ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರ

ಹೈಡ್ರೊಜೆನ್ ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರ

ವಿದ್ಯುದಾವಿಷ್ಟ ಉಪಪರಮಾಣು ಕಣಗಳನ್ನು ಕಂಡು ಹಿಡಿಯಲು ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಸಾಧನ ಅಥವಾ ಉಪಕರಣ (ಬಬಲ್ ಚೇಂಬರ್). 1952 ರಲ್ಲಿ ಡೊನಾಲ್ಡ್‌ ಎ. ಗ್ಲೇಸರ್ ಎಂಬ ಅಮೆರಿಕದ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಮಿಷಿಗನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದ. ಈ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ವಿದ್ಯುದಾವಿಷ್ಟ ಕಣಗಳ ಪಥಗಳನ್ನು ಕಣ್ಣಿಗೆ ಕಾಣುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಪಥಗಳ ಛಾಯಾಚಿತ್ರವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಪರೀಕ್ಷೆಮಾಡಿ ಕಣಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಗೊತ್ತು ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಕೆಲವು ವಿಧಗಳಲ್ಲಿ ಗುಳ್ಳೆ ಮಂದಿರ ಸಿ.ಟಿ.ಆರ್. ವಿಲ್ಸನ್ ರಚಿಸಿದ ಮೇಘಮಂದಿರವನ್ನು ಹೋಲುತ್ತದೆ ಮೇಘಮಂದಿರ.

ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣ

ಶುಚಿಯಾದ ಮತ್ತು ನಯವಾದ ಮೈಉಳ್ಳ ಪಾತ್ರೆಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವಿಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚು ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಕಾಯಿಸಬಹುದು. ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ದ್ರವಕ್ಕೆ ಅತಿತಪ್ತ (ಸೂಪರ್ ಹೀಟೆಡ್) ದ್ರವವೆಂದು ಹೆಸರು. ಅತಿತಪ್ತ ದ್ರವಗಳು ಅಸ್ಥಿರ. ಯಾವುದಾದರೂ ಒರಟಾದ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ದ್ರವದೊಳಗೆ ಹಾಕಿದರಾಗಲೀ ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಒದಗಿಸಿದರಾಗಲೀ ದ್ರವ ರಭಸದಿಂದ ಕುದಿಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಅತಿತಪ್ತ ದ್ರವಗಳ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶವಿರುವ ಮತ್ತು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಕಣಗಳು ಸಾಗಿದರೆ ಅವು ಹೋದ ಜಾಡಿನಲ್ಲಿ ಕಣಗಳು ದ್ರವದ ಪರಮಾಣುಗಳೊಡನೆ ಸಂಘಟಿಸಿ ಆಗುವ ಅಂತರ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಅಯಾನುಗಳನ್ನಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ ಕಿಡಿಮಂದಿರ. ಇಂಥ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಕುದಿಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ. ಇದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಛಾಯಾಚಿತ್ರವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡರೆ ಕಣಗಳು ಹೋದ ಹಿಂಜಾಡಿನಲ್ಲೇ ಸಣ್ಣಪುಟ್ಟ ಗುಳ್ಳೆಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಕಣಗಳ ಪಥಗಳನ್ನು ಕಣ್ಣಿನಿಂದ ನೋಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.

