Louis_Pasteur.jpgநாம் எல்லோரும் நாள் தோறும் செய்யும் காரியம் இது; சில நிமிடங்களாவது முகம் பார்க்கும் கண்ணாடியின் முன் செலவிடுகிறோம். அப்பொழுது நாம் பார்க்கும் தோற்றம் இடம் வலம் மாறியது. நாம் தன்னிச்சையாக இதைக் கவனிக்காதுவிடுகிறோம். கண்ணால் காணும் உலகைப் போலவே மூலக்கூறுகள் உலகிலும் இதுபோன்ற இட-வல மாற்றங்கள் உண்டு. இன்றைக்கு உலகில் பணம் கொழிக்கும் பல மருந்து நிறுவங்களுக்கு காமதேனுவாக பில்லியன் கணக்கில் பணத்தைக் கொட்டுபவை இந்த இட-வல மூலக்கூறுகள்தாம். இதைப் பற்றி தெரிந்துகொள்ள இன்றைய அதி நவீன ஆராய்ச்சிக்கூடங்கள், எக்ரே, கணினிகள் இவையெல்லாவற்றையும் கொஞ்சம் மறந்து 19ம் நூற்றாண்டு பாரிஸுக்குப் போகவேண்டும்.

1848-ஆம் ஆண்டு, பாரிஸ் நகரின் எக்கோல் நார்மல் சுப்பீரியர் என்ற ஆய்வுக்கூடத்தில் ஒரு தோல்பதனிடும் தொழிலாளியின் மகன் – பெயர் லூயி பாஸ்ட்யுர் – ஒரு இருண்ட மூலையில் எதையோ குடைந்துகொண்டு இருந்தார். அவர் கவனம் அப்பொழுது வைன் செய்யும் குடுவையின் அடியில் தங்கியிருக்கும் கசட்டுப் படிவின் மீது. அந்தக் கசடுப் படிவில் இரண்டு விதமான பொருள்களைப் பிரித்து எடுக்க முடியும். ஒன்றின் பெயர் டார்டாரிக் அமிலம், மற்றதன் பெயன் ரேசமிக் அமிலம். சொல்லப்போனால் இவை இரு வேறு பொருள்கள் அல்ல; இரண்டும் ஒரே வகையான அணுக்களால் பிணைக்கப்பட்ட மூலக்கூறுகள்தாம். பிற வேதிப்பொருள்களுடன் வினைபுரிந்து பார்த்தால் இரண்டும் ஒரே மாதிரியாகத்தான் செயல்படுவதாகத் தெரிந்தது. இரண்டுக்கும் ஒரே ஒரு வித்தியாசம்தான், முனைவாக்கம் கொண்ட ஒளிக்கதிர் இவற்றின்மீது பாயும் பொழுது இவை இரண்டு வேவ்வேறு விதமாகத் தோன்றின.

emanim.gif

அது என்ன முனைவாக்கக் கதிர்கள்? ஒளி மின்காந்த அலை என்று நீங்கள் படித்திருப்பீர்கள் என்று நினைக்கிறேன். காணும் (மற்றும் கண்ணால் காணமுடியாத ரேடியோ, எக்ஸ் கதிர்கள், புற ஊதா, அகச்சிவப்புக் கதிர்கள்) மின் மற்றும் காந்த அதிர்வலைகளால் ஆனவை. இந்த வாக்கியம் செல்லும் திசையில் (—>) ஒளி பாய்ந்தால், இந்த வரிகளுக்குச் செங்குத்துத் திசையில் (காகிதத்தின் மேல்-கீழ்) மின் அதிர்வலைகள் இருக்க, காகிதத்தின் பரப்புக்குச் செங்குத்தாக (ஒரு ஊசியைக் கொண்டு இந்தக் காகிதத்தில் துளைபோடும் திசையில்) காந்த அதிர்வலைகள் இருக்கும். முந்தைய வரியில் சொன்ன மின் அலைகள், காந்த அலைகள் இரண்டும் மாறியும் இருக்கும். (இனி இதைச் சுலபமாகப் புரிந்துகொள்ள காந்த அதிர்வுகளைக் கொஞ்சம் மறந்துவிடலாம்). இப்பொழுது இந்த வரியின் போக்கில் செல்லும் ஒளியலைக்கு இரண்டு தளங்களில் மின் அதிர்வுகள் இருப்பது சாத்தியம். ஒன்று வரிக்குச் செங்குத்தாக (மேல்-கீழ் முனைவாக்கம்) மற்றது காகிதத்தின் தளத்திற்குச் செங்குத்தாக (கிடை மட்டத்தில் முனைவாக்கம்).

