પૉવેલ સેસિલ ફ્રાન્ક

પૉવેલ, સેસિલ ફ્રાન્ક (જ. 5 ડિસેમ્બર 1903, ટોનબ્રિજ, કૅન્ટ, ઇંગ્લૅન્ડ; અ. 9 ઑગસ્ટ 1969, મિલાન પાસે, ઇટાલી) : ન્યૂક્લીય પ્રક્રિયાના અભ્યાસ માટે તેમણે વિકસાવેલી ફોટોગ્રાફિક પદ્ધતિ અને તેની મદદથી કરેલી ‘મેસૉન’ની શોધ માટે 1950ના ભૌતિકશાસ્ત્રના નોબેલ પુરસ્કારના વિજેતા. પૉવેલના પિતા તથા દાદાનો વ્યવસાય બંદૂક બનાવવાનો હતો અને તેમનાં માતા શાળા-શિક્ષકનાં પુત્રી હતાં. બાળપણના અનુભવોને કારણે તેમને પ્રકૃતિમાં સારો રસ પડ્યો અને તેનું જ્ઞાન પણ તેઓ વધારતા રહ્યા. વળી ગ્રામીણ જીવનના વિશિષ્ટ અનુભવની અને ગ્રામવિસ્તારની વનસ્પતિ(flora)ની ઘેરી અસર તેમના ઉપર હતી.

પોતાનાં બાળકો સારું જીવન જીવે તે માટે તેમણે તેમનાં બાળકોને સારું શિક્ષણ આપવાનું નક્કી કર્યું હતું. પ્રાથમિક શાળાનો અભ્યાસ પૂરો કરી, પૉવેલે ટોનબ્રિજની જડ્ડ શાળાની શિષ્યવૃત્તિ મેળવી. અહીં તેમના ભૌતિકશાસ્ત્રના શિક્ષકે તેમને માર્ગદર્શન આપ્યું, જેનાથી પૉવેલ ખૂબ પ્રભાવિત થયા અને વાયરલેસ-સંકેતો ઝીલવા માટે શિક્ષકે, જાતે ઘરે તૈયાર કરેલા સ્ફટિકો તરફ પૉવેલનું ધ્યાન વાળ્યું. 1921માં કેમ્બ્રિજની સિડની સસેક્સ કૉલેજમાં શિષ્યવૃત્તિ મેળવી અને 1935માં વિજ્ઞાનના વિષયમાં, ઑનર્સ સાથે પ્રથમ વર્ગ મેળવી સ્નાતક બન્યા. રસાયણશાસ્ત્રના નોબેલ પુરસ્કારવિજેતા અર્નેસ્ટ રૂથરફર્ડે તેમને, વિદ્યુતભારિત કણના પ્રક્ષેપપથ (trajectory) ઉપર ઠરી જતાં પાણીનાં ટીપાંઓની છબી લેવાના ઉપકરણ ‘વિલ્સન ક્લાઉડ ચેમ્બર’ના શોધક સી. ટી. આર. વિલ્સનના હાથ નીચે કામ કરવા માટે એક સંશોધક વિદ્યાર્થી તરીકે પસંદ કર્યા. પ્રયોગો દરમિયાન તેમણે જોયું કે અતિ સાંકડી ટોટી(nozzle)માંથી પસાર કરવામાં આવતી વરાળના વિસર્જનના દર (discharge rate)નું મૂલ્ય સૈદ્ધાંતિક રીતે શક્ય હોય તેના કરતાં ઊંચું છે. આવા અસંગત (anomalous) પરિણામનું કારણ, ઝડપથી વિસ્તરતી વરાળમાં ઉદ્ભવતી અતિસંતૃપ્તતા (supersaturation) હતું. તેમની શોધ દ્વારા તેમણે વરાળથી ચાલતા ચક્ર(turbine)માં ઘણા સુધારાવધારા કર્યા. 1928માં કેમ્બ્રિજમાંથી પીએચ.ડી. થયા પછી, પૉવેલ, બ્રિસ્ટલ યુનિવર્સિટીની ‘હેન્રી હર્બર્ટ વિલ્સ ફિઝિકલ લૅબોરેટરી’ના નિયામક એ. એમ. ટીનડૉલના સહાયક-સંશોધક બન્યા. અહીં તેઓ તેમની શેષ કારકિર્દી પર્યંત રહ્યા અને 1948માં ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રાધ્યાપક અને 1964માં લૅબોરેટરીના નિયામક બન્યા.

