அறிவியல் கதிர் ரமணன்

சத்தமில்லா சாலை கேட்போம்

பெரு நகர சாலைகளில் செல்லும் வாகனங்களின் எண்ணிக்கை அளவற்றது. அவற்றின் சக்கரங்கள் எழுப்பும் ஒலியும் அதிகம். இதை குறைப்பதற்காக ஜெர்மனியில் ‘சத்தமில்லா தார்’(Quiet Asphalt) என்பதை அறிமுகப்படுத்தியிருக்கிறார்கள். வழக்கமான தாரானது வாகனங்களின் ஒலியை அதிகப்படுத்துகிறது. சுற்றியுள்ள குடியிருப்புவாசிகளுக்கு மிகுந்த தொந்தரவாக இருக்கும். புதிய தாரானது துளைகள் உள்ள ஒன்றாகும். (Open-graded friction courses (OGFC). இந்த துளைகள் சத்தத்தை பிரதிபலிக்காமல் உள்வாங்கிக் கொள்கின்றன. இதில் இணைக்கப்பட்ட வெற்றிடங்கள் உள்ளன.  தண்ணீரும் காற்றும் அவற்றின் வழியாக சென்றுவிடுகின்றன. இன்னொரு வகை அமைப்பில் (Stone Matrix Asphalt (SMA)கற்கள் தாரினால் இணைக்கப்பட்டு சங்கிலி போல் அமைந்துள்ளது. இது ஒலியை உள்வாங்கும் ஒரு தளமாக விளங்குகிறது. மூன்றாவது வகையில் மறு சுழற்சி செய்யப்பட்ட டயர் துண்டுகளை கொண்டு சாலைகள் அமைக்கப்படுகின்றன. இது ‘ ரப்பர் தார் ‘ (Rubberized Asphalt) என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதிக மக்கள் தொகை உள்ள இடங்களில் ஒலி மாசு ஒரு பெரும் ஆபத்தாக இருக்கும். அங்கு இந்த தொழில்நுட்பம் உதவிகரமாக இருக்கும்.  உள்கட்டமைப்பு வசதிகளோடு மக்கள் நலத்திற்கும் முன்னுரிமை கொடுப்பதில் இது ஒரு முன்னெடுப்பு. போக்குவரத்து முன்னேற்றம் என்பது வெறும் வேகம் அல்லது நீள அகலங்கள் மட்டுமல்ல மக்களின் அன்றாட வாழ்வை மேம்படுத்துவதும்தான் என்பதை இது நினைவூட்டுகிறது. மேலும் பல நாடுகள் இதை பயன்படுத்த வேண்டும்.

