भौतिक विज्ञानद्वारा नापिएको सबैभन्दा सानो 'युनिट': ‘पिकोमीटर', फेमटोमीटर’ हुँदै 'अटोमीटर'सम्म

ज्ञानमित्र | ज्ञानविज्ञान | साउन १९, २०७७

हाम्रो देश नेपाल सानो छ । जस्तो कि हामीलाइ थाहा छ , संसारमा सबै कुरा सापेक्ष हुन्छन् । देश सानो हुनु र ठूलो हुनु पनि सापेक्ष कुरा हो । नेपाल सानो छ भन्नुको अर्थ यो विश्वका केहि ठूला देशको सापेक्ष सानो हो । तर यसको अर्थ यो होइन, नेपाल विश्वको सबैभन्दा सानो देश हो । हो रूस , क्यानडा, अमेरिका, चीन, भारत लगायतका देशको तुलनामा नेपाल सानो छ ।तर भूटान ,इस्रायल लगायतका थुप्रै देश नेपालभन्दा पनि साना छन । नेपालको कुल क्षेत्रफल १,४७,१८१ (नयाँ नक्सा भन्दा पहिला) वर्ग किमी छ । संसारमा हामीभन्दा कम क्षेत्रफल भएका थुप्रै देश छन ।

पोखराबाट आएका एक जाना मित्र भन्दै थिए, पोखरा र काठमाडौँको दूरी २०० किमी हो, होइन संसारमा सबैभन्दा बढ़ी दुरी भएका दुईवटा बिंदु के हुन ? सम्पूर्ण पृथ्वीको एक फन्को लाउन कति किमी हिड्नु पर्छ ?

मैले उहाँसंग सोधे ,तपाईलाइ पृथ्वीको 'डायमीटर' कति हो, थाहा छ ?

किन थाहा न हुनु ! पृथ्वीको 'इक्वेटोरियल डायमीटर' १२ हजार ७५६ किलोमीटर रहेको छ ।

त्यसो भए तपाईलाई पृथ्वीको ‘सर्कम्फ्रेन्स्’ थाहा पाउन केही गाह्रो हुन्न । ल सामान्य सूत्रः

सि =पाई x डि, (पाई = स्थिराङ्क = Constant नम्बर र यसको भैल्यु २२/७ हुन्छ )
(डी = डायमीटर)
प्रयोग गरी थाहा पाउनुस ।

सि= २२÷७ x१२७५६
= २८०६३२÷७
= ४००९० दशमलभ २८५

नासाले यसलाई ४००७५ किमी माने को छ ।यो त भयो पृथ्वीको पूरा गोलाईको दुरी । तर सबैभन्दा टाढाको दुइ बिंदु यसको आधी मात्रै हुन्छ । भनौ झन्डै २००३७ किमी नै कुनै दुइ बिंदुको सबैभन्दा बढ़ी दूरी हुनसक्छ। पृथ्वीमा सबैभन्दा बढ़ी दूरी भएका स्थान यी हुन -

Rosario, Argentina to Xinghua, China: 19,996 km (12,425 mi)
Lu'an, China to Río Cuarto, Argentina: 19,994 km (12,424 मि)
Cuenca, Ecuador to Subang Jaya, Malaysia: 19,989 km (12,421 mi)]
Rancagua, Chile to Xi'an, China: 19,972 km (12,410 mi)
Salamanca, Spain to Lower Hutt, New Zealand: 19,961 km (12,403 mi)
Marbella, Spain to Auckland, New Zealand: 19,960 km (12,403 mi)

हो र ? पृथ्वीमा जति हिडे पनि यो भन्दा बढ़ी पर जान सकिदैन !? जम्मा २० हज़ार किमीको यात्रा मात्रै गर्न सकिने रहेछ पृथ्वीमा, अनि त्यसपछि घूमीफिरी रूमजाटार ।

तपाईलाई २० हज़ार किमी कम भयो ?

धेरै कम हो नि यार ! अचेल हामी जे कुरा गर्दा पनि लाख करोड़बाट शुरू गर्छौ । जाबो बीस हज़ार त के हो नि !

