ડો. રમેશભાઇ ભયાણી
આજે આપને પૂછવામાં આવે કે સૌથી મોંઘામાં મોંઘી વસ્‍તુ વિશ્ર્વમાં કઇ છે ? તમે કહેશો હીરા, યુરેનિયમ કે પ્‍લુટોનિયમ પણ ના સૌથી મોંઘી વસ્‍તુ છે એન્ટિમીટર. જેના એક ગ્રામની કિંમત ૬ર.૫ અબજ ડોલર. જેને પરમાણુની એકમથી માપવામાં આવે છે. પહેલાના જમાનામાં પાણી, વાયુ, અગ્નિ, પૃથ્‍વી અને આકાશને પાંચ તત્‍વ માનવામાં આવતા પરંતુ વિજ્ઞાનની દ્રષ્ટિએ એ તત્‍વો નથી આજે લગભગ ૧૧૮ તત્‍વો છે જેનાથી કોઇપણ વસ્‍તુ બનેલી હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે લઇએ સોનુ એક તત્‍વ છે. તેનો નાનામાં નાના કણ એક સરખા ગુણધર્મો ધરાવે છે. તત્‍વના નાનામાં નાના કણને એટમ પરમાણુ કહેવાય છે. પરમાણુ એ કોઇપણ તત્‍વના પાયાનો એકમ છે. જેનું કદ અતિસૂક્ષ્‍મ હોય છે. નરી આંખે જોઇ શકાતા નથી. એક કરતા વધારે પરમાણુઓ જોડાવાથી સંયોજન બને છે. આ એન્ટિમીટર આટલી કિંમતી ચીજ છે. વૈજ્ઞાનિકો ભવિષ્‍ય માટે ઉર્જાસ્‍ત્રોત માને છે તેમાંથી પ્રચંડ ઉર્જા પ્રાપ્‍ત થઇ શકે છે.
આપણે ટેલિવિઝન સિરીયલ સ્‍ટારટ્રેકમાં અવકાશમાં જે પ્રવાસ કરતું જહાજ બતાવવામાં આવે છે તેને ઉર્જા આવી એન્ટિમીટરમાંથી ઉત્‍પન્‍ન કરવામાં આવે છે. પરંતુ એન્ટિમીટર સાથે કામ કરવું ઘણું કઠીન છે. એક કાલ્‍પનિક વાર્તા છે. ૧૯૮૦માં અમેરિકાની જે સિરીયલ આવતી સ્‍ટારવોર્સના પ્રોજેકટમાં બળતણ માટે આવા એન્ટિમીટર શકયતાઓ રોકેટ માટે કરવામાં આવેલી. કોઇપણ વસ્‍તુને ચીજ, ચીજ કે વસ્‍તુ ત્‍યારે કહેવામાં આવે જે અવકાશમાં જગ્‍યા રોકે તેમજ દ્રવ્‍યમાન ધરાવે. દરેક વસ્‍તુ ખાસ આવી મેટરની બનેલી હોય છે. તો આપણને સવાલ થાય કે આ એન્ટિમીટર શું છે ?
આપણે કોઇપણ તત્‍વના નાનામાં નાનો કણ જેને આપણે એટમ- પરમાણુ કહીએ છીએ આ પરમાણુના પણ બે ભાગ હોય છે જેને કેન્‍દ્ર- ન્‍યુકિલયસ કહેવાય છે. તેમાં ધનવિદ્યુતભારિત પ્રોટોન અને વિદ્યુતભારવિહિન એવા ન્‍યુટ્રોન કણો રહેલા છે. પરમાણુના આ ન્‍યુકિલયસની આસપાસ ઇલેકટ્રોન મળવાની સંભાવના હોય છે. આ ઇલેકટ્રોન ઋણભારિત વિદ્યુતકણ છે. આથી આ ઇલેકટ્રોન પ્રોટોન અને ન્‍યુટ્રોનને પાયાના કણો કહેવામાં આવે છે. પરંતુ એન્ટિપાટિકલ એટલે પાયાના કણો કરતા વિરૂધ્‍ધનો વિદ્યુતભાર ધરાવે છે જેમ કે ઇલેકટ્રોન ઋણવિદ્યુતભાર ધરાવે છે. તેનાથી વિરૂધ્‍ધ એટલે કે એન્ટિવિદ્યુતભાર ધરાવતો તેનો જેવો કણ છે પોઝીટ્રોનઃ આ પોઝીટ્રોન ઇલેકટ્રોનનો એન્ટિપાર્ટીકલ એટલે કે વિરૂધ્‍ધનો કણ છે.
