ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ: ಬೈಜಿಕ ಗಡಿಯಾರ! ಹೊಸ ವರ್ಷಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಬಗೆಯ ಕ್ಲಾಕ್ ಬರಬಹುದೇ?

ಹೊಸ ವರ್ಷಕ್ಕೆ ಹೊಸ ಬಗೆಯ ಗಡಿಯಾರ ಬರಬಹುದೇ?.. ಕೆಲವು ತಿಂಗಳುಗಳ ಹಿಂದೆ ಪ್ರಕಟವಾದ ಶೋಧಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಜಗತ್ತಿನ ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾದ ಗಡಿಯಾರಗಳು ತಯಾರಾಗುವ ಕಾಲ ಸನ್ನಿಹಿತವಾಗಿವೆಯಂತೆ. ಪರಮಾಣುಗಳ ಕೇಂದ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಮಯವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಈ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್‌ ಗಡಿಯಾರಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಎಲ್ಲ ಸಾಧನಗಳನ್ನೂ ತಯಾರಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ‘ನೇಚರ್‌’ ಹಾಗೂ ‘ಸೈನ್ಸ್‌’ ಪತ್ರಿಕೆಗಳು ವರದಿ ಮಾಡಿವೆ.

ಗಡಿಯಾರ ಎಂದರೆ ಕಾಲಮಾಪಕ. ಒಂದಾನೊಂದು ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಹಗಲು, ರಾತ್ರಿಗಳನ್ನೇ ಕಾಲಮಾಪಕವನ್ನಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದೆವು. ಇದು ಭೂಮಿಯ ಒಂದು ಗಿರಕಿಗೆ ಸಮಾನ. ಇದನ್ನೆ ಇಪ್ಪತ್ತನಾಲ್ಕು ವಿಭಾಗಗಳನ್ನಾಗಿಸಿ ಗಂಟೆಗಳೆಂದು ಕರೆದೆವು. ಕಾಲವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಗಡಿಯಾರಗಳೆಲ್ಲದರ ಗುಣವೂ ಒಂದೇ. ನಿಯಕ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಅವು ತಮ್ಮ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮರುಕಳಿಸುತ್ತವೆ. ಭೂಮಿ ಒಂದು ದಿನದಲ್ಲಿ ಗಿರಕಿ ಹೊಡೆದು ಇನ್ನೊಂದನ್ನು ಆರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಭೂಮಿ ಸೂರ್ಯನ ಸುತ್ತಲೂ ಒಂದು ಪ್ರದಕ್ಷಿಣೆಯನ್ನು 365.25 ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಪೂರೈಸಿ, ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರದಕ್ಷಿಣೆಗೆ ತೊಡಗುತ್ತದೆ.

ಹೀಗೆ ನಿಯತವಾಗಿ ಮರುಕಳಿಸುವ ಯಾವುದೇ ವಿದ್ಯಮಾನವೂ ಕಾಲವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ನೆರವಾಗಬೇಕು ಎನ್ನುವುದೇ ಗಡಿಯಾರದ ತತ್ವ. ಕಾಲವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಆರಂಭದ ಗಡಿಯಾರಗಳಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರದ ಮೂಲಕ ತೊಟ್ಟಿಕ್ಕುವ ನೀರು ಇಲ್ಲವೇ, ಮರಳು  ನೆರವಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಅನಂತರದ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ ಲೋಲಕವೊಂದರ ತುಯ್ದಾಟವೇ ಕಾಲವನ್ನು ಮಾಪಿಸಿತು. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಭಾರವನ್ನು ಹೊತ್ತ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉದ್ದವಿರುವ ಲೋಲಕ ಒಮ್ಮೆ ಅತ್ತಿಂದ ಇತ್ತ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ತುಯ್ದಾಡುತ್ತಿದ್ದುದನ್ನು ಗಮನಿಸಿದ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈ ಅವಧಿಯನ್ನೇ ‘ಸೆಕೆಂಡು’ ಎಂದು ಕರೆದರು. ಹೀಗೆ ಅತಿ ಸಣ್ಣದೊಂದು ಕಾಲದ ಅಳತೆ ಸಿದ್ಧವಾಗಿತ್ತು.