તેમણે બ્રિસ્ટલની લૅબોરેટરીમાં વાયુમાં આયનોની ગતિશીલતા (mobility)નાં પરિશુદ્ધ (precise) મૂલ્યોની ગણતરી ઉપર કાર્ય કર્યું. હવે ન્યૂક્લીય ભૌતિકશાસ્ત્ર પ્રત્યેનું આકર્ષણ વધતાં, વિશ્વની તમામ પ્રયોગશાળાઓએ પ્રાયોગિક કાર્ય કરવા માટેની સુવિધાઓ વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું. પ્રોટૉનને પ્રવેગિત કરવા માટે, પૉવેલે, બ્રિસ્ટલની પ્રયોગશાળામાં ‘કૉક ક્રૉફ્ટ વૉલ્ટન જનરેટર’ની રચના કરવાનું શરૂ કર્યું. તેનો ઉદ્દેશ પ્રોટૉન કિરણપુંજ વડે હલકાં (light) તત્ત્વોનું વિઘટન કરી, વિઘટન દરમિયાન પરિણમતા ન્યૂટ્રૉનના પ્રકીર્ણન(scattering)નો અભ્યાસ, હાઇડ્રોજન વાયુયુક્ત ‘ક્લાઉડ ચેમ્બર’માં કરવાનો હતો. જેમ કાર્યની પ્રગતિ થતી ગઈ તેમ 1938માં પૉવેલને, ફોટોગ્રાફિક ઇમલ્શનમાંથી પસાર થતા ઉચ્ચ ઊર્જાકણ વડે ઇમલ્શનમાં થતા ફેરફારો ઉપરથી તેમના શોધન(detection)ની તકનીકમાં રસ પડવા લાગ્યો. ઑસ્ટ્રિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી ડબ્લ્યૂ. હિટલરે આ રીતને સૌપ્રથમ અપનાવી હતી. પૉવેલે નાની ફોટોગ્રાફિક પ્લેટોનું એક પૅકેજ તૈયાર કરીને આશરે 4,100 મી. ઊંચાઈએ આવેલા સ્વિસ આલ્પ્સના એક શિખર યુંગ ફ્રાઉ ઉપર લઈ જઈ, એટલી ઊંચાઈએ આવેલાં કૉસ્મિક કિરણોમાં રાખ્યું. મહિનાઓ બાદ બ્રિસ્ટલની પ્રયોગશાળામાં તેને વિકસિત (develop) કરતાં તેમાં પથદર્શક રેખાઓ (tracks) જણાઈ, જે ઇમલ્શનમાંના ન્યૂક્લિયસની સાથે ઉચ્ચ ઊર્જાકણના સંઘાતને કારણે ઉદ્ભવતા ન્યૂક્લીય વિઘટનનું સ્પષ્ટ સૂચન કરતી હતી. જોકે પૉવેલને જાણ નહોતી કે તેમની પહેલાંના કાર્યકરોએ, ન્યૂક્લીય ભૌતિકશાસ્ત્ર માટે આ તકનીક પરિશુદ્ધ ન હોવાથી તેને સ્વીકારી નહોતી. 1945માં જી. પી. એસ. ઑક્કીઆલિની પૉવેલના જૂથ સાથે જોડાયા અને ફોટોગ્રાફિક સામગ્રીના અગ્રગણ્ય ઉત્પાદક ઇલફૉર્ડ લિમિટેડને, ઇમલ્શનના અભિલેખન (recording) ગુણધર્મમાં વધારો થાય તેવા પ્રયાસ કરવા માટે સમજાવ્યા. પિરિનીઝ પર્વત ઉપર નવા ઇમલ્શનનું પ્રકાશન (exposure) કરીને બ્રિસ્ટલની પ્રયોગશાળામાં તેને વિકસિત કરતાં, ઉચ્ચ ઊર્જા ધરાવતા ઝડપી કૉસ્મિક કિરણકણ દ્વારા થતું ન્યૂક્લીય વિઘટન સ્પષ્ટ રીતે દેખાયું. સૂક્ષ્મદર્શકનો ઉપયોગ કરીને વિઘટનપથની પદ્ધતિસર શોધ કરવા માટે, પૉવેલના જૂથે નિરીક્ષકોની ટુકડીને કામગીરી સોંપવાનો શિરસ્તો અપનાવ્યો અને વિઘટન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા કણનું દળ, વિદ્યુતભાર, ઊર્જા તથા વેગના માપન માટેની રીત પણ વિચારી. 1947માં જૂથને સફળતા મળી અને સુધારાવધારા સાથેની ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ ઉપર અંકિત થયેલા ઘણા બધા પથમાં, કૉસ્મિક કિરણોમાં આવેલા એક નવા જ કણને ઓળખી બતાવ્યો. ઑક્કીઆલિની, સી. એચ. જી. લેટસ અને પૉવેલે પાઇ-મેસૉન (પી-ઑન)ની શોધ કરી અને બતાવ્યું કે આવો ઉપ-ન્યૂક્લીય (sub-nuclear) કણ ન્યૂક્લીય પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રત્યક્ષ રીતે જ ઉત્પન્ન થયો હતો, પરંતુ તેની મુસાફરી દરમિયાન ઝડપથી ક્ષય પામીને મ્યુ-મેસૉન (મ્યુ.ઑન) ઉત્પન્ન કરતો હતો. જોકે 1949ના ભૌતિકશાસ્ત્રના નોબેલ પુરસ્કારના જાપાની વિજેતા હાઇડેકી યુકાવાએ એવી આગાહી કરી હતી કે ‘મેસૉન’ નામનો કણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે, જેનું દળ ઇલેક્ટ્રૉન કરતાં 200ગણું વધારે છે. તેની અંશત: સાબિતી અમેરિકન ન્યૂક્લીય ભૌતિકશાસ્ત્રીએ શોધેલા નવા કણ વડે મળતી હતી; પરંતુ તેમણે શોધેલો કણ ન્યૂક્લિયસ સાથે પ્રબળ પ્રક્રિયા કરતો ન હતો. પૉવેલના જૂથે દર્શાવ્યું કે વાસ્તવમાં તો બે મેસૉન ઉત્પન્ન થતા હતા – પાઇ મેસૉન અથવા પીઓન અને બીજું, જેની સૈદ્ધાંતિક આગાહી કરવામાં આવી હતી તે મ્યુ-મેસૉન કે મ્યુઑન; જે ન્યૂક્લિયસને જકડી રાખે છે. આ શોધથી કણભૌતિકીના નવા યુગનો ઉદય થયો. પૉવેલ અને તેના જૂથે ફોટોગ્રાફિક પદ્ધતિનો વિકાસ અને તેનો ઉપયોગ કરવાનું કાર્ય ચાલુ રાખ્યું. આમ બ્રિસ્ટલની તેમની પ્રયોગશાળા મેસૉનભૌતિકીની શોધ માટે એક સ્રોત સમી બની. સ્ટ્રૅટોસ્ફિયરમાં થતી કૉસ્મિક કિરણોની પારસ્પરિક ક્રિયાની નોંધ કરવા માટે તેમણે 1950માં બલૂનની મદદથી ફોટોગ્રાફની પ્લેટોને ખૂબ ઊંચાઈએ લઈ જવાની યોજના ઘડી, જે પાછળથી લગભગ દરેક યુરોપીય દેશમાં, આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે, એકમેકના સહકારથી કાર્યાન્વિત થઈ.