૧૯ર૮માં ભૌતિકવિદ્ પૌલ એ. એમ. ડિરાકે (૧૯૦ર- ૧૯૮૪) એક પધ્‍ધતિ આપી. જયારે ઇલેકટ્રોન વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સતત ગતિમાન હોય ત્‍યારે આઇસ્‍ટાઇનના સાપેક્ષવાદના સિધ્‍ધાંત અનુસાર તેની જે અસર જોવા મળી તેને કારણે તેમણે જણાવ્‍યું કે ઇલેકટ્રોનને પોતાનો એન્ટિ પા‍ર્ટીકલ હોવો જોઇએ તે ઇલેકટ્રોન કરતા વિરૂધ્‍ધ પ્રકારના વિદ્યુતભાર ધરાવતો હોવો જોઇએ. ૧૯૩રમાં આ ઘટનાનો વધુ અભ્‍યાસ કાર્લ એન્‍ડરસને કર્યા અને તેમણે પ્રાયોગિક રીતે ઇલેકટ્રોનના એન્ટિ પાર્ટીકલ શોધી કાઢયો જેને ‘પોઝીટ્રોન’ નામ આપવામાં આવ્‍યું. આ રીતે દરેક કણને તેનો પ્રતિકણ એટલે કે એન્‍ટી વિરુધ્‍ધનો કણ હોવો જોઇએ. જેમ કે નર-નારી, સારૂ-ખરાબ, ગંધ-દુર્ગંધ, ડાબુ-જમણું, સાકાર-નિરાકાર સાવ સાચા અર્થમાં દ્વૈતવાદની સાબિતી મળી. એમ કહી શકાય. બ્રેકીનું મહત્‍વ સમજાયું.
૧૯૫૫માં બર્કેલીના બીવા ટ્રોન પ્રયોગશાળામાં એ જે રીતે એન્ટિ પ્રોટોન શોધાયા. આ વિરુધ્‍ધના પ્રોટોનનું દળ તેમજ વિદ્યુતભાર પ્રોટ્રોન જેટલો હોય છે. આજ વર્ષમાં એન્ટિ- હાઇડ્રોજન પરમાણુ સીઇઆરએન સંશોધન કરતી યુરોપની પ્રયોગશાળામાં ઉત્‍પન્‍ન કરી શકાયો આ હાઇડ્રોજન એવો હાઇડ્રોજન હતો કે જેમાં એક પ્રોટોન અને એક ઇલેકટ્રોન સાથે એન્ટિ અને પોઝીટ્રોન ધરાવતો હતો. આ એન્ટિ હાઇડ્રોજનનો પરમાણુની ગતિશકિત પ્રકાશની ગતિ જેટલી હતી તેથી તેનું અસ્તિત્‍વ ૪૦ નેનો સેકન્‍ડ નેનો એટલે સેકન્‍ડનો એક અબજનો ભાગ આથી તેને મેળવવા અતિ કઠીન છે. આથી એક પરમાણુ મેળવતા વર્ષો લાગે તો એક ગ્રામ મેળવતા કેટલા વર્ષો લાગે. ડિરાકના સમયમાં આવા જોડયા કણોના અસ્તિત્‍વનો ખ્‍યાલ આવ્‍યો, એટલું જ નહીં ન્‍યુટ્રોન જે કણ છે જે કોઇપણ પ્રકારનો વિદ્યુતભાર ધરાવતો નથી તેના પણ વિરુધ્‍ધના કણની જાણકારી પ્રાપ્‍ત થઇ. ?પાર્ટીકલ ભૌતિકશાસ્‍ત્રના થિયરી મુજબ કણ અને તેના વિદ્યુતકરણ વચ્‍ચે બહુ તફાવત નથી તે એકબીજાના સમતુલ્‍ય એટલે કે સરખા છે. પરંતુ તેનો અભ્‍યાસ કરવો જરૂરી છે જેથી સમગ્ર બ્રહ્માંડની રચના કઇ રીતે થઇ હશે તેનો ખ્‍યાલ આવે. જયારે બીગ બેન્‍ગ થીયરી એટલે કે મહાવિસ્‍ફોટ થયો ત્‍યારે એવું માનવામાં આવે છે મેટર સાથે એન્ટિમેટર પણ ઉત્‍પન્‍ન થયા હશે. એક ભાગના એક અબજના ભાગ જેટલા આવા એન્ટિ પાર્ટીકલ ઉત્‍પન્‍ન થયા હોવા જોઇએ જેને કારણે આ બ્રહ્માંડ વિસ્‍તરતું જતું હોય છે. આ માટે કણની જાણકારી અવકાશમાં મળી રહે તે માટે ભૌતિકવિદ્ નોબેલ પારિતોષીક વિજેતા પ્રો. સેમ્‍યુઅલ ટીંગે મેરોચ્‍યુએટ ઇન્સ્ટિટયુટ ઓફ ટેકનોલોજીમાં આલ્‍ફા- મેગ્નેટિક સ્‍પેકસ્‍ટ્રોમિટર બનાવવાનું નકકી કર્યું તે અતિ ગતિ ધરાવતા કણોની જાણકારી મેળવી શકે છે. જે આવા એન્ટિ પાર્ટીકલ કક્ષામાં પ્રવેશ કરે તો તેની હાજરી નોંધી શકાય.