तपाईलाइ थाहा छ एक किमीमा कति मीटर हुन्छन् ?

यति सानो कुरा कस्लाई पो थाहा हुन्न ? एक हजार मीटर त हो नि ।

त्यसो भए तपाई आफ्नो संख्याको बखान गाउन किलोमीटरलाइ मीटरमा भन्ने गर्नुस । अब २० हज़ार किमीको सट्टा (२० हजार किमी x१ हजार मीटर) २ करोड़ मीटर भन्ने गर्नुस । पोखराबाट तपाई २०० किलोमीटर x १ हज़ार =२ लाख मीटरको यात्रा गरेर काठमाडौँ आउनु भयो ।

'इट साउंड नाइस' मीटरमा वर्णन गर्दा त अलिकति शान पो झल्किने रहेछ।

मसँग तपाईको शानलाई अझै चार चाँद लगाई दिने उपाय छ , सुन्नु हुन्छ ?

अवश्य ,भन्नुस न ।

हेर्नुस किलोमीटर ‘युनिट’ टाढाको दूरी नाप्न प्रयोगमा ल्याइन्छ । हामी बसेको यो रेस्टुरेंटको लम्बाइ नाप्नु परयो भने हामी मीटरको 'यूनिट' प्रयोग गर्छौ ? तर यसभन्दा साना वस्तु मापन गर्न अन्य थुप्रै 'यूनिट' प्रयोगमा ल्याइन्छ ।

मीटरभन्दा सानो यूनिट ‘डेसीमीटर’ हो । एक मीटरमा १० ‘डेसीमीटर’ हुन्छन् ।

१ मीटर ‍= १० ‘डेसीमीटर ’ वा १ ‘डेकामीटर ’ १०^-१ मीटर ।

‘डेसीमीटर ’ भन्दा सानो ' युनिट' लाइ ‘सेन्टिमीटर' भनिन्छ । एक मीटरमा १०० ‘सेन्टिमीटर' हुन्छन् ।

१ मीटर= १०० ‘सेन्टिमीटर' अथवा १ ‘सेन्टिमीटर' =१०^-२ मीटर ।

'सेन्टिमीटर' भन्दा सानो ‘युनिट’ छ ,त्यसलाई ‘मिलिमीटर ’ भनिन्छ । एक मीटरमा १००० ‘मिलिमीटर ’हुन्छन् ।

१ मीटर= १००० ‘मिलिमीटर ’ (एमएम) अथवा १ मिमी= १०^-३ मीटर ।

के अझै तल पनि जान सकिन्छ ? मित्रले जिज्ञासा पोखे ।

अवश्य, किन नसक्नु । तर अब यो ‘युनिट’ यात्रा दृश्यबाट अदृश्यतिर, सूक्ष्मभन्दा सूक्ष्मतर, सुक्ष्मतम् हुँदै जान्छ । मिलीमीटरभन्दा सानो ‘युनिट’ लाई 'माइक्रोमीटर' भनिन्छ । यसलाई 'म्यु एम' (µm) भनिन्छ । 'माइक्रोमीटर' लाई तीन भागमा विभाजित गरिएको छ । पहिलो यूनिट हो '१०० माइक्रोमीटर' । एक मीटरको १० हजारौं भागलाई ' १०० माइक्रोमीटर' भनिन्छ । हाम्रो शरीरमा भएका कोशिका ‘क्लष्टर’ '१०० माइक्रोमीटर'सम्मका हुन्छन् ।

१ मीटर =१०० x१०००० 'माइक्रोमीटर' अथवा '१००माइक्रोमीटर' = १०^-४ मीटर ।

यसपछि १० माइक्रोमीटर 'युनिट’ गणना गरिन्छ । यो १ मीटरको एक लाखौं भाग हो । हाम्रा शरीरका कोशिका '१० माइक्रोमीटर' सम्मका हुन्छन् ।