ಗುಳ್ಳೆ ಮಂದಿರವನ್ನು ಗಾಜಿನ ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ನಿರ್ಮಾಣ ಮಾಡಬಹುದು. ಲೋಹದ ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿದರೆ ಗಾಜಿನ ಕಿಟಕಿಗಳನ್ನು ಲೋಹಕ್ಕೆ (ಗ್ಯಾಸ್ಕೆಟ್ಟುಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು) ಬೆಸೆಯಬೇಕು. ಈಥರ್, ಪೆಂಟೀನ್, ಬ್ಯೂಟೀನ್ ಅಥವಾ ಪ್ರೊಪೇನ್ ಮುಂತಾದ ಹಲವಾರು ದ್ರವಗಳನ್ನು ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರದಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದು. ದ್ರವ ಹೀಲಿಯಮ್ ಅಥವಾ ದ್ರವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿದರೆ ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರವನ್ನು ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಇಡಬೇಕು. ಈ ದ್ರವಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವಿಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚು ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಇಟ್ಟಿದ್ದು, ಹೆಚ್ಚು ಒತ್ತಡವನ್ನು ಏರ್ಪಡಿಸಿ ದ್ರವ ಕುದಿಯದಂತೆ ಮಾಡಬೇಕು. ದ್ರವ ಈಥರನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿದರೆ ದ್ರವವನ್ನು ಸುಮಾರು 20 ವಾಯು ಮಂಡಲಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು 135 ಸೆಂ. ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಇಡಬೇಕು. ಒತ್ತಡವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆಮಾಡಿದ ಹಲವಾರು ಮಿಲೆಸೆಕೆಂಡುಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಅತಿತಪ್ತವಾಗಿ ಅಸ್ಥಿರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇಂಥ ವೇಳೆಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದಾವಿಷ್ಟ ಕಣಗಳ ಕಿರಣಾವಳಿಯೊಂದು ಮಂದಿರದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದರೆ ಅದು ಹೋದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಕುದಿಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ, ಹೀಗೆ ಉಂಟಾದ ಗುಳ್ಳೆಗಳು ಸಾಕಷ್ಟು ಬೆಳೆದು ಛಾಯಾ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಣಗಳ ಪಥಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಮತ್ತೆ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿದರೆ ಗುಳ್ಳೆಗಳು ಥಟ್ಟನೆ ಅಳಿದುಹೋಗಿ ಮಂದಿರ ಎಂದಿನಂತೆ ಉಪಯೋಗಿಸಲು ಸಿದ್ಧವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಿ ಮತ್ತೆ ಪ್ರಯೋಗಿಸುವ ಒಂದು ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ಸುಮಾರು 1 ಅಥವಾ 2 ಸೆಕೆಂಡುಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ.

ಉಪಯೋಗಗಳು

ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ವಿದ್ಯುದಾವಿಷ್ಟ ಕಣಗಳ ಹಲವಾರು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಕಂಡು ಹಿಡಿಯಬಹುದು. ಪಥದ ಉದ್ದದಿಂದ ಕಣಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನೂ ಪಥದಲ್ಲಿ ಕಾಣುವ ಗುಳ್ಳೆಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯಿಂದ ಕಣಗಳ ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ ಮತ್ತು ವೇಗವನ್ನೂ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು. ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರವನ್ನು ಕಾಂತಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿಟ್ಟರೆ ಕಣಗಳ ಪಥದ ವಕ್ರತೆಯಿಂದ ಕಣಗಳ ಸಂವೇಗಗಳನ್ನು (ಮೊಮೆಂಟ) ಗೊತ್ತುಮಾಡಬಹುದು. ಇಂಥ ಪರಿಮಾಣುಗಳ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಉಂಟಾಗುವ ಎಲ್ಲ ಪಥಗಳಿಗೂ ಗೊತ್ತುಮಾಡಿದರೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಉಂಟಾದ ಕಣಗಳ ಜಡತ್ವ. ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ, ಜೀವಿತಕಾಲ ಮತ್ತಿತರ ಗುಣ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು. ಇಂಥ ಅಂಶಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ರಚನಾ ಕ್ರಮಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಬಹಳ ಉಪಯೋಗವಾಗುತ್ತವೆ.

ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರಗಳನ್ನು ಅತಿಶಕ್ತಿಯ ಕಣವೇಗವರ್ಧಕ ಅಥವಾ ಕಣವೇಗೋತ್ಕರ್ಷಕ ಯಂತ್ರಗಳ ಬಳಿ ಮಾಡುವ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಬಹಳ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವರು. ಗುಳ್ಳೆಮಂದಿರದಲ್ಲಿ ಕಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ಪದಾರ್ಥ ದ್ರವವಾದ್ದರಿಂದ ಮೇಘಮಂದಿರ ಮತ್ತು ಕಿಡಿಮಂದಿರಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಅನಿಲಗಳಿಗಿಂತ ಇದರ ಸಾಂದ್ರತೆ ಬಲು ಹೆಚ್ಚು. ಆದ್ದರಿಂದ ಗುಳ್ಳೆ ಮಂದಿರದಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯುತ ಕಣಗಳ ಪಥದ ಉದ್ದ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ಅದನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಉಪಯೋಗಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.