रोहरर, हेनरिच : ( ६ जून १९३३ – १६ मे २०१३ )
हेनरिच रोहरर यांचा जन्म स्वीडनच्या बुक्स (Buchs) मधील सेंटगैलेन येथे झाला. १९४९ साली झुरीकमध्ये स्थानांतरित होईपर्यंत त्यांचे लहानपण खेडेगावात गेले. १९५१ मध्ये रोहरर यांनी स्वीस फेडरल इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीमध्ये प्रवेश घेतला. तिथे ते वूल्फगँग पाऊली आणि पॉल स्केरर यांचे विद्यार्थी होते. क्रायोजेनिक अभियांत्रिकी तंत्रज्ञानावर संशोधन करणाऱ्या प्राध्यापक पी. ग्रासमान यांच्या मार्गदर्शनाखाली रोहरर यांनी पीएच्.डी. प्रबंध पूर्ण केला.
बाह्य चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावामुळे अतिवाहकता गुणधर्म दर्शवणाऱ्या पदार्थाच्या लांबीमध्ये होणाऱ्या सूक्ष्म बदलाचे रोहरर यांनी मापन केले. हे मोजमापन कंपनांबद्दल अतिशय संवेदनशील होते. त्यामुळे हा त्यांचा संशोधन प्रकल्प सुरू असताना रात्री संपूर्ण शहरात शांतता झाल्यावरच मोजमापने घेतली जायची. त्यांच्या संशोधन कार्यात स्वीस माउंटन इन्फन्ट्रीमध्ये केलेल्या लष्करी सेवेमुळे खंड पडला.
युनायटेड स्टेट्स ऑफ अमेरिकामध्ये त्यांनी न्यूजर्सी येथील रटगर्स विद्यापीठातील बर्नी सेरीन यांच्याबरोबर अतिवाहक पदार्थ आणि धातू यांच्यातील औष्णिक वाहकता (thermal conductivity) या विषयावर संशोधन केले.
ते १९६३ मध्ये रश्लीकोन (Rüschlikon) येथील आय.बी.एम. संशोधन प्रयोगशाळेत एंब्रोसस्पिझर यांच्या मार्गदर्शनाखाली रुजू झाले. पहिल्या दोन वर्षात त्यांनी धातुचुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावाखाली ठेवल्यावर त्या धातुमधील मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या गतीमध्ये बदल होऊन विद्युतप्रवाहाला कसा प्रतिरोध होतो, याचा अभ्यास केला. त्यानंतर त्यांनी चुंबकीय अवस्थांच्या आकृत्यांचा अभ्यास केला.
त्यांनी १९७४ मध्ये कॅलिफोर्नियातील सांताबार्बारा येथील कॅलिफोर्निया विद्यापीठात विन्स जॅकारीनो आणि ॲलन किंग यांच्याबरोबर ‘आण्विक चुंबकीय सस्पंदनांचा’ (nuclear magnetic resonance) अभ्यास केला. त्यानंतर त्यांनी झुरिक येथल्या आय.बी.एम. संशोधन प्रयोगशाळेत स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शकावर संशोधन कार्य सुरू केले. १९८१ साली गर्ड बिन्नीग यांच्या सहाय्याने त्यांनी स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शक तयार केला. या सूक्ष्मदर्शकाची रचना वैशिष्ट्यपूर्ण होती. या सूक्ष्मदर्शकातील नमूना आणि दर्शक सुईचे टोक अत्यंत सोप्या प्रकारे आणि कमी वेळेत बदलले जाऊ शकत होते. या यंत्रात कंपने आणि आवाज कमीत कमी निर्माण होतील अशी व्यवस्था होती. विशेषतः विद्युतरासायनिक शास्त्रातील संशोधनासाठी या सूक्ष्मदर्शकाची रचना उपयुक्त होती.
स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शक हा एक प्रकारचा इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकच असतो. परंतु दोघांच्या कार्यप्रणालीमध्ये फरक असतो. इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकात इलेक्ट्रॉनचा झोत विद्युतचुंबकीयक्षेत्र आणि भिंग यांमधून नमून्याच्या दिशेने प्रवाहित केला जातो. नमुन्यातील प्रत्येक अणूवर हा झोत आदळल्यावर त्यातून इलेक्ट्रॉन आणि क्ष-किरण बाहेर पडून विखुरतात. सूक्ष्मदर्शकात असलेला संवेदक त्या क्ष-किरणांना आणि विखुरलेल्या इलेक्ट्रॉन्सना जमा करून त्याचे रुपांतर विद्युतचुंबकीय संकेतामध्ये करतो. हे संकेत पडद्याकडे (स्क्रीन) पाठवले जातात आणि पडद्यावर प्रतिमा तयार होते. या प्रतिमेवरून पदार्थाच्या पृष्ठभागावरील रचना तसेच अंतर्गत रचनेचाही अभ्यास करता येतो. या सूक्ष्मदर्शकाद्वारे खडबडीत पृष्ठभागाच्या प्रतिमा चांगल्या रितीने घेता येतात.
स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शकामध्ये क्वांटम टनेलिंगचा उपयोग केला जातो. यातून नमुन्याच्या पृष्ठभागाची त्रिमितीय प्रतिमा मिळू शकते. त्यामुळे, संशोधकांना नमुन्याचा आकार, त्याची रचना, पृष्ठभागावर असलेला काही दोष, नमुन्यातील रेणूंमध्ये असलेले रासायनिक बंध, त्याचा आकार यांचा अभ्यास करणे शक्य होते. याचा उपयोग अतिनिर्वात पोकळी (अल्ट्रा हायव्हॅक्युम), हवा, पाणी तसेच इतर द्रवपदार्थ आणि वायूंमध्ये होऊ शकतो. शून्य केल्विन तापमानाच्या जवळ असलेल्या अत्यंत कमी तापमानापासून ते १००० अंश सेल्सिअस तापमानातही त्याचा वापर करता येतो. स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शकाद्वारे खडबडीत पृष्ठभागाच्या प्रतिमा चांगल्याप्रकारे घेता येत नाहीत. परंतु, स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शकाच्या सहाय्याने अणूच्या पातळीपर्यंत सूक्ष्म प्रतिमा सुस्पष्टपणे मिळवता येतात. साध्या इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाच्या मदतीने इतक्या कमी सूक्ष्मतेच्या प्रतिमा मिळत नाहीत.
स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शकावर केलेल्या या संशोधन कार्याबद्दल रोहरर यांना १९८६ साली गर्ड बिन्नीग आणि अर्न्स्ट रुस्का यांच्यासह भौतिकशास्त्रातील नोबेल पुरस्कार देण्यात आला.
रोहरर यांनी १९८१ ते १९८७ या कालावधीत गर्डबिन्नीग यांच्या मदतीने स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शकामध्ये अनेक सुधारणा घडवून आणल्या. १९८७ साली त्यांना एक इंच आकाराच्या वस्तूच्या पंचवीस कोटीव्या भागाची प्रतिमा स्कॅनिंग टनेलिंग सूक्ष्मदर्शकाच्या सहाय्याने मिळवली. त्यांनी मिळवलेलं हे यश म्हणजे अब्जांश तंत्रज्ञान किंवा नॅनो टेक्नोलॉजीच्या विकासाला एक मोठी चालना मानली जाते. १९८६ पासून आय.बी.एम.फेलो म्हणून त्यांची नेमणूक झाली. १९८६ ते १९८८ पर्यंत त्यांनी आय.बी.एम. संशोधन प्रयोगशाळेच्या भौतिकशास्त्र विभागाचे नेतृत्व केले.
स्वीत्झर्लंडमधील वोलेरौ इथे असलेल्या त्यांच्या घरी त्यांचा मृत्यू झाला.
संदर्भ :
- https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1986/rohrer-bio.html
- http://www.nytimes.com/2013/05/22/science/heinrich-rohrer-physicist-who-won-nobel-dies-at-html
समीक्षक : हेमंत लागवणकर