‘યુરોપિયન સેન્ટર ફૉર ન્યૂક્લિયર રિસર્ચ’ની સ્થાપનામાં પૉવેલે મહત્ત્વનો ભાગ ભજવ્યો, અને ‘સાયન્ટિફિક પૉલિસી કમિટી’માં તેઓ નિયુક્ત થયા. ‘વર્લ્ડ ફેડરેશન ઑવ્ સાયન્ટિફિક વર્ક્સ’માં સક્રિય રસ લીધો અને 1959થી પોતાના મૃત્યુ પર્યંત તેના પ્રમુખ રહ્યા. ‘પગવૉશ કૉન્ફરન્સ ઑન સાયન્સ ઍન્ડ વર્લ્ડ ઍફેર્સ’ની તેમણે સ્થાપના કરી, અને તેની ‘કન્ટિન્યુએશન કમિટી’ના 1967 સુધી નાયબ અધ્યક્ષ અને ત્યારબાદ અધ્યક્ષપદે રહ્યા. વિજ્ઞાનીઓએ અદા કરેલી તેમની સામાજિક જવાબદારીઓથી તેઓ સંતુષ્ટ હતા અને 1950થી 1960 વચ્ચેનો ઘણોખરો સમય તેમણે વૈજ્ઞાનિક સંસ્થાઓના ઉત્કર્ષ માટે ફાળવ્યો. વિનાશક શસ્ત્રોમાં રહેલા ખતરા માટે તેમણે તેમના લેખો દ્વારા ખૂબ ચિંતા વ્યક્ત કરી હતી અને આંતરરાષ્ટ્રીય સહકાર તથા વિશ્વશાંતિ ઉપર ખૂબ ભાર મૂક્યો હતો.

એરચ મા. બલસારા