இதற்கு முந்தைய இடுகைல பொருண்மை - எதிர் பொருண்மை என்றெல்லாம் பேசினோம். ஆனா அதுக்கும் முன்னாடி, நாம இன்னும் எளிமையான பலவற்றைப் பற்றி பேசவேண்டியிருக்கு. அதனால, மிகவும் முக்கியமான பொருண்மை பற்றி அறிவியல் என்ன சொல்லுதுன்னு பாக்கலாம்.

பொருண்மை ஒரு வரலாற்றுப் பார்வை..!!

பொருண்மை (Matter) பத்தி வெவ்வேறு காலகட்டத்துல வெவ்வேறு புரிதல் இருக்கு. அறிவியல்ல ஒரு விளக்கம் சொல்லும் போது, அது முழுமையானதாக இருக்கணும், இல்லாட்டி அறிவியல் துறைல காலத்துக்கேற்ப அதற்கான விளக்கத்தையும் வரையறையையும் மாத்திகிட்டே இருப்பாங்க. இப்படி பொருண்மை பற்றிய புரிதலும் மாறிகிட்டே இருந்துருக்கு.

நாம் காணும் எல்லா பொருட்களுமே ஏதோ ஒன்றினால் ஆனதுன்னு நாம எல்லாருக்குமே தெரிஞ்சிருக்கும். உதாரணமா, ஆதிகாலத்துலேருந்து கற்களை உடைத்தல், இலை, பழவிதைகளைப் பொடியாகச் செய்தல்னு பலசெயல்களை மனிதயினம் செஞ்சிகிட்டுதான் இருந்துருக்கு. அதன்படி, தமிழில் கூட, கடுகளவு, இம்மி, நுணுக்கு, போன்ற பல சொற்கள் பயன்பாட்டில் இருந்ததைப் பாக்க முடியுது.

ஆக, சாதாரணமாக நாம் பயன்படுத்தும் பொருட்களை சிதைத்துப் பார்த்தல் அல்லது அதனை சாத்தியப்படும் வரை மிகச்சிறிய அளவிற்கு உடைத்துப் பார்த்தல் என்ற நிகழ்வு ரொம்ப காலமா இருந்துருக்கு. இப்படி, பொருட்களைச் சிதைத்தல் என்ற ஆய்வுகளின் அடிப்படையிலேயே 18-ஆம் நூற்றாண்டில் நியூட்டன், கடினத்தன்மை கொண்ட மேலும் பிரிக்கமுடியாத மற்றும் நகரக்கூடிய சிறிய திண்மப் பொருளே "பொருண்மை" என்று சொல்லிருக்கார். மேலும், நாம் காணும் எல்லா பொருட்களுக்கும் அடிப்படைக் கட்டுமானம் இப்பொருண்மை என்றும் சொல்லிருக்கார்.

மேலும், இப்படி பொருட்களைச் சிதைத்துக் கொண்டே செல்வதன் மூலம் அடையும் அடிப்படைக் கட்டுமானப் பொருளுக்கு வெவ்வேறு காலகட்டத்தில் வெவேறு பெயர் இருந்துருக்கு. உதாரணமா, 18-ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதிவரை "அணு"க்களே உலகின் மிகச்சிறிய துகள் என்றும், நாம் காணும் அனைத்து பொருட்களுமே அணுக்களால் கட்டமைக்கப்பட்டவையே என்றும், அதற்கு மேல் அதனைப் பிரிக்க முடியாது என்றும் முன்மொழிந்தார்கள். ஆனால், 19-ஆம் நூற்றாண்டின் துவக்க காலத்தில், அணுக்களையும் பிரிக்க முடியும் என்பது நிரூபனம் ஆனது.

சரி இப்ப எப்படித்தான் பொருண்மைய வரையறுப்பது?

அனைத்து பொருட்களையும் கட்டமைக்கும் பொருள் என்ன? மற்றும் அதன் அளவு என்ன? என்பது பற்றி, எத்தனை புரிதல்கள் மாறி வந்தாலும், அதன் பொதுவான பண்பை வைத்தே அறிவியல்ல அதை விளக்குறாங்க.

