fbpx

மின்காந்த அலைகள் 8: எக்ஸ் கதிர்கள்

பொதுவாக இதனது அலைநீளம் மிக மிகச் சிறியதாக இருப்பதால் எக்ஸ் கதிர்வீச்சை அதன் அலைநீளத்தில் அளக்காமல், அது கொண்டிருக்கும் சக்தியின் அடிப்படையில் அளக்கின்றனர். இதற்குக் காரணம், எக்ஸ் கதிரின் அலைநீளம் 0.03 நனோ மீட்டார் தொடக்கம் 3 நனோ மீட்டர்கள் வரை இருப்பதே! இந்த அலைநீளம் பல மூலகங்களின் அணுக்களை விடச் சிறியதாகும்.

முன்னைய பகுதிகளில் மின்காந்த அலைகள் என்றால் என்ன என்றும், அவற்றின் பண்புகள், மற்றும் ரேடியோ அலைகள், நுண்ணலைகள், அகச்சிவப்புக் கதிர்கள், புறவூதாக் கதிர்கள் என்பனவற்றைப் பற்றிப் பார்த்துவிட்டோம், அவற்றை நீங்கள் வாசிக்க கீழே உள்ள இணைப்புக்களைப் பயன்படுத்துங்கள்.

எக்ஸ் கதிர்கள், அல்லது கதிர்வீச்சு, புறவூதாக் கதிர்களைவிட அலைநீளம் குறைந்த மின்காந்த அலை/ கதிர்வீச்சாகும். பொதுவாக இதனது அலைநீளம் மிக மிகச் சிறியதாக இருப்பதால் எக்ஸ் கதிர்வீச்சை அதன் அலைநீளத்தில் அளக்காமல், அது கொண்டிருக்கும் சக்தியின் அடிப்படையில் அளக்கின்றனர். இதற்குக் காரணம், எக்ஸ் கதிரின் அலைநீளம் 0.03 நனோ மீட்டார் தொடக்கம் 3 நனோ மீட்டர்கள் வரை இருப்பதே! இந்த அலைநீளம் பல மூலகங்களின் அணுக்களை விடச் சிறியதாகும்.

எக்ஸ் கதிர்கள் முதன் முதலில் ஜேர்மன் விஞ்ஞானி வில்ஹெம் கொன்ராட் ராண்ட்ஜன் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. 1895 இல் இவர் உடம்பினூடாக செல்லும் எக்ஸ் கதிர்கள், உடம்பினுள் இருக்கும் எலும்புகளை படம்பிடிப்பதைக் கண்டறிந்தார். உடம்பின் ஒரு பக்கத்தில் எக்ஸ் கதிர் உணர்திறன் கொண்ட படச்சுருள் வைக்கப்படும், மறுபக்கமிருந்து உடம்பினூடாக எக்ஸ் கதிர் செலுத்தப்பட, உடம்பில் இருக்கும் எலும்புகள் அடர்த்தி கூடியவை என்பதால் அவற்றால் எக்ஸ் கதிர்கள் உருஞ்சப்பட அவற்றின் நிழல் மட்டும் படச்சுருளில் விழும், எலும்புகள் அற்ற பிரதேசத்தினூடாக எக்ஸ் கதிர்கள் சென்றுவிடுவதால் அது எந்தவொரு நிழலையும் படச்சுருளில் ஏற்படுத்துவதில்லை, இப்படித்தான் வைத்தியசாலைகளில் எக்ஸ் கதிர்ப் படங்கள் எடுக்கப்படுகின்றன.

மேலும் எக்ஸ் கதிர்கள் எனப் பெயரிட்டவரும் வில்ஹெம் கொன்ராட் ராண்ட்ஜன் தான். “என்னவென்று தெரியாத” கதிர் என்பதனைக் குறிக்கவே அவர் X என்கிற எழுத்தைப் பாவித்தார். பின்னர் அதுவே வழக்காகிவிட்டது. சில இடங்களில் இந்தக் கதிர் ராண்ட்ஜன் கதிர் எனவும் அழைக்கப்படுகிறது.

பூமியில் மட்டும் நான் இந்த எக்ஸ் கதிர்களை உருவாக்கவில்லை, இயற்கையில் எக்ஸ் கதிர்களை உருவாக்கும் ஜாம்பவான் நமது அருகிலேயே இருக்கும் அரக்கன் – சூரியன்!

nustar
சூரியனின் எக்ஸ் கதிர்வீச்சு, படம்: நாசா

சூரியன் கட்புலனாகும் மின்காந்த அலைவீச்சில் கதிர்வீச்சை அதிகம் வெளியிட்டாலும், சூரியனின் மேற்பரப்பில் இருக்கும் கொரோனா என்கிற பகுதி அதாவது சூரியனின் வளிமண்டலம் எனலாம், இது சூரியனின் மேற்பரப்பை விட அதிக வெப்பநிலை கொண்டது! (கொரோனாவின் வெப்பநிலை 1 மில்லியன் பாகை செல்சியஸ் வரை செல்லும்) இந்த அதிகவான வெப்பநிலை அந்தப் பிரதேசம் எக்ஸ் கதிர்களை வெளியிடுவதற்குக் காரணமாக இருக்கிறது.

