Физиканинг буюк кашфиётлари

Физика соҳасидаги Нобель мукофоти 1901 йилдан бошлаб берила бошланган. Нобель васиятига кўра, биринчи бўлиб физика соҳасида қилинган буюк кашфиётларга берилган ва унинг биринчи совриндори немис олими Рентген Вильгельм Конрад ҳисобланади.

Вильгельм Рентген (1845-1923)

Буюк немис физиги, турли физик доимийликларини катта аниқлик билан ўлчаган моҳир тадқиқотчи. «х» нурларни очгани учун биринчи бўлиб 1901 йилда Нобель мукофотига сазовор бўлган.

Рентген 1845 йилнинг 27 мартида туғилган. 1875 йилдан Хоэнхайм университети профессори, 1876 йилдан Страсбург университетида физика профессори, 1879 йилдан Гиссен, 1885 йилдан Вюрцбург, 1899 йилдан Мюнхен университети профессори бўлиб ишлаган.

1895 йили немис олими Вилгельм Конрад Рентген атом физикасининг ривожланишида оламшумул аҳамиятга молик бўлган кашфиётни очган. Рентген ўша вақтда кристалларнинг электрик ва оптик хоссаларини, ҳаракатдаги зарядланган диэлектриклар магнит майдонлари ва бошқа масалалар устида мураккаб тадқиқотлар олиб бораётган таниқли физик эди. У томонидан бажарилган бу илмий ишларнинг характерли томони шундан иборат бўлганки, Рентген ўзининг жуда юқори малакали илмий тажрибани намоён этган.

Ўша вақтда Рентгеннинг жаҳонда энг яхши тадқиқотчи деб ном олгани бежиз бўлмаган. Кўпгина физик катталиклар қийматини катта аниқлик билан ўлчаганки, улардан ҳозиргача фойдаланиб келинади. Чунончи, суюқликланинг қисилиши, улардаги ички ишқалинишлардаги муаммолар, газларда инфрақизил нурларнинг ютилиши, пьезо ва пироэлектрик кристаллар хоссаларини ўрганиш, босим ва ҳажм доимий бўлганида иссиқлик сиғимларини жуда катта аниқликда ўлчаш, суюқлик ва газларда ёруғликнинг иккиламчи синиши ва бошқа физикавий муаммолар билан шуғулланган.

Шундай бўлса-да, Рентген томонидан исталган жисм орқали ўта оладиган кўзга кўринмас х-нурларнинг (икс-нурлар) кашф этилгани дунёда шов-шувга сабаб бўлган. Профессорнинг “Нурларнинг янги тури ҳақида”ги илмий мақоласи ақл бовар қилиб бўлмайдиган кашфиётга бағишланган эди. Тўғрисини айтганда, Рентген кашфиёти маълум бир маънода тасодифан очилган эди. Ўша вақтда Рентген катод нурларининг турли хоссаларини ўрганиш билан банд бўлган. Бунинг учун у шакли ва ўлчами турлича бўлган разряд трубкаларни олиб, уларнинг газлардаги электр токига ҳамда трубкадаги газ босимига таъсирини ўрганаётган бўлган.

Бир куни кечқурун профессор лабораторияда ўтказган тажрибаларини якунлаб, уйга қайтиш олдидан разрядли трубкасини ўзидан нур ўтказмайдиган чехол билан ёпиб, лаборатория чироқларини ўчириб, унинг эшигини қулфлашга ҳозирланиб турганда, трубкага уланган юқори кучланишни узмагани эсига тушади-да, лабораторияга чироқни ёқмасдан қайтади ва разрядли трубка столига яқинлашади. У бирданига столда равшан нурланиб турган предметни кўриб қолади. Бу предмет флуоросенцияланувчи таркиб билан қопланган столда турган кичик экран эканлиги Рентгенга маълум бўлган.