૧૯૯૮માં આવા આલ્‍ફા મેગ્નેટિક સ્‍પેકટ્રોમીટર ધરાવતા સાવનને સ્‍પેસ સટલ ડિસ્‍વરીમાં ૧૦ દિવસ માટે અવકાશમાં રવાના કરવામાં આવ્‍યું. ફરી ર૦૦૪માં નવી ડિઝાઇન બનાવીને આ પ્રયોગ કરવામાં આવ્‍યો. આ સાધન આજે આંતરરાષ્‍ટ્રીય અવકાશ મથક પર રાખવામાં આવ્‍યું છે. આ મથક પૃથ્‍વીની આસપાસ પ્રદક્ષીણા કરે છે તેની પૃથ્‍વીની આસપાસ આવા એન્ટિ કણો તેમજ એન્ટિન્‍યુકિલઆઇની જાણકારી મળી શકે. અવકાશયાત્રીઓ મિલ્‍કીવેગ્‍લેકસીમાંથી આની જાણકારી મેળવી છે. બ્રહ્માંડના કિરણોનો અભ્‍યાસ કરતા કાર્લ એન્‍ડરસનને આવા એન્ટિ પાર્ટીકલ્‍સ પોઝીટ્રોનની જાણકારી મેળવી છે. આવા એન્ટિ વાતકલ્‍સ – કણો ખૂબ જ ગતિમાન કણોના અથડામણ થી પેદા થાય છે. જેની ગતિશકિત પ્રકાશની ગતિશકિત જેટલી હોય છે. જો આવા કણોને અથડાતા રોકી શકીએ અથવા નિયંત્રણ કરીને તેમાં ઉર્જા વિપુલ પ્રમાણમાં મેળવી શકાય. એક ગ્રામ જેટલા પદાર્થને તેના વિરુધ્‍ધ – એન્ટિમેટર એક ગ્રામ સાથે સંયોજીત કરવાથી ૪૦ કિલો ટન ટી એન ટી જેટલી ઉર્જા મળે આવી ઉર્જાને પાવરમાં ફેરવવામાં આવે તો ૫૦૦૦ ઘરોને વીજળી એક વર્ષ માટે આપી શકાય.
એન્ટિપ્રોટોન મેળવવા માટે એન્ટિ પ્રોટોન ડિરેકટર તૈયાર કરવામાં આવ્‍યું છે જે સીઇઆરએન પ્રયોગ શાળામાં છે. વાર્ષીક એકથી ૧૦ નેનોગ્રામ જેટલી એન્ટિમેટર બનાવી શકાય છે. જેના દ્વારા ૧૦૦ વોટનો બલ્‍બ ૩ સેકન્‍ડ સુધી ચાલુ રહે છે. એન્ટિમેટરને સ્‍પેર કરવા માટે ખૂબ જ ઓછા તાપમાન તેમજ વિદ્યુત-ચુંબકીય તંત્ર જરૂરી છે પરંતુ આ એન્ટિમેટરનો ઉપયોગ માનવ જાતને સુખ-સુવિધાઓ માટે થઇ શકે છે. તબીબીઓ અત્‍યારે પોઝીટ્રોન ઇમિશન ટોમોગ્રાફી-પીઇટી તરીકે ઓળખાય છે. તેમાં રેડિયો એકટિવ પદાર્થોના ક્ષયથી આવા એન્ટિ પાર્ટીકલ કણો ઉત્‍પન્‍ન કરીને દર્દોની જાણકારી મેળવી શકાય છે. ઉપરાંત રોકેટના બળતણ માટે તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. એક ગ્રામ એન્ટિમેટરમાંથી ર૩ સ્‍પેસ સટલને બળતણ પુરુ પાડી શકાય છે. તેના ગામાકિરણો પેદા કરી શકાય છે. સંરક્ષણ ક્ષેત્રે તેનો ઉપયોગ વિદ્યુત-ચૂંબકીય પલ્‍સનો ઉપયોગ યુધ્‍ધમાં થઇ શકે છે. વૈજ્ઞાનિકો આવા એન્ટિમેટર માટે બહુ જ આશાવાદી છે. ભવિષ્‍યમાં ઉર્જાનો વિકલ્‍પ એન્ટિમેટર બને તો નવાઇ નહીં.