Röntgen Wilhelm Conrad: German Mechanical Engineer and Physicist

विल्यम रंटजेन,  हेन्री बेहक्रेल, क्ष-किरण आणि रेडिओॲक्टिव्हिटी 

8 नोव्हेंबर 1895 रोजी अकस्मातपणे रंटजेनला वर्झबर्ग विद्यापीठातल्या प्रयोगशाळेत काम करताना एक्स-रेचा शोध लागला. हे एक नवीनच प्रकारचे किरण होते. मग याला नाव काय द्यायचं? आपण गणितात माहीत नसलेल्या गोष्टींना जसं 'एक्स' किंवा 'क्ष' म्हणतो, तसंच मग या किरणांचं नाव ‘एक्स-रेज' किंवा 'क्ष-किरण' असं ठेवलं. अगोदर त्यांना 'रंटजेन रेज' असंच म्हणत! 

त्यानंतर 22 डिसेंबर 1895 रोजी घरी जेवायला यायला उशीर झाला म्हणून रंटजेनची बायको त्याच्या प्रयोगशाळेत तणतणतच गेली. तिनं चुकून तिचा हात त्या फोटोग्राफिक प्लेटवर ठेवला आणि बघतो तर काय? त्या हाताचा चक्क एक्स रे काढला गेला. त्या फोटोत त्या बायकोच्या हाताची हाडं दिसत होती. मग या हाताच्या हाडांचे रिपोर्ट्स सगळ्या वर्तमानपत्रांत झळकायला लागले. 

रंटजेननं क्ष किरण सापडल्यानंतरही सात आठवडे त्याविषयी काहीच घोषणा केली नाही. त्याला स्वत:ची खात्री करून घ्यायची होती. यावेळी तो झपाटल्यासारखाच रात्रंदिवस काम करायचा.

 चुंबकत्व, वीजप्रवाह आणि निर्वात पोकळी यांच्यामुळे क्ष-किरण तयार होतात. क्ष-किरणांची झलक तशी इतिहासात खूप पूर्वीपासूनच दिसली होती. 

अजून दिव्यांचाही शोध लागायचा होता तेव्हाची ही गोष्ट. इंग्लंडमधे समुद्री वादळाची चाहूल ही खाली जाणाऱ्या बॅरोमीटरच्या पाऱ्यावरून मिळत असे. 

न्यूटनचा मित्र जाँ पिकार हा एका दीपगृहावर काम करायचा, एका रात्री आपल्या दीपगृहातल्या पायऱ्या तो आतल्या अंधाऱ्या मनोऱ्यातून उतरत होता. त्याच्या एका हातात बॅरोमीटर होता आणि दुसऱ्या हातात कंदील होता. सोसाट्याच्या वाऱ्यानं तो कंदील विझला आणि बॅरोमीटर हिंदकळायला लागला. आणि त्या काळोखात एक जादूच घडली. त्या बॅरोमीटरमधून मंद प्रकाश बाहेर पडत होता! पिकारनं हे फक्त आपल्या डायरीत लिहून ठेवलं. पण पुढे याचं काहीच केलं नाही. त्याच्या हाताच्या घर्षणानं वीज तयार झाली होती आणि बॅरोमीटरच्या निर्वात पोकळीमुळे ते किरण बाहेर पडत होते. याचाच उपयोग पुढे क्ष-किरण शोधण्यासाठी होणार होता! 

1768 साली फ्रान्सिस हॉक्सबी यानं एक काचेचं भांडं घेऊन निर्वात केलं आणि अर्ध मेणानं  झाकलं. यानंतर जेव्हा घर्षणानं त्यानं वीज निर्माण केली तेव्हा त्या मेणाच्या आवरणावर त्याला हाताची प्रतिमा दिसली होती. ही माहिती मग जोसेफ प्रीस्टलेनं 'विद्युत्प्रवाहाचा इतिहास' या पुस्तकात लिहून ठेवली होती. 

यानंतर 17 वर्षांनी 1785 साली मॉर्गन यानं लंडनमधे आणि प्लकर आणि हिटार्फ यांनी जर्मनीमधे अशाच किरणांवर लिहून ठेवलं. पण त्याहीकडे कुणी बघितलं नाही. 