விஞ்ஞானிகள் கொரோனாவைப் பற்றிய ஆய்வுகள் செய்வதற்கு செய்மதிகளைப் பயன்படுத்தி எக்ஸ் கதிர் மூலம் கொரோனாவை படம்பிடிக்கின்றனர். இதன் மூலம் தெளிவாக கொரோனாவின் அமைப்பு மற்றும் அதன் சக்தி மாற்றம் பற்றிய ஆய்வுகள் இடம்பெறுகின்றன.

ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை அது வெளிவிடும் கதிர்வீச்சின் தன்மையைத் தீர்மானிக்கிறது. அகச்சிவப்புக் கதிர்கள் பற்றிய பகுதியில் இதனைப் பற்றி நாம் தெளிவாகப் பார்த்திருக்கின்றோம். ஒரு பொருளின் வெப்பநிலை அதிகரிக்க அதிகரிக்க அது வெளியிடும் கதிர்வீச்சின் அலைநீளம் குறைவடைகிறது. ஆகவே எக்ஸ் கதிரின் அளவு அலைநீளம் கொண்ட கதிர்வீச்சை வெளியிட குறித்த பொருள் பல மில்லியன் பாகை செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் இருக்கவேண்டும்.

அதிர்ஷ்டவசமாக அப்படி பல பொருட்கள் விண்வெளியில் இருக்கின்றன – பல்சார், பாரிய சுப்பர்நோவா எச்சங்கள், மேலும் கருந்துளைகள், அவற்றைச் சுற்றி இருக்கும் தூசுச்தட்டுக்கள் போன்றவை இவற்றுக்கு உதாரணம்.

இவற்றை எக்ஸ் கதிர் தொலைநோக்கிகள் மூலம் நாம் படம் பிடிக்கின்றோம். தொலைநோக்கிகள் என்றவுடன் நீங்கள் சாதாரண ஒளித்தொலைநோக்கி போல இந்த எக்ஸ் கதிர் தொலைநோக்கிகள் இருக்கும் என்று எண்ணிவிடவேண்டாம். ஏன் என்று பார்க்கலாம் வாருங்கள்.

முதலாவது, எக்ஸ் கதிர்களின் அலைநீளம் மிகச் சிறியது, மேலும் எக்ஸ் கதிர்களின் போட்டோன்கள் (photon) கட்புலனாகும் ஒளியை விட அதிக சக்தி வாந்த்தவை. இவை கண்ணாடியில் பட்டுத் தெறிப்படையாது, மாறாக கண்ணாடிக்குள் ஊடுகடந்து சென்றுவிடும் – கண்ணாடி என்ற ஒன்றே அங்கு இல்லதது போல!

ஆகவே சாதாரண தொலைநோக்கிகளைப் போல எக்ஸ் கதிர் தொலைநோக்கிகளை அமைக்க முடியாது. ஆகவே எப்படி இந்தத் தொலைநோக்கிகளை அமைக்கின்றார்கள் என்றும் பார்க்கலாம்.

grazing_incidence_full

முதலில் மேலே உள்ள படத்தைப் பாருங்கள். சாதாரண ஒளி கண்ணாடியில் பட்டுத் தெறிப்படைகிறது, ஆனால் எக்ஸ் கதிர் அப்படியே சென்று விடுகிறது அல்லவா? ஆனால் எக்ஸ் கதிரை கண்ணாடிக்குச் சரிவாக அனுப்புவதன் மூலம் அதனை சற்றே தெறிப்படையச் செய்ய முடியும். இதனை “grazing incident” என அழைக்கின்றனர், அதனை நாம் மேச்சல் நிகழ்வு எனலாம், ஆமாம், எக்ஸ் கதிர் போட்டோன்களை மாடுகளை மேப்பதைப் போல மேத்தல் என்றும் எடுத்துக்கொள்ளலாம்!

ஆகவே சாதாரண தொலைக்காட்டிகளில் இருப்பது போல அல்லாமல், எக்ஸ் கதிர் தொலைக்காட்டிகளில் ஆடிகள் மிகச் சரிவாக வைக்கப்பட்டுள்ளன. அடுத்த படத்தைப் பார்ப்பதன் மூலம் இதனை விளங்கிக்கொள்ளலாம்.

xray_telescope_multimirror.jpg

பல அடுக்குகளில் வெங்காயம் போல எக்ஸ் தொலைநோக்கி ஆடிகள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. இப்படியாகத் தயாரிக்கப்பட்ட ஆடிகள் மூலம் வரும் எக்ஸ் கதிர்கள் ஒரு முனையில் குவிக்கப்படும். இப்படிக் குவிப்பதன் மூலம் துல்லியமான படத்தினைப் பெறமுடியும். துல்லியமான படங்கள் மூலம் விஞ்ஞானிகள் சூப்பர்நோவா வெடிப்பு, கருந்துளைகள் மற்றும் பேரடைகள் என்பவற்றை தெளிவாக ஆய்வுகள் செய்யமுடியும்.