ಇದಕ್ಕಿಂತಲೂ ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ಅಳತೆ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲವೇ? ಈ ಪ್ರಯತ್ನದಲ್ಲಿಯೇ ಹೊಸ ಬಗೆಯ ನಿಯತಕಾಲಿಕ ಘಟನೆಗಳನ್ನು ಕಾಲಮಾಪಕಗಳನ್ನಾಗಿ ಬಳಸುವ ಪ್ರಯತ್ನ ಶುರುವಾಯಿತು. ಕ್ವಾರ್ಟ್‌ ಗಡಿಯಾರಗಳಲ್ಲಿ ಹರಳುಗಳು ವಿದ್ಯುತ್‌ ಹರಿದಾಗ ಕಂಪಿಸುವುದನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್‌ ಗಡಿಯಾರಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ತರಂಗಗಳ ದೂರಗಳು ಅಥವಾ ಕಂಪನಗಳನ್ನೇ ಅಳತೆಯನ್ನಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಇದು ಕೂಡ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ ಅರವತ್ತು ಅಥವಾ ಐವತ್ತು ಬಾರಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಇವಕ್ಕಿಂತಲೂ ನಿಖರವಾದ ಗಡಿಯಾರ ಎಂದರೆ ಇನ್ನೂ ಕಡಿಮೆ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಬಾರಿ ಮರುಕಳಿಸುವ ವಿದ್ಯಮಾನವಾಗಬೇಕು. ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರಗಳು ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ. ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಇರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಿಗೆ ಶಕ್ತಿಯೂಡಿಸಿದಾಗ ಅವು ಉತ್ತೇಜನಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಅನಂತರ ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದ ನಂತರ ಮೊದಲ ಸ್ಥಿತಿಗೇ ಮರಳುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಮರಳುವಾಗ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿಕಿರಣ ಅಥವಾ ಬೆಳಕಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಚಿಮ್ಮಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನೇ ಕಾಲವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.

ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಉತ್ತೇಜಿತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿಯೂ, ಕೆಲವು ಸಾಮಾನ್ಯ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿಯೂ ಇರುತ್ತವೆ. ಇವೆರಡೂ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಡುವೆ ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೊಯ್ದಾಡುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಇದೊಂದು ರೀತಿ ಕಂಪನ ಎನ್ನಬಹುದು. ಈ ಕಂಪನಕ್ಕೆ ತಾಳೆ ಹೊಂದುವಂತೆ ತರಂಗಾಂತರ ಇರುವ ಕಿರಣಗಳಿಂದ ಹೊಡೆದಾಗ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ಪರಮಾಣುಗಳಷ್ಟೆ ಮತ್ತೊಂದು ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಎಷ್ಟು ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೀಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತಿವೆ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಅವು ಹೊರಚೆಲ್ಲಿದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನುಆಧರಿಸಿ ಅಳೆಯಬಹುದು. ಇದುವೇ ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರದ ಮೂಲತತ್ವ.

ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರಗಳಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತಾರೆ. ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳಲ್ಲಿ ಬೇರೆ, ಬೇರೆ ಶಕ್ತಿಯವುಗಳು ಇರುವುದರಿಂದ ಇವನ್ನು ಒಂದೇ ನೆಲೆಗೆ ತಂದು ಅನಂತರ ಕಾಲವನ್ನು ಅಳೆಯಬೇಕು. ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಲೇಸರು ಇಲ್ಲವೇ ಮೈಕ್ರೊವೇವ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರಗಳಲ್ಲಿ ಸೀಸಿಯಂ ಅಥವಾ ಸ್ಟ್ರಾಂಶಿಯಂ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಕಾರಣ: ಇವುಗಳಲ್ಲಿರುವ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಕಂಪನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ. ಸೀಸಿಯಂ ಗಡಿಯಾರ ಪ್ರತಿ ಸೆಕೆಂಡಿನಲ್ಲಿ ಒಂಬತ್ತು ಶತಕೋಟಿ ಹತ್ತೊಂಬತ್ತು ಕೋಟಿ ಇಪ್ಪತ್ತಾರು ದಶಲಕ್ಷದ ಮೂರು ಲಕ್ಷದ ಏಳನೂರ ಎಪ್ಪತ್ತು ಬಾರಿ ಮಿಡಿಯುತ್ತದೆ! ಅಂದರೆ ಅಷ್ಟು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾದ ಕಾಲವನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದು.

