அல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீனின் கண்டுபிடிப்புகள்

[1905] இல் வெளிவந்த அவரது முதலாவது கட்டுரையான "நிலையானதிரவத்தில் தொங்கும் சிறிய துணிக்கைகளின் வெப்ப மூலக்கூற்றுக்கொள்கையினால் வேண்டப்படும் இயக்கத்தில்" அவரது பிரௌனியன் இயக்கம்தொடர்பான ஆராய்ச்சியை விபரித்தது.அப்போது சர்ச்சைக்குள்ளாகியிருந்த திரவஇயக்கவியலினைப் பாவித்து, முதன் முதலில் அவதானிக்கப்பட்டு பலஆண்டுகள் கடந்த நிலையில், இப்போதும் கூட திருப்தியான விளக்கம்கொடுக்கப்படாத இப் பிரௌனியன் இயக்கமானது அணுக்கள் இருப்பதற்கானஅனுமான ரீதியான ஆதாரமாகக் கொள்ளப்படலாம் என இக்கட்டுரைநிறுவியது.அத்துடன் அப்போது சர்ச்சையில் இருந்த இன்னொரு விடயமானபுள்ளிவிபரப்பொறிமுறையினையும்(statistical mechanics) இது தெளிவுபடுத்தியது.

இக்கட்டுரை அணுக்கள் என்பது ஒரு பயன்பாடான கோட்பாடாகஅங்கீகரிக்கபட்டிருந்தாலும் கூட, அணுக்களின்இருக்கை தொடர்பாக பெளதீகவியலாளர்களுக்கும் இரசாயனவியலாளர்களுக்குமிடையில்l சூடானவிவாதங்கள் நடைபெற்று வந்தன. அணுக்கொள்கை தொடர்பான ஐன்ஸ்டீனின்புள்ளிவிபர ரீதியான விளக்கம், சாதாரண நுணுக்குகாட்டியினூடாகநோக்குவதன் மூலம் அணுக்களை எண்ணும் வழியினைப்பரிசோதனையாளர்களுக்குக் வழங்கியது. அணுவுக்கெதிரான கொள்கையுடையஒரு முக்கியஸ்தரான வில்கெல்ம் ஒஸ்ற்வால்ட் (Wilhelm Ostwald) என்பவர், ஐன்ஸ்டீனின் பிரெளணியனின் இயக்கம் தொடர்பான முழுமையான விளக்கம்காரணமாக, தான் அணு தொடர்பாக நம்பத்தலைப்பட்டிருந்தார் எனப் பின்னாளில்ஆர்ணல்ட் ஸோமர்பெல்ட் (Arnold Sommerfeld) என்பவரிடம் கூறியிருந்தார்.

ஒளியின் உற்பத்தி மற்றும் மாற்றீடு தொடர்பான ஓர் ஆய்வு ரீதியான நோக்கில்" ("On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light") என்கின்ற அவரது இரண்டாவது ஆய்வுக்கட்டுரையானது ஒளிச்சக்திச் சொட்டுஇப்போது போட்டோன் [Photon] என அழைக்கப்படுகிறது) என்றகருதுகோளினை முன்வைத்ததுடன் இது எவ்வாறு ஒளிமின் விளைவு போன்றவிடயங்களை விளக்க பயன்படுத்தப்படலாம் எனவும் விபரித்தது. இச் சக்திச்சொட்டுக் கருதுகோளானது, ஒளிச் சக்தியானது ஒரு குறித்த அளவுடையதொடர்ச்சியற்ற) சக்திச் சொட்டுக்களாகவே (quanta) உறிஞ்சப்படவோகாலப்படவோ முடியும் எனக் கருதும் போது, மக்ஸ் பிளாங் (Max Planck)கினால்முன்வைக்கப்பட்ட கரும்பொருட் கதிர்ப்பு விதியினை (law of black-body radiation) வலுப்படுத்தியது. ஓளியானது உண்மையில் தனித்தனிச் சக்திப்பொட்டலங்களாலேயே (Packets) உருவாக்கப்பட்டது எனக் கருதுவதன் மூலம், ஐன்ஸ்டீனினால் மர்மமாகவிருந்த ஒளிமின் விளைவை விளக்க முடிந்தது.

