्माण झाला. कॉर्नल विद्यापीठाची पीएच.डी. पदवी प्राप्त केल्यानंतर त्यांनी सन १९६० मध्ये न्यूजर्सीमधील बेल प्रयोगशाळेत संशोधनकार्यास सुरुवात केली. आर्थर एशकिन यांचे वय आज ९६ वर्षे आहे आणि या वयात नोबेल पारितोषिक मिळविणारे सर्वात वयोवृद्ध वैज्ञानिक आहेत. त्यांनी आपल्या संशोधनाचे सर्व कार्य न्यूजर्सी येथील बेल प्रयोगशाळेत केले आहे. त्यांनी लेसरचा वापर करून प्रकाशीय चिमटा बनविला आणि त्याच्या साहाय्याने त्यांनी सूक्ष्म जीवाणू, अगदी लहान असलेल्या प्राणीपेशी, विषाणू यांना या चिमट्याने उचलून त्यांचे निरीक्षण केले.

एखादी अद्भुत परीकथा वाचावी असाच हा शोध होता. या त्यांच्या अभिनव उपकरणामुळे त्यांचे भौतिक गोष्टी प्रकाशाच्या साहाय्याने हलविण्याचे दीर्घकालीन स्वप्न साकार झाले. सन १९८७ मध्ये त्यांनी जीवाणूंना इजा न पोहोचविता या चिमट्याने उचलून दाखविले होते. लेसर प्रकाशीय चिमट्याला शास्त्रीय परिभाषेत प्रकाशीय सापळा म्हणणे अधिक संयुक्तिक आहे. हा सापळा बनविण्यासाठी मोठे छिद्र असलेली एक नळी आणि त्या नळीच्या दुसºया बाजूला बहिर्गोल भिंग असते. या भिंगावर त्या छिद्रामधून लेसरचा केंद्रीभूत झोत सोडला जातो. हा झोत जेव्हा त्या भिंगामधून जातो तेव्हा त्याचे एका अतितेजस्वी अशा ठिपक्यात रूपांतर होते. त्या भिंगाच्या केंद्रकाच्या परिघात असलेल्या प्रायोगिक सूक्ष्म कणावर लेसरचा हा केंद्रीभूत ठिपका आदळून त्याची ऊर्जा आणि गती या कणावर अंशत: येईल. डॉक्टर आर्थर एशकिन यांनी सन १९७० मध्ये या प्रकाशीय ऊर्जेमुळे पाण्याच्या माध्यमात, विद्युत ऊर्जा वहन करू शकणारे पण स्वत: विद्युतभारित न होणारे जीवाणूंसारखे सूक्ष्म कण हाताळता येतात हे प्रयोगाने सिद्ध करून दाखविले होते.
नुकतेच एका इटालियन वैज्ञानिकाने एका परिसंवादात भौतिकी क्षेत्रात महिलांना उच्च पदे हवी आहेत, पण या विज्ञानाची जडणघडण फक्त पुरुषांनी केली आहे, असे वादग्रस्त विधान केले म्हणून सर्न प्रयोगशाळेने त्याला बाहेरचा रस्ता दाखविला आहे आणि त्याच्या भाषणाची नोंद कामकाजातून काढून टाकली आहे! अशा व्यक्तींसाठी डोना स्ट्रिकलँड यांनी आपल्या कृतीनेच उत्तर दिले आहे.
 
(लेखक भाभा अणू संशोधन केंद्रातील निवृत्त वैज्ञानिक आहेत )