1785 ते 1895 या 110 वर्षांच्या काळात  ॲबॅनाले, गिसलर, फॅरेडे, क्रूक्स वगैरेंनी वेगवेगळ्या कॅथोड रे ट्यूब्ज तयार केल्या आणि त्यांच्यावर प्रयोग सुरू केले. त्यांच्यावर प्रयोग करतानाच एक्स रेजचा शोध लागणार होता. 

कॅथोड रे ट्यूब्ज आता कॉम्प्यूटर्सच्या टर्मिनलमधे किंवा टेलिव्हिजनमधे वापरल्या जातात. यातही एक पोकळी असते आणि त्यात इलेक्ट्रॉन्स सोडलेले असतात.  यातही एक्स-रेज तयार होणं शक्य होतं. पण ते त्यावेळी कुणालाच माहीत नव्हतं. ते फक्त कॅथोड रेजवर प्रयोग करत होते. यासाठी वेगवेगळ्या लोकगळ्या तऱ्हेच्या ट्यूब्ज बनवल्या.क्रुक्स यानं एका तऱ्हेची ट्यूब बनवली तर फिलिप लेनार्ड (1862-1947) यानं आणखी वेगळी. हे कॅथोड रेज आतापर्यंत अभेद्य समजल्या जाणाऱ्या धातूतूनही आरपार जाऊ शकायचे. यावरच प्रयोग करण्यासाठी खरंतर रंटजेन यात उतरला होता.

रंटजेननं एक 'क्रूक्स ट्यूब' घेऊन त्यावर एक जाड काळा कागद गुंडाळून त्यातून सगळी हवा काढून घेतली. आणि त्यातून वीजप्रवाह सोडले. याबरोबर त्या नळीतून एक विशिष्ट प्रकारचे किरण निघायला लागले होते; आणि त्या अज्ञात किरणांमुळे खोलीच्या दुसऱ्या टोकाला असलेला एक बेरियम प्लॅटिनम सायनाईडचा मुलामा दिलेला कागदी पुठ्ठा चमकायला लागला होता. कॅथोड रेजवर प्रयोग करता करता रंटजेनला एक वेगळाच अद्भुत किरण सापडला होता.

त्यानं क्रूक्स ट्यूबऐवजी लेनार्ड ट्यूब घेऊन बघितली. ट्यूब आणि बेरियमचा कागद यांच्यामधे वेगवेगळ्या वस्तू ठेवून बघितल्या. ट्यूबची जागा बदलली, कागदाची जागा बदलली. पण तरीही निष्कर्ष तोच येत होता. 

शेवटी स्वतःची खात्री पटल्यावर 28 डिसेंबर, 1895 रोजी त्यानं त्याचे निष्कर्ष सर्वांपुढे मांडले तेव्हा सगळं जग स्तिमित झालं होतं. हे क्ष-किरण कुठल्याही अपारदर्शक पदार्थातूनही आरपार जात होते, एवढंच नव्हे तर त्यांच्यावर कुठल्याही विद्युतचुंबकीय (इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक) फील्डचा प्रभावही पडत नव्हता. म्हणजे आता त्या किरणांचा उपयोग वैद्यकशास्त्रातही होणार होता.

सततच्या सात आठवड्यांच्या प्रयोगांनंतर रंटजेननं स्वतःची खात्री पटल्यावर फँझ एक्सनर या भौतिकशास्त्रज्ञाला आणि हेन्री पॉईनकेअर या, वैज्ञानिक नियतकालिकाच्या संपादकाला या किरणांविषयी सांगितलं. 'नेचर', 'सायन्स' आणि इतर अनेक प्रसिद्ध नियतकालिकांमधून रंटजेन आणि क्ष-किरण यांच्याविषयी रकानेच्या रकाने यायला लागले. 

रंटजेन खूपच लोकप्रिय झाला. त्याचं प्रचंड कौतुक व्हायला लागलं. या विषयावर पन्नासहून जास्त पुस्तकं आणि हजारो शोधनिबंध पुढच्या वर्षभरातच प्रसिद्ध झाले. अनेक शाळा कॉलेजेसमधे त्याची प्रात्यक्षिकं झाली. बर्लिनमधे पोटस्डॅम ब्रिजवर त्याचा पुतळाही नंतर उभा राहिला. त्याला व्याख्यानाची अनेक आमंत्रणं येत. पण त्यानं 1896 च्या जानेवारीत फक्त एकदाच व्याख्यान दिलं; फक्त दोनच शोधनिबंध प्रसिद्ध केले आणि या झगमगाटाच्या दुनियेकडे पाठ फिरवून तो पुन्हा संशोधनात गढून गेला.

