“വടക്കോട്ടു തലവച്ച് കിടക്കരുതേ, കാരണം ഇതാണ്…..”

ഡോ. സുരേഷ്. സി. പിള്ള

“കട്ടിൽ തെക്കു വടക്കായി ഇട്ടാൽ, ശാസ്ത്രീയമായി എന്തെങ്കിലും കുഴപ്പം ഉണ്ടോ?”

വടക്കോട്ട് തല വച്ചു കിടക്കാമോ? എന്താണ് ശാസ്ത്രം പറയുന്നത്?

വിശദമായി പറയും മുൻപേ നമുക്ക് മാഗ്നറ്റിസം ( കാന്തികശാസ്ത്രം) എന്താണ്, അതിന്റെ അടിസ്ഥാന വശങ്ങൾ ഒക്കെ എന്താണ് എന്ന് നോക്കാം.

പഴയകാലത്ത് കാന്തിക ശക്തി ഒക്കെ മാജിക്ക് പോലെ എന്തോ ആണെന്നാണ് വിശ്വസിച്ചിരുന്നത്. ഗ്രീക്കുകാർ ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന ലോഡ്സ്റ്റോണുകളെ (lodestone) പ്പറ്റി ചരിത്രത്തിൽ രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

പ്രകൃതിദത്തമായ കാന്ത ദണ്ഡുകൾ ആണ് ലോഡ്സ്റ്റോണുകൾ. ഇത് magnetite എന്ന അയിര് (mineral) ആണ്.

ഇവ കൊണ്ട് ഉരസിയാൽ ഇരുമ്പു തരികൾ കാന്തിക പ്രഭാവം ഉള്ളതായി മാറുന്നതായും കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. ഇതൊക്കെ എന്തോ ദൈവികമായ പ്രഭാവം ആണ് എന്നാണ് പഴയ കാലത്തെ ആൾക്കാർ വിശ്വസിച്ചിരുന്നത്.

പ്രകൃതിദത്ത കാന്തങ്ങളായ ലോഡ്സ്റ്റോണുകളുടെ രാസ ഘടന എന്താണ്?

Image result for sleeping positions north

പിന്നീടുണ്ടായ സൂക്ഷ്മ പഠനങ്ങൾ ഇവ ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കുന്നത് Fe3O4 (magnetite) കൊണ്ടും ചെറിയ അളവിലുള്ള
gamma-Fe2O3 (maghemite) ഉം കൂടാതെ ചെറിയ അളവിലുള്ള impurity (കലര്പ്പ്) ആയി Ti-Al-Mg (titanium, aluminium, and manganese) എന്നീ മൂലകങ്ങളും കണ്ടു. ഈ പ്രത്യേക ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന കാരണം ലോഡ്സ്റ്റോണുകൾ സുസ്ഥിരമായ മാഗ്നെറ്റുകൾ (permanent magnet) ആണ്. ഇവയിൽ നിന്നും സൂചി രൂപത്തിൽ ഉണ്ടാക്കിയ കഷണങ്ങൾ ആണ് പഴയ കാലത്ത് മാഗ്നെറ്റിക് കോമ്പസ്സുകളിൽ (വടക്കു നോക്കി യന്ത്രം) ദിശ കാണാനായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. ഈ പേരും ഇതിൽ നിന്നാണ് ഉണ്ടായത് lode എന്നാൽ leading; അതായത് ലോഡ്സ്റ്റോണുകൾ എന്നാൽ ‘leading stone’ എന്നർത്ഥം.

എങ്ങിനെയാണ് ഈ ലോഡ്സ്റ്റോണുകൾ സ്ഥിര മാഗ്നെറ്റുകൾ ആവുന്നത്?

പരക്കെ അറിയപ്പെടുന്ന ഒരു തിയറി, ശക്തമായ ഇടിമിന്നൽ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ മിന്നലിനോട് ചുറ്റപ്പെട്ട കാന്തിക മണ്ഡലം ഇവയ്ക്ക് കാന്തിക ശക്തി ഉണ്ടാക്കും എന്നാണ്. ഭൂമിയുടെ കാന്തിക മണ്ഡലം ദുര്ബ്ബലമായതാണ്. അതായത് 25 മുതൽ 65 വരെ microteslas (അല്ലെങ്കിൽ 0.25 to 0.65 gauss- (10,000 G = 1 T).) മാത്രമേ ഉള്ളൂ. ഇത് ഒരു സ്ഥിര കാന്തം ഉണ്ടാക്കാനുള്ള ബലമുള്ളതല്ല.

അപ്പോൾ ഈ വടക്കു നോക്കി യന്ത്രം എന്താണ് തെക്കു വടക്കു ദിശയിൽ നിൽക്കുന്നത്?”