கீழே உள்ள படங்கள், பல அடுக்குகளில் வெங்காயம் போல உருவாக்கப்பட்டுள்ள எக்ஸ் கதிர் ஆடியாகும். இவை பொதுவாக தங்கம், இரிடியம்  போன்ற மூலகங்களால் செய்யப்படுகின்றன.

அடுத்ததாக எக்ஸ் தொலைநோக்கிகளை பூமியில் பயன்படுத்த முடியாது, காரணம் பூமியின் வளிமண்டலம் எக்ஸ் கதிர்வீச்சை வடிகட்டிவிடுவதால், எக்ஸ் தொலைநோக்கிகள் விண்வெளித் தொலைநோக்கிகளாகவே இருக்கமுடியும்.

நாசா போன்ற விண்வெளி ஆய்வு நிறுவனங்கள், தங்களிடம் இருக்கும் பல தொலைநோக்கிகளைக் கொண்டு ஒரே விண்வெளிப் பொருட்களை படம்பிடித்து அவற்றை ஒன்று சேர்த்து மிகத் துல்லியமான வெளியீட்டை உருவாக்குகின்றன.

கீழே உள்ள படம், காஸியோப்பியா ஏ (Cassiopeia A) எனப்படும் சூப்பர்நோவா வெடிப்பின் எச்சமாகும். இந்தப் படத்தில் இருக்கும் சிவப்பு நிறங்கள் நாசாவின் ஸ்பிட்சர் அகச்சிவப்புத் தொலைநோக்கி மூலம் பெறப்பட்டது. மஞ்சள் நிறப் பகுதிகள் கட்புலனாகும் ஒளியலை வீச்சில் ஹபிள் தொலைநோக்கி மூலம் பெறப்பட்டவை. பச்சை மற்றும் நீல நிறப் பகுதிகள் சந்திரா எக்ஸ் கதிர் தொலைநோக்கி மூலம் பெறப்பட்டவை. இவற்றை கணணி மென்பொருள் மூலம் ஒன்றிணைத்து அழகிய படமாக உருவாக்கியுள்ளனர்.

emsXRays_mainContent_supernova-casA.png

இந்த சூப்பர்நோவா வெடிப்பில் இருக்கும் எக்ஸ் கதிர் பகுதிகள் அண்ணளவாக 10 மில்லியன் பாகை வெப்பநிலை கொண்ட தூசுகளாகும். இவை சுப்பர்நோவா வெடிப்பின் போது விண்வெளியில் விசிறி எறியப்பட்டவை. அப்படி எறியப்பட்ட இந்தத் தூதுகள் சுப்பர்நோவாவைச் சுற்றியுள்ள வாயுக்கள் மற்றும் தூசுகளில் மோதுவதால் இந்த வெப்பநிலை உருவாகிறது – இவை மோதும் வேகம் மணிக்கு பத்து மில்லியன் மையில்கள் என்றால் பார்த்துக்கொள்ளுங்கள், இந்த வெடிப்பின் உக்கிரத்தன்மையை.

அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சு மற்றும் எக்ஸ் கதிர் வீச்சு ஆகியவறை ஒன்றாக பார்ப்பதன் மூலம் ஆய்வாளர்கள், எப்படி வேறுபட்ட வெப்பநிலையில் இருக்கும் வாயுக்கள் ஒன்றாக சேர்ந்து இருக்கின்றன என்று ஆய்வு செய்ய உதவுகிறது.

இது மட்டுமல்லாது, சூரியனில் இருந்து வரும் எக்ஸ் கதிர்கள், பூமியின் காந்தப்புலத்தினுள் உள்வாங்கப்பட்டு, அழகிய அரோரா துருவப்பகுதிகளில் உருவாக்குவதைப் போல, எக்ஸ் கதிர் அரோராவை உருவாக்குகின்றன. ஆனால் எம்மால் அவற்றை வெறும் கண்களால் பார்க்க முடியாது. மேலும் இவை பூமியின் மேற்பரப்பை வந்தடைவதில்லை. பூமியின் வளிமண்டலத்தால் உறுஞ்சப்பட்டுவிடும்.

கீழே உள்ள படம் துருவ செய்மதியில் உள்ள Polar Ionospheric X-ray Imaging Experiment (PIXIE) எனப்படும் கருவியால் எடுக்கப்பட்ட எக்ஸ் கதிரின் அரோரா புகைப்படம்.

emsXRays_mainContent_earth-xray-aurora.png

எக்ஸ் கதிரைப் பற்றி பார்த்துவிட்டோம், அடுத்ததாக காமா கதிர்வீச்சைப் பற்றிப் பார்க்கலாம்.

படங்கள் மற்றும் தகவல்கள்: நாசா, விக்கிபீடியா, மற்றும் இணையம்


மேலும் பல அறிவியல் தகவல்களுக்கு, பரிமாணத்தின் பேஸ்புக் பக்கத்தை லைக் செய்யுங்கள் :- https://facebook.com/parimaanam

%d bloggers like this: