Read in : English

Share the Article

பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவு

சிறிய பரிசோதனை ஒன்றை செய்து பாருங்கள்.இரண்டு மூன்று உடைக்காத முழு முந்தரி பருப்பை எடுத்துக்கொள்ளுங்கள். டி குடிக்கும் கண்ணாடி கிளாசில் கிழே இடுங்கள்.
அதன் மீது கிளாசின் முக்கால் பாகம் நிரம்பும் படியாக உரித்த முழு நிலக்கடலை (வேர்கடலை) யைப் போடுங்கள். அந்தக் கிளாஸை நன்றாகக் குலுக்குங்கள். வியப்பு. நிலக்கடலையின் மேலே இரண்டு மூன்று முந்திரி பருப்பில் ஒன்று அல்லது இரண்டு மிதக்கும். அளவிலும் எடையிலும் பெரிதான முந்தரி எப்படி மேலே எழும்புகிறது?

Figure 1: மிச்சர் பாக்கெட்டில் முந்திரி மேலே மிதப்பது இயற்பியலின் விந்தை விளைவு

இயற்பியலில் இந்தப் புதிரைப் பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவு (Brazil Nut Effect) என்கிறார்கள். பிரேசில் நாட்டில் விளையும் பாதாம் போன்ற ஒருவிதமான உணவுக்குதவும் பருப்பு அல்லது கொட்டை தான் ‘பிரேசில் நட்டு’ எனும் பிரேசில் நாட்டு மரக்கொட்டை . அமெரிக்கா போன்ற மேலை நாடுகளில் தர்பூசிணி விதை போன்ற பல்வேறு விதைகள், பருப்பு கொட்டைகளைக் கலந்து காலை உணவாக உட்கொள்வது வழக்கம்.

அவ்வாறு பல விதைக்கொட்டை பருப்புகளை கலந்து டப்பாக்களில் அடைத்து விற்கும்போது திறந்தால் பொதுவே அளவில் பெரிய பிரேசில் நாட்டு மரக்கொட்டை மேலே மிதக்கும். பலரும் இது வியாபார யுத்தி.

வாடிக்கையாளர்களை ஈர்க்க விலை கூடுதலான இந்தக் கொட்டையை மேலே வைத்து விற்பனை செய்கிறார்கள் எனக் கருதி வந்தனர். ஆனால் பின்னர் நடத்திய ஆய்வு நன்றாகக் கலந்து டப்பாவில் அடைத்தாலும், தாயரிப்பு இடத்திலிருந்து அந்த டப்பா அலுங்கள் குலுங்களுடன் விற்பனை மையத்தை எட்டும்போது தானே அளவில் பெரிய இந்த மரக்கொட்டை மேலே எழும்பி விடுகிறது எனக்கண்டனர். மிச்சர் பாக்கெட்டில் மேலே முந்திரி மற்றும் நிலக்கடலை மிதப்பது இதே விளைவின் காரணமாகத் தான்.

சிறுகோளில் இந்த விளைவு

சூரியனை சுற்றிவரும் சிறுகோள்கள் மீது வானவியலாளர்கள் வியப்பான நிகழ்வைக் கண்டார்கள். பெரும் பாறை, சிறு பாறை, கல் மண் போன்றவற்றின் கலவை தான் சிறுகோள்கள். அளவு குறிப்பிட்ட அளவுக்கு மேலே சிறுகோள்களின் பருமன் இருந்தால் அதன் மையத்தில் அழுத்தத்தின் காரணமாக வெப்பம் ஏற்பட்டு அங்கே உள்ள பொருள்கள் இளகி உருகிவிடும். எனவே அங்கே பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவை காண இயலாது.

வெறும் 34.4 கிமீ விட்டம் கொண்ட (433) ஈரோஸ் அதைவிட பத்து மடங்கு சிறிய 67 பி / சுரியுமோவ்-ஜெராசிமென்கோ,535 மீட்டர் அளவே உள்ள (25143) இடோகாவா ஆகிய சிறுகோள்களுக்கு விண்கலங்கள் அருகே சென்று ஆய்வு செய்துள்ளன.

இந்தச் சிறுகோள்களில் எல்லாம் மேற்பரப்பில் கூழாங்கற்கள் மற்றும் கற்பாறைகள் காணக் கிடைகின்றன. அதாவது பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவு இங்கே காணக் கிடைக்கிறது.

எப்படி பூந்தி, முறுக்கு துகள்கள், காரசேவை வேர்கடலை பொட்டுக்கடலை முதலியவற்றின் கலவையில் மிச்சர் செய்வது போலக் கல் மண் பாறை பனிப்பாறை முதலியவற்றின் கலவை தான் சிறுகோள்கள்.

