အမေရိကန်နိုင်ငံ အိုဟိုင်းရိုးတက္ကသိုလ်က မြန်မာလူမျိုး ရူပဗေဒပညာရှင် ပါမောက္ခ ဒေါက်တာစောဝေလှဦးဆောင်တဲ့ သိပ္ပံပညာရှင်အဖွဲ့ဟာ ကမ္ဘာ့ပထမဆုံးအနေနဲ့ အက်တမ်တစ်လုံးချင်းစီကို X Ray ရိုက်ကူးနိုင်ခဲ့ပါတယ်။ သိပ္ပံပညာရှင်အဖွဲ့မှာ အိုဟိုင်းရိုးတက္ကသိုလ်၊ အီလီနွိုင်း-ချီကာဂို တက္ကသိုလ်နဲ့ အာဂွန်းန်အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းက သိပ္ပံပညာရှင်တွေပါဝင်ပြီး ဒေါက်တာစောလှဝေနဲ့ Post-doc ကျော်ဇင်လတ် (Ph.D) တို့ မြန်မာလူမျိုးနှစ်ဦးပါဝင်ပါတယ်။ အခုလို အံ့မခန်းလုပ်ဆောင်နိုင်မှုကြောင့် သိပ္ပံပညာရှင်တွေအနေနဲ့ ဒြပ်စင်တွေရဲ့ တည်ရှိပုံနဲ့ သူတို့ရဲ့ အခြေအနေတွေအကြောင်း ပိုမိုကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်လေ့လာနိုင်တော့မှာဖြစ်ပြီး သိပ္ပံပညာအတွက် ကြီးမားတဲ့အချိုးအကွေ့တစ်ခုအဖြစ် သက်ရောက်လာမှာဖြစ်ပါတယ်။
ဂျာမန်ရူပဗေဒပညာရှင် ရော့ဂျန်း (Wilhelm Röntgen) ကနေပြီး ၁၈၉၅ ခုနှစ်မှာ X-Ray ရောင်ခြည်ကို စတင်တွေ့ရှိခဲ့ရာကနေ ဆေးသိပ္ပံပညာဟာ တဟုန်ထိုးတိုးတက်ပြောင်းလဲခဲ့ပါတယ်။ X-Ray နည်းပညာကို လက်ရှိအချိန်မှာလည်း ဆေးရုံဆေးခန်းတွေကနေ လေဆိပ်က လုံခြုံရေးစစ်ဆေးတဲ့နေရာအထိ နေရာပေါင်းစုံမှာ တွင်တွင်ကျယ်ကျယ်အသုံးပြုနေပါတယ်။ မားစ်ဂြိုဟ်သွား စူးစမ်းလေ့လာရေးရိုဗာတစ်စီးဖြစ်တဲ့ Curiosity မှာတောင် မားစ်ပေါ်က ကျောက်စိုင်မြေသားတွေရဲ့ ဖွဲ့စည်းပုံနဲ့ ဒြပ်တွေကို လေ့လာနိုင်ဖို့ X-Ray စက်ကလေးတစ်လုံးပါပါသေးတယ်။ အခြေခံအားဖြင့်တော့ X-Ray ကို ဒြပ်ပစ္စည်းတွေရဲ့ အမျိုးအစားနဲ့ ဖွဲ့စည်းပုံကို လေ့လာနိုင်ဖို့ အဲ့ဒြပ်ရဲ့ နမူနာတွေကနေတဆင့် စမ်းသပ်လေ့လာတာဖြစ်ပါတယ်။ လွန်ခဲ့တဲ့နှစ်တွေကနေစပြီး ဒြပ်ဝတ္ထုတစ်ခုကို X-Ray နဲ့ scan ဖတ်နိုင်ဖို့အတွက် ထည့်သွင်းပေးရတဲ့ sample ပမာဏက လျော့ကျလာပါတယ်။ လက်ရှိအချိန်ထိ အမြင့်ဆုံး နည်းပညာနဲ့ X-ray detection တစ်ခုလုပ်နိုင်ဖို့အတွက် Sample ပမာဏ အနည်းဆုံး အက်တိုဂရမ် (attogram – 10^-18 gram) ပဲ လိုအပ်တော့တာဖြစ်ပါတယ်။ မြင်သာအောင်ပြောရရင် အက်တမ်အလုံးတစ်သောင်းနဲ့ တစ်သောင်းအထက် ပမာဏရှိတဲ့ ဒြပ်တွေကိုပဲ X-Ray ရိုက်နိုင်သေးတာပါ။ X-Ray ဆိုတာက လျှပ်စစ်သံလိုက်ရောင်ခြည်တစ်မျိုးပါပဲ။ X-Ray က ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည်ထက် လှိုင်းအလျားတိုပြီး ဂမ်မာရောင်ခြည်ထက် လှိုင်းအလျားရှည်ပါတယ်။ တခြားရောင်ခြည်တွေလိုပဲ X-Ray တွေကိုလည်း အက်တမ်တွေက ထုတ်လွှတ်တာဖြစ်ပါတယ်။ အက်တမ်တစ်လုံးရဲ့ အီလက်ထရွန်က အပြင်ဘက် shell ကနေ အတွင်းဘက် shell ကို ပြုတ်ကျတဲ့အခါမှာ စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးပြီး လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းတွေထွက်လေ့ရှိပါတယ်။ အဲ့ဒီလျှပ်စစ်သံလိုက်ရောင်ခြည်တွေထဲမှာ X-Ray ဖိုတွန်တွေလည်း ပါဝင်ပါတယ်။ (မှတ်ချက်။ ။ အက်တမ်တွေက သူ့အလိုလို X-Ray ရောင်ခြည်တွေထုတ်လေ့မရှိပါဘူး၊ ပြင်းထန်တဲ့ထိတွေ့မှု/သက်ရောက်မှုနဲ့ ; i.e., Bremsstrahlung လို ဖြစ်စဉ်တွေဖြစ်မှ ထွက်လေ့ရှိပါတယ်။) ပုံမှန်အားဖြင့်တော့ X-Ray detector တွေအနေနဲ့ အက်တမ်အရေအတွက်အများကြီးက ထွက်လာ (Emit) လာတဲ့ X-Ray ရောင်ခြည်တွေကိုပဲ ထောက်လှမ်းနိုင်သေးတာပါ။ အက်တမ်တစ်လုံးတည်းက ထွက်လာတဲ့ X-Ray ရောင်ခြည်ပမာဏက အင်မတန်နည်းတာဖြစ်လို့ X-Ray detector တွေကနေဆင့် ထောက်လှမ်းပြီး တစ်လုံးတည်းကို X-Ray ရိုက်နိုင်ဖို့ဆိုတာ အတော်ခဲယဉ်းတဲ့အလုပ်ဖြစ်ပါတယ်။ ဒေါက်တာစောလှဝေပြောကြားချက်အရ သိပ္ပံပညာရှင်တွေဟာ အက်တမ်တစ်လုံးတည်းကို X-Ray ရိုက်နိုင်ဖို့အတွက်ဆိုတာ ဟိုးအရင်အချိန်ကတည်းက စိတ်ကူးယဉ်ခဲ့ရတဲ့ အရာဖြစ်ပြီး အခုအချိန်မှာတော့ ကနဦးအဆင့်အကောင်အထည်ဖော်နိုင်ခဲ့ပြီလို့ ဆိုပါတယ်။
ကျွန်တော်တို့အနေနဲ့ အက်တမ်တွေရဲ့ ပုံရိပ်တွေကို နာနိုစကေးအဆင့်အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းတွေနဲ့ scan လုပ်နိုင်ပါတယ်။ (i.e Scanning probe microscopy) ဒါပေမဲ့ အဲ့ဒီအက်တမ်တွေရဲ့ ဖွဲ့စည်းပုံရဲ့ ဂုဏ်သတ္တိတွေကိုတော့ X-Ray နဲ့မှ ဖောက်ထွင်းမြင်နိုင်မှာဖြစ်ပါတယ်။ အခုဆိုရင် အက်တမ်တစ်လုံးချင်းစီရဲ့ ပုံစံတွေကို အသေးစိတ်လေ့လာနိုင်တော့မှာပါ။ တစ်ကြိမ်ကို အက်တမ်တစ်လုံးနဲ့ အကြိမ်အများကြီး ဆက်ဆက်ရိုက်သွားပြီးတော့ သူတို့ရဲ့ Chemical State ကို လေ့လာနိုင်မှာဖြစ်တယ်” ဆိုပြီး အိုဟိုင်းရိုးတက္ကသိုလ်က နာနိုစကေးနဲ့ ကွမ်တမ်ဖြစ်ရပ်ဆိုင်ရာ သုတေသနဌာနရဲ့ ဒါရိုက်တာလည်းဖြစ်တဲ့ ဒေါက်တာစောလှဝေက ပြောပါတယ်။ “ကျွန်တော်တို့အနေနဲ့ အဲ့လိုလုပ်နိုင်ပြီဆိုရင် အက်တမ်တစ်လုံးကို ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ထားတဲ့ material တွေကအစ အသေးစိတ်ခွဲထုတ်ပြီး အကန့်အသတ်မရှိ ဆက်ဆက်လေ့လာနိုင်မယ်။ အဲ့ဒီကနေပြီး သိပ္ပံပညာက အက်တမ်တွေ၊ သဘာဝဒြပ်စင်တွေကို အများကြီး ပိုနားလည်လာနိုင်ပြီး ဆေးဘက်ဆိုင်ရာသိပ္ပံနည်းပညာကိုလည်း အတော်အတန် တိုးတက်လာစေလိမ့်မယ်၊ အခုချိန်ထိ ကုသဖို့ခက်ခဲနေတဲ့ ရောဂါတွေအတွက် ဖြေရှင်းနည်းတွေလည်း တွေ့လာနိုင်ပြီး လူသားမျိုးနွယ်အတွက် ကြီးမားတဲ့ သက်ရောက်မှုတစ်ခုဖြစ်လာနိုင်ပါတယ်၊ ဒီတွေ့ရှိမှုက ကမ္ဘာကြီးကို ပြောင်းလဲစေနိုင်ပါလိမ့်မယ်” လို့ ဒေါက်တာက ဆက်ပြောပါတယ်။
ဒီသုတေသနအတွက် ပြုစုထားတဲ့ စာတမ်းကိုတော့ မေလ ၃၁ ရက်နေ့ကတည်းက သိပ္ပံဂျာနယ်တစ်ခုဖြစ်တဲ့ Nature မှာတင်ထားပြီး လက်ရှိအချိန်ထိ ပြင်ပက လေ့လာသူတွေအနေနဲ့ Preview ကိုပဲ ဖတ်ရှုနိုင်ပါသေးတယ်။ အဲ့ဒီသုတေသနစာတမ်းမှာ ဒေါက်တာစောဝေလှနဲ့ သူတို့အဖွဲ့ ဒီသုတေသနကို ဘယ်လိုလုပ်ခဲ့လဲ၊ ဘယ်လိုနည်းပညာတွေကို အသုံးပြုပြီး X-Ray ရိုက်ကူးခဲ့လဲဆိုတာနဲ့ ပတ်သက်ပြီး အသေးစိတ်ရေးသားထားပါတယ်။ သုတေသနအဖွဲ့က Iron နဲ့ terbium အက်တမ်တွေကို X-Ray စမ်းသပ်ရိုက်ပြခဲ့ပါတယ်။ ပထမဆုံးအနေနဲ့ အဲ့ဒီအက်တမ်တွေကို သူတို့နဲ့သက်ဆိုင်တဲ့ molecular host တွေထဲ ထည့်လိုက်ပါတယ်။ (Molecular hosts ဆိုတာက အက်တမ်တွေကို fit ဖြစ်အောင် ထည့်ပေးထားနိုင်တဲ့ ကွန်တိန်နာသဘော မော်လီကျူးတွေပါပဲ။) အက်တမ်တွေကထွက်လာတဲ့ X-Ray ရောင်ခြည်တွေကို ထောက်လှမ်းသိရှိနိုင်ဖို့အတွက် သုတေသနအဖွဲ့က အင်မတန်ချွန်ထက်တဲ့ထိပ်ရှိတဲ့ သတ္ထုချောင်းသေးလေးကို အက်တမ်နဲ့ နီးနိုင်သမျှ အနီးဆုံးမှာ ထားထားပါတယ်။ အဲ့ဒီသတ္ထုထိပ်ကလေးက အက်တမ်ဆီက ထွက်လာတဲ့ ရောင်ခြည်လှိုင်းကို ထောက်လှမ်းနိုင်ဖို့အတွက် ဒီဇိုင်းလုပ်ထားတာပါ။ စာရေးသူရဲ့ ခန့်မှန်းချက်အရ သုတေသနအဖွဲ့က အပြင်ဘက်ကနေ X-Ray ရောင်ခြည်တစ်ခုကို အက်တမ်တွေနဲ့ ပေးထိလိုက်ပုံရပါတယ်။ အဲ့ဒီ X-Ray လှိုင်းတွေ အက်တမ်နဲ့ ထိတွေ့တဲ့အခါ အက်တမ်အတွင်းက အီလက်ထရွန်တွေဆီ စွမ်းအင် transfer ဖြစ်ပါတယ်။ အဲ့ဒီလို energy transfer ဖြစ်တာကြောင့် အီလက်ထရွန်တွေက အက်တမ်အတွင်းကနေ ပိုမြင့်တဲ့ ပတ်လမ်းတစ်ခုစီ တက်သွားပါတယ်၊ ပိုမြင့်တဲ့ energy level တစ်ခုကို ရောက်သွားခြင်းပါ။ အဲ့ဒီလိုဖြစ်သွားတဲ့ အီလက်ထရွန်တွေကို “Excited Electron” လို့ခေါ်ပါတယ်။ Excited Electron တွေက ခုနက High Energy state မှာ ကြာကြာမနေနိုင်ဘဲ မူလ state ဆီကို ပြန်လျှောကျပါတယ်။ အဲ့ဒီလိုလျှောကျချိန်မှာ သူ့မှာရှိနေတဲ့ energy တွေကို X-Ray ဖိုတွန်လှိုင်းရောင်ခြည်တွေအဖြစ် ပြန်ထုတ်လွှတ်ပါတယ်။ ခုနက ထိပ်ချွန် detector လေးက အဲ့ဒီ Excited Electron တွေ ပြန်ပြုတ်ကျတဲ့အခြေအနေမှာ ထွက်လာတဲ့ ရောင်ခြည်ကို ထောက်လှမ်းပြီး X-Ray spectrum ဖမ်းတာမျိုးပါ။ ဒီနည်းစနစ်ကို synchrotron X-ray scanning tunneling microscopy (SX-STM) လို့ ခေါ်ကြပါတယ်။ အဲ့ဒီနည်းပညာကို တဆင့်မြှင့်ပြီး အက်တမ်တစ်လုံးချင်းစီကို X-Ray ရိုက်ခဲ့တာဖြစ်ပါတယ်။ သုတေသနလုပ်ငန်းစဉ်အသေးစိတ်ကိုတော့ လက်ရှိအချိန်ထိ မသိရသေးပါဘူး။
ဒေါက်တာစောလှဝေဟာ အချိန် ၁၂ နှစ်ကျော်ကြာ SX-STM နည်းပညာကို အဆင့်မြှင့်ပြီး အခုလိုအခြေအနေကိုရောက်နိုင်ဖို့အတွက် တဆင့်ချင်းစီ သုတေသနတွေလုပ်ဆောင်ခဲ့တာပါ။ လက်ရှိအချိန်မှာတော့ ဒေါက်တာဦးဆောင်ပြီး ကျောင်းသားတွေ၊သိပ္ပံနယ်ပယ်အသီးသီးက ပညာရှင်တွေ ပါဝင်တဲ့အဖွဲ့ဟာ ကမ္ဘာ့ပထမဆုံးအနေနဲ့ အက်တမ်တစ်လုံးချင်းစီတိုင်းကို X-Ray ရိုက်ကူးနိုင်ခဲ့ပြီး သိပ္ပံနဲ့ နည်းပညာကို အချိုးအကွေ့တစ်ခု ပေါ်ပေါက်လာစေတော့မှာ ဖြစ်ပါတယ်။
 |
| ဘယ်မှ ညာ – Postdocteral ကျော်ဇင်လတ်၊ ဒေါက်တာ စောဝေလှ |
