લૉરેન્સ, અર્નેસ્ટ ઑર્લાન્ડો

લૉરેન્સ, અર્નેસ્ટ ઑર્લાન્ડો (જ. 1901; અ. 1958) : 1939ના વર્ષના ભૌતિકવિજ્ઞાનના નોબેલ પારિતોષિકવિજેતા. અમેરિકન ભૌતિકવિજ્ઞાની. આ પારિતોષિક તેમને કણપ્રવેગક (particle accelerator) ‘સાઇક્લોટ્રૉન’ની શોધ કરવા બદલ મળ્યું હતું.

લૉરેન્સને 1925માં અમેરિકાની યેલ યુનિવર્સિટીમાંથી પીએચ.ડી.ની પદવી મળી હતી. પ્રારંભમાં ત્યાં જ સહ પ્રાધ્યાપક તરીકે જોડાયા બાદ તેઓ બર્કલેની યુનિવર્સિટી ઑવ્ કૅલિફૉર્નિયા ખાતે ગયા અને પ્રાધ્યાપક બન્યા. એ સમયે ન્યૂક્લિયર ભૌતિકવિજ્ઞાનનાં સંશોધનોની શરૂઆત થઈ ચૂકી હતી. પરમાણુની નાભિનું અન્વેષણ કરી શકે તે માટે વિદ્યુતભારિત કણો, જેવા કે પ્રોટોન (હાઇડ્રોજન-પરમાણુનાભિ), ડ્યુટેરોન (₁H²), આલ્ફા કણ (₂He⁴) વગેરેને પ્રવેગિત કરી શકે તેવાં સાધનોની જરૂર ઊભી થઈ હતી. લૉરેન્સ અને તેમના એક વિદ્યાર્થી સ્ટેન્લી લિવિંગ્સ્ટને મળીને એક કણપ્રવેગક બનાવ્યું, જેનું નામ હતું સાઇક્લોટ્રૉન. આ સાધનમાં પ્રવેગિત થતા કણો, વધતી જતી ત્રિજ્યાના ચક્રીય માર્ગે ગતિ કરતા હોવાથી તેને આ નામ આપવામાં આવ્યું હતું. સાઇક્લોટ્રૉનમાં પ્રવેગિત થતા કણોનો વિવિધ પરમાણુનાભિના વિભંજન માટે ઉપયોગ કરવાનું હાથ ધરવામાં આવ્યું.

1936માં લૉરેન્સ બર્કલેની રેડિયેશન લેબૉરેટરીના પ્રથમ નિયામક બન્યા. તેમણે રચેલ સાઇક્લોટ્રૉન(જુઓ આકૃતિ 1, 2)ની કેટલીક મર્યાદાઓ હતી. સાઇક્લોટ્રૉનમાં સામાન્ય રીતે અચળ ચુંબકીય ક્ષેત્ર Bની અસર હેઠળ વિદ્યુતભાર q ક્ષેત્રને લંબ સમતલમાં વર્તુળાકાર ગતિ કરે છે. કોઈ બિન્દુ પર તેની ઝડપ υ અને પથની ત્રિજ્યા r હોય તો,

અહીં υ = rω, જેમાં ω એ કણની કોણીય ઝડપ છે. તેથી,

 એ કણની સાઇક્લોટ્રૉન આવૃત્તિ (frequency) કહેવાય છે. કણને પ્રવેગ અથવા ઊર્જા આપવા માટે તેટલી જ આવૃત્તિનું વિદ્યુત-ક્ષેત્ર અનુનાદિતપણે ગોઠવવામાં આવે છે. હવે જો કણની ઝડપ υ વધતાં વધતાં પ્રકાશના વેગ Cની નજીક પહોંચવા લાગે તો સાપેક્ષવાદી અસર (relativistic effect) વરતાવા લાગે છે. દળ ‘m’માં સાપેક્ષવાદી વૃદ્ધિ થતાં અનુનાદ જળવાતો નથી. સાઇક્લોટ્રૉનની આ મર્યાદા દૂર કરીને ‘Synchrocyclotron’, ‘Synchrotron’ વગેરે સાધનો રચવામાં આવેલ છે. જેમાં લૉરેન્સે આપેલ મૂળભૂત સંરચનાનો આધાર લેવામાં આવે છે.

લૉરેન્સના સાઇક્લોટ્રૉન દ્વારા ‘Technetium’ નામનું કૃત્રિમ તત્વ ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યું હતું. વળી એ સાધનથી તેમણે રેડિયો-ઍક્ટિવ ફૉસ્ફરસ, આયોડિન વગેરેના સમસ્થાનિકો (isotopes) ઉત્પન્ન કર્યાં. જેનો ઉપયોગ તબીબી ચિકિત્સાક્ષેત્રે પણ શરૂ થયો. કૅન્સરના ઉપચારની દિશામાં ન્યૂટ્રૉન કણોનો ઉપયોગ પણ તેમણે શરૂ કરાવ્યો.

બીજા વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન લૉરેન્સે પરમાણુબૉમ્બ બનાવવાના મૅનહટન પ્રકલ્પ(Manhattan Project)માં કામ કર્યું. 1957માં તેમને અમેરિકાનો Fermi-Award પ્રાપ્ત થયો. ન્યૂક્લિયર ભૌતિકવિજ્ઞાનના કાર્ય ઉપરાંત લૉરેન્સે કલર ટીવીની પિક્ચર ટ્યૂબનું નિર્માણ કરીને પેટન્ટ પણ મેળવેલી. હાલમાં તેઓના માનમાં બર્કલેકૅલિફૉર્નિયાની પ્રયોગશાળાને ‘લૉરેન્સ બર્કલે લેબૉરેટરી’ કહે છે. કૅલિફૉર્નિયાના લિવરમોર ખાતેની પ્રયોગશાળાને ‘લૉરેન્સ લિવરમોર નૅશનલ લેબૉરેટરી’ કહે છે. વધુમાં કૃત્રિમ તત્વ  ને ‘લૉરેન્સિયમ’ નામ અપાયું છે.

કમલનયન જોશીપુરા