ஓளியின் இச் சக்திச் சொட்டுக் கருதுகோளானது, ஜேம்ஸ் கிளாக்மக்ஸ்வெல்லின்(James Clerk Maxwell) மின் காந்த நடத்தைக்கானசமன்பாடுகளினால் வழிநடத்தப்படும் ஒளியின் அலைக்கொள்கையுடன்முரண்பட்டதுடன், பெளதிகத் தொகுதிகளிலுள்ள சக்தியானது மேலும் மேலும்முடிவற்ற பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்பட முடியும் (infinite divisibility of energy) என்றகருத்துடனும் பொதுப்படையாக முரண்பட்டது. ஒளிமின் விளைவுக்கானஐன்டீனின் சமன்பாடுகள் மிகச் சரியானவை என பரிசோதனைகள் மூலம்நிரூபிக்கப்பட்ட பின்னரும் கூட, அவரது விளக்கமானது எல்லோராலும் ஏற்றுக்கொள்ளப்படவில்லை. எனினும், 1921 இல் அவருக்கு நோபல் பரிசுவழங்கப்பட்டபோது ஒளி மின்னியலில் அவருடைய உழைப்புவிதந்துரைக்கப்பட்ட பின்னரே பெரும்பாலான பெளதீகவியலாளர்கள்அவருடைய சமன்பாடு hf = Φ + Ek சரியெனவும் ஒளிச் சொட்டு சாத்தியமெனவும்எண்ணத்தலைப்பட்டனர்.

சக்திச் சொட்டுப் பொறிமுறையினைத்(quantum mechanics) தோற்றுவித்தவர்களால் அடிப்படைத் தத்துவமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டகருதுகோளான ஒளியின் அலைத்-துணிக்கை இரட்டைத்தன்மை (wave-particle duality), அதாவது பெளதிகத் தொகுதிகள் அலைத்தன்மை, துணிக்கைத்தன்மைஆகிய இரு வேறுபட்ட இயல்புகளையும் காட்டவல்லவை என்ற கருத்தினைச்சக்திச் சொட்டுக் கொள்கை வலியுறுத்தியது. சக்திச் சொட்டுப் பொறிமுறைவிருத்தியடைந்த பின்னரே ஒளி மின் விளைவு தொடர்பான முழுமையானதெளிவு பெறப்பட்டது.

ஐன்ஸ்டீனின் மூன்றாவது ஆய்வுக்கட்டுரையான, "இயங்கும் பொருட்களின்மின்னியக்கவியலில்" ("On the Electrodynamics of Moving Bodies") என்பது 1905 ஜூன்இல் வெளிவந்தது. இக்கட்டுரையை எழுதிக் கொண்டிருந்த காலத்தில்ஐன்ஸ்டீன் மிலேவாவுக்கு "சார்பு இயக்கத்தில் எமது உழைப்பு" என்பது பற்றிகடிதம் எழுதியுள்ளமையானது, மிலேவாவும் இவ் ஆய்வில் பங்குபற்றினாராஎனச் சிலரை வினவ இடமளிக்கிறது. இக்கட்டுரையானது நேரம், தூரம், திணிவுமற்றும் சக்தி தொடர்பான கொள்கையான விசேட தொடர்புக் கொள்கையினைஅறிமுகப்படுத்தியதுடன் மின்காந்தவியலுடன்(electromagnetism) பொருந்துவதாயும் புவியீர்ப்பு விசையைத் தவிர்ப்பதாயும் இருந்தது.

ஏனைய சில தெரிந்த அலைகளைப்போன்றல்லாது ஒளி அலை பயணம்செய்வதற்கு நீர், வளி போன்ற ஒரு ஊடகம் அவசியமில்லை என்பதைக் காட்டியமைக்கெல்சன்-மோலே பரிசோதனையினால்(Michelson-Morley experiment) உருவான குழப்பத்தை விசேட தொடர்பியல் தீர்த்து வைத்தது. இதன் மூலம்ஒளியின் வேகமானது மாறாதது, அவதானியின் இயக்கத்தில் தங்கியது அல்லஎன்பது நிரூபணமாயிற்று. நியூட்டனின் புராதனப் பொறிமுறையின்(Newtonian classical mechanics) கீழ் இது சாத்தியமற்றதாகவிருந்தது.

இயங்கும் பொருட்கள் அவற்றின் இயக்கத்திசையில் நெருக்கப்பட்டிருக்குமாயின் மைக்கல்சன்-மோலே முடிவு பயன்படுத்தப்பட முடியும் என்பதை 1894 இல்ஏற்கனவே ஜோர்ஜ் பிற்சரால்ட்(George Fitzgerald) என்பவர் ஊகித்திருந்தார். உண்மையில் ஐன்ஸ்டீனின் இவ் ஆய்வுக்கட்டுரையின் சில முக்கியமானசமன்பாடுகளான லோறன்ஸ் மாற்றீடுகள் (Lorentz transforms), 1903 இல்போர்த்துக்கேயப் பெளதிகவியலாளரான ஹென்றிக் லோரன்ஸ் (Hendrik Lorentz) என்பவரால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டவை என்பதுடன் அவை பிற்சரால்டினுடயஊகத்தினைக் கணித வடிவில் கூறின. அனாலும் இக் கேத்திரகணிதவிசித்திரத்திற்குரிய காரணங்களை ஐன்ஸ்டீன் தெரியப்படுத்தினார். (Light quanta) ( 30 )