अणु (Atom), इलेक्ट्रोन (Electron) र अर्धचालक
विज्ञानको यात्रा (Journey Through Science)
Post 6-अणु (Atom), इलेक्ट्रोन (Electron) र अर्धचालक (Semiconductor)
भाग-१
बालुवाबाट कृत्रिम बुद्धिमत्तासम्म-एउटा सानो कणले संसार कसरी बदलिदियो?
"तपाईंको हातमा भएको स्मार्टफोन (Smartphone) भित्र अर्बौँ ट्रान्जिस्टर (Transistor) छन्। ती सबैको यात्रा एउटा सामान्य बालुवाबाट सुरु हुन्छ।"
प्रस्तावना
आज तपाईंले यो लेख सम्भवतः मोबाइल (Mobile Phone), ट्याब्लेट (Tablet) वा कम्प्युटर (Computer) मा पढिरहनुभएको छ।
एकछिन कल्पना गर्नुहोस्
यदि संसारमा कम्प्युटर चिप (Computer Chip) नै नहुने हो भने के हुन्थ्यो?
त्यस अवस्थामा
मोबाइल हुने थिएन।
इन्टरनेट (Internet) हुने थिएन।
सामाजिक सञ्जाल (Social Media) हुने थिएन।
कृत्रिम बुद्धिमत्ता (Artificial Intelligence) हुने थिएन।
आधुनिक बैंकिङ, उपग्रह (Satellite) र धेरै चिकित्सा उपकरण पनि आजजस्तो हुने थिएनन्।
तर यी सबैको सुरुवात कहाँबाट भयो?
उत्तर सुन्दा अचम्म लाग्न सक्छ
साधारण बालुवाबाट।
सबै पदार्थको आधार-अणु (Atom)
तपाईंको शरीर,
पानी,
हावा,
रुख,
ढुङ्गा,
सुन,
फलाम,
मोबाइल
यी सबैको आधारभूत निर्माण एकाइ हो
अणु (Atom)।
धेरै समयसम्म मानिसहरूले पदार्थलाई काट्दै जाँदा अन्तिममा एउटा यस्तो सानो कण आउँछ, जसलाई अझ विभाजन गर्न सकिँदैन, भन्ने कल्पना गरेका थिए।
यसैलाई प्राचीन ग्रीक (Greek) दार्शनिक ले "Atomos" अर्थात् "नकाटिने" नाम दिएका थिए।
यद्यपि आज हामीलाई थाहा छ
अणु आफैँ पनि अझ साना कणहरूबाट बनेको हुन्छ।
अणुभित्र के हुन्छ?
आधुनिक विज्ञानअनुसार एउटा अणुभित्र मुख्य रूपमा तीन प्रकारका कण हुन्छन्
⚛️ प्रोटोन (Proton)
धनात्मक आवेश (Positive Charge) हुन्छ।
अणुको केन्द्र (Nucleus) मा हुन्छ।
⚛️ न्युट्रोन (Neutron)
कुनै विद्युतीय आवेश हुँदैन।
केन्द्रमै रहन्छ।
⚛️ इलेक्ट्रोन (Electron)
ऋणात्मक आवेश (Negative Charge) हुन्छ।
केन्द्र वरिपरि ऊर्जा तह (Energy Levels) मा रहन्छ।
यिनै इलेक्ट्रोनको व्यवहारले विद्युत्, रसायनशास्त्र (Chemistry) र आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्स (Electronics) सम्भव बनाएको हो।
किन इलेक्ट्रोन (Electron) यति महत्त्वपूर्ण छ?
यदि तपाईंले अघिल्लो पोस्ट सम्झनुभयो भने,
हामीले विद्युत् (Electricity) लाई विद्युतीय आवेशको प्रवाह भनेका थियौँ।
धातुको तार (Wire) भित्र वास्तवमा के बगिरहेको हुन्छ?
उत्तर
इलेक्ट्रोन (Electron)।
जब इलेक्ट्रोनहरू व्यवस्थित रूपमा एक दिशामा सर्छन्,
त्यही विद्युत् प्रवाह (Electric Current) हो।
एउटा रोचक तुलना
कल्पना गर्नुहोस्
एउटा ठूलो खेलमैदान भरिएको छ।
त्यहाँ हजारौँ मानिस शान्त बसेका छन्।
अचानक सबै एउटै दिशामा दौडिन थाले।
त्यस्तै,
धातुभित्र रहेका धेरै इलेक्ट्रोनहरू एउटै दिशामा सर्न थाले भने,
त्यसलाई हामी विद्युत् प्रवाह भन्छौँ।
तर एउटा समस्या थियो...
यदि सबै पदार्थले विद्युत् समान रूपमा प्रवाह गरिदिने भए,
कम्प्युटर बनाउन सम्भव हुने थिएन।
वैज्ञानिकहरूले यस्तो पदार्थ खोजिरहेका थिए
जसले कहिलेकाहीँ विद्युत् प्रवाह गराओस्,
कहिलेकाहीँ रोकिदियोस्।
यही खोजले संसार परिवर्तन गरिदियो।
अर्धचालक (Semiconductor) के हो?
केही पदार्थ
जस्तै तामा (Copper),
धेरै राम्रो चालक (Conductor) हुन्।
केही पदार्थ
जस्तै रबर (Rubber),
विद्युत् लगभग प्रवाह हुन दिँदैनन्।
तर एउटा विशेष समूह पनि छ
अर्धचालक (Semiconductor)
यसले विशेष परिस्थितिमा विद्युत् प्रवाह गराउन पनि सक्छ,
र रोक्न पनि सक्छ।
यही गुणका कारण कम्प्युटरको जन्म सम्भव भयो।
संसार बदल्ने तत्व-सिलिकन (Silicon)
अर्धचालकमध्ये सबैभन्दा प्रसिद्ध तत्व हो
सिलिकन (Silicon)।
सिलिकन पृथ्वीमा अत्यन्त प्रशस्त पाइने तत्व हो।
यो मुख्य रूपमा बालुवा (Sand) र क्वार्ट्ज (Quartz) मा पाइन्छ।
यही साधारण देखिने पदार्थलाई शुद्ध बनाएर आधुनिक कम्प्युटर चिप बनाइन्छ।
त्यसैले भन्न सकिन्छ
आजको डिजिटल संसारको आधार सामान्य बालुवा नै हो।
🇳🇵 नेपालसँग सम्बन्ध
नेपालका धेरै नदीहरूले बगाएर ल्याएको बालुवामा पनि सिलिका (Silica) पाइन्छ।
यद्यपि उच्चस्तरीय कम्प्युटर चिप बनाउन अत्यन्त शुद्ध सिलिकन आवश्यक पर्छ,
यसले एउटा सन्देश दिन्छ
प्रकृतिमा देखिने सामान्य पदार्थ पनि सही ज्ञान र प्रविधिबाट विश्व परिवर्तन गर्ने आधार बन्न सक्छ।
🌟 के तपाईंलाई थाहा छ?
✅ एउटा आधुनिक स्मार्टफोनको प्रोसेसर (Processor) भित्र अर्बौँ ट्रान्जिस्टर (Transistor) हुन सक्छन्।
✅ ती सबै ट्रान्जिस्टरको आधारभूत पदार्थ सिलिकन हो।
✅ एउटा इलेक्ट्रोन अत्यन्त सानो भए पनि आधुनिक सभ्यताको भविष्य