नील्स बोर
Niels Bohr
डॅनिश पदार्थविज्ञानशास्त्रज्ञ
जन्म: 7 ऑक्टोबर, 1885
मृत्यू: 15 नोव्हेंबर, 1962

मोलाचे योगदान देणारा अणुविज्ञानसंशोधक

विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीला विज्ञानाची प्रगती प्रामुख्याने विद्यापीठातल्या प्रयोगशाळांतून होत होती. औद्योगिक व भौतिक प्रगतीबरोबर पुढे येणाऱ्या प्रश्नांची उकल संचित ज्ञानभंडाराच्या आधारे प्रतिभावान शास्त्रज्ञ कल्पक प्रयोग व सिध्दांतांतून करत होते. गॅलिलिओ आणि न्यूटनने मांडलेल्या भौतिकीत क्युरी, प्लँक, आईनस्टाईन, रूदरफोर्ड, बोर आदी शास्त्रज्ञांनी नवी भर घालून जग अणुयुगात आणले. आता संशोधनासाठी गुंतागुंतीची व अत्यंत खर्चिक साधनसामुग्रीची गरज निर्माण झाली आणि शास्त्रज्ञांचे ताफेच्या ताफे संशोधनात गुंतवले जाऊ लागले. बडे उद्योग आणि सरकार यांच्या गरजेप्रमाणे आणि त्यांच्या अनुदानाने संशोधन आखले जाऊ लागले. अणुविस्फोटाचा शोध लागल्यावर त्याच्या अतिसंहारक शक्तीमुळे विज्ञानाची मुक्त देवाणघेवाण बंद झाली. अणुविज्ञानावर कडक गुप्ततेचा बुरखा चढवला गेला.
अणुविज्ञानातील बोर यांची कामगिरी विशेष मौलिक मानली जाते. आईनस्टाईनने बोरविषयी गौरवोद्गार काढताना म्हटले आहे की, “नील्स बोर यांच्या संशोधनाविना अणुविज्ञानाचा आवाका काय असतो हे सांगणे कठीण आहे.”
नील्स बोर यांचा जन्म 7 ऑक्टोबर, 1885 साली कोपेनहेगन (डेन्मार्क) येथे झाला. त्यांचे वडील कोपेनहेगन विद्यापीठात शरीरक्रियाशास्त्राचे प्राध्यापक होते. चौकस बुध्दी व प्रत्येक विषयात स्वतंत्र विचार मांडण्याची सवय लहानपणापासूनच त्यांच्या अंगी बाणलेली होती. विद्यार्थी असतानाच ‘द्रवाचा पृष्ठीय ताण’ (सरफेस टेन्शन) कसा मोजावा, यावर त्यांनी प्रबंध लिहिला होता. सव्वीसाव्या वर्षी कोपेनहेगन विद्यापीठात ‘धातूंचा इलेक्ट्रॅनिक सिध्दांत’ (इलेक्ट्रॉनिक थिअरी ऑफ मेटल) या विषयावर पीएच.डी. प्राप्त करून नील्स बोर यांनी रूदरफोर्ड यांच्याबरोबर अणूच्या संरचनेच्या संशोधनाला सुरुवात केली. त्यांच्या लक्षात आले की, इलेक्ट्रॉन ‘भ्रमन कक्षे’चे समाधानकारक उत्तर देण्यात भौतिकीच्या वर्तमान संकल्पना अपुऱ्या आहेत. त्यांनी आपले लक्ष अणुक्रमांक (अॅटॉमिक नंबर) आणि इलेक्ट्रॉनच्या भ्रमनकक्षा यावर केंद्रित केले.
1913 मध्ये बोर यांनी अणुसंरचनेचे शास्त्रशुध्द गणिती स्पष्टीकरण दिले. प्रत्येक वस्तूतील सर्वांत लहान घटक म्हणजे अणू मानला जातो. त्यात दोन मुख्य भाग असतात. एक मध्यवर्ती भाग अथवा केंद्रक (न्यूक्लिअस) आणि दुसरे त्याभोवती लंबवर्तुळाकार कक्षेत भ्रमण करणारे इलेक्ट्रॉन. अणूच्या केंद्रकाचा व्यास अणूच्या व्यासाच्या एक लक्षांश एवढा सूक्ष्म असतो व अणूचा बहुतेक भाग मोकळा असतो. पण केंद्रकाभोवती इलेक्ट्रॉन एवढ्या वेगाने फिरत असतात की सारी मोकळी जागा व्यापलेली आहे, असे वाटते.
सर्वांत साधा अणू हायड्रोजनचा. त्याचा केंद्रक म्हणजे एक प्रोटॉन व त्याभोवती एक इलेक्ट्रॉन फिरतो. हेलियमचा केंद्रक दोन प्रोटॉन आणि दोन न्यूट्रॉन यांनी बनलेला असतो व त्याभोवती दोन इलेक्ट्रॉन फिरतात. ऑक्सिजनच्या अणूमध्ये आठ इलेक्ट्रॉन असतात. त्यापैकी दोन इलेक्ट्रॉन एकाच भ्रमणवर्तुळात फिरतात तर उरलेले सहा या वर्तुळाच्या बाहेर दुसऱ्या भागात वर्तुळात फिरत असतात. क्लोरीनमध्ये असलेले 17 इलेक्ट्रॉन 2, 8 आणि 7 या संख्येत एक बाहेर एक अशा 3 भ्रमण वर्तुळात फिरत असतात. युरेनियममध्ये 92 इलेक्ट्रॉन केंद्रकाभोवती फिरत असतात. याला ‘स्थिर स्थिती’ असे संबोधले जाते. म्हणजेच या कक्षा एका स्थिर ‘विशिष्ट ऊर्जा’ पातळीत असतात. ज्यावेळेस एखादा इलेक्ट्रॉन स्थिर, उच्च ऊर्जा पातळीवरून कमी ऊर्जा पातळीवर उडी मारतो तेव्हा तो जादा ऊर्जेचे रंगपटाच्या स्वरूपात विकिरण (रेडिएशन) करतो. हे रंगपट प्रत्येक अणूचे वेगळे व वैशिष्ट्यपूर्ण असतात, हे बोर यांच्या संशोधनामुळे स्पष्ट झाले. तसेच मेंडेलिफ यांच्या ‘पिरिऑडिक टेबल्स’ मधील मूलद्रव्यांच्या तार्किक रचनेस संख्यात्मक स्पष्टीकरण देणे शक्य झाले. बोर यांनी अणुरचनेचा सिध्दांत प्रसिध्द केला त्यावेळी त्यांच्या शोधाचे अमोल महत्व विज्ञानजगतात लगेच लक्षात आले नाही. त्यांना पदार्थविज्ञानातील संशोधनासाठी नोबेल पारितोषिक मिळायला 1922 साल उजाडले.
1940 साली नाझी जर्मनीने आक्रमण करून डेन्मार्क पादाक्रांत केले. नील्स बोर यांची आई ज्यू होती. आपल्याला अटक होणे अटळ आहे, ही बातमी समजल्यावर त्यांना डेन्मार्क सोडण्याशिवाय गत्यंतर नव्हते. ते समुद्रामार्गे अमेरिकेला रवाना झाले.
अणूचे रहस्य उलगडत आले तो काळ होता युरोपावर महायुध्दाचे सावट पसरल्याचा. नील्स बोर यांच्या सहकारी लिझे माईथनर यांनी केलेल्या युरेनियमच्या विखंडनावरील संशोधनातून असे आढळले की, युरेनियम अणुचा केंद्रक जर फोडला तर प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा बाहेर पडेल. या संशोधनाच्या आधारे अणुबॉम्ब बनवण्याची क्षमता जर नाझी हिटरच्या हाती पडली तर संबंध जगाचा विनाश होणार, हा धोका जाणवून नील्स बोर यांनी आईनस्टाईन, व्हीलर या शास्त्रज्ञांबरोबर खास चर्चा केली. आईनस्टाईन यांनी त्याबाबत अमेरिकन राष्ट्रध्यक्षांना पत्र लिहिले व अमेरिकेत अत्यंत गुप्त पध्दतीने ‘मॅनहॅटन’ हा अणुबॉम्ब निर्मितीचा प्रकल्प सुरू झाला. त्यावेळेपासून अशा शास्त्रीय संशोधनावर शासनाचे नियंत्रण आले. पुढे अणुबॉम्ब तयार झाल्यावर तो मानवी संहारासाठी वापरू नये, यासाठी आईनस्टाईन, बोर आदी शास्त्रज्ञांनी कसून प्रयत्न केले. अण्वस्त्रांचा हल्ला करण्यापूर्वी जपानला अणुस्फोटाच्या भीषणतेची कल्पना द्यावी, असा त्यांनी आग्रह धरला. पण अमेरिकन सरकारने त्यांच्या सूचना धूडकावून लावल्या. अणुविस्फोटाचा शोध शास्त्राज्ञांनी लावला, पण त्याच्या वापराच्या निर्णयात त्यांना कोणतेही स्थान राहिले नाही. ही अखिल मानवी समाजाच्या दृष्टीने दारूण शोकांतिका आहे.
मे 1945 नाझी जर्मनीचा पाडाव झाला व जपान शरण येण्याच्या बेतात होते, तेव्हा अणुबॉम्बनिर्मिती प्रकल्पाच्या शास्त्रज्ञांनी अणुबॉम्ब न बनवण्याची विनंती केली. परंतु, शास्त्रज्ञांनी दिलेली मानवतेची हाक झिडकारून अमेरिकन सरकारने 6 ऑगस्ट, 1945 रोजी हिरोशिमावर अणुबॉम्ब टाकला. अणुबॉम्बची भीषण संहारक शक्ती साऱ्या जगापुढे आली. यापुढे अण्वस्त्रनिर्मितीवर जागतिक पातळीवर पूर्ण बंदी आणून, अणुसंशोधनाचा वापर केवळ लोककल्याणासाठी व्हावा यासाठी बोर व इतर शास्त्रज्ञांनी आटोकाट प्रयत्न केले, पण ते यशस्वी झाले नाहीत. आज अनेक देशांजवळ अणुशक्ती आहे. अमेरिका रशिया, चीन, फ्रान्स आदी जगातल्या प्रमुख देशांनी संपूर्ण अण्वस्त्रमुक्ती स्वीकारावी, यासाठी प्रयत्नांची शिकस्त करण्याची जबाबदारी जगातल्या सर्वच देशांतल्या नागरिकावर आहे. कारण अपघात किंवा दहशतवादी कारवाया यातूनही जगाला अण्वस्त्रांचा भीषण धोका संभावतो.