पंचेचाळीस वर्षांचा विल्यम रंटजेन एक हाडाचा शास्त्रज्ञ होता. एकेकाळी, शालेय शिक्षण झाल्यावर विद्यापीठातल्या प्रवेश परीक्षेतही तो नापास झाला होता. पण नंतर त्यानं शिक्षण पूर्ण केलं आणि विद्यापीठातच तो चक्क भौतिकशास्त्र शिकवायला लागला.

 हे किरण निघतात कुठून? हे जर अणूमधून निघत असतील, तर या किरणांची ऊर्जा येते कुठून? मग ही ऊर्जा कमी झाली तर त्या अणूंचं वस्तुमान (मास) हे बदलतं का? असे अनेक प्रश्न त्यातून निघत होते. आणि हे प्रश्न साधे नव्हते. अणूची रचना, ऊर्जा (एनर्जी) आणि वस्तुमान (मास) यांच्यातला संबंध या सगळ्यांचाच खळबळजनक पुनर्विचार होण्याची गरज होती. यामुळे विज्ञानाचा चेहरामोहराच बदलणार होता.

रंटजेनच्या शोधानंतर मात्र 'आपण तो शोध का लावला नाही?' या विचारांनी बरेच शास्त्रज्ञ हळहळले. याचं कारण, त्यातल्या काहींनी तर फोटोग्राफिक प्लेट्स ढगाळ झालेल्या बघितल्याहीीहोत्या. पण 'ते असं का झालं?' असं विचारण्याऐवजी त्यांनी त्या प्लेट्स सरळ फेकून दिल्या होत्या. ऑक्सफर्डचा फ्रेडरिक स्मिथ आणि  फिलिप लेनार्ड हेही त्यांतलेच होते. लेनार्डला तर रंटजेनच्या नावाचाही उच्चार नीट करता यायचा नाही. स्वत: लेनार्डला किरणोत्सर्गाच्या (रेडिएशन) संशोधनाबद्दल नोबेल पारितोषक मिळालं, पण आयुष्यात नंतर तो खूपच रानटी, निर्दयी नाझी बनला आणि आईनस्टाईनचा प्रचंड मोठा विरोधक आणि शत्रू बनला!

X X

रंटजेनच्या घोषणेनंतर चारच दिवसांत अमेरिकेत एका माणसाच्या पायात घुसलेली बंदुकीची गोळी काढायला या एक्स-रेजचा वापर करण्यात आला, आणि तीनच महिन्यांत अमेरिकेतल्याच 'मेन' राज्यातल्या डार्टमाऊथ इथे एडी मॅकार्थी या मुलाची मोडलेली हाडं याच एक्स-रेजचा वापर करून पुन्हा जुळवण्यात आली होती! हा जगातला एक्स रेचा पहिलाच वैद्यकीय वापर होता. 

या अगोदर शरीरातल्या बंदुकीच्या गोळ्या तपासायला मेटल डिटेक्टर वापरत. डॉ. मॉरिस जॅस्ट्रोबीझ या मनोविकारतज्ज्ञाकडे एक माणूस काम करावंस वाटत नाही म्हणून आला. त्याचं निदान होईना तेव्हा रंटजेननं एक्स-रेजच्या मदतीनं त्याच्या हातात घुसलेला काचेचा तुकडा शोधला. तो जेव्हा काढला , तेव्हा तो माणूसही टुणटुणीत झाला.

 1901 साली रंटजेनला नोबेल पारितोषिकही मिळालं. पण रंटजेन एवढा बुजरा होता की ते बक्षीस घ्यायलाही तो भाषणबाजी टाळण्यासाठी चोरपावलांनीच जाऊन गुपचूप परत आला होता.

 क्ष-किरणांच्या प्रतिमेचा फोटो काढण्याचं काम मात्र प्रथम ज्यूलिअस ब्लेअर यानं केलं. या ब्लेअरनंच गुन्हेगारांना मृत्युदंड देण्यासाठी वापरण्यात येणारी इलेक्ट्रिक चेअर प्रथम बनवली होती!