அதன்படி, எல்லா பொருட்களிலும் உள்ள அடிப்படைக் கட்டமைப்புப் பொருளைத்தான் நாம பொருண்மைன்னு சொல்றோம். அதன் இயற்பியல் பண்புகளடிப்படையில் அதனை வரையறுக்க முற்படும் போது, இன்றைக்கு பலரும் ஏற்றுக் கொள்ளும் வரையறை "நிறையும் (mass) பருமனும் (volume/occupies space) கொண்டவை பொருண்மை".

என்னதான் இப்படி ஒரு வரில சொல்லிட்டாலும், இது இந்த வரையறைக்குட்பட்டே வெவ்வேறு காலகட்டத்துலயும், துறையிலயும் இடத்திற்கேற்றவாரு புரிஞ்சிக வேண்டியிருக்கும். இன்னும் சொல்லப்போனா இந்த நிறை, வெளி இப்படி பல விசயங்களை பிந்து சித்தாந்தத்தின் (Quantum Theory)துணையோட அணுகினால் இன்னும் புதிய புதிய உண்மைகள் புலப்படும், ஆனால் இப்போதைக்கு எளிமையா இதோட நிறுத்திப்போம் போகப்போக பிந்து சித்தாந்தத்தினுள்ள நுழைவோம்.

கண்ணுக்கு எளிதாகத் தென்படக்கூடியவற்றை "பொருட்கள்" என்றும், கண்ணுக்குத் தென்படாதபோது அவற்றை "மூலக்கூறுகள், அணுக்கள்" என்றும், மேலும் அணுவின் உட்கருவுக்குள் செல்லும் போது அவற்றை "துகள்கள்" மற்றும் "உயர் ஆற்றல் துகள்கள்" என்றும் அவற்றின் அளவுகளினடிப்படையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதப்பத்தி இன்னும் விரிவா ஒரு படத்தோட பாக்கலாம்.

பொருண்மை - ஒரு விளக்கப்படம்





ஏற்கனவே சொன்ன மாதிரி, நாம் காணும் பொருட்களோட அளவுகளினடிப்படையில், வெவ்வேறு பெயரோடும் அர்த்தத்தோடும் பொருண்மை புரிந்துகொள்ளப்படுகிறது. இப்போ நாம அன்றாடம் காணும் ஒரு பொருளை எடுத்து நாம அதனை பகுதிகளாக சிதைக்க ஆரம்பித்தால் என்னென்ன கிடைக்கும் என்பதைதான் மேலேயுள்ள 6 படங்களின் தொகுப்பு விளக்குது.

படம்-1 ல் 10ன் அடுக்கு -9மீட்டருக்கும்(மீ) அதற்கு மேலும் அளவுடைய பொருட்கள். (10ன் அடுக்கு -9(மீ), என்பது 1மீட்டரை 1,00,00,00,000 பகுதிகளாகப் பிரித்தால் வரும் அளவு, இதனை 10^-9 என்றும் எழுதலாம்) இவற்றை நாம் பொருட்கள் என்றே குறிப்பிடுகிறோம்.

அதை விட சிறிய அளவினதாக (10^-10) - (10^-9)மீ என்ற எல்லைக்குள் இருந்தால் அவை மூலக்கூறுகள், அணுக்கள் என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன. மேலும் அணுக்களுக்குள்ளே நுழைந்து சென்றால், நாம் புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் என்று அணுவின் பகுதிப் பொருட்களான துகள்களைக் காணமுடியும், இதையே படம்-3 விளக்குகிறது. இப்படி அணுவினுள் இருக்கும் பொருண்மை பெரும்பாலும், துகள்கள் (particles) என்று வழங்கப்படுகின்றன. 10^-10மீ. ஐ விட சிறிய அளவில் அணுக்களைப் பகுத்துக் காணும் போது, சுமார் ~10^-14மீ. அளவில் அணுவினுள் இருக்கும் மையக்கருவினை வந்தடைவோம், இதனையே அணுக்கரு என்று அழைக்கிறோம். இவ்வணுக்கருவினுள்தான் புரோட்டான்களும் நியூட்ரான்களும் இருக்கின்றன. புரோட்டான்களும் நியூட்ரான்களும் இணைந்த தொகுப்பையே படம்-4 ல் பார்க்கிறோம்.