१ मीटर = १०x १००००० 'माइक्रोमीटर' अथवा '१० माइक्रोमीटर' = १०^-५ मीटर।

अब पालो '१ माइक्रोमीटर' को । तपाईलाई थाहा छ, हाम्रो शरीरमा १०० खरब कोशिका छन् । '१० माइक्रोमीटर' आकृतिका ती सबै कोशिकाभित्र ‘न्युक्लियस’ हुन्छ । भनौं, कोशिकाको केन्द्र । कोशिकाको केन्द्रको आकार '१ माइक्रोमीटर' मात्र हुन्छ । हामी भन्न सक्छौं कोशिकाको केन्द्र को 'लेंन्थ' एक मीटरको १० लाखौं भाग बराबरी हुन्छ । ‘माइक्रोवेभ्स्’को आकार पनि '१ माइक्रोमीटर' हुन्छ ।

'१ माइक्रोमीटर' लाई ‘माइक्रोन’(Micron) पनि भनिन्छ ।

१ मीटर‍‍= १०००००० 'माइक्रोमीटर' अथवा '१ माइक्रोमीटर' = १०^-६ मीटर ।

हामीले एक मीटरको १० लाख भाग लगाइसक्यों । यो भन्दा अझैं अगाडि बढौं अथवा 'युनिट' को यात्रा यही रोकौं ? काठमाडौँ र पोखराको दूरी '१ माइक्रोमीटर' मा भन्ने गर्नुहुन्छ भने तपाईको छाती झनै फुक्छ होला ।

ऐ हे ,साच्चै यो कति ' माइक्रोमीटर' हुन आउछ, पोखरा र काठमाडाैँ को दूरी ?

धेरै होइन २०० किमी x१००० मीटर x१० लाख त हो । २ खरब 'माइक्रोमीटर' त हो नि ।

एउटा कुरा बुझिन, 'लेंन्थ मापनको यात्रा यति तलसम्म गइसक्यो तर मीटर अझै बाँकी छ ।मीटर अगाडी एउटा शब्द मात्रै थपिएको छ ।

ठीक समात्नु भयो तपाईले । मनुष्यसंग 'लेन्थ' नापने एउटा मात्रै 'यूनिट' छ त्यों हो मीटर । सानो ठूलो 'लेन्थ' का लागी मीटर मै थपेर अथवा घटाएर हिसाब गरिन्छ । यो मीटरको संज्ञान पनि प्रकाशको गतिले प्राप्त भएको हो । प्रकाश एक सेकेण्डमा जति दूरी तय गर्छ , त्यों २९९७९२००० मीटर हुन्छ । सजिलोका लागि किलोमीटरको अवधारणा आएको हो । जसरी मीटरभन्दा साना 'यूनिट' बनाइएका छन त्यसरी नै किलोमीटरभन्दा माथिका 'यूनिट' पनि चलन चलतीमा ल्याइएका छन । यात्रा त माथि र तल दुबैतिर हुन्छ नि जीवनमा ! होइन र ?

के यसभन्दा तलको पनि मापन प्रणाली छ र ?

किन नहुनु । हाम्रो गणना त आधा पनि भएको छैन । हामी भर्खर १०^-६ मा पुगेका छौं । १०^-१६ मीटरसम्म त विज्ञानले मापन नै गरिसकेको छ ।

'इन्ट्रेस्टिंग', लौ त्यों पनि सुनाउनु पर्‍यो।

सित्तैमा त कहाँ हुन्छ यार ! अर्को कप चिया त थप्नु परयो नि।

‘सो नाइस् अफ यु’ । चर्चा जति जटिल भए पनि तपाई प्रमोद एवं कटाक्षको शर संधान गर्न बिर्सनु हुन्न ।

ल सुन्नुस । 'माइक्रोमीटर' पछि ‘नैनोमीटर’को यात्रा सुरु हुन्छ । ‘नैनोमीटर' लाई पनि तीन समूहमा राखिएको छ ।

'१०० नैनोमीटर' = १०^-७ मीटर (१ मीटरको करोडौं भाग) ।
'१० ‘नैनोमीटर'= १०^-८ मीटर (१ मीटरको १० करोडौं भाग)
'१ नैनोमीटर'= १०^-९ मीटर (१ मीटरको एक अरबौं भाग)

'१ नैनोमीटर' भनेको १ मीटरको एक अरबौं भाग हो । 'नैनोटेक्नोलॉजी' यसै ‘नैनोमीटर' स्तरमा काम गर्छ । ‘नैनोमीटर'लाई एनएम (nm) संकेतले लेखिन्छ ।

