શુલ, કિલફર્ડ ગ્લેનવૂડ

શુલ, કિલફર્ડ ગ્લેનવૂડ (જ. 23 સપ્ટેમ્બર 1915, પિટ્સબર્ગ, પી.એ., યુ.એસ.; અ. 31 માર્ચ 2001, મીડફૉર્ડ, મૅસેચૂસેટ્સ, યુ.એસ.) : અમેરિકાના ભૌતિકવિજ્ઞાની અને 1994ના ભૌતિકશાસ્ત્રના નોબેલ પારિતોષિકના સહવિજેતા. તેમણે ન્યૂટ્રૉન પ્રકીર્ણન તકનીક, તેમાં પણ ખાસ કરીને ન્યૂટ્રૉન-વિવર્તન (diffraction) વિકસાવેલ. તેમના સહવિજેતા કૅનેડાના ભૌતિકવિજ્ઞાની બેર્ટ્રામ એન. બ્રોકહાઉસ હતા. તેમણે અલગ રીતે, પરંતુ એક જ સમયગાળામાં આ વિષયમાં સંશોધનકાર્ય કરેલું.

શુલ કાર્નેગી ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટૅક્નૉલૉજીમાંથી 1937માં બી.એસ.ની ઉપાધિ મેળવી સ્નાતક થયા હતા. ન્યૂયૉર્ક યુનિવર્સિટીમાંથી 1941માં પીએચ.ડી. થયા અને સંશોધનક્ષેત્રે કારકિર્દી શરૂ કરી હતી. તેમને જે સંશોધનકાર્ય માટે નોબેલ પારિતોષિક મળ્યું, તે તેમણે 1946-1955 દરમિયાન ઓકરિડ્જ (Oak Ridge) નૅશનલ લૅબોરેટરી, ટેનેસી (યુ.એસ.) ખાતે કરેલું. આ કામ તેમણે ન્યૂટ્રૉન પ્રકીર્ણન સંશોધનનો પાયો નાખનાર અર્નેસ્ટ ઓ. વોલાન(Wollan)ના નેતૃત્વ નીચે કરેલું.

પરમાણુના ન્યૂક્લિયસમાં ધનવીજભારિત પ્રોટૉનની સાથે લગભગ તેના જેટલું જ દ્રવ્યમાન ધરાવતા શૂન્ય વીજભારિત ન્યૂટ્રૉન હોય છે. તે શૂન્ય વીજભારિત હોવાથી દ્રવ્ય પર તેનો મારો કરતાં ઊંડે સુધી ઘૂસી શકે છે; જ્યારે તેમનો મારો કોઈ પ્રવાહી, ઘન કે વાયુ પર કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેમાંના પરમાણુ કે અણુઓ સાથે સંઘાત બાદ પ્રકીર્ણન પામે છે. ન્યૂટ્રૉન-વિવર્તન તકનીકમાં એક જ તરંગલંબાઈના ન્યૂટ્રૉનની શલાકા જે દ્રવ્યનો અભ્યાસ કરવાનો હોય છે તેમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. તે દ્રવ્યમાંના પરમાણુઓ સાથે સંઘાત પામતાં ન્યૂટ્રૉન જે ભાત રચે છે તેની ફોટોગ્રાફિક ફિલ્મ પર તસવીર લેતાં તે દ્રવ્યની અંદર પરમાણુઓના સાપેક્ષ સ્થાનની માહિતી આપે છે. શુલે પરમાણુઓ ક્યાં છે તે પ્રશ્ર્નનો ઉત્તર મેળવવામાં મદદ કરી છે તેમ કહેવાય છે.

શુલ અને બ્રોકહાઉસે ન્યૂટ્રૉન-પ્રકીર્ણનની જે તકનીક પરિપૂર્ણ વિકસાવી તે ઘન-અવસ્થા પ્રક્રિયાઓના અભ્યાસ માટે અમૂલ્ય સાધન નીવડેલ છે.