சிறு கோள்களில் ஏற்படும் நிலநடுக்கம் காரணமாகக் குலுங்கும். அவ்வாறு குலுங்கும் போது பெரிய பாறைகள் பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவு காரணமாக மேலே உயர்ந்து விடுகிறது. எனவே தான் சிறுகோள்களின் மீது பாறைகள் பதிந்தபடி காணக்கிடைக்கிறது என்கிறார்கள் விஞ்ஞானிகள்.

Figure 2: (25143) இடோகாவா

தனித்தனியாக ஒன்றுடன் ஒன்று ஒட்டாமல், பல அளவுகள் கொண்ட பருப்புகொட்டைகளை கலந்து குலுக்கும்போது அளவில் பெரிய கொட்டைகள் சில மேலே உயர்வது தான் பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவு.

சிறுகோள்களில் பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவு ஏற்படுகிறது என்றால் அதனைக் குலுக்குவது யார்?

இந்தச் சிறுகோள்களில் எல்லாம் மைக்ரோ கிராவிட்டி எனும் நுண் ஈர்ப்பு விசையில் கட்டுண்ட படிக்குப் பெரும் பாறைகள், சிறு பாறைகள், கற்கள் மணல் முதலிய பிணைந்து சிறுகோளாகத் திரட்சி பெற்றுள்ளது. இந்த திரட்சியில் பொருள்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று ஒட்டிக்கொள்வதில்லை. அவற்றுக்கிடையே உள்ள நுண் ஈர்ப்பு விசை காரணமாக ஒன்றுடன் ஒன்று பிணைந்து இருக்கிறது. அதாவது பெரும் பாறைகள், மணல் கல் போன்றவை தனித்தனியாக ஒன்றுடன் ஒட்டாமல் இருக்கிறது.

விண்வெளியில் சூரியனை சுற்றி சுழன்று வரும்போது சிறுகோள்கள் மீது பற்பல விண்பாறைகள் வந்து மோதும். மேலும் பூமியில் ஏற்படும் நிலநடுக்கம் போல சிறுகோள்களில் பாறைகள் ஒன்றுடன் ஒன்று உரசும்போது நடுக்க அதிர்வு பரவும்.

இவையாவும் பாட்டிலில் இட்ட பல்வேறு விதைக்கொட்டைகளை குல்லுகுவது போலச் செயல்பட்டு அளவில் பெரிய சில பாறைகளை மேலே எழும்பச் செய்கிறது என ஆய்வாளர்கள் கருதுகின்றனர்.

ஆற்றுப்படுகையிலும் இதே விளைவு

ஆற்றுக்கடியில் தரைபரப்பிலும் பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவைக் காணலாம். ஆற்றுக்கு அடியில் சிறுசிறு உருள்கற்கள் படர்ந்து காணப்படும். உள்ள அடுக்கில் அதன் கிழே நுண் பொடி மணல் மற்றும் சிறிய சரளை கற்கள் காணப்படும்.

ஆற்றின் கரை அரிப்பு ஏற்படுவது போல அதன் ஆற்றுப்படுகையில் அரிப்பு ஏற்படாமல் இருப்பதற்கு இந்த விளைவே காரணம். துவக்கத்தில் நீர் ஓடும் ஆற்றின் அடியில் அதிர்வின் காரணமாக ஏற்படும் பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவு நிகழ்ந்து உருள்கற்கள் மேலே எழும்பிவிடும்.

சரளைகற்களை போட்டு உறுதியான சாலை ஏற்படுத்துவது போல இவ்வாறு எழும்பும் உருள்கற்கள் ஆற்றுப்படுகையில் படிந்து உறுதி ஏற்படுத்துகிறது. பெரும் வெள்ளம் வந்தால் மட்டுமே இந்தக் கற்கள் தமது இடத்திலிருந்து நகரும். எனவே ஆற்றின் அடிப்பகுதி அரிமானத்திலிருந்து பாதுகாக்கப்படுகிறது.

Figure 3: ஆற்றுப்படுக்கையில் உருளைகற்கள் மேல எழும்பி விடுகிறது

எப்படி பிரேசில் மரக்கொட்டை விளைவு ஏற்படுகிறது என அறிய முடிந்தால் பொறியாளர்கள் புதிய இயந்திரங்களை வடிவமைத்து இந்த விளைவைப் பயன்படுத்திக்கொள்ள முடியும்.

எடுத்துக்காட்டாக மருந்து தயாரிப்பில் பல பொருள்களைக் கலவை செய்ய வேண்டும். அளவில் பெரியவை புடை சலன பெயர்ச்சி (convection) காரணமாக பிரிந்து தனித்து ஆவதை தடுக்க முடியும்.

ஆஸ்துமா நோயாளிகள் பயன்படுத்தும் மூச்சிழுப்பு மருந்துக் குப்பி இன்ஹேலர்களை மேலும் திறம்பட வடிவமைக்க முடியும். உணவு பதன உற்பத்தியில் உள்ளீட்டு பொருள்கள் சமசீராக இருப்பதை உறுதி செய்துக்கொள்ள முடியும். இப்படி பல பயன்கள் உள்ளன.

