ಲೇಸರ್@೬೦: ಬೆಳಕು ಮತ್ತೆ ಹುಟ್ಟಿದ ದಿನ !

ಈ ಜಗತ್ತು ನಮ್ಮ ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣುವಂತೆ ಮಾಡುವುದು ಬೆಳಕು. ನಮ್ಮ ದಿನ ಬೆಳಗಿನಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುವುದು. ಬೆಳಕೇ ನಮ್ಮ ಜೀವನದ ಮಹತ್ತರವಾದ ಭಾಗ. ಹೀಗಾಗಿ ಬೆಳಕಿಗಾಗಿಯೇ ಒಂದು ದಿನ ಮೀಸಲಿಡಬೇಕಲ್ಲವೆ ? ಅಂತೆಯೇ ಪ್ರತಿ ವರ್ಷದ ಮೇ ಹದಿನಾರನೇ ತಾರೀಕು ಅಂತಾರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಬೆಳಕಿನ ದಿನ (International day of light) ಎಂದು ಆಚರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ . ಈ ದಿನ ಲೇಸರ್ ಬೆಳಕಿನ ಹುಟ್ಟುಹಬ್ಬ.

ಈ ಲೇಸರ್ ನ ಉಗಮದ ಕಥೆ ಅತ್ಯಂತ ರೋಚಕವಾಗಿದೆ.ಬೆಳಕು ಸರ್ವವ್ಯಾಪಿಯಾಗಿದ್ದು ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾತದ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಹಿಸಬಲ್ಲದಾಗಿದ್ದರೂ, ಪ್ರಯೋಗಗಳ ವಿಷಯಕ್ಕೆ ಬಂದಾಗ, ಬೆಳಕಿಗೆ ತನ್ನದೇ ಆದ ಕೆಲವು ಮಿತಿಗಳಿವೆ. ಈ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಮೀರಿ ನಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಅನುಕೂಲಕ್ಕೆ ಒಗ್ಗಬಲ್ಲಂತಹ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲದ ಹುಡುಕಾಟ ಬಹಳ ವರ್ಷಗಳಿಂದ ಸಾಗಿತ್ತು.

ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಐನ್ ಸ್ಟೈನ್ ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನಾ ಲೇಖನದಲ್ಲಿ, ಬೆಳಕಿನ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಅರ್ಥೈಸಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯ ಹೊಸ ರೀತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸುವಾಗ stimulated emission (ಉದ್ದೀಪಿತ ಉತ್ಸರ್ಜನೆ) ಎಂಬ ಬೆಳಕಿನ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಹೊಸ ಆಯಾಮಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಕುತೂಹಲ ಮತ್ತು ಚರ್ಚೆಯನ್ನು ಹುಟ್ಟುಹಾಕಿದರು. ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಗಮನಿಸಿದ ಕೆಲವು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು,”ಇದು ಪ್ರಕೃತಿ ಸಹಜವಲ್ಲದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಅಪಾರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವಿನಿಯೋಗಿಸಬೇಕು . ಇದು ಅಸಾಧ್ಯ” ಎಂದು ಮೂಗುಮುರಿದರು.

ಉದ್ದೀಪಿತ ಉತ್ಸರ್ಜನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಇರಬಹುದಾದ ಮೇಲಿನ ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಿರಲೇಬೇಕಾದ ಅನಿವಾರ್ಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಬಗ್ಗೆ ಈಗ ಗಮನ ನೀಡಬೇಕಾಯಿತು. ಕೆಳಗಿನ ಕಕ್ಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಭದ್ರವಾಗಿ ತಳವೂರಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನುಗಳನ್ನು ಮೇಲಕ್ಕೇರಿಸುವ ಕಾರ್ಯವನ್ನು (ಇದಕ್ಕೆ ಸಮಷ್ಟಿ ಪ್ರತಿಲೋಮನ - population inversion ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ) ಮಾಡಲು ಸೂಕ್ತ ಶಕ್ತಿಮೂಲಗಳ ಅನ್ವೇಷಣೆ ಆರಂಭವಾಯಿತು. ಈ ಅನ್ವೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತೊಂದು ಮಹತ್ವಪೂರ್ಣವಾದ ವಿಷಯದ ಅರಿವಾಯಿತು. ಅದೇನೆಂದರೆ, ಎಲ್ಲ ಧಾತು/ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಈ population inversion ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗಲು ತಯಾರಿರುವುದಿಲ್ಲ, ನಾವು ಎಷ್ಟೇ ಶಕ್ತಿ ನೀಡಿದರೂ! ಮನಸ್ಸಿದ್ದರೆ ಮಾರ್ಗವೆಂದು ನಂಬಿದ ಪ್ರಯೋಗಶೀಲ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು, ಯಾವ್ಯಾವ ಧಾತು ಅಥವಾ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲಿ ಈ population inversion ಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ಐನ್ ಸ್ಟೈನ್ ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ ಸಿದ್ಧಾಂತದ ಬೆನ್ನಟ್ಟಿ ಹೋದರು. ಇಂತಹಾ ಹಠವಾದಿ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಬಗ್ಗಿಸಲು ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದದ್ದಾಯಿತು! ೧೯೨೮ರಲ್ಲಿ Rudolf W. Ladenburg ಉದ್ದೀಪಿತ ಉತ್ಸರ್ಜನೆಯನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಿ ತೋರಿಸಿದರು.