Одатда, флуоросенцияланувчи моддалар агар уларга ёруғлик тушса, ўзидан нур чиқара бошлайдиган хусусиятга эга бўлади. Лекин лаборатория қоронғи бўлган, экранга бирор жойдан ёруғлик тушмаган, экран эса ўзидан нур чиқариб турган. Рентген асталик билан трубкага уланган кучланишни рубилникдан узганда экрандан чиқиб турган нур йўқолган. Рубилникни яна ток манбаига улаганда, экран яна ўзидан нур чиқара бошлаган. Рентген рубилникни бир қанча марта очиб улаганда ҳодиса такрорланаверган. Олим ҳайратдан қотиб қолган. Қандай қилиб тиниқмас чехол билан қопланган трубкадан ўтаётган ток трубкадан анча масофада жойлашган флуоросенцияланувчи модда билан қопланган экранга таъсир этади ва экран ўзидан нур чиқаради? Бу савол Рентгенга тушунарли бўлмаган. Олим ухламасдан бутун тун бўйича лабораториясида тажрибаларни кўплаб такрорлаб кўрган. Дастлаб у стол устида жойлашган экранни турли жойларга  силжитиб кўрган. Барибир экраннинг шуълаланиши тамом бўлмаган, фақат экран трубкага яқинлаштирилса, нурланиш кучайган, узоқлаштирилса, сусайган. Шуълаланиш интенсивлигининг трубкагача бўлган масофага боғлиқлиги флуоросенциянинг пайдо бўлиши сабаби разрядли трубка ҳисобланишини кўрсатиб турган.

Рентген разрядли трубка ичида етарлича кучланишда электродлар ўртасида ўзидан нур ўтказмайдиган картондан ясалган чехолни ҳам сингиб ўтадиган қандайдир нур пайдо бўлади, деган хулосага келган. Тасаввур қилинган бу нур йўлига  қалин  китобни  қўйганда экран олдингига қараганда  кучсизроқ шуълаланиб турган. Шундан кейин китоб ўрнига лабораториясида мавжуд турли-туман, чунончи тахта парчасини, металл пластинкани ва ҳоказо предметларни қўйса ҳам экраннинг шуълаланиши давом этаверган. Фақат шуъла интенсивлиги турлича бўлган ва барча предметларнинг бу сирли нурларни ўзларидан ўтказиб юбориши аниқлаган.

Рентген х-нурлар устидаги тадқиқотларини яна давом эттираверади. Аввало, у бу нурларнинг манбаи разрядли трубканинг мусбат электроди – анод ҳисобланишини аниқлайди. Бу нурларнинг юқорида айтилган хусусиятларидан ташқари бошқа қизиқ хоссаларга ҳам эга эканлиги аниқланди.

Х–нурлар таъсири остида оддий шароитларда изолятор ҳисобланган ҳаво электр ўтказувчан бўлиб қолар экан. Бу нурлар фотопластинкаларга ёруғлик нурларидан ҳам кучлироқ таъсир кўрсатиши аниқланди.

Матбуотда х-нурлар ҳақида Рентген мақоласи пайдо бўлиши билан дунёдаги юзлаб олимлар Рентген тажрибаларини қайта ўтказа бошлашди. Уларнинг барчаси Рентген олган натижаларнинг тўғрилигини тасдиқлашди. Аммо Рентген ўзининг 1895-1897 йилларда чоп этилган учта илмий мақоласида бу нурларнинг асосий хоссаларини  баён этиб берган эди. Бундан ташқари Рентген бу нурлар ёрдамида ҳар хил моддалар ва аввало тирик организмларни нурлантириш (унинг ички тузилишини кўриш) мумкинлигини биринчи бўлиб англаб етган. Мақолалардан бирида х-нурлар  йўлига инсон ўз бармоқларини қўйса, бармоқ суяклари соясини ҳам кўриш мумкинлигини айтиб ўтган. Бу эса дунёда биринчи марта эълон қилинган рентгенограмма бўлган. Рентген ёруғ хоналарда ҳам бундай суратларни фотопластинкали кассеталарга олиш мумкинлиги айтган. Рентген мақолалари матбуотда эълон қилиниши билан медицина мутахассислари бу нурлардан даволаш усулларида, айниқса, жарроҳликда фойдаланиш йўлларини ахтара бошлаган. Рентген нурларини техникада ва саноат масштабида қўллаш анча кейин бошланган.

Бутун дунё олимлари х-нурлар соҳасида Рентгеннинг буюк хизматларини инобатга олиб, унинг шарафига бу нурларни рентген нурлари деб атаганлар.