थॉमस एडिसनही या एक्स-रेजमुळे प्रभावित झाला. मेंदूचा एक्स-रे काढण्याच्या वेडानं तो झपाटून गेला होता. त्यानंच हातात पकडता येईल असं सुटसुटीत 'एक्स-रे मशीन बनवलं.

 या एक्स रे प्रकरणानं लोकांना त्याकाळी चक्क वेड लावलं होतं. एक्स-रे काढण्यासाठी खास वेगळे कपडे  शिवले गेले. ते 'एक्स-रे पोषाख' म्हणून विकले जात. यात अनेक कंपन्या निघाल्या आणि अनेक बुडाल्याही एका ब्रिटिश कंपनीच्या 'वॉटरप्रूफ'सारख्या 'एक्स-रे प्रूफ' अंडरपॅट्स खूपच गाजल्या!

एका फ्रेंच कंपनीनं 'तुमच्या आत्म्याचे एक्स रेज काढून दाखवतो' अशी जाहिरातही सुरू केली, आणि गंमत म्हणजे ते काढून घेण्यासाठी मोठ्या रांगाही लागत होत्या. 

एका अमेरिकन कंपनीनं अल्केमिस्ट्सच्या चालीवर 'एक्स रेजचा वापर करून कुठल्याही धातूच्या नाण्याचं सोन्याच्या नाण्यात रूपांतर करून दाखवतो' अशा घोषणा करायला सुरुवात केली.

 आज जसे फोटो स्टुडिओ असतात तसे गल्लोगल्ली एक्स-रे स्टुडिओज त्या काळात निघाले. 'क्षणार्धात तुमच्या हातांचे आतले फोटो वाढून देतो' अशा माहिती त्यांच्याबाहेर झळकायला लागल्या. पण तरीही एक्स-रे नीट यावा म्हणून कित्येक मोठी किंवा सुशिक्षित मंडळी त्या यंत्रात बराच वेळ मेंदी लावून बसल्यासारखे हात धरून बसत.

 याचसाठी 1900 साली रशियन सम्राट झार यानं तब्बल अर्धा तास, तर बराच काळ ‘एक्स-रे हे थोतांड आहे' असं म्हणणाऱ्या लॉर्ड केल्व्हिननं दीड तास आपला हात त्या क्ष-किरणांमधे धरला होता. केलव्हिनचा एक्स-रेही आज जपून ठेवलाय.

 एक्स-रेजवर कविता लिहिल्या गेल्या. 25 जानेवारी 1896 रोजी 'पंच' मधे एक विडंबन काव्य प्रसिद्ध झालं. ‘अरेरे! आता प्रेयसीचा सुंदर चेहरा बघण्याऐवजी सापळाच बघणं नशिबी आलंय' असा त्याचा अर्थ होता.

 कित्येक चित्रकारांनी आणि व्यंगचित्रकारांनीही एक्स-रेजवर चित्रंही काढली.

 खऱ्या अर्थानं आधुनिक विज्ञानाला इथपासूनच सुरुवात झाली असं म्हणतात. पण या एक्स रेजमुळे गोंधळही खूप माजले. आता यामुळे 'कशातलंही' आतून सर्व काही बघता येईल, त्यामुळे प्रायव्हसी निघून जाईल म्हणून अमेरिकेतल्या न्यू जर्सीमधे बरीच बोंबाबोंब सुरू झाली. यामुळे त्यांनी एक्स-रेजवर बंदी पण आणण्याचा प्रस्ताव मांडला होता. अर्थातच हे सगळं अज्ञानातून निघालेलं प्रकरण होतं. कित्येक लोक एक्स-रेजना चेटूकच म्हणत. कित्येक मांत्रिक, तांत्रिक याचा मग फायदा उठवीत. मोठी माणसं मुलांना घाबरवण्यासाठी या हाडांच्या काळ्या फोटोंचा वापर करीत.

  1897 साली प्रवाशांच्या बॅगा तपासायला त्यांचा उपयोग व्हायला लागला. 1900 सालापासून त्याचा वैद्यकीय कारणांसाठीही लोक वापर करायला लागले. 1896 ते 1900 च्या दरम्यान सहा वर्षांत जगभर 3 कोटी एक्स-रे फोटो काढण्यात आले!

पावेल स्तातकोविच यानं हाडातून एक्स-रेज आरपार न जाण्याचं कारण त्यातलं कॅल्शियम आहे हे दाखवलं. मग याचा वापर करून इतर अवयवांचे फोटो कसे काढता येतील, यावर संशोधन सुरू झालं. 

1896 साली वूल्फ बेचरनं डुकराच्या आतड्यात औषध भरून त्यांची क्ष-किरण प्रतिमा काढून दाखवली. 

यानंतर जे.सी. हेमेटर यांनी रबरी फुग्यामधे बिस्मथ हे औषध भरून ते फुगे लोकांना गिळायला लावून त्यांच्या जठराचे फोटो काढले. 

X X

तसंच ॲलिसन यानं मूत्रपिंडाचे फोटो काढले. 

1902 साली फ्रान्समधे प्रोफेसर रीडर यांनी क्ष किरणांना अपारदर्शक असलेली पण माणसाला अपायकारक नसलेली काही औषधं शोधून काढली आणि त्यामुळे शरीरातल्या अनेक अवयवांचे फोटो घेणं आता शक्य झाल.

रंटजेनला मात्र या क्ष-किरणांचा वापर मानवतेच्या कल्याणासाठी व्हावा असंच वाटत असायचं. तो पैशाच्या मागे नव्हता. त्यानं त्यामुळे यासंबंधी कधी पेटंटही काढलं नाही. 

 महायुद्ध सुरू झालं तेव्हा रंटजेननं आपली संपत्ती राष्ट्राला देऊन टाकली. 1923 साली त्याची बायको बर्थ  वारली. आयुष्याची शेवटची वर्षं त्यानं गिसेन इथे प्रचंड गरिबीत काढली. त्याला दोनवेळेचं धड खायलाही मिळत नसे. शेवटी 1927 साली 78 वय असताना अतोनात गरिबी, एकाकीपण अशा अवस्थेत रंटजेन आपल्या मित्राच्या घरी निर्वासित अवस्थेत मरण पावला.

रंटजेननं एक्स-रेज आणि प्लकर, हिटार्फ आणि गोल्डस्टीन यांनी कॅथोड रेज शोधल्यानंतर वेगवेगळे किरण शोधण्याची सगळ्या शास्त्रज्ञांत स्पर्धाच निर्माण झाली होती. 

हेन्री बेहक्रेल (1852-1908) या फ्रेंच वैज्ञानिकानं रंटजेनच्या क्ष-किरणांविषयी ऐकलं आणि त्याची त्यांच्याविषयीची उत्सुकता खूपच बेहक्रेलच्या घराण्यातच विज्ञानाची परंपरा मोठी वाढली होती. त्याचे वडील आणि आजोबा हे दोघंही भौतिकशास्त्रज्ञ होते.

 त्याच्या वडिलांनी तर रेडिएशन शोषल्यानंतर त्यामुळे बाहेर पडणाऱ्या ऊर्जेमुळे चमकणाऱ्या गोष्टींवर संशोधन केलंच होतं. यामुळेच बेहक्रेलची एक्स-रेजविषयी उत्कंठा वाढली होती. एक्स-रेजमुळे काही गोष्टी चमकू शकतात हे रंटजेननं दाखवून दिलं होतं. असं होणं शक्य असेल तर मग अशा रेडिएशननं चमकणाऱ्या वस्तूंमधूनही एक्स-रेज बाहेर पडू शकतील का, असा प्रश्न बेहक्रेलला पडला.

