Nobel Prize for Physics 2018
સ્વીડનની રોયલ સ્વીડીશ એકેડેમી ઓફ સાયન્સીસ દ્વારા વર્ષ ૨૦૧૮ નું ભૌતિકવિજ્ઞાનનું નોબેલ પારિતોષિક બીજી ઓક્ટોબરે જાહેર કરવામાં આવ્યું. અમેરિકાના આર્થર એશ્કિન, ફ્રાંસના જેરાર્ડ મોરો અને કેનેડાના મહિલા ભૌતિકવિજ્ઞાની ડોના સ્ટર્કલેન્ડને સંયુક્તપણે આ વર્ષનું નોબેલ પારિતોષિક એનાયત થયું. આર્થર એશ્કિનને નોબેલ પ્રાઇઝની કુલ ધનરાશિનો અડધો ભાગ જ્યારે જેરાર્ડ મોરો અને ડોના સ્ટર્કલેન્ડને કુલ ધનરાશિનો ચોથો ભાગ આપવામાં આવશે.
આ વર્ષના ભૌતિકવિજ્ઞાનના નોબેલ પારિતોષિકની જાહેરાત સાથે અગાઉના ઘણા રેકર્ડ તુટી ગયાં. સૌથી પહેલાં તો ભૌતિકવિજ્ઞાનના નોબેલ પ્રાઇઝમાં ડોના સ્ટર્કલેન્ડ જેવાં મહિલા વિજ્ઞાનીનું નામ હોવું સુખદ આશ્ચર્ય છે. વર્ષ ૧૯૦૩માં મેરી ક્યુરી અને વર્ષ ૧૯૬૩માં મારિયા મેયરને ભૌતિકવિજ્ઞાનનું નોબેલ એનાયત થયું એ પછી ડોના સ્ટર્કલેન્ડ નોબેલ ઇતિહાસના ત્રીજા એવાં મહિલા બન્યા જેમને ભૌતિકવિજ્ઞાનનું નોબેલ મળ્યું હોય! છેલ્લાં ૫૫ વર્ષમાં ભૌતિકવિજ્ઞાનનું નોબેલ જીતનારા એ પ્રથમ મહિલા છે. વિજ્ઞાનમાં મહિલાઓના પ્રદાનની ઓછી નોંધ લેવામાં આવે છે એનો આ તાદૃશ કિસ્સો છે. મોટાભાગના મહાન માણસોના જીવન વિશેની માહિતી માટે તેમના નામે વિકિપિડિયાનું પેજ હોય જ છે પરંતુ નોબેલ પારિતોષિકની જાહેરાતના સમય સુધી ડોના સ્ટર્કલેન્ડનું કોઇ વિકિપિડિયા પેજ હતું નહીં. ડોના સાથે કામ કરતાં મોટાભાગના પુરૂષ સંશોધકોની વિકિપિડિયાએ નોંધ લીધી છે પરંતુ ડોનાની નોંધ લેવાઇ ન હતી. હવે, નોબેલ મળ્યાની ગણતરીની મિનિટોમાં જ ડોનાના નામનું વિકિપિડિયા પેજ બની ગયું છે. વિજ્ઞાનમાં અને એમાંય ભૌતિકવિજ્ઞાનમાં સંશોધન કરી રહેલ અથવા તો સંશોધન કરવા ઇચ્છતી તમામ મહિલાઓ માટે ડોના સ્ટર્કલેન્ડ પ્રેરણા સમાન બની ગયાં છે. ભૂતકાળમાં લીઝ માઇટનર અને જોસેલીન બેલ બર્નેલ જેવી આલાતરીન મગજ ધરાવતી હોનહાર મહિલા ભૌતિકવિજ્ઞાનીઓ તેમની બહેતરીન શોધો માટે સંપૂર્ણપણે નોબેલ મેળવવાને પાત્ર હોવા છતાં એક યા બીજા કારણે નોબેલ ન અપાયું હોઇ વિવાદો સર્જાઇ ચુક્યા છે, છતાં વિવાદોને બાજુ પર મુકીને જોઇએ તો પણ આ વર્ષના નોબેલ વિજેતા ડોના