ಒಂದು ಪ್ರಯೋಗ ಯಶಸ್ವಿಯಾದ ತಕ್ಷಣ, ಆ ಪ್ರಯೋಗದ ಕೂಸು ಜಗತ್ತಿಗೆ ಉಪಯೋಗ ಆಗಬಲ್ಲುದೆ ಎಂಬ ಯೋಚನೆಯೇ ಮುಖ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾಗಿ, ಉದ್ದೀಪಿತ ಉತ್ಸರ್ಜನೆ ಯಿಂದ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುವ ಬೆಳಕು ಪ್ರಖರವಾಗಿ, ತೀಕ್ಷ್ಣವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚು ದಟ್ಟವಾಗಿ,ನಿರಂತರವಾಗಿ ಪ್ರವಹಿಸಲು ಬಹಳ ತೊಡಕುಗಳಿದ್ದವು.ಆ ತೊಡಕುಗಳನ್ನೆಲ್ಲ ಒಂದೊಂದಾಗಿ ಬಿಡಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಟೊಂಕಕಟ್ಟಿ ನಿಂತರು .

೧೯೫೦ರಲ್ಲಿ , Alfred Kastler ಅವರು optical pumping, ಎಂಬ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದರು ಈ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಎರಡು ವರ್ಷಗಳ ನಂತರ Brossel, Kastler, and Winter ಅವರು ಸಾಧಿಸಿ ತೋರಿಸಿದರು.

ಇಷ್ಟೆಲ್ಲಾ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಕಷ್ಟಪಟ್ಟರೂ, ಲೇಸರ್ ನ ಉಗಮವಾಗಲು ಇನ್ನೂ ಸ್ವಲ್ಪ ವಿಘ್ನಗಳಿದ್ದವು. ಅವೇನೆಂದರೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಂಪಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಉದ್ದೀಪಿತ ಉತ್ಸರ್ಜನೆಯಿಂದ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುತ್ತಿದ್ದ ಬೆಳಕು ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ನಿಲ್ಲುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ. ಬೆಳಕು ಅವ್ಯಾಹತವಾಗಿ ಪ್ರವಹಿಸಲು ಯಾವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಬೇಕೆಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪತ್ತೆ ಹಚ್ಚಲಾರದೆ ಹೆಣಗಾಡುತ್ತಿದ್ದರು.

ಅಮೇರಿಕದ ಕೊಲಂಬಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ೧೯೫೪ರಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಲ್ಸ್ ಟೌನ್ಸ್, ಜೇಮ್ಸ್ ಗಾರ್ಡನ್ ಮತ್ತು ಜೀಗರ್ ಎಂಬ ಮೂರು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಮೇಸರ್. MASER( microwave amplification by stimulated emission of radiation) ಅನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿ ತೋರಿಸಿದರು. ಅವರು ಅಮೋನಿಯಾ ಇಂದ ಮೇಸರ್ ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದ್ದರು. ಅಂದರೆ, ಅಮೋನಿಯಾ ರಾಸಾಯನಿಕದಲ್ಲಿ ಸಮಷ್ಟಿ ವಿಲೋಮನವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿತ್ತು. ಆದರೆ ಇದರಿಂದ ದೃಗ್ಗೋಚರ ಬೆಳಕು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಬದಲು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿತ್ತು ಮತ್ತು ಈ ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಉದ್ದೀಪಿತ ಉತ್ಸರ್ಜನೆಯಾಗಿತ್ತು ಸಹ. ಇನ್ನು ನಾವು ದೃಗ್ಗೋಚರ ಬೆಳಕಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ದೂರವಿಲ್ಲ ಎಂದು ಅರಿತ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಮುನ್ನುಗ್ಗಿದರು. ಇದು ಲೇಸರ್ ಆವಿಷ್ಕಾರಕ್ಕೆ ಮೊದಲ ಮೆಟ್ಟಿಲಾಯಿತು.ಆನಂತರ ಟೌನ್ಸ್ ರವರು ಶಾವ್ಲೊವ್ ಅವರ ಜೊತೆಗೂಡಿ ಐನ್ ಸ್ಟೈನ್ ರವರ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಲೇಸರ್ ನ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಪ್ರಚುರಪಡಿಸಿದರು.