Хўш, рентген нурларининг табиати нимадан иборат? Бу нурларнинг табиати одатдаги кўзга кўринувчи нурлар табиати каби бўлади. Улар ўта қисқа электромагнит тўлқинлар ҳисобланади. Бу нурлар катоднинг  қиздирилган толаларидан учиб чиқувчи тез электронларнинг кескин тормозланиши натижасида пайдо бўлади. Бу электронлар берилган юқори кучланиш таъсири остида анодга интилади. Анодга урилиб, ўз энергиясининг  бир қисмини анод тузилган модда қизишига, қолган қисмини қисқа тўлқинли  рентген нурларининг чиқишига сарф қилади.

Ҳозирги вақтда Рентген нурлари халқ хўжалигининг турли соҳаларида, айниқса, медицинада муваффаққият билан қўлланиб келинмоқда.

Рентген нурлари кўзга кўринмайди, жисмларга тушганда уларда шуълаланишни юзага келтиради. Шу сабабдан бу нурларни тадқиқ қилишда рентген нурлари таъсирида шуълаланувчи экранлардан фойдаланишади. Бу нурларнинг ана шу хоссалари туфайли Рентген томонидан бу нурлар кашф этилган.

Рентген нурлари тез учаётган электронларнинг тормозланиши натижасида юзага келади. Учиб бораётган электронлар атрофида магнит майдони ҳосил бўлади. Чунки электронлар ҳаракати электр токини пайдо қилади. Катоддан учиб бораётган тез электронлар (катодга кучли кучланиш берилган бўлади)нинг анодга бориб тўқнашганида бу электронлар кескин тормозланади ва уларни қамраб олган магнит майдони тез ўзгаришга келиб фазога электромагнит тўлқинларни тарқата бошлайди. Электроннинг тезлиги қанча катта бўлса, нурланаётган тўлқинларнинг тўлқин узунликлари шунча қисқа бўлади. Одатда уларнинг тўлқин узунликлари (10-0,1) наномет атрофида бўлади (1 нм= 10 . Нурланаётган тўлқинлар спектри туташ бўлади.

Рентген нурларининг каф этилиши фан назарияси ва амалиётида жуда катта аҳамиятга эга бўлган. Рентген нурлари, ундан кейинроқ радиоактивликнинг очилиши атом ва ядро физикасининг яратилишига олиб келди. Рентгендан кейин бу нурлар билан инглиз олими Нобель мукофоти совриндори Чарлз Баркла шуғулланиб, бу соҳада қатор муҳим кашфиётлар қилди. 1912 йилда немис физиги, Нобель мукофоти совриндори Макс фон Лауэ кристалларда рентген нурларининг дифракциясини очди. Лауэ ишлари қаттиқ жисмлар физикасини ривожлантиришда муҳим роль ўйнади. Дифракция ҳодисасида юзага келувчи дифракцион ҳалқалардан рентген нурларининг тўлқин узунликларини аниқлаш мумкин бўлади. Бу нурлар тўлқин узунликларини билиш кристаллар тузилиши тўғрисида қимматли маълумотларни олиш имконини беради. Рентген нурлари қисқа тўлқинлиги электромагнит тўлқинлар бўлиб, уларнинг тўлқин узунликлари кўзга кўринувчи ёруғлик тўлқин узунлигидан ўртача минг марта қисқа. Демак, ультрабинафша ёруғлик тўлқин узунлигида анча қисқа бўлган тўлқинлар экан.

Вильгельм Рентген катта илмий тадқиқотчи физиклар мактабини яратди. Унинг шогирдлари ичида машҳур рус физиги Абрам Иоффе ҳам бўлган. Иоффенинг ёзишича, Рентген классик физиканинг ўзига хос вакили бўлган. Шундай бўлса ҳам у ўзининг кашфиёти билан ХХ аср физикасининг юзага келишига йўл очиб берган. Умрининг охирларига бориб, атом ва ядро физикаси соҳасида бўлаётган кашфиётларни яхши кутиб олмаган ҳамда ташқи дунёдан табора узила бошлаган.

Рентген 1923 йил 10 февралда Мюнхенда, 77 ёшида вафот этди.

СамДУ профессори Ортиқ ПАРДАЕВ тайёрлади.