விஞ்ஞானிகள் பலருக்கும் நோபல் பரிசை அள்ளிக் கொடுத்த லேசர் கண்டுபிடிப்பின் வரலாறு!

சீரொளி அல்லது லேசர் என்றால் சாதாரணமான ஒளியில் உள்ள ஏற்ற இறக்கங்கள் இல்லாமல் ஒரே சீராக செயல்படுகிற ஒளி என்று அர்த்தம். லேசர் ஒளி என்பது ஸ்பெஷலான ஒரு ஒளிக்கற்றை ‘கதிர்வீச்சின் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு மூலம் ஒளி பெருக்கம்’ (LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) என்பதன் சுருக்கமான ஒரு வகை ஒளியே லேசர் (LASER) ஆகும், இது குறிப்பிட்ட சிறப்பு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த ஒளி, சாதாரண ஒளியிலிருந்து வேறுபட்டு, மிகக் குறுகிய, ஒரே அலை நீளம் கொண்டதாகவும், சீராகவும், ஒரே திசை நோக்கியதாகவும் இருக்கும். லேசர் ஒளி பல்வேறு துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

1917ம் ஆண்டு ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் லேசர் பற்றிய அடிப்படைகளை கதிர்வீச்சு பற்றிய வகைகளை குவாண்டம் கோட்பாட்டில் எழுதினார். பொதுவாக, எலக்ட்ரான்கள் தணிந்த ஆற்றல் நிலைகளில் அதிக எண்ணிக்கையிலும், உயர் ஆற்றல் நிலையில் குறைவாகவும் இருக்கும். இந்நிலையை எவ்வாறு தலைகீழாக மாற்றி உயர் ஆற்றல் நிலைகளில் அதிக எலெக்ட்ரான்களை ஒளி பாய்ச்சி ஏற்ற முடியும் எனும் கருத்தை 1950ம் ஆண்டு ஆல்பிரட் காஸ்ட்லர் முன் வைத்தார். இதற்காக அவருக்கு 1966ம் ஆண்டிற்கான இயற்பியலுக்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது.

அமெரிக்க இயற்பியலாளர் கார்டன் கோல்ட் என்பவர் 1957ம் ஆண்டு நவம்பர் 13ம் தேதி கோட்பாடு அளவில் இருந்த லேசரை கண்டுபிடித்து, அதனை தான் நடைமுறையில் உருவாக்கியதாக உரிமை கோரினார். அதற்கான காப்புரிமைக்காக தனது வாழ்நாள் முழுவதும் போராடி வந்தார். இறுதியில் வெற்றி பெற்றார். ‘லேசர்’ என்று பெயர் வைத்தவர் கார்டன் கோல்ட்தான்.

1960ம் ஆண்டு. தியோடர் மைமன் என்ற அமெரிக்க இயற்பியலாளர், ஒரு இளஞ்சிவப்பு ரூபி படிகத்தையும், பிரகாசமான ஃபிளாஷ் விளக்கையும் பயன்படுத்தி, லேசர் ஒளியை முதன் முதலில் உயிர்ப்பித்தார். அந்த ஆய்வகத்தில், ஒரு நொடியில், பிரகாசமான சிவப்பு நிறக் கற்றையாக லேசர் ஒளி தோன்றியது. வணிக ரீதியான லேசரை கண்டுபிடித்தவரும் அவர்தான். அதோடு, அதை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பதையும் முதன்முதலில் செய்து காட்டினார்.

அதன் பின்னர் சார்லஸ் டவுன்ஸ் என்ற அமெரிக்கர், நிக்கோலே ஜி.பாசோவ் மற்றும் அலெக்சாண்டர் எம்.புரோகோரோவ் என்ற ரஷ்ய நாட்டின் விஞ்ஞானிகளும் லேசர் ஆராய்ச்சியில் ஈடுபட்டார்கள். எனவே, இவர்கள் மூவருக்கும் 1964ம் ஆண்டுக்கான இயற்பியல் நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. லேசர் (laser) மற்றும் மாசர் (maser) தொழில்நுட்பங்களின் அடிப்படை கண்டுபிடிப்புகளுக்காக இந்தப் பரிசு இவர்களுக்குக் கொடுக்கப்பட்டது.