Image result for spin axis of the Earth)

“ഇതു പറയാനായി ഭൂമിയുടെ കാന്തിക മണ്ഡലത്തെ പ്പറ്റി പറയണം. ഭൂമിയുടെ അന്തർ ഭാഗത്തുള്ള (Earth’s core) ഉരുകിയ നിലയിൽ ഉള്ള ലോഹ ഇരുമ്പ് ഉൾപ്പെടയുള്ള സംയുക്തങ്ങളിൽ നിന്നാണ് ഭൂമിക്ക് കാന്തിക ശക്തി ഉണ്ടാകുന്നത്. ഇത് തെക്കു വടക്കു ദിശയിൽ ആണ്. ഇങ്ങനെ ഉണ്ടാകുന്ന കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന് ഭൗമ കാന്തിക മണ്ഡലം (geomagnetic field) എന്ന് പറയും.”

“അതായത് ഈ geographic north pole (ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ ദക്ഷിണ ധ്രുവം) വും ഭൗമ കാന്തിക മണ്ഡലവും (geomagnetic field) ഒരേ രേഖയിൽ ആണോ?”

” ഈ രേഖകൾ രണ്ടും തമ്മിൽ 11 degrees യുടെ വ്യത്യാസം ഉണ്ട്. Geographic north pole (ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ ദക്ഷിണ ധ്രുവം-True North), ഭൂമിയുടെ അച്ചുതണ്ടായി (spin axis of the Earth) ആണ് കണക്കാക്കുന്നത്. അതായത് (ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ ദക്ഷിണ ധ്രുവം) വും ഭൗമ കാന്തിക മണ്ഡലവും (geomagnetic field) തമ്മിൽ ഏകദേശം 800 കിലോമീറ്റർ വ്യത്യാസം ഉണ്ട്. ഭൂമിയുടെ ആകെ ചുറ്റളവ് നോക്കുമ്പോൾ ഇതൊരു വലിയ ദൂരമല്ല.”

“കാന്തിക ശക്തിയുള്ള വസ്തുക്കളെ എങ്ങിനെയാ തരം തിരിക്കുന്നത്?”

Related image

“ഫെറോമാഗ്നെറ്റിക് (Ferromagnetic) മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നാൽ ഇരുമ്പു പോലെയുള്ള ലോഹങ്ങളെ, അതായത് സ്ഥിരമായി കാന്തം (permanent magnets) ആകാൻ കഴിവുള്ളതും, അല്ലെങ്കിൽ കാന്തത്തിനാൽ ശക്തമായി ആകർഷിക്കപ്പെടുന്ന വസ്തുക്കൾ ആണ്.”

“പാരാമാഗ്നെറ്റിക് (Paramagnetic) മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നാൽ കാന്തത്തിനാൽ വളരെ ശക്തി കുറഞ്ഞ് ആകർഷിക്കപ്പെടുന്ന വസ്തുക്കൾ ആണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, അലുമിനിയം പോലുള്ള ലോഹങ്ങൾ.”

“ഇനി ഡയാമാഗ്നെറ്റിക് (diamagnetic) എന്നാൽ കാന്തം വരുമ്പോൾ വികർഷണ (repel) സ്വഭാവം കാണിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ. ഉദാഹരണത്തിന് ചെമ്പു (copper) പോലുള്ള ലോഹങ്ങൾ.”

” ഇനി ആന്റി ഫെറോമാഗ്നെറ്റിക് (antiferromagnetic) എന്നാൽ ശക്തമായ കാന്തിക ശക്തി ഇല്ലാത്തതും എന്നാൽ കാന്തിക ശക്തി ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഭ്രമണം (Spin) കൊണ്ട് ഉണ്ടാവുന്നതും ആണ്. ഉദാഹരണം ക്രോമിയം ലോഹം.”
” അപ്പോൾ .. നമ്മളുടെ രക്തത്തിൽ ഇരുമ്പില്ലേ? …………….അത് ഭൂമിയുടെ ഭൗമ കാന്തിക മണ്ഡലവും (geomagnetic field) ആയി ആകർഷണം ഉണ്ടാവില്ലേ?”

“നമ്മൾ പെട്ടെന്ന് ആലോചിച്ചാൽ ഇത് ശരിയാണെന്നു തോന്നും. ഇല്ലേ……..?”

Image result for C2952H4664O832N812S8Fe4

“രണ്ടു കാര്യങ്ങൾ ആണ് പ്രധാനപ്പെട്ടത്. ഒന്ന് ആദ്യം പറഞ്ഞില്ലേ ഭൂമിയുടെ കാന്തിക മണ്ഡലം ദുര്ബ്ബലമായതാണ് എന്ന്. അതായത് ഈ കാന്തിക ശക്തിയുടെ അളവ് 25 മുതൽ 65 വരെ microteslas (അല്ലെങ്കിൽ 0.25 to 0.65 gauss) മാത്രമേ ഉള്ളൂ. ഒരു മൈക്രോ tesla എന്നാൽ 0.000001 tesla ആണ്. അതായത് 25 microteslas എന്ന് പറഞ്ഞാൽ 0.000025 tesla. ഞാൻ മുന്നേ വേറൊരു കാര്യവും കൂടി പറഞ്ഞല്ലോ, (ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ ദക്ഷിണ ധ്രുവം) വും ഭൗമ കാന്തിക മണ്ഡലവും (geomagnetic field) തമ്മിൽ 11 ഡിഗ്രിയുടെ വ്യത്യാസം ഉണ്ടെന്ന്.”

