लिबी, विलर्ड फ्रँक : ( १७ डिसेंबर १९०८ ते ८ सप्टेंबर १९८० )
लिबी यांचा जन्म ग्रँडव्हॅली (कोलोरॅडो) येथे झाला. त्यांनी कॅलिफोर्निया विद्यापीठाच्या (बर्कली) रसायनशास्त्रातील बी. एस्. व पीएच्. डी. या पदव्या संपादन केल्या. ते कॅलिफोर्निया विद्यापीठात भौतिकी रसायनशास्त्राचे अध्यापक, अमेरिकेच्या मॅनहॅटन प्रकल्पाचे सदस्य, शिकागो येथील एन्रिको फेर्मी इन्स्टिट्यूट ऑफ न्यूक्लिअर स्टडीज येथे रसायनशास्त्र विभागाचे सदस्य, यू. एस, ॲटॉमिक एनर्जीक मिशनचे सदस्य व त्याचवेळी जिओफिजिकल लॅबोरेटरी ऑफ कार्नेजी इन्स्टिट्यूशनच्या प्रयोगशाळेत संशोधन सहायक होते. १९५९ मध्ये त्यांची कॅलिफोर्निया विद्यापीठात (लॉस अँजेल्स) रसायनशास्त्राचे प्राध्यापक म्हणून नेमणूक झाली.
लिबी यांचे किरणोत्सर्गी कार्बन कालनिर्णय पद्धतीसंबंधीचे संशोधन दुसऱ्या महायुद्धात बंद होते. शिकागो येथील एन्रिको फेर्मी इन्स्टिट्यूट ऑफ न्यूक्लिअर स्टडीजमध्ये त्यांनी व त्यांच्या विद्यार्थ्यांनी या पद्धतीचा विकास केला. विश्वकिरण (बाह्य अवकाशातून पृथ्वीवर पडणारे अतिशय भेदक किरण) वातावरणात शिरताना त्यांची १५ किमी. उंचीवरील हवेशी आंतरक्रिया होऊन न्यूट्रॉनाचे प्रमाण वाढते. उच्चवेग असलेले हे न्यूट्रॉन विपुल प्रमाणात असलेल्या नायट्रोजन अणूंवर आदळतात व त्यामुळे प्रोटॉन बाहेरपडून किरणोत्सर्गी कार्बन (१४) अणू जलदपणे तयार होतात.
N + 14N → 14C + P
ह्याशिवाय इतर काही प्रक्रियांमध्ये 14C तयार होतो, अर्थात त्यांचे प्रमाण फारच कमी असते.
14N(n,p)14C,,13C(n,γ)14C,17O(n,α)14C.
कार्बन (१४) किरणोत्सर्गी असल्याने अस्थिर असतो. त्यातून एक बीटाकण (इलेक्ट्रॉन) बाहेर पडून त्याचे नायट्रोजनमध्ये रूपांतर होते. त्याचा अर्धायुकाल (किरणोत्सर्गाची मूळ क्रियाशीलता निम्मी होण्यास लागणारा काळ) ५,५७० ± ४० वर्षे आहे. पृथ्वीचे वय सुमारे ४.५ अब्ज वर्षे असल्याने अगदी प्रथम निर्माण झालेला कार्बन (१४) आतापर्यंत केव्हाच नाहीसा झाला असला पाहिजे. पण साधारणपणे तीस हजार वर्षानंतर किरणोत्सर्गी कार्बन तयार होण्याचा वेग व त्याचे विघटन होण्याचा वेगसारखे होतात, असे गृहीत धरता येते. त्यामुळे भूपृष्ठावरील त्याचे प्रमाण स्थिर झाले असावे.
कार्बन (१४)चे तत्काळ ऑक्सिडीभवन होऊन कार्बन (१४) डाय-ऑक्साइड तयार होतो. तो जीवावरणात मिसळला जाऊन नैसर्गिक कार्बनचक्रात येतो. सर्व सजीवांतील एकूण कार्बनामधील कार्बन (१४) ची संहती (प्रमाण) सापेक्षत: एकसारखी आढळते. जीवांमध्ये जिवंतपणी कार्बन (१४)चे शोषण व क्षय या दोन्ही प्रक्रिया चालू असतात; परंतु मृत्यूनंतर कार्बन (१४)चे शोषण थांबते व त्याचा क्षय चालू राहिल्यामुळे कार्बन (१४) ची संहती कमी होऊ लागते.
कार्बन (१४) पासून उत्सर्जित होणारे बीटा कणमापकाद्वारे ओळखता व मोजता येतात. ठराविक कालावधीत उत्सर्जित होणाऱ्या बीटाकणांची संख्याही नमून्यात असणाऱ्या कार्बन (१४) अणूंच्या संख्येच्या प्रमाणात असते. त्यामुळे अज्ञात वयाच्या नमुन्यातील व सद्यकालीन नमुन्यातील कार्बनच्या किरणोत्सर्गाची तुलना करून कालनिर्णय करता येतो. लिबी व ई. सी. अँडरसन यांनी अत्यंत संवेदनाक्षम उपकरण तयार केल्यामुळे पुरातत्त्वविद्यातज्ञांना ही पद्धत उपयुक्त ठरली.
मॅनहॅटन प्रकल्पाचे सदस्य असताना लिबी यांनी युरेनियमचे समस्थानिक वेगळे करणाऱ्या वायुरूप-विसरण (द्रव्याच्या अणूंची वा रेणूंची उत्स्फूर्तपणे होणारी हालचाल वा विखुरले जाण्याची क्रिया) पद्धतीचा विकास केला. अणुबाँब तयार करण्याकरिता तिची गरज होती. विश्वकिरण प्रारणामुळे (तरंगरूपी ऊर्जेमुळे) हायड्रोजनचा अतिजड समस्थानिक ट्रिटियम तयार होत असल्याचे त्यांनी दाखविले. जलीय विद्रावातील इलेक्ट्रॉन-विनिमय विक्रि यांचा अभ्यास करण्याकरिता त्यांनी समस्थानिकांचा वापर केला. बाष्पीभवन झाल्यानंतर वर्षण होईपर्यंत पाणी वातावरणात सुमारे नऊ दिवस राहू शकते, असे त्यांनी दाखविले.
लिबी गुगेनहाइम मेमोरियल फाउंडेशनचे दोनवेळा फेलो होते. त्यांना रिसर्च कोअर पुरस्कार, कोलंबिया विद्यापीठाचे चॅडलर पदक, विलर्ड गिब्ज पदक व ॲल्बर्ट आइनस्टाइन पुरस्कार हे बहुमान मिळाले. ‘किरणोत्सर्गी कार्बनकालनिर्णय पद्धतीच्या’ शोधाबद्दल त्यांना १९६० सालचा रसायनशास्त्राचा नोबेल पुरस्कार मिळाला. त्यांनी रेडिओ कार्बन डेटींग हे पुस्तक लिहिले.
संदर्भ :
- सूर्यवंशी, वि. ल; फाळके, धै. शं., मराठी विश्वकोश खंड १५ (प्रथमावृत्ती)
समीक्षक : सुधाकर आगरकर