நவீன இயற்பியல் புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களும் கூட சில துகளகளால் ஆனவை என்று குறிப்பிடுகிறது. மேலேயுள்ள படம்-5 ல் உள்ளபடி, ஒரு புரோட்டானைக் குறிக்கும் சிவப்பு வட்டத்தின் உள்ளே ஒரு கற்பனை நுண்ணோக்கிய வைத்துப் பார்த்தால், அவை குவார்க்குகள் எனும் துகள்களால் ஆனவைன்னு தெரியும் . (நியூட்ரான்கள் மற்றும் புரோட்டான்கள் இவை இரண்டுமே குவார்க்குகளால் ஆனவையே, இங்கே வசதிக்காக புரோட்டான் மட்டுமே குறிப்பிடப்பட்டிருக்கிறது). இத நாம இப்படியும் புரிஞ்சிகலாம், அதாவது ஒரு பொருளை எடுத்து அதனை ~10^-20 மீ. அளவிற்கு உடைத்துப் பார்த்தால் நமக்கு மிஞ்சியிருக்கும் பகுதிப்பொருட்கள் குவார்க்குகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களா இருக்கும்.

சரி குவார்க்குகளையும் எலக்ட்ரான்களையும் பிரிக்க முடியாதான்னு கேட்டீங்கன்னா?

இன்னைய வரைக்கும் இல்ல, எதிர்காலத்துல நடக்கலாம் அல்லது இதைவிட சிறிய பகுதிப் பொருட்கள் இல்லாமலும் இருக்கலாம், இது குறித்த ஆய்வுகள் தொடர்ந்து நடந்துகிட்டேதான் இருக்கு, இருக்கும்.

என்னடா படத்துல க்ளுவான்கள்னு என்னமோ இருக்கு அதப் பத்தி ஒன்னுமே சொல்லாம போறானேன்னு தோணுதா. க்ளுவான்கள் இரண்டு குவார்க்குகளுக்கிடையே இருக்கும் விசைக்கான ஊடகம் போன்று செயல்படுபவை. இப்படி ஒரு வரியில சொல்லிட்டு போகமுடியாது, ஆனாலும், இவற்றப் பற்றி போகப் போக விரிவாப் பேசலாம்.

இங்க ரொம்ப மேலோட்டமா பல விசயங்களைப் பேசியாச்சு. இன்னும் கொஞ்சம் விரிவா அடுத்ததுத்து பேசலாம். இன்னும் சொல்லப்போனா மேலேயிருக்குற படத்துல இருக்குற ஒவ்வொன்றும் இன்றைக்கு இயற்பியல்ல பெரும் பிரிவுகளா இருக்கு.

பொருட்களைப் பற்றிய இயற்பியல் பிரிவுக்கு, திண்மநிலை இயற்பியல் (Condensed matter physics / solid state physics) என்றும், அணுக்களைப் பற்றிய இயற்பியலுக்கு, அணுஇயற்பியல் (Atomic Physics) என்றும், அணுக்கருவைப்பற்றிய பிரிவிற்கு அணுக்கரு இயற்பியல் (Nuclear Physics) என்றும், அணுக்கருவினுள் இருக்கும் துகள்கள் பற்றிய பிரிவுக்கு மீயுயர் ஆற்றல் துகள்கள் (High energy particle physics) என்றும் ஒவ்வொன்றைப் பற்றியும் நெடிய ஆய்வுக்கதைக் கதைகள் இருக்கு. இனி வரும் பகுதிகளில் அவற்றில் ஒவ்வொன்றைப்பற்றியும் விரிவாப் பேசலாம்.

அது மட்டும் இல்லங்க இந்த இடுகைல பொருண்மை பத்தி மட்டும்தான் பாத்துருக்கோம். எதிர்-பொருண்மை-ன்னா (Anti-matter) என்ன? மற்றும் இருள்-பொருண்மை-ன்னா (Dark matter) என்ன?? இப்படியான சில விசயங்களை அடுத்த இடுகைல பாக்கலாம். அதன்பின்னர், மேலே சொன்ன ஒவ்வொரு துறைகுள்ளயும் நுழைந்து தேடலாம்.

********************************************************************
முக்கியத் தரவுகள்:

1. http://sciencepark.etacude.com/particle/structure.php