ಇದೇ ಬಗೆಯ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಪರಮಾಣುಗಳ ಕೇಂದ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಯೂ ಮಾಡಬಹುದಲ್ಲ ಎನ್ನುವ ಕಲ್ಪನೆ ಇತ್ತು. ಅದುವೇ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್‌ ಗಡಿಯಾರ ಅಥವಾ ಬೈಜಿಕ ಗಡಿಯಾರದ ಕಲ್ಪನೆ. ಆದರೆ ಪರಮಾಣು ಬೀಜಗಳ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಬದಲಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣ ಬಹಳ ಹೆಚ್ಚು. ಆದರೆ ಇಪ್ಪತ್ತು ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ಥೋರಿಯಮಿನ ಥೋರಿಯಂ-249 ಎನ್ನುವ ಐಸೋಟೋಪನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು ಎನ್ನುವ ಕಲ್ಪನೆ ಬಂದಿತ್ತು.

ಥೋರಿಯಂ-249ರ ಬೀಜಗಳು ಸ್ಥಿತ್ಯಂತರವಾಗಲು ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ ಸಾಕು ಎಂದು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು ತಿಳಿಸಿದ್ದುವು. ಆದರೆ ಎಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಎಂಬುದು ತಿಳಿದಿರಲಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ ಇಪ್ಪತ್ತು ವರ್ಷಗಳಿಂದಲೂ ಈ ಪ್ರಯತ್ನ ನೆನೆಗುದಿಗೆ ಬಿದ್ದಿತ್ತು. ಕಳೆದ ವರ್ಷ ಫ್ರಾನ್ಸಿನ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಂಶೋಧನಾಲಯದ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಆಕಸ್ಮಿಕವಾಗಿ ಥೋರಿಯಂ-249ರ ಬೀಜಗಳು ಸ್ವಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮರಳುವಾಗ ಎಂಟು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ ವೋಲ್ಟಿನಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೂಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅಳೆದರು. ಅಂದರೆ ಕನಿಷ್ಠ ಇಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ ಆ ಬೀಜಗಳ ಸ್ಥಿತ್ಯಂತರ ಸಾಧ್ಯ ಎಂದಾಯಿತು.

ಇದನ್ನು ಲೇಸರ್‌ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಮಾಡಬಹುದು. ದುರದೃಷ್ಟವಶಾತ್‌, ಲೇಸರ್‌ನ ಬೆಳಕುಗಳು ಪ್ರತಿಯೊಂದರ ತರಂಗಾಂತರವೂ ಬೇರೆ ಬೇರೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಯಾವ ತರಂಗಾಂತರದ ಬೆಳಕು ಇಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕೊಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಿದಲ್ಲದೆ ಈ ಕೆಲಸ ಮುಂದುವರೆಯುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ. ಇತ್ತೀಚೆಗಷ್ಟೆ ಜಪಾನಿನ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಲೇಸರ್‌ ಸಂಶೋಧನಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಯೆ ಮತ್ತು ಸಂಗಡಿಗರು ಸಾವಿರಾರು ಲೇಸರ್‌ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, ಯಾವ ತರಂಗ ಥೋರಿಯಂ-249 ಬೀಜಗಳನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಪತ್ತೆ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಇದೇ ವೇಳೆ ಅಮೆರಿಕೆಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ಮರಳ ಕಣಗಳೊಳಗೆ ಥೋರಿಯಂ-249 ಕೂಡಿಸಿ, ಅವು ಈ ಲೇಸರ್‌ ತರಂಗದಿಂದ ಮಿನುಗಬಲ್ಲುವೇ ಎಂದು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಇವೆಲ್ಲವೂ ಸಫಲವಾಗಿವೆ. ಸೀಸಿಯಂ ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರದ ಜೊತೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಾಗ, ಅಷ್ಟೇ ನಿಖರವಾಗಿ ಸಮಯ ಹೇಳುತ್ತವೆಂದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ. ಒಂದೇ ಸಮಸ್ಯೆ. ಆ ಲೇಸರನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ತಯಾರಿಸುವ ಸಾಧನವೊಂದು ಬೇಕು ಅಷ್ಟೆ. ಅಷ್ಟಾದರೆ ಬೈಜಿಕ ಗಡಿಯಾರ ಸಿದ್ಧವಾದಂತೆ. ಮರಳಿನ ಗಡಿಯಾರದಿಂದ ಮರಳಕಣದ ಗಡಿಯಾರಕ್ಕೆ ಪಲ್ಲಟವಾಗಲಿದೆ.