X X

युरॅनियमचे काही क्षार प्रकाशकिरणांत धरले की ते क्षार त्या किरणांतली ऊर्जा किंवा रेडिएशन शोषून घेतात आणि नंतर ते चमकतात, हे त्याला माहीत होतंच. आता त्यातून एक्स-रेज बाहेर पडतात की नाही हे पाहण्याची गरज होती. त्यानं मग एक फोटोग्राफिक फिल्म घेतली. त्या फिल्मभोवती एक काळा कागद सर्व बाजूनं लावून ती फिल्म त्यानं पूर्णपणे झाकली. नंतर काळ्या कागदावर त्यानं ते युरॅनियमचे क्षार ठेवले. हे सगळं प्रकरण त्यानं सूर्यप्रकाशात धरलं आणि नंतर काही काळानं ती फोटोग्राफिक फिल्म 'एक्स्पोज' केली. प्रत्यक्ष सूर्यप्रकाश किंवा अल्ट्राव्हायोलेट किरण त्या काळ्या कागदामुळे त्या फिल्मपर्यंत पोहोचू शकत नव्हते. जर त्या युरॅनियम क्षारांनी सूर्यप्रकाश शोषून घेतल्यामुळे नंतर त्यांच्यातून एक्स-रेज बाहेर पडत असतील तर ते मात्र त्या काळ्या कागदाच्या आरपार जाऊन त्या फिल्मपर्यंत पोहोचणार होते, कारण एक्स रेज कशातूनही आरपार जातात हे बेहक्रेलला माहीत होतं. त्यामुळे ती फिल्म एक्स्पोज केली आणि त्यावर ढगाळ प्रतिमा सापडली तर याचा अर्थ युरॅनियमच्या क्षारातून एक्स-रेज बाहेर पडतात हे सिद्ध होणार होतं. ही गोष्ट फेब्रुवारी 1896 ची.बेहक्रेलनं ती फिल्म एक्स्पोज केली आणि त्याला त्यात काही ढगाळ प्रतिमा दिसल्या. याचा अर्थ त्या क्षारांतून एक्स-रेज बाहेर पडत असले पाहिजेत! बेहक्रेल खूपच खूष झाला. आता सगळ्यांना हे सांगणार तेवढ्यात त्याला हाच प्रयोग पुन्हा पडताळून बघावासा वाटला. पण तेवढ्यात पॅरिसमधे ढगाळ वातावरणात सूर्य कुठे लुप्त झाला कोण जाणे! मग हा प्रयोग करायचा कसा? शेवटी त्यानं कंटाळून प्रयोगासाठी नवीन घेतलेले क्षार तसेच त्या काळ्या कागदानं गुंडाळलेल्या फोटोग्राफिक फिल्मवर ठेवून प्रयोगशाळेतल्या एका खणात ढकलून दिले आणि सूर्य वर आल्यावर बघू असं म्हणत तो त्यांच्याविषयी विसरलाही.

पण सूर्य काही केल्या ढिम्म वर येईना. शेवटी मार्चमधे कंटाळून त्यानं तशीच ती फिल्म 'बघूयाातरी'  तरी' म्हणून सहज 'एक्स्पोज' केली, आणि तो अवाकच झाला! त्या फिल्मवर खूपच मोठ्या प्रमाणावर ढगाळ प्रतिमा होत्या! आता त्या प्रयोगशाळेतल्या खणात ठेवलेल्या त्या क्षारांपर्यंत प्रकाशकिरणंही पोहोचणं शक्यच नव्हतं. त्यामुळे त्या युरॅनियम क्षारांनी ऊर्जा शोषून घेऊन त्यातून एक्सरेज बाहेर पडणं शक्यच नव्हतं. मग ही फिल्म ढगाळ कशामुळे झाली? याचा अर्थ, त्या युरॅनियमच्या क्षारातून प्रकाशकिरण नसतानाही आणखीन वेगळेच कुठले तरी किरण स्वतंत्रपणे बाहेर पडत असले पाहिजेत. आणि त्या किरणांच्या रेडिएशनमुळे ती फिल्म ढगाळ बनत असली पाहिजे असं बेहक्रेलला वाटलं.

 मात्र हे सगळं 'सस्पेन्स स्टोरी' सारखंच वाटत होतं. त्यानं त्या उत्सर्जनाचा अभ्यास केला तेव्हा त्याला दिसलं की, ते किरण सगळ्या दिशांनी फैलावतात आणि तेही अपारदर्शक पदार्थातून जातात. शिवाय पिचब्लेंड या तऱ्हेच्या युरॅनियमच्या क्षारांमुळे तर त्या प्लेटवरच्या प्रतिमा खूपच ढगाळ दिसायच्या. म्हणजे 'त्या पिचब्लेंडमधे आणखीनच जास्त तीव्र रेडिओॲक्टिव्हिटी कुठलातरी पदार्थ असला पाहिजे' असंही त्याला वाटलं. 

Comment And share...