ஆய்வு

மான்செஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தில் பணிபுரியும் பர்மேஷ் கஜ்ஜார் (Parmesh Gajjar) தலைமையில் ஒரு ஆய்வுக்குழு இந்த விளைவு குறித்து ஆய்வு செய்தது. கலவையைக் குலுக்கும்போது ஒவ்வொரு தனிதனி பொருளும் எப்படி சலனம் செய்கிறது, அதன் இடத்தைவிட்டு வேறு இடத்துக்கு எப்படி இடப்பெயர்ச்சி செய்கிறது என இனம் காணுவது எளிதல்ல.

சி டி ஸ்கேன் எனப்படும் முப்பரிமாண கருவி கொண்டு பருப்பு கொட்டை கலவையைக் குலுக்கும்போது அவை எப்படி சலனம் செய்கின்றன என ஆய்வு செய்தார். அதன் வழியே அந்தக் கலவையில் இருந்த பிரேசில் மரக்கொட்டைகள் மற்றும் நிலக்கடலை பருப்புகள் ஒவ்வொன்றையும் உற்று நோக்க முடிந்தது.

அவை எப்படி நகருகின்றன, எப்படி அளவில் பெரிய பிரேசில் மரக்கொட்டை மேல எழும்புகிறது என இவரு ஆய்வு தெளிவு செய்தது.

துவக்கத்தில் பிரேசில் மரக்கொட்டை படுத்த நிலையில் தான் இருக்கும்.

வேர்கடலை மற்றும் பிரேசில் மரக்கொட்டை கலவையை குலுக்கும்போது பக்கவாட்டில் உள்ள வேர்கடலைகள் இடிக்க இடிக்க வேர்கடலைகள் இடையே பிரேசில் மரக்கொட்டை செங்குத்தாக நிற்க துவங்குகிறது.

பக்கவாட்டில் வேர்கடலை வழிந்து கிழே செல்ல நேராக நிற்கும் பிரேசில் மரக்கொட்டை மேலே உயர்கிறது.

எச்ஸ்ரே சிடி ஸ்கேன் படத்தில் மஞ்சள் நிறத்தில் இருக்கும் பிரேசில் மரக்கொட்டை மற்றும் ஊதா நிறத்தில் இருக்கும் வேர்கடலைகள் எப்படி குலுக்கும்போது சலனம் செய்கிறது எனக்காணலாம்.

இயற்பியல் விளக்கம்

திடம் திரவம் மற்றும் வாயு என்ற பொருள்களின் மூன்று நிலைகளை குறித்து பள்ளியில் படித்து இருப்போம். ஆயினும் மணல் குவியலை எடுத்துக்கொண்டால் அதைக் கொட்டும்போது திரவம்போல இயங்குகிறது.

மணல் போல மணி மணியாக இருக்கும் பொருள்கள் சில சமயம் திரவம்போலச் செயல்படும். மலையிலிருந்து ஒரு கள் கிழே வஉருண்டு விழும்போது அது திடம் போலச் செயல்படுகிறது. அதே சமயம் நிலச்சரிவு ஏற்பட்டு பல பாறைகள், சரளை கற்கள் மணல் எல்லாம் கிழே சரியும்போது திரவம்போல அதன் இயக்கம் அமைகிறது.

பல்வேறு அளவில் பருப்பு கொட்டைகள் கலவை போன்ற மணிமணியாக உள்ள பொருள்களைக் குலுக்கும் போது அவற்றில் மேலும் கிழுமான வட்ட வடிவ புடை சலன பெயர்ச்சி ஏற்படத்துவங்குகிறது.

அதன் காரணமாக ஏற்படும் கசிவிறக்க விசையில் பிரேசில் மரக்கொட்டை போன்ற வடிவில் சற்றே பெரிய பொருள்கள் மேலே செல்கிறது. மிதப்பு விசையும் சேர மேல உயர்ந்த பெரிய பொருள் அங்கேயே தங்கி விடுகிறது.

Figure 4 :துவக்கத்தில் படுக்கை நிலையில் இருக்கும் பிரேசில் மரக்கொட்டை குலுங்கும் போது செங்குத்து நிலையை அடைகிறது. மேலே எழும்பியதும் மறுபடி படுக்கை நிலையில் மிதப்பு செய்கிறது

மதிஸ்போர்ட் என்பது inmathi.com இல் அறிவியல் பத்தியாகும். முகுல் ஷர்மாவின் மைண்ட்ஸ்போர்ட் பத்திக்கு இது ஒரு அஞ்சலி

த. வி. வெங்கடேஸ்வரன், புதுதில்லியில் உள்ள மத்திய அறிவியல் தொழில்நுட்பத் துறையின் விக்யான் பிரச்சார் அமைப்பின் முதுநிலை விஞ்ஞானி.


Share the Article

Read in : English