சக்கரத்தின் சரித்திரம்

6000 ஆண்டுகளுக்கு முன் கார்ப்பத்தியன் மலைகளில் (இன்றைய ஹங்கேரி) தாமிர சுரங்கங்களில் தாதுக்களை வெளியே கொண்டுவருவதற்காக பயன்படுத்தப்பட்ட ஒரு கருவியே சக்கரங்களின் முதல் தோற்றம் என்று ஒரு கருதுகோள் 2015இல் முன்வைக்கப்பட்டது. அந்தப் பகுதியில் தொல்பொருள் ஆய்வாளர்கள் கண்டெடுத்த 150 குறுவாகனங்களே இதற்கு அடிப்படை. இவற்றை கதிரியக்க முறையில்(Carbon dating) ஆய்வு செய்ததில் இதுவரை நான்கு சக்கர வாகனங்களை சித்தரிப்பதில்  மிகப் பழமையானவை இவையே என தெரிய வந்துள்ளது.  சக்கரங்கள் உருளைகளிலிருந்து தோன்றியவை என்று கருதப்படுகிறது. ஆனால் அவற்றிற்கு திடமான சமதளமும் இறக்கங்கள், வளைவுகள் இல்லாத சாலைகள் தேவை. எனவே பண்டைய மக்கள் அவற்றை அரிதாகவே பயன்படுத்தியிருப்பார்கள். ஆனால் மனிதர்கள் அமைத்த பாதைகளைக் கொண்ட சுரங்கங்கள் உருளைகளுக்கு  ஏற்றவையாக இருந்திருக்கலாம். எனவே ஜார்ஜியா தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தை சேர்ந்த விண்வெளி பொறியாளர் கை ஜேம்ஸ் இது குறித்து ஆய்வு செய்ய முடிவு செய்தார். உருளைகளிலிருந்து சக்கரத்திற்கு பரிணாமம் ஆவதில் இரண்டு புதுமைகள் தேவைப்பட்டன. முதலில் சுமைகளை ஏற்றிச் செல்லும் வண்டியின் அடியில் அரைவட்ட உறைகள் பொருத்தப்பட்டிருக்கும். அவை உருளைகளை தாங்கியிருந்திருக்கும். இரண்டாவது முன்னேற்றம் உருளைகளிலேயே நடந்தது. இது எவ்வாறு நிகழ்ந்தது என்பதை புரிந்து கொள்ள  இயற்பியல் மற்றும் கணினி அடிப்படையிலான பொறியியலை நாடினார்கள். இது இயந்திர சாதகம் (mechanical advantage) என்கிற நிகழ்வின் மூலம் நடந்திருக்கும் என்பதே இவர்களின் கருதுகோள். எப்படி கட்டிங் பிளேயர் நெம்புகோல் தத்துவத்தின் மூலம் அதிக ஆற்றலை பெறுகிறதோ அதை போல் உருளைகளில் இயந்திர சாதகத்தை அதிகமாக்கினால் வண்டியை தள்ளுபவரின் ஆற்றல் கூடுதலாகி அதை இழுப்பது சுலபமாகும்.  இந்த ஆய்வாளர்கள் நூற்றுக்கணக்கான உருளை வடிவ மாதிரிகள் மூலம் அல்கோரிதங்களை உருவாக்கி ஒவ்வொன்றின் இயந்திர சாதகத்தையும் கட்டமைப்பின் பலத்தையும் மதிப்பிட்டார்கள். இறுதியில் சக்கரம்-அச்சு(wheel-and-axle) வடிவமே சிறந்தது என்று தெரிய வந்தது. ஒவ்வொரு புதிய வடிவ மாதிரியும் அதற்கு முந்தயதை விட சிறப்பாக செயல்பட்டது. இவ்வாறுதான் 6000 வருடங்களுக்கு முன் சுரங்கப் பணியாளர்கள் சக்கரத்தை வடிவமைப்பதில் முன்னேறியிருப்பார்கள். ஏன் புதிய புதிய வடிவங்களை அவர்கள் முயற்சி செய்திருப்பார்கள் என்றால் உருளைகளுக்கும் அதை சுற்றியுள்ள உறைகளுக்கும் இடையே ஏற்பட்ட உராய்வினால் உருளைகள் தேய்மானம் அடைந்திருக்கலாம். அல்லது தரையில் இருந்த சிறு தடைகளை கடந்து செல்ல வசதியாக அவர்களே உருளைகளை மெலிதாக்கியிருக்கலாம். எப்படியிருந்தாலும் இயந்திர லாபத்தினால் அச்சுப் பகுதி மெலிதாக்கப்பட்டு வண்டி இழுத்து செல்வது எளிதானது. இந்த நிகழ்வுப்போக்கின் இறுதியில் உருளைகளில் மிஞ்சியது ஒரு மெல்லிய கம்பியும் அதன் இருபக்கங்களிலும் பெரிய தட்டுகளுமே. இதுதான் நாம் இப்போது சக்கரம் என்று அழைப்பதின் ஆரம்ப அமைப்பு.  இது கண்டுபிடிக்கப்பட்டு 5000 ஆண்டுகளுக்கு பின் பாரிஸ் நகரை சேர்ந்த ஒரு சைக்கிள் மெக்கானிக் ஆர வடிவ பால் பேரிங்குகளை கண்டுபிடித்தார். இது சக்கர போக்குவரத்தை மீண்டும் ஒரு முறை புரட்சிகரமாக்கியது. நகை முரணாக பால் பேரிங்குகள் சக்கரத்தின் முன்னோடியான உருளைகளை ஒத்திருக்கின்றன. அச்சிற்கும் தாங்கு மய்யத்திற்கும் இடையில் சுற்றி வரும் இடைத்தளமாக அமைந்து உராய்வை குறைக்கின்றன. அதாவது சக்கர கண்டுபிடிப்பு ஒரு முழு சுற்று வந்துவிட்டது.