શુલનું સંશોધન પરમાણુઓની પદાર્થમાં ગોઠવણી દર્શાવે છે અને બ્રોકહાઉસનું સંશોધન તેમની ગતિની ખોજ કરે છે. શુલ પરમાણુઓનાં સ્થાન શોધે છે, જ્યારે બ્રોકહાઉસ તેઓ શું કરે છે તે શોધે છે. તે તકનીકથી ઉદ્દીપનીય પરિવર્તકો (catalytic converter), ન્યૂક્લિયર ઊર્જાભઠ્ઠીના ઈંધણ-સળિયાઓ અને સિરામિક અતિવાહકો વિકસાવવાનું શક્ય બન્યું છે. ઉદ્દીપનીય પરિવર્તકો ઑટોવાહનોના નિષ્કાસનમાંથી પ્રદૂષકોને દૂર કરવાનું સાધન છે. ન્યૂક્લિયર ઊર્જાભઠ્ઠીમાં જે વિખંડન-દ્રવ્ય વપરાય છે, તે સળિયા રૂપે ઉપયોગમાં લેવાય છે. વિદ્યુત-પરિપથમાં અતિવાહકોનો કોઈ અવરોધ વિદ્યુતપ્રવાહને લાગુ પડતો નથી. તેથી વિદ્યુત-વિભવમાં કોઈ ઘટાડો થયા વિના વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે.

ન્યૂટ્રૉન-પ્રકીર્ણન તકનીકે પ્લાસ્ટિકથી માંડી કમ્પ્યૂટરની વધારે સારી ‘મેમરી’ માટે અને જીવવૈજ્ઞાનિક કસોટીઓ માટે આધુનિક શોધોનાં દ્વાર ખોલી આપ્યાં છે.

શુલ અને બ્રોકહાઉસ પરમાણુ-ઊર્જાના શાંતિમય ઉપયોગો માટે કામ કરતા પ્રથમ હરોળના વૈજ્ઞાનિકો હતા. બીજા વિશ્વયુદ્ધ પછીના પ્રથમ દશકામાં ન્યૂક્લિયર ભઠ્ઠીઓમાં ઉત્પન્ન થતા ન્યૂટ્રૉન-વર્ષણનો ઉપયોગ કરી ઘન અને પ્રવાહીની પરમાણુ-સંરચનાનું પૃથક્કરણ કર્યું. જ્યાં પ્રથમ પરમાણુ બૉંબ બનાવવામાં આવેલો તેવા મેનહટ્ટન પ્રૉજેક્ટમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલ ન્યૂક્લિયર ભઠ્ઠી પર ઓકરિડ્જ ખાતે શુલે કામ કરેલ.

ચુંબકીય વિવર્તનનું નિર્દેશન કરનારા પ્રથમ વૈજ્ઞાનિકો પૈકી એક શુલ હતા. તેમણે ન્યૂટ્રૉન દ્વારા સ્ફટિક રચનાત્મક પૃથક્કરણની ઉપકરણ-પ્રણાલી વિકસાવવામાં મદદ કરી હતી.

એ એક આશ્ર્ચર્યની વાત છે કે શુલ અને બ્રોકહાઉસના સંશોધન પર સંપૂર્ણ રીતે આધારિત ફ્રાન્સના પિયર ગિલેસ દ’ ગિનેસ(Pierre Gilles de Gennes)ને પ્રવાહી સ્ફટિકમાં આણ્વીય ક્રમના સંશોધન માટે 1991માં ભૌતિકવિજ્ઞાનનું નોબેલ પારિતોષિક એનાયત કરવામાં આવેલું. તેના પછી 1994માં શુલ અને બ્રોકહાઉસને નોબેલ પારિતોષિક એનાયત થયું  હતું.

નોબેલ પારિતોષિક વિધિવત્ એનાયત કરવાના સમારોહમાં શુલ થોડા ઉદાસ હતા. પોતે 1946માં ઓકરિડ્જ ખાતે જોડાયેલા ત્યારના પોતાના માર્ગદર્શક અર્નેસ્ટ વોલાનને તેમણે પોતાને મળેલા સન્માનના યશભાગી ગણાવ્યા હતા. વોલાનનું 1984માં અવસાન થયું હતું તેથી તેમને શુલ અને બ્રોકહાઉસના નોબેલ પારિતોષિકમાં સહવિજેતા ગણવામાં આવ્યા ન હતા.

શુલ મૅસેચૂસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટૅક્નૉલૉજીમાં 1955થી 1986માં નિવૃત્તિ સુધી પ્રાધ્યાપક હતા.

વિહારી છાયા