યુકાવા, હિડેકી (જ. 23 જાન્યુઆરી 1907, ટોકિયો; અ. 10 સપ્ટેમ્બર 1981, કિયોટો) : ન્યૂક્લિયર બળો ઉપર સૈદ્ધાંતિક સંશોધન કરતાં મેસૉન નામના કણના અસ્તિત્વની આગાહી કરનાર જાપાનીઝ ભૌતિકવિજ્ઞાની. 1949માં (ભૌતિકવિજ્ઞાનનો) નોબેલ પુરસ્કાર મેળવનાર પ્રથમ જાપાની.

હિડેકી યુકાવા

1926માં તેઓ કિયોટો યુનિવર્સિટીમાંથી સ્નાતક થયા. ત્યારબાદ ઓસાકા યુનિવર્સિટીમાંથી ડૉક્ટરેટની ઉપાધિ મેળવી. તે પછી તેમણે આ બંને યુનિવર્સિટીઓમાં ભૌતિકવિજ્ઞાનનું શિક્ષણ આપ્યું. બીજા વિશ્વયુદ્ધ બાદ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ એડવાન્સ્ડ સ્ટડીઝ (પ્રિન્સ્ટન) અને કોલંબિયા યુનિવર્સિટીમાં તેમને આમંત્રિત કરવામાં આવ્યા. 1953માં તેઓ કિયોટો પાછા ફર્યા અને તેમની કારકિર્દી દરમિયાન જીવન પર્યંત ત્યાં જ રહ્યા.

ન્યૂક્લિયર પરમાણુનો ખ્યાલ સ્વીકૃત થયો ત્યારથી એક વાત નિશ્ચિતપણે આગળ આવી કે ન્યૂક્લિયસની સ્થિરતા માટે કુલંબ (વિદ્યુત) બળો ઉપરાંત બીજાં બળો અનિવાર્ય છે. ન્યૂક્લિયસમાં ન્યૂટ્રૉન અને પ્રોટૉન અસ્તિત્વ ધરાવે છે. ન્યૂક્લિયસમાં ન્યૂટ્રૉન્સ, પ્રોટૉન્સ અને અન્ય ન્યૂટ્રૉન સાથે જકડાયેલા રહે છે. એટલે કે એવાં બળો છે જે ન્યૂક્લિયસમાં કણોને ચુસ્ત રીતે જકડી રાખે છે, અને તેમની અવધિ (range) ટૂંકી હોવી જોઈએ. યુકાવાએ પ્રતિપાદિત કર્યું કે ન્યૂક્લિયર બળો મેસૉનના વિનિમય સાથે સંબંધ ધરાવે છે. જે રીતે વિદ્યુતચુંબકીય બળોમાં ફોટૉન ભાગ ભજવે છે તેવો જ ભાગ મેસૉન ન્યૂક્લિયર બળોમાં ભજવે છે. પરમાણુમાં વિદ્યુતચુંબકીય બળો પ્રકાશનાં ઉત્સર્જન અને શોષણ સાથે સંબંધ ધરાવે છે. ટૂંકી અવધિનાં આકર્ષણ પ્રકારનાં ન્યૂક્લિયર બળો ‘યુકાવા સ્થિતિમાન’ (Yukawa potential) તરીકે ઓળખાવા લાગ્યાં.

પ્લાંકના અચળાંક  અને આઇન્સ્ટાઇનના સંબંધ (E = mc2)નો ઉપયોગ કરીને યુકાવાએ કથિત મેસૉન કણના દળનો અંદાજ કાઢ્યો. તે મુજબ મેસૉન કણનું દળ આશરે 200 me જેટલું મળ્યું, જ્યાં me એ ઇલેક્ટ્રૉનનું દળ છે. ઉપરાંત આવા મેસૉન કણનો વિદ્યુતભાર ઇલેક્ટ્રૉનના વિદ્યુતભાર જેટલો જ હોય છે. 1936માં એટલે કે યુકાવાએ ન્યૂક્લિયર બળોની દરખાસ્ત રજૂ કરી તેના એક વર્ષ પછી, આવો મધ્યમ દળ ધરાવતો કણ સી. ડી. ઍન્ડરસને બ્રહ્માંડ કિરણો(cosmic rays)ના સંશોધન દરમિયાન શોધી કાઢ્યો. અત્યારે મ્યૂઑન(m-meson)ના નામે જાણીતો મેસૉન કણ તેણે કરવી જોઈએ એટલી પ્રબળતાથી આંતરક્રિયા કરતો નથી. 1947 સુધી આ રહસ્ય વણઊકલ્યું રહ્યું; પણ તે વર્ષે જ્યારે બ્રિટિશ વિજ્ઞાની સી. એફ. પાવેલે પાઑન (π–meson) શોધી કાઢ્યો ત્યારે રહસ્ય ખુલ્લું પડ્યું. આવો પાઑન યુકાવાએ પ્રતિપાદિત કરેલ કણનાં લક્ષણો (ગુણધર્મો) ધરાવે છે, પણ આ કણ સત્વર ક્ષય (decay) પામે છે. આને પરિણામે દીર્ઘ આયુ ધરાવતો કણ પેદા કરે છે. નવા કણના દીર્ઘ આયુને કારણે તેને પારખવો સરળ છે.

કણોના વિનિમયથી આકર્ષણ અથવા અપાકર્ષણ બળ પેદા થતું હોય છે. જોકે હાઇઝનબર્ગે 1932માં ન્યૂક્લિયૉનો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રૉન અને પૉઝિટ્રૉનના વિનિમયની વાત કરેલી, પણ પ્રાયોગિક અને ગાણિતિક રીતે આ વાત ઝાઝી ટકી શકી નહિ. 1935માં યુકાવાએ મેસૉનના વિનિમયની વજૂદવાળી વાત રજૂ કરી, જે આજે પણ સ્વીકાર્ય છે. યુકાવાના સિદ્ધાંત પ્રમાણે પ્રત્યેક ન્યૂક્લિયૉન સતત પાઑનનું ઉત્સર્જન અને શોષણ કરે છે. બીજો ન્યૂક્લિયૉન નજીક હોય તો પાઑન તેના તરફ વળી શકે છે, પણ તે પિતૃ-ન્યૂક્લિયૉન ઉપર પાછો આવતો નથી. આવી પ્રક્રિયા દરમિયાન જે વેગમાનનું સ્થાનાંતરણ થાય છે તે બળથી થતા કાર્યને સમતુલ્ય હોય છે.

પ્રહલાદ છ. પટેલ