முப்பரிமாணத் திரைப்படங்களைப் பார்த்திருப்பிர்கள்தானே! (மை டியர் குட்டிச்சாத்தான் நினைவிருக்கிறதா?) அதை பார்க்கச் செல்லும்பொழுது ஒரு விசேடக் கண்ணாடியைத் தருவார்கள். அதில் இரண்டு கண்களுக்கும் கிடைமட்டம், செங்குத்து தளங்களில் மாத்திரமே ஒளி செல்லும் விசேட பிளாஸ்டிக் இருக்கும். படத்தைத் திரையில் காட்டும்பொழுது ஒன்றுக்கு ஒன்று கொஞ்சம் இடம் மாறியிருக்கும். கண்ணாடியைக் கழற்றிவிட்டுப் பார்த்தால் தெளிவில்லாமல், சரியாக ஃபோகஸ் செய்யாமல் இருப்பதைப் போலத் தெரியும், கண்ணாடியைப் போட்டுக் கொண்ட உடனேயே குழப்பம் மாறி தெளிவாகத் தெரியும், ஏன், இன்னும் கொஞ்சம் விசேடமாகப் படம் முப்பரிமாணத்தில் தெரியும், மந்திரவாதி வாயிலிருந்து வரும் தீ, உங்கள் முகத்துக்கு அருகே வருவதுபோல இருக்கும்.

polarizer.pngசிலவகைப் படிகங்கள் மற்றும் திரவங்களுக்கு ஒரு விசேடப் பண்பு உண்டு. சாதாரணமான ஒளி இவற்றின் வழியே சென்றால் கிடை மட்டத்திலோ, செங்குத்திலோ உள்ள கதிர்களில் ஒருவகை இவற்றால் உள்வாங்கப்படும் (அல்லது எதிரொளிக்கப்படும்), வெளியே இன்னொரு வகைதான் வரும். முப்பரிமாணப் படத்துக்குக் கொடுக்கும் கண்ணாடியைப் போன்றவை சில சிறு குழந்தைகளுக்கான விளையாட்டுப் பொருள்கள் கடையில் கிடைக்கும், (சில சமயங்களில் கார்ட்டூன் புத்தகங்களிலும் இதுபோன்ற கண்ணாடியைத் தருவார்கள்). இதில் இருக்கும் இரண்டு வில்லைகளையும் கழற்றி எடுப்போம். ஒரு பல்பிலிருந்து வரும் ஒளிக்கு (அல்லது சூரியக் கதிர்களுக்கு) நேரே ஒரு வில்லையைப் பிடித்தால் சற்று மங்கலாகத் தெரியும், அதைக் கீழே வைத்துவிட்டு இன்னொன்றை எடுத்துப் பிடித்தால் அதேபோல மஙகலாகத்தான் தெரியும். இப்பொழுது இரண்டு வில்லைகளையும் ஒன்றுக்கு மேல் ஒன்றாக வைத்து ஒளியைப் பார்த்தால் ஒரு அற்புதம் நடக்கும், பெரும்பாலும், வில்லைகளைத் தாண்டி எந்த வெளிச்சமும் வராது. அப்படியே கொஞ்சம் வந்தாலும் ஒரு வில்லையை அப்படியே பிடித்துக் கொண்டு மற்றதை மெதுவாகச் சுற்றினால் ஒரு நிலையில் ஒளி முழுவதுமாக மறைந்துபோகும்.