हाम्रो ‘डिएनए’ मा ‘न्युक्लियोटाइड’ हुन्छन् । जस्तो नाइट्रोजनका चारवटा ‘बेस’ हुन्छन् । एउटा ‘न्युक्लियोटाइड'को आकार '१ ‘नैनोमीटर' हुन्छ ।
‘नैनोमीटर' भन्दा सानो 'युनिट' लाई ‘पिकोमीटर' भनिन्छ । यसका पनि तीन श्रेणी छन ।

'१०० पिकोमीटर' = १०^-१० मीटर (मीटरको १० अरबौं भाग) ।
'१० पिकोमीटर' = १०^-११ मीटर (मीटरको १ खरबौं भाग) ।
'१ पिकोमीटर'= १०^-१२ मीटर (मीटरको १० खरबौं भाग) ।

कार्बन तत्वको एक अणु '१०० पिकोमीटर' को हुन्छ । इलेक्ट्रोनको ‘अर्बिट’ '१० पिकोमीटर' सम्म हुन्छ । र, इलेक्ट्रोनको आकार '१ पिकोमीटर' हुन्छ । 'पिकोमीटर'लाई संक्षेपमा पिएम (pm) लेख्ने गरिन्छ ।

हामीले हाम्रो मापन यात्रा पदार्थबाट प्रारम्भ गरेर खुम्च्याउँदै खुम्च्याउँदै पदार्थको सबैभन्दा सानो एकाइ अणु (१०० पिकोमिटर) सम्म पुग्यौं । अणुले पदार्थ बने, अणुको संरचनाभित्र के छ ? अणुभित्रको इलेक्ट्रोनसम्म पुग्यौं । इलेक्ट्रोनको आकार '१ पिकोमीटर' हुन्छ । अब अणुभित्र इलेक्ट्रोन बाहेक के छ ? हेर्ने हो ?

भनेपछि अणुको 'लेन्थ' एक मीटरको दस अर्ब गुना सानो हुन्छ ।'आर्बिट' के हो म बुझदिन । तपाईले भन्नु भयो इलेक्ट्रोनको 'ऑर्बिट' एक मीटरको एक खरब भाग हुन्छ र इलेक्ट्रोन स्वयं एक मीटरको १० खर्ब गुना सानो हुन्छ । मैले ठीक बुझे ?

हो तपाईले एकदम ठीक बुझ्नु भयो । इलेक्ट्रोन '१ पिकोमीटर' अर्थात एक मीटरको १० खरबौं गुना सानो हुन्छ । तर हेर्नुस त प्रकृतिको व्यवस्था उसले अणुभित्र आफ्नो एक परिक्रमामा आफ्नो 'लेन्थ' भन्दा १० गुना बढ़ी यात्रा गर्नु पर्छ । जसरी पृथ्वी आफ्नो अक्षमा घुम्छ, त्यसरी नै अणुभित्र इलेक्ट्रोनको परिक्रमापथ हुन्छ, यसलाई नै 'ऑर्बिट' भनिन्छ

इलेक्ट्रोनभन्दा पनि सानो केही हुन्छ ?

इलेक्ट्रोन त धेरै ठूलो कुरा हो । अणुभित्र इलेक्ट्रोनभन्दा साना धेरै थोक हुन्छन् । तर हाम्रो चर्चा मीटरबाटै गर्दै जाउ, हुन्न र ?