நம் மூச்சு நம் அடையாளம் 

பூவுலகில் உள்ள ஒவ்வொரு மனிதனும் அங்க அடையாளங்கள், மரபணு மற்றும் நுண்ணுயிரிகள் கொண்டவன் மட்டுமல்ல ஒவ்வொருவருக்கும் இவை தனித்துவமானவை. ஒருவருக்கு இருப்பதை போல் இன்னொருவருக்கு இருப்பதில்லை. நாம் உள்ளிழுத்து வெளிவிடும் மூச்சும் இப்படிப்பட்ட ஒன்றாம். இஸ்ரேலிலுள்ள வெய்ஸ்மேன் அறிவியல் கழகத்தை சேர்ந்த மூளை விஞ்ஞானி டிம்னா சரோக்கா குழுவினர் நடத்திய ஆய்வில் இது கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளது.  இந்த ஆய்வில் பங்கேற்பாளர்களின் மூக்கில் ஒரு கருவியை பொருத்தி அவர்களுடைய மூச்சு விடுதலை கண்காணித்தனர். கிடைத்த தரவுகளை பகுப்பாய்வு செய்தபோது விரிவான மாதிரிகள் கிடைத்தன. அவற்றைக் கொண்டு தனி நபரின் அடையாளத்தை 96.8% துல்லியமாக கணிக்க முடிந்ததாம். இது ’மூச்சின் கைரேகை’ என்றழைக்கப்படுகிறது. உடல் மற்றும் மன  நோய்களைக் கண்டறிவதற்கும் அவற்றிற்கான சிகிச்சைகளை மேற்கொள்வதற்கும் இது உதவலாம். மூச்சுவிடுதல் என்பதை நாம் எளிதாக எடுத்துக் கொள்கிறோம். ஆனால் அது மூளையின் சிக்கலான விரிவான வலைப்பின்னலால் மேற்பார்வை செய்யப்படுகிறது.  தேவைப்படும் சூழலில், எடுத்துக்காட்டாக தண்ணீரில் குதிக்கும்போது, மூச்சு விடுவதை நாம் கட்டுப்படுத்துவதையும் மூளை அனுமதிக்கிறது. மூச்சை இழுக்கும்போது வாசனைகளை மூளை எவ்வாறு உணர்கிறது என்பதை சரோக்கா, சாபெல் மற்றும் அவர்களது குழுவினர் ஆய்வு செய்து கொண்டிருந்தனர். அப்போதுதான் இந்த ‘மூச்சு தடயம்’ குறித்த கண்டுபிடிப்பு நிகழ்ந்தது. 100 நபர்கள் 24 மணி நேரம் கண்காணிக்கப்பட்டனர். இந்த சோதனையில் ஆய்வாளர்கள் பயன்படுத்திய கருவியானது ஒவ்வொரு நாசித் துவாரம் வழியாகச் சென்று வரும் காற்றை துல்லியமாக கண்காணித்து அட்டவணைப்படுத்தியது.  ஒரு தனி நபரின் மூச்சு விடுதலில் அடங்கியுள்ள 24 காரணிகளை சோதனை செய்யும் பிரத்மெட்ரிக்ஸ்(Breath Metrics) எனும் முறையில் அட்டவணையை பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. ஒரு நபரை அடையாளப்படுத்துவது மட்டுமல்ல, பல்வேறு செயல்பாடுகளையும் மூச்சுத் தடம் காட்டுகிறதாம். ஓய்வில் இருக்கும்போது மற்றும் உடற்பயிற்சி செய்யும்போது அது மாறுபடுகிறது; ஒருவரது பிஎம்ஐஉடனும் அது பொருந்துகிறது. மன அழுத்தம் உள்ளவர்கள் சிறிய உள்  மூச்சையும் தூங்கும்போது ஒரு மூச்சிற்கும் அடுத்த மூச்சிற்கும் உள்ள இடைவெளியில் அதிக வேறுபாடுகளையும் காட்டுகின்றனர். மன அழுத்தம் உள்ளவர்களுக்கு மூச்சுப் பயிற்சி அளிக்கப்படுகிறது. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மூச்சு விடுதல் நாம் இதுவரை கருதியிருந்ததை விட அதிகம் பலனளிக்கலாம்.  அடுத்த நடவடிக்கையானது இதை எவ்வாறு நோய் கண்டறிதலுக்கு பயன்படுத்தலாம் என்பதே. மூச்சு விடுதல் எவ்வாறு நோய்களை முன்கூட்டியே தெரிவிக்கின்றன என்பதையும் மூச்சு விடும் மாதிரிகளை மாற்றி அமைப்பதன்  மூலம் நோய்களுக்கு எவ்வாறு சிகிச்சை அளிக்கலாம் என்பதையும் நாம் தெரிந்து கொள்ளலாம் என்கிறார் சரோக்கா. இந்த ஆய்வு கரண்ட் பயாலஜி (Current Biology) எனும் இதழில் வெளிவந்துள்ளதாக சயின்ஸ் அலர்ட் கூறுகிறது.