” ഹീമോഗ്ളോബിനിലുള്ള ഇരുമ്പ് അല്ലെങ്കിൽ (Fe) Iron ലോഹമായല്ല അതിൽ നിലകൊള്ളുന്നത്, പിന്നയോ ഒരു സംയുക്തം (Compound) ആയാണ്.”

“അതായത് ഹീമോഗ്ളോബിൻ എന്നാൽ Oxygen, Hydrogen, Nitrogen,Sulphur, Iron ഇവയെല്ലാം ചേർന്ന ഒരു ബയോ കെമിക്കൽ കോമ്പൗണ്ട് ആണ് (metalloprotein) ആണ്. ഇതിന്റെ രാസനാമം (C2952H4664O832N812S8Fe4) ആണ്.”

“ഇതിന് മുകളിൽ പറഞ്ഞ ഒരു മൂലകങ്ങളുടെയും ഗുണം കാണില്ല. ഇതൊരു പുതിയ കോമ്പൗണ്ട് ആണ്.”

“ഉദാഹരണത്തിന് ഹൈഡ്രജൻ, ഓക്സിജൻ ഇവ ചേർന്ന് വെള്ളം ഉണ്ടാകില്ലേ? വെള്ളത്തിന് ഹൈഡ്രജൻ, ഓക്സിജൻ ഇവയുടെ രണ്ടിന്റെയും ഗുണം ഇല്ലല്ലോ?”

“അതുപോലെ ഹീമോഗ്ളോബിനിലുള്ള ഇരുമ്പ് സ്വതന്ത്രം അല്ല. അതിന് ലോഹമായ ഇരുമ്പിന്റെ ഗുണം ഇല്ല എന്നർത്ഥം.”

“ഹീമോഗ്ളോബിൻ ശരീരത്തിന്റെ നാനാഭാഗങ്ങളിൽ കോശങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമായ ഓക്സിജൻ വഹിച്ചു കൊണ്ടു പോകുന്ന ഒരു പ്രോട്ടീൻ ആണ്. “

“അപ്പോൾ ഹീമോഗ്ളോബിൻ കാന്തവും ആയി ആകര്ഷിക്കുമോ?”

“ഓക്സിജൻ വഹിച്ചു കൊണ്ടു പോകുന്ന (Oxygenated) ഹീമോഗ്ളോബിൻ ഡയാമാഗ്നെറ്റിക് (diamagnetic) ആണ്. അതായത് നേരത്തെ പറഞ്ഞ പോലെ കാന്തം വരുമ്പോൾ വികർഷണ (repel) സ്വഭാവം കാണിക്കുന്ന വസ്തുവാണ്. എന്നാൽ ഓക്സിജൻ സെല്ലുകൾക്ക് കൊടുത്തു കഴിഞ്ഞ (deoxygenated) ഹീമോഗ്ളോബിൻ പരാമാഗ്നെറ്റിക് ആണ്, അതായത് അലുമിനിയം ഒക്കെ പോലെ വളരെ ചെറിയ രീതിയിലുള്ള ആകർഷണ സ്വഭാവം കാന്തത്തോട് കാണിക്കും. ഇപ്പോൾ മനസ്സിലായോ ഹീമോഗ്ളോബിനിൽ ഇരുമ്പ് ഉണ്ട് എന്നതു കൊണ്ട് ഫെറോമാഗ്നെറ്റിക് (Ferromagnetic) അല്ല; അതായത് കാന്തവും ആയി ആകർഷിക്കുന്ന വസ്തു അല്ല എന്ന്.”
“വേറൊരു കാര്യം കൂടി, MRI (Magnetic resonance imaging) സ്കാനിംഗ് ന് ഉപയോഗിക്കുന്ന കാന്ത ശക്തി 0.5-Tesla മുതൽ 3.0-Tesla (അല്ലെങ്കിൽ 5,000 to 30,000 gauss വരെയാണ്). ഇത് ഭൂമിയുടെ പ്രതലത്തിൽ ഉള്ള കാന്ത ശക്തിയേക്കാൾ ഏകദേശം 20,000 മടങ്ങു കൂടുതൽ ആണ്. ശരീരത്തിലുള്ള ഇരുമ്പ് ഫെറോമാഗ്നെറ്റിക് (Ferromagnetic) ആണെങ്കിൽ ഞരമ്പുകൾ ഒക്കെ പൊട്ടി രക്തം പുറത്തു വരികില്ലായിരുന്നോ…..?

ശാസ്ത്രീയമായി തെക്കു വടക്ക് കിടക്കുന്നത് കൊണ്ട് ശാസ്ത്രീയമായി യാതൊരു കുഴപ്പവും ഇല്ല എന്ന് ഇപ്പോൾ മനസ്സിലായില്ലേ?