સ્ટર્કલેન્ડ બુધ્ધીમત્તાની રીતે હોનહાર હોઇ મહિલાઓ માટે પ્રેરણાસ્ત્રોત ચોક્કસ બન્યાં છે. એ સિવાય બીજો રેકર્ડ નોબેલનો અડધોઅડધ ભાગ જીતનાર વયોવૃધ્ધ વિજ્ઞાની આર્થર એશ્કિને તોડ્યો છે. આર્થર એશ્કિનની વય હાલ ૯૬ વર્ષની છે. નોબેલના ઇતિહાસમાં કોઇપણ ક્ષેત્રમાં સૌથી મોટી ઉંમરે નોબેલ મેળવનાર વ્યક્તિ તરીકે એમનું નામ દર્જ કરાવ્યું છે. એશ્કિન પહેલા રશિયામાં જન્મેલા અને પછીથી અમેરિકન બની ગયેલા અર્થશાસ્ત્રી લિયોનિદ હર્વિક્ઝને વર્ષ ૨૦૦૭માં ૯૦ વર્ષની ઉંમરે નોબેલ પ્રાઇઝ મળ્યું હતું. ૨૦૧૮ સુધી તેઓ નોબેલ પ્રાઇઝ જીતનાર સૌથી મોટી ઉંમરના વ્યક્તિ હતાં પણ હવે ૯૬ વર્ષની ઉંમરના રેકર્ડ સાથે આર્થર એશ્કિન પ્રથમ નંબરે આવી ગયાં છે. એ સિવાય ત્રીજા વિજ્ઞાની ફ્રાંસના જેરાર્ડ મોરો છે જેમના હાથ નીચે ડોના સ્ટર્કલેન્ડે કામ કર્યું છે. અર્થાત ગુરુ-શિષ્યા બંનેને એકસાથે નોબેલ મળ્યું છે. આ ગુરુ-શિષ્યા બંનેએ ડીસેમ્બર-૧૯૮૫ માં પ્રકાશિત કરેલ પ્રથમ રિસર્ચ પેપર માટે આ નોબેલ પારિતોષિક એનાયત થયું છે.
આર્થર એશ્કિનનો જન્મ વર્ષ ૧૯૨૨માં અમેરિકાના ન્યુયોર્ક શહેરમાં થયો હતો. વર્ષ ૧૯૪૭માં તેઓ અમેરિકાની કોલંબિયા યુનિવર્સિટિમાંથી સ્નાતક થયાં. વર્ષ ૧૯૫૨માં અમેરિકાની કોર્નેલ યુનિવર્સિટિમાંથી Ph.D. થયા તથા વર્ષ ૧૯૯૧ સુધી અમેરિકાની પ્રખ્યાત બેલ લેબમાં સંશોધક તરીકે ફરજો બજાવતાં હતાં. બીજા વૈજ્ઞાનિક જેરાર્ડ મોરોનો જન્મ વર્ષ ૧૯૪૪માં ફ્રાન્સના આલ્બર્ટવિલેમાં થયો હતો. તેમણે વર્ષ ૧૯૭૩માં ફ્રાન્સની યુનિવર્સિટિ ઓફ ગ્રેનોબલમાંથી Ph.D. કર્યું. તેઓ હાલ ફ્રાન્સની Ecole Polytechnic માં પ્રોફેસર તરીકે ફરજો બજાવે છે. તેઓ છેલ્લા ૩૦ વર્ષથી અમેરિકાની યુનિવર્સિટિ ઓફ મિશિગનમાં પણ એમિરટ્સ પ્રોફેસર તરીકે ફરજો બજાવે છે. ઉપરાંત તેઓ International Centre for Zetta-Exawatt science and techanology નામની સંસ્થાના ડાયરેક્ટર છે. આ સંસ્થા ઉંચી તીવ્રતાવાળા અત્યંત ઝડપી લેસર પલ્સ ઉપર સંશોધન કરે છે. ડોના સ્ટર્કલેન્ડનો જન્મ વર્ષ ૧૯૫૯માં કેનેડાના ગ્વેલ્ફમાં થયો હતો. હાલમાં તેઓ કેનેડાની વોટરલુ યુનિવર્સિટિ ખાતે એસોશિએટ પ્રોફેસર તરીકે કાર્યરત છે.