ಹಲವಾರು ಏಳುಬೀಳುಗಳನ್ನು ಕಂಡ ನಂತರ ೧೯೬೦ರ ಮೇ ಹದಿನಾರಂದು ಮೈಮನ್ ರವರು ಪ್ರಪ್ರಥಮ ಬಾರಿಗೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಪ್ರಪಂಚದ ಮೊಟ್ಟ ಮೊದಲ ರೂಬಿ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಮಾಡಿ ತೋರಿಸಿದರು. ಈ ಮಹಾನ್ ಸಾಧನೆಯ ಸವಿನೆನಪಿಗಾಗಿಯೇ ಈ ದಿನವನ್ನು ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಬೆಳಕಿನ ದಿನ ಎಂದು ಆಚರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವರ್ಷದ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಬೆಳಕಿನ ದಿನ, ಲೇಸರ್‌ನ ಅರವತ್ತನೇ ಹುಟ್ಟುಹಬ್ಬವೂ ಹೌದು!

ವಿಶ್ವದ ನಿರ್ವಾತವನ್ನೇ ಭೇದಿಸಿಕೊಂಡು ಬರಬಲ್ಲ ಬೆಳಕು ಲೇಸರ್ ರೂಪತಾಳಲು ಹಲವಾರು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ವಾದದ ವ್ಯೂಹಗಳನ್ನು ಭೇದಿಸಿಕೊಂಡು ಬರಬೇಕಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿ ಉಂಟಾಗಿದ್ದು ವಿಜ್ಞಾನದ ಹಲವಾರು ಸೋಜಿಗಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು. ನ್ಯೂಟನ್ನಿನ ನಿಯಮಗಳ ಆಚೆಗಿನ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಊಹಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಕಷ್ಟ ಪಡುತ್ತಿದ್ದ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಐನ್ ಸ್ಟೈನ್ ಕ್ವಾಂಟಂ ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳ ಅನುಸಾರ ಉದ್ದೀಪಿತ ಉತ್ಸರ್ಜನೆ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದರು. ಪ್ರಕೃತಿಸಹಜವಲ್ಲದ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಅಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ನಂಬಿಕೊಂಡಿದ್ದಿದ್ದರೆ, ಈವರೆಗೂ ನಾವು ಲೇಸರ್ ನ ಉಗಮಕ್ಕೆ ಕಾಯಬೇಕಿತ್ತೇನೋ!

ಮೈಮನ್ ನ ಪ್ರಯೋಗದ ಮೂಲಕ ಮೇ ಹದಿನಾರಂದು ಲೇಸರ್ ನ ಜನ್ಮದೊಂದಿಗೆ ಅನಾದಿ, ಅನಂತ, ಪ್ರಖರ, ತೀಕ್ಷ್ಣ, ಏಕರೂಪದ ಬೆಳಕಿಗೆ ಮರುಹುಟ್ಟು ದೊರೆಯಿತು. ಲೇಸರ್ ಎಂಬ ಹೊಸನಾಮದೊಂದಿಗೆ ಅದರ ರೂಪ ಮತ್ತಷ್ಟು ಮನೋಹರವಾಯಿತು, ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ನೂರ್ಮಡಿಯಾಯಿತು ಮತ್ತು ಅದರ ಕಾರ್ಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿ ಹೊಸ ಎಲ್ಲೆಗಳನ್ನು ಮುಟ್ಟಿತು. . ಎಷ್ಟೋ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಸಂಯಮ, ಸಂಗಮ ಮತ್ತು ಸಮನ್ವಯದಿಂದ ಉಂಟಾದ ಈ ಬೆಳಕು, ಆಟಿಕೆಯಿಂದ ಹಿಡಿದು ಆಕಾಶದ ಎಲ್ಲೆಗಳನ್ನು, ಅಷ್ಟೇ ಏಕೆ, ಇಡಿಯ ವಿಶ್ವವನ್ನೇ ತನ್ನ ಕಾರ್ಯವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ.