लॉरेन्स, अर्नेस्ट ओरलॅंडो : (८ ऑगस्ट १९०१ ते २७ ऑगस्ट १९५८) आपल्या वयाच्या केवळ अडतिसाव्या वर्षी अतिशय मानाचा नोबेल पुरस्कार मिळविणारे अमेरिकन न्यूक्लीय शास्त्रज्ञ म्हणजे अर्नेस्ट ओरलॅंडो लॉरेन्स हे होत. न्यूक्लीय विज्ञानासाठी आवश्यक असणार्‍या एका नवीन कण त्वरणित्राची (particle accelerator) निर्मिती त्यांनी केली. त्यांच्याच स्मरणार्थ त्यांच्या मृत्यूनंतर १९६१ साली सापडलेल्या १०३ अणु अंक असणार्‍या कृत्रिम मूलद्रव्याला ‘लॉरेन्शियम’ (lawrencium) हे नाव दिले गेले.
अर्नेस्ट ओरलॅंडो लॉरेन्स यांचा जन्म अमेरिकेच्या साऊथ डकोटा या प्रांतातील कॅंटन या गावी झाला. अर्नेस्ट यांचे वडील कार्ल गुस्तावुस आणि आई गुंडा जेकबसन हे दोघेही कॅंटनच्या शाळेत शिक्षक होते. त्यांचे पूर्वज नॉर्वेहून स्थलांतरीत झालेले होते. अर्नेस्ट लॉरेन्स यांचे धाकटे भाऊ जॉन लॉरेन्स हे भौतिकीचे अभ्यासक, पण नंतर त्यांनी न्यूक्लीय वैद्यकीमध्ये केलेल्या मूलभूत कामामुळे ते या क्षेत्रात आद्यप्रवर्तक मानले जातात.
लॉरेन्स यांचे प्राथमिक शिक्षण कॅंटन आणि पीरी येथील शाळेत तर नंतरचे नॉर्थफील्ड येथील सेंट ओलाफ महाविद्यालयामध्ये झाले. त्यांनी १९१९ मध्ये साऊथ डकोटा विद्यापीठातून रसायनशास्त्रात बीए ही पदवी संपादन केली. पुढच्याच वर्षी त्यांनी मिनेसोटा विद्यापीठातून विल्यम फ्रान्सिस ग्रे स्वान यांच्या मार्गदर्शनाखाली भौतिकीमध्ये एमए पूर्ण केले. स्वान यांच्याबरोबरच लॉरेन्स यांनी एक वर्ष शिकागो विद्यापीठात आणि तेथून येल विद्यापीठात जाऊन त्यांच्याच मार्गदर्शनाखाली पीएच्.डी.चे संशोधन पूर्ण केले. त्यांच्या संशोधन प्रबंधाचा विषय होता पोटॅशियमच्या बाष्पात दिसणारा प्रकाशविद्युत परिणाम (photoelectric effect). या प्रयोगातून त्यांनी असे दाखविले की प्रकाशविद्युत पृष्ठभागावर फोटॉन पडल्यावर दोन नॅनोसेकंदापेक्षाही कमी वेळात प्रकाशइलेक्ट्रॉन्स बाहेर पडतात. या संशोधनासाठी त्यांना दोन पाठ्यवृत्ती मिळाल्या होत्या.
येल विद्यापीठातून पीएच्.डी. मिळविल्यावर साहजिकच लॉरेन्स यांना आणखी दोन विद्यापीठातून अध्यापनासाठी मागणी आली होती. मात्र कॅलिफोर्निया विद्यापीठात कामाला सुरुवात करून दोनच वर्षात लॉरेन्स सर्वात तरुण प्राध्यापक झाले. एका संध्याकाळी ग्रंथालयात बसून वाचत असताना त्यांचे लक्ष एका निबंधाकडे गेले. तो निबंध रोल्फ विड्रो या कणत्वरणित्राची मूलभूत कल्पना मांडणाऱ्या नॉर्वेतील शास्त्रज्ञाचा होता. या त्वरणित्रामध्ये कणांना एका सरळ रेषेत टप्प्याटप्प्याने त्वरणित करून उच्च ऊर्जायुक्त कण मिळविण्याच्या प्रक्रियेची मांडणी केली होती. त्यासुमारास अनेक शास्त्रज्ञ अणूकेंद्रकाच्या रचनेचा शोध घेत होते. यासाठी अणूकेंद्रकावर मारा करण्यासाठी अधिक उच्चऊर्जेच्या कणांची आवश्यकता होती. साहजिकच असे कण हवे असतील तर त्वरणित्राची लांबी आणखी वाढवावी लागणार. असे त्वरणित्र विद्यापीठाच्या प्रयोगशाळेत कसे शक्य होणार ही अडचण लॉरेन्स यांच्या लक्षात आली. त्यावर विचार करताना हे त्वरणित्र वर्तुळाकार करून कमी जागेत बसविता येईल आणि कणांना सर्पिल मार्गाने पुन्हा पुन्हा जाऊ दिल्यास उच्चऊर्जेचे कण मिळविता येतील असे प्रतिपादन त्यांनी केले. हाच सायक्लोट्रॉन या वर्तुळाकार कणत्वरणित्राचा जन्म. लॉरेन्स यांनी बनविलेला पहिला सायक्लोट्रॉन केवळ दहा सेंटीमीटर व्यासाचा आणि पंचवीस डॉलर खर्चाचा होता. त्यानंतर अधिक मोठ्या आकाराचे आणि अधिकाधिक उच्चऊर्जेचे कण देऊ शकणारे सायक्लोट्रॉन लॉरेन्स यांनी बांधले. असाच एक १.८मीटरचा सायक्लोट्रॉन १९३९च्या मे महिन्यात बांधला गेला आणि त्याचा उपयोग करून लोहाची किरणोत्सारी समस्थानिके मिळविण्यात यश आले. सायक्लोट्रॉनसंबंधीचे स्वामित्वहक्क लॉरेन्स यांनी मिळविले होते.
हे सर्व चालू असताना लॉरेन्स यांनी पुढे जगप्रसिद्ध झालेल्या एका अतिशय उत्तम प्रयोगशाळेची उभारणी केली. न्यूक्लीय भौतिकीच्या संशोधनासाठी आवश्यक उच्चऊर्जा भौतिकीतील प्रयोग करण्यासाठी या प्रयोगशाळेत सोय उपलब्ध झाली. याच प्रयोगशाळेचे संचालक म्हणून लॉरेन्स यांची नेमणूक झाली. सायक्लोट्रॉनचा उपयोग फक्त न्यूक्लीय भौतिकीतील संशोधनासाठी सीमित न ठेवता त्यातून मिळणाऱ्या किरणोत्सारी समस्थानिकांचा उपयोग वैद्यकशास्त्रातील संशोधनासाठी सुद्धा व्हावा यासाठी आपला भाऊ जॉन लॉरेन्स यांच्या मदतीने प्रयत्न केला. १.११ मीटर सायक्लोट्रॉनमधून मिळालेल्या फॉस्फरस-३२ या समस्थानिकाचा प्रत्यक्ष वापर जॉन यांनी रक्‍ताच्या कर्करोगावरील उपचारात केला.
याव्यतिरिक्‍त दुसऱ्या महायुद्धादरम्यान या प्रयोगशाळेमध्ये समस्थानिकांच्या पृथक्करणाचे (isotope separation) विद्युतचुंबकीय तंत्र लॉरेन्स यांनी विकसित केले. यासाठी ‘कॅल्युट्रॉन’ (calutron) नावाचे साधन बनविले. प्रयोगशाळेतील नेहमीचा वस्तुमान पंक्‍तिमापी (mass spectrometer) आणि सायक्लोट्रॉन यांचा संकर म्हणजे हे साधन होय. याच तंत्राचा वापर करून मॅनहॅटन प्रकल्पासाठी (Manhattan Project) यूरेनियमची समस्थानिके मिळविण्याचे काम लॉरेन्स यांनी केले.
सायक्लोट्रॉनचा शोध, किरणोत्सारी समस्थानिकांचे पृथक्करण आणि बर्कलीची राष्ट्रीय प्रयोगशाळा आणि लिव्हरमोरची राष्ट्रीय प्रयोगशाळा यांची उभारणी या सर्व कामगिरीचा विचार होऊन लॉरेन्स यांना १९३९ सालचा नोबेल पुरस्कार जाहीर झाला.
नोबेल पुरस्काराशिवाय लॉरेन्स यांना साहजिकच इतर अनेक मानसन्मान मिळाले. त्यात नॅशनल अकॅडमी ऑफ सायन्सेसचे सदस्यत्व, ह्युजेस पदक, इलियट क्रेझन पदक, डुडेल पारितोषिक आणि पदक, फॅरडे पदक, एन्रिको फर्मी पुरस्कार हे आहेत.
दुसऱ्या महायुद्धाच्या समाप्तीनंतर लॉरेन्स यांनी शास्त्रीय संशोधन प्रकल्पांना सरकारी मदत मिळावी याकरता मोठ्या प्रमाणावर चळवळ उभी केली. ’बिग सायन्स’ (Big Science) या संकल्पनेचे ते खंदे पुरस्कर्ते होते. एकट्याने किंवा लहान समूहाने संशोधन (Small Science) करण्यापेक्षा मोठ्या प्रमाणावर पैसा गुंतवून, मोठ्या संयंत्रांचा वापर करून आणि अनेक शास्त्रज्ञांनी एकत्र येऊन संशोधन करावे ही त्यांची कल्पना होती. लिव्हरमोरच्या प्रयोगशाळेत भव्य स्वरूपाची आणखी एक न्यूक्लीय शस्त्रांची संशोधन सुविधा त्यांच्याच प्रयत्नातून उभी राहिली.
लॉरेन्स यांच्या मार्गदर्शनाखाली अनेक विद्यार्थ्यांनी संशोधन पूर्ण केले. त्यापैकी एडविन मॅकमिलन यांना नेपच्यूनीयम या यूरेनियमपार (transuranic) मूलद्रव्याच्या शोधासाठी १९५१ सालचा रसायनशास्त्राचे नोबेल पुरस्कार मिळाला.
अमेरिकेचे तत्कालीन राष्ट्राध्यक्ष आयसेनहॉवर यांनी लॉरेन्स यांना जिनिव्हा येथे होणार्‍या न्यूक्लीय चाचण्यांवरील अंशत: बंदीसंदर्भातील परिषदेत भाग घेण्यासाठी पाठविले. पोटाचा विकार असतानाही ते जिनिव्हाला गेले परंतु तो आजार बळावल्याने त्यांना परत यावे लागले. पालो अल्टो येथील रुग्णालयात त्यांच्यावर शस्त्रक्रिया करण्यात आली. तथापि काही दिवसातच लॉरेन्स यांचा मृत्यू झाला.
लॉरेन्स यांच्या मृत्यूनंतर थोड्याच दिवसात त्यांनी उभारणी केलेल्या बर्कली आणि लिवरमोर येथील प्रयोगशाळांचे नामकरण अनुक्रमे लॉरेन्स बर्कली राष्ट्रीय प्रयोगशाळा आणि लॉरेन्स लिवरमोर राष्ट्रीय प्रयोगशाळा असे करण्यात आले. तसेच त्यांच्या स्मरणार्थ अर्नेस्ट ओरलॅंडो लॉरेन्स पुरस्काराची स्थापना करण्यात आली. बर्कलीच्या राष्ट्रीय प्रयोगशाळेत १९६१ मध्ये शोध लागलेल्या कृत्रिम मूलद्रव्याला त्यांचेच नाव देण्यात आले.
संदर्भ :
समीक्षक : हेमचंद्र प्रधान