हुन्छ 'पिकोमीटर' भन्दा सानो के हो ,सुनौ न ।

'पिकोमीटर' भन्दा पारिको संसार ‘फेमटोमीटर ’ (fm) हो । यसका पनि तीन वर्गीकरण छन ।

'१०० फेमटोमीटर ’ = १०^-१३ मीटर (मीटरको १,०० खरबौं भाग)
'१० फेमटोमीटर ’= १०^-१४ मीटर (मीटरको १,००० खरबौं भाग)
'१ फेमटोमीटर ’ = १०^-१५ मीटर (मीटरको १०,००० खरबौं भाग)

अणुभित्र जुन ‘न्युक्लियस’ हुन्छ, त्यसको चारैतिरको '१०० ‘फेमटोमीटर ’ को रिक्त स्थान रहेको हुन्छ । ‘न्युक्लियस’ आफैं भने '१० फेमटोमीटर’को हुन्छ । र अणुभित्र रहेको अर्को कण जसलाई प्रोटोन भनिन्छ । प्रोटोनको 'लेंन्थ' १ ‘फेमटोमीटर ’ अर्थात १०^-१५ मीटर अथवा १ मीटर ÷१,०००,०००,०००,०००,००० मात्रै हुन्छ ।

प्रोटोन इलेक्ट्रोन जस्तो पूर्ण अथवा अविभाज्य कण होइन । प्रोटोन अन्य थुप्रै कणले मिलेर बनेको हुन्छ । यिनलाई 'क्वार्क' भनिन्छ । प्रोटोन विभिन्न ‘क्वार्क’ ले मिलेर बनेका हुन्छन् । भन्नु परेन,‘क्वार्क’को आकार प्रोटोनभन्दा पनि सानो हुन्छ । 'क्वार्कु'लाई 'अटोमीटर' (attometer=am) ‘युनिट’ ले नापिन्छ ।

'१०० अटोमीटर'= १०^-१६ मीटर (१ मीटरको १ लाख खरबौ‌ं भाग)
'१० अटोमीटर' = १०^-१७ मीटर (१ मीटरको दस लाख खरबौ‌ं भाग)
'१ अटोमीटर' = १०^-१८ मीटर (१ मीटरको १ करोड़ खरबौ‌ं भाग )

'१०० अटोमीटर' आधुनिक भौतिक विज्ञानद्वारा नापिएको सबैभन्दा सानो 'लेंन्थ' हो । विभिन्न 'क्वार्क' को आकार यसै '१०० अटोमीटर' का रहेका हुन्छ्न् । यसपछिका '१० अटोमीटर' र '१ अटोमीटर' कुनै पनि ज्ञात वस्तुभन्दा सानो ‘युनिट’ हो । भनौ '१०० अटोमीटर भन्दा सानो 'लेंन्थ' को कुनै कण आजसम्म विज्ञानको दृष्टिमा आएको छैन ।तर ‘पार्टिकल फिजिक्स्’ को यात्रा 'अटोमीटर' मा मात्र रोकिएको छैन । त्यहाँ '१ जेप्टोमीटर' (१०^-२१ मीटर), १ योक्टोमीटर (१०^-२४ मीटर) को पनि कल्पना छ।

मैक्स् प्लाङ्क (Max Planck)नामक वैज्ञानिकले ब्रम्हाण्डमा हुनसक्ने सबैभन्दा सानो साइजको परिकल्पना गरेका थिए । यसलाई प्लाङ्क स्थिरांक (Planck Constant) भनिन्छ । यस अनुसार सबैभन्दा सानो दूरी १ दशमलभ ६२ x १०^-३५ हुन्छ । यसलाई 'प्लाङ्क डिस्टेन्स्' वा 'प्लाङ्क लेन्थ' भनिन्छ । र समयको 'प्लाङ्क स्थिराङ्क' ५ दशमलभ ३९ x १०^-४४ सेकेन्ड हो । यस ब्रम्हाण्डमा योभन्दा सानो न ‘लेन्थ’ हुनसक्छ, न त समय नै । र, यसैले नै अर्को स्थिराङ्क प्रकाशको वेग (२९९७९२०००) मीटर/सेकेण्ड निर्धारण गर्छ ।

मित्रसँग सानो को मात्रै होइन ,ठूलो 'लेन्थ'बारे पनि चर्चा भयो । स्थान अभावका कारण त्यों चर्चा अर्को कुनै लेखमा गरौला ।तपाईसँग लेखमा प्रयुक्त भएका कुनै पनि सन्दर्भका विषयमा थप कुनै जिज्ञासा वा प्रश्न छ भने सोध्नु होला ।तपाईको सोधाई मेरालागि अर्को लेखको विषय वस्तु बनने छ । इति नमस्कारंते ।