லேசர் என்பது இன்று பல்வேறு பொருட்களைக் கொண்டு உருவாக்கப்படுகிறது. ரூபி என்ற சிவப்பு ஸ்படிகத்தைக் கொண்டு லேசரை உருவாக்குகிறார்கள். கார்பன் டை ஆக்சைடு, ஹீலியம் - நியான் போன்ற வாயுக்களையும் குழாய்களில் அடைத்து லேசர் ஒளியை உண்டாக்குகிறார்கள். பல்வேறு மூலக்கூறுகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்படும் லேசர்கள், அலை நீளம், பருமன், திறன் ஆகிய பண்புகளில் ஒன்றுக்கொன்று அதிகளவில் வேறுபடும். அவற்றைக் கொண்டு பல கருவிகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. கடினமான பொருட்களில் மிக நுண்ணிய துளைகளையிடவும், வெட்டவும், பற்ற வைக்கவும் லேசர் பயன்படுகிறது.

சிடி, டிவிடி பிளேயர்களில் லேசர் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. கண் விழித்திரையை ஆபரேஷன் மூலம் நீக்க லேசர் பயன்படுகிறது. ஒரு லேசர் ஒளியைக் கொண்டு இரும்பையும் எளிதாகத் துளைக்கலாம். மருத்துவத்தில் நுட்பமான ஆபரேஷன்களை செய்ய லேசர் ஒளிக்கற்றை பயன்படுகிறது. லேசர் ரேஞ்ச் பைண்டர் என்ற சாதனத்தால், தூரங்களை நுட்பமாக அளிக்கலாம். செய்தித் தொடர்பிற்கும் லேசர் பயன்படுகிறது. கம்ப்யூட்டர் செய்தித் தொடர்பிற்கு பைபர் ஆப்டிகஸில் லேசரைப் பயன்படுத்துகின்றனர். ஹோலகிராம் எனப்படும் முப்பரிமாண பிம்பங்களை உண்டாக்க லேசர் உதவுகிறது.

ஸ்பெக்ட்ரோ மீட்டர்கள் எனப்படும் கருவிகளிலும் லேசர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஸ்பெக்ட்ரோ மீட்டர்கள் விஞ்ஞானிகளுக்கு எவை எதனால் ஆனவை என்பதைக் கண்டுபிடிக்க உதவும். லேசர் ஒளியைப் பயன்படுத்தி பூமிக்கும் சந்திரனுக்கும் இடையிலான தூரத்தை கூட கண்டறிந்துள்ளனர் விஞ்ஞானிகள். தற்போது திரையரங்குகளில் பார்வையாளர்களைக் கவர லேசர் ஒளியைப் பயன்படுத்தி வருகின்றனர்.

லேசர் ஒளி பல விஞ்ஞானிகளுக்கு நோபல் பரிசைப் பெற்று தந்துள்ளது. அவர்கள் 1981ல் நிக்கோலஸ் ப்ளூம்பெர்கன் மற்றும் ஆர்தர் ஷாவ்லோ: ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியில் லேசர் பயன்பாடுகளுக்காக. 1997ல் ஸ்டீவன் சூ, கிளாட் கோஹன் - டானௌட்ஜி மற்றும் வில்லியம் டி.பிலிப்ஸ்: லேசர் ஒளியைப் பயன்படுத்தி அணுக்களை குளிர்விப்பதற்கு புதிய முறைகளை உருவாக்கியதற்காக, 2018 - ஆர்தர் ஆஷ்கின் (Arthur Ashkin) ஆப்டிகல் கருவிகளை (optical tweezers) கண்டுபிடித்ததற்காக, ஜெரார்ட் மௌரோ (Gérard Mourou) மற்றும் டோனா ஸ்ட்ரிக்லாண்ட் (Donna Strickland) ஆகியோர் உயர் தீவிர, மிகக் குறுகிய லேசர் துடிப்புகளை (high-intensity, ultra-short optical pulses) உருவாக்கும் முறையைக் கண்டுபிடித்ததற்காகவும் இந்தப் பரிசைப் பெற்றனர்.