இதைப் புரிந்துகொள்வது மிகவும் எளிமையானது. வயல்கரையில் முள் வேலிகளைப் பார்த்திருப்பீர்கள்தானே, கிடைமட்டமாக, அல்லது செங்குத்தாக மட்டுமே கட்டப்பட்டிருக்கும் வேலியில் உடம்பைக் குறுக்கிக் கொண்டு நின்று கொண்டோ அல்லது படுத்த வாக்கிலோ நுழைந்து வெளியே வரமுடியும். ஆனால் இரண்டு புறமுகாகச் சதுரவடிவில் கட்டப்பட்டிருந்தால் அதில் நுழைவது சாத்தியமில்லை. இதேபோலத்தான் ஒளியின் முனைப்புக்கும் இந்தப் பிளாஸ்டிக் கண்ணாடிகள் வேலியைப் போலச் செயல்படுகின்றன.

இதற்கு அடுத்த கட்டத்தைப் பார்ப்போம். ஒற்றை வில்லையை ஒளியில் பிடித்தால் மறுபுறத்தில் மங்கலாக, ஒளியின் பிரகாசம் குறைந்து தெரியும் என்று சொன்னேன். அப்படி வெளியே வருவது முனைவாக்கமுள்ள கதிர்கள், அதாவது பல திசைகளிலும் முனைவாக்கம் கொண்ட கதிர்களை இந்த வில்லை ஒரே திசையில் முனைவாக்கமுள்ள கதிராக மாற்றியிருக்கிறது. இது ஒரு விசேட ஒளிக்கதிர். ஒரு சில திரவங்கள் (மற்றும் படிகங்கள்) வழியே முனைவாக்கம் கொண்ட கதிரைச் செலுத்தினால் வெளிவரும் கதிரின் முனைவாக்கம் சற்று சுழன்றிருக்கும். இந்த விளைவுக்கு ஒளி வினை (Optical Activity) என்று பெயர். நான் ஏற்கனவே சொன்ன முப்பரிமாணக் கண்ணாடியின் முதல் வில்லையைக் கொண்டு எந்தச் சாதாரண ஒளியையும் முனைவாக்கலாம் (Polarization). மற்ற வில்லையை அதற்குச் செங்குத்துத் தளத்தில் பிடிப்பதன் மூலம் இரண்டாம் வில்லையைத் தாண்டி ஒளி வராமல் தடுக்க முடியும். இப்பொழுது இரண்டு வில்லைகளுக்கும் இடையே ஒளி வினை கொண்ட பொருளைக் கொண்டுவந்தால் முதலாம் வில்லையால் முனைவாக்கம் கொண்ட கதிர் சுழற்சியடையும், எனவே இரண்டாவது வில்லையால் இதை முழுதுமாகத் தடுக்க முடியாது. ஆனால் இரண்டாம் வில்லையை சற்று சுழற்றிப் பிடித்தால் மறுபடியும் ஒளியைத் தடுக்கலாம்.

polarimeter.jpg

மேலே நான் சொன்ன அமைப்பிற்குப் பெயர் முனைவாக்கமானி (Polarimeter). மறுபடி ஒளியைத் தடுக்க இரண்டாவது வில்லையை எத்தனை பாகை சுழற்ற வேண்டியிருந்தது என்ற அளவு ஒளிவினைப் பொருளின் சுழற்சிக்குச் சமம். இந்த மிகவும் எளிய முறையைக் கொண்டுதான் ஒளிவினைப் பொருள்களின் பண்பை அளவிடுகிறார்கள். லூயி பாஸ்ட்யுர் டார்டாரிக் அமிலத்தை இதுபோல இரண்டு முனைவாக்கிகளுக்கு இடையில் வைத்துப் பார்த்தபொழுது இந்த விளைவைக்கண்டு ஆச்சரியப்பட்டார். டார்டாரிக் அமிலத்தைக் கட்டமைக்கும் அதே அணுக்களால் கட்டமைக்கப்பட்ட, அதைப் போன்றே வேதிவினைகளைக் கொண்ட ரேசமிக் அமிலத்தில் இந்தச் சுழற்சி நடைபெறுவதில்லை. ஏன்?