આ ત્રણેય સંશોધકોને મૂળભૂત રીતે લેસર ફિઝીક્સ અને લેસર સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીમાં તેમના અગત્યના યોગદાન બદલ નોબેલ પારિતોષિક એનાયત કરવામાં આવ્યું છે. આર્થર એશ્કિનનું નામ ‘optical tweezer’ ની શોધ માટે ખાસ જાણીતું છે. Tweezer મતલબ અતિશય ઝીણી વસ્તુ ઉપાડવા માટેનો અત્યંત નાનો ચિપિયો. એશ્કિને લેસર લાઇટ વડે નાના ચિપિયા જેવું કામ લઇ શકાય એવી ટેકનીક વિકસાવી છે, જેને ઓપ્ટીકલ ટ્વીઝર નામ આપવામાં આવ્યુ છે. લેસરના તીવ્ર સંકેન્દ્રીત બીમનાં અત્યંત ટુંકા ગાળાના પલ્સ નો ઉપયોગ કરીને સૂક્ષ્મ વસ્તુ (એશ્કિનના પ્રયોગ મુજબ બેક્ટેરિયા કે વાઇરસ) પર ઇચ્છિત બળ લગાવી એને ખસેડી શકાય છે. માત્ર ખસેડી શકાય એટલું જ નહીં પરંતુ લેસરની વચ્ચે કોઇ કણ કે પછી વાઇરસ અથવા બેક્ટેરિયાને કેદ પકડીને (જી હા, લેસર લાઇટ વડે બનેલા અદૃશ્ય પીંજરામાં કેદ પકડીને) એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ ખસેડી શકાય છે. એશ્કિને લેસરના બીમને સૂક્ષ્મ સ્તર પર મિકેનિકલ કાર્ય કરતું નાનકડું પાનું (કારીગરનું પાનું) બનાવી દીધું. આમ જોવા જઇએ તો આ શોધ નથી, આ તો મસમોટું આશ્ચર્ય છે. ઉંચી ઉર્જાવાળા લેસરના તીવ્ર બીમને (એ પણ પલ્સવાળું બીમ) ચિપિયા તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય, મતલબ કે પ્રકાશ વડે કોઇ વસ્તુને પકડી શકાય એ ભૌતિકવિજ્ઞાન માટે અત્યંત નવી શોધ છે. આ કાર્ય પાછળ એશ્કિનનો મૂળ ઉદ્દેશ્ય બાયોલોજી સાથે સંબંધિત હતો. એશ્કિન એ સમજવા માંગતા હતાં કે કોષની અંદરનું કાર્ય કઇ રીતે ચાલે છે અને અણુઓની બનેલી મોટર (molecular motor) કઇ રીતે કોષને પાવર (ઉર્જા) પુરી પાડે છે. એશ્કિનની આ શોધમાં સહાયભૂત થાય એ રીતે યોગ્ય પ્રકારના પલ્સ વાળા લેસર બીમ વિકસાવવાની જરૂર હતી. જેરાર્ડ મોરો અને ડોના સ્ટર્કલેન્ડે એ કાર્ય બખૂબી કરી બતાવ્યું.