சுழற்றுகிறது என்று சொன்னேனே அதில் இரண்டு வகையுண்டு; வலைப்புறச் சுழற்சி (Dextrorotatory), இடப்புறச் சுழற்சி (Levorotatory) . டார்டாரிக் அமிலத்தை எளிதாகச் சொல்லிவிடலாம் – அது வலச்சுழல் கொண்டது. இதை d-Tartaric Acid என்று குறிப்பார்கள். ஆனால் ரேசமிக் அமிலத்தில் சுழற்சி இல்லை.

இதற்கு அடுத்த கட்டமாக இந்த அமிலங்களைக் கொண்டு உப்புகளைத் தயாரித்தார். சோடியம் அம்மோனியம் டார்ட்ரேட், சோடியம் அம்மோனியம் ரேசமேட் இரண்டு அவற்றின் மூதாதையர்களான அமிலத்தைப் போலவே ஒளிவினை புரிகின்றன. டார்ட்ரேட் முனைப்புக் கதிர்களைச் சுழற்ற ரேசமேட் சுழற்றுவதில்லை. திரவ வடிவில் இருக்கும் ரேசமிக் அமிலத்தைவிட ரேசமேட்-டைக் கையாளுவது சுலபம். பாஸ்ட்யுர் இரண்டு உப்புகளையும் நுண்ணோக்கியில் பார்த்தார். சோடியம் அம்மோனியம் டார்ட்ரேட்டின் எல்லா துகள்களும் ஒரே மாதிரியாக இருக்க, சோடியம் அம்மோனியம் ரேசமேட்டின் துகள்களில் இரண்டு வேறு அமைப்பு இருப்பது தெரிந்தது. அறிவியல் ஆராய்ச்சியில் பொறுமை மிகவும் முக்கியமானது. பாஸ்ட்யுர் ரேசமேட்டின் இரண்டு வகைத் துகள்களையும் நுண்ணோக்கி வழியாகப் பார்த்துத் தனித்தனி குவியல்களாகப் பிரித்தெடுத்தார். அப்புறம் இரண்டையும் தண்ணீரில் கரைத்து தனித்தனியாக முனைவாக்கமானியில் வைத்துப் பார்த்தார். ஆஹா, அற்புதம். ஒரு குடுவையில் இருப்பது ஒளியை இடப்புறமாகச் சுழற்ற மறு குடுவை அதே அளவுக்கு வலப்புறமாகச் சுற்றுகிறது. சுவாரசியம் அதிகமாக பாஸ்ட்யூர் வலப்புறம் சுற்றும் ரேசமிக் குடுவைக்கும் டி-டார்டாரிக் அமிலத்திற்கும் இந்த வேறுபாடும் இல்லை என்று தெரியவந்தது. சொல்லப்போனால் ரேசமிக் அமிலம் என்பது டி-வகை, மற்றும் எல்-வகை டார்டாரிக் அமிலங்கள் சேர்ந்த கலவைதான்.

tartaric_acid.jpgஆமாம் இந்தப் புளித்த அமிலத்தின் அடிக்கச்சடாவைப் பற்றி இப்படியெல்லாம் விலாவரியாகச் சொல்ல என்ன காரணம்? இந்த இட, வலச் சுழற்சி மூலக்கூறுகள் என்ற ஒற்றை விஷயத்தை வைத்துக்கொண்டு இன்றைக்கு உலகின் மாபெரும் மருத்துவ நிறுவனங்கள் நம்மை ஏமாற்றி பில்லியன் கணக்காக லாபம் சம்பாதித்து வருகின்றன. அதைச் சொல்லத்தான் இந்த பீடிகை.