ખૂબજ ઉંચી તીવ્રતાવાળા અત્યંત ટૂંકા (ultra short) લેસર પલ્સ કે જેને એક ખાસ નામ Chirped Pulse Amplification (CPA) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, એ ટેકનોલોજી આ લોકોએ વિકસાવી. આ પ્રક્રિયા વિકસાવવી અઘરી હતી પરંતુ સ્ટર્કલેન્ડે લેસરના તરંગને સહેજ સ્ટ્રેચ કરી એમ્પ્લિફાય (મોટું) કરી વળી પાછું દબાવીને ફરીથી એમ્પ્લિફાય કરીને ઇચ્છિત પરિણામ મેળવ્યું અને એ રીતે આ ટેકનીક શરૂ થઇ. આ પ્રક્રિયાથી અતિશય સંકેન્દ્રિત તીવ્ર લેસર બીમ મળે છે જે માત્ર ૧ ફેમ્ટોસેકન્ડ (10^-15 સેકન્ડ) અર્થાત સેકન્ડના દસ લાખ અબજમા ભાગ સુધીજ રહી શકે છે. એ પછી એ સંકેન્દ્રિત રહી શકતું નથી. આ અતિસૂક્ષ્મ સમયનો અંદાજો એ રીતે આવશે કે આટલા સમયમાં પ્રકાશ માણસના વાળની જાડાઇ જેટલું જ અંતર કાપી શકે છે.
એકદમ હાલતુરતમાં તો અતિશય સંકેન્દ્રિત લેસર બીમના પલ્સનો ઉપયોગ આંખોની સર્જરી માટે કરી શકાય એમ છે. જેટલા તીવ્ર અને પાતળા લેસર બીમ હશે એટલી ઓછામાં ઓછા નુકસાન સાથે અતિસૂક્ષ્મ ચીરફાડ કરવી પડશે અને એ સૂક્ષ્મ ચીરફાડથી જ આંખના નંબર દૂર કરવા, મોતિયો દૂર કરવો, આંખોની છારી દૂર કરવી જેવી સર્જરી થઇ શકશે. છતાં આ શોધ આટલા પુરતી સિમિત નથી. એના દૂરગામી પરિણામો પણ નાનાસૂના નથી. જો આપણે પરમાણુ કે પરમાણ્વિક કણો સાથે લેસર વડે ઇચ્છિત છેડછાડ કરી શકીએ તો ક્વોન્ટમ ફિઝીક્સના ઘણાબધા રહસ્યોનો પત્તો લગાવી શકાય એમ છે. ક્વોન્ટમ બાયોલોજી નામના નવાસવા ક્ષેત્ર માટે તો આ શોધ ક્રાંતિકારી સાબિત થાય એમ છે. અમુક ભૌતિકવિજ્ઞાનીઓ વધુ પડતા આશાવાદી થઇ એવું માની રહ્યાં છે કે આ ટેકનીકની મદદથી પરમાણ્વિક કણોને પ્રવેગિત કરી શકાશે. તો પછી એવું બનવાની શક્યતાઓ પણ નકારી શકાય નહીં કે Large Hadron Collider (LHC) જેવા વિરાટકાય મશીનોના સ્થાને ઓફીસના ટેબલ ટૉપ પરના નાના મશીનમાં આ ટેકનીકથી કણોને પ્રકાશના વેગની નજીકના વેગથી પ્રવેગિત કરી શકાશે. આવી શોધો પ્રકૃતિને જોવાનો આપણો નજરીયો બદલી રહી છે. બની શકે કે અતિસૂક્ષ્મ સ્તરે આ નવી ટેકનીકના લેસર બીમ વડે ડોકિયું કરીએ અને પદાર્થ સંકેન્દ્રિત વિદ્યુત ચુંબકીય ક્ષેત્ર તરીકે જ મળી આવે..
વર્ષ ૨૦૧૮ નું ભૌતિકવિજ્ઞાનનું નોબેલ પારિતોષિક જીતનાર ત્રણેય ભેજાબાજ ભૌતિકવિજ્ઞાનીઓ આર્થર એશ્કિન, જેરાર્ડ મોરો અને ડોના સ્ટર્કલેન્ડને ખૂબ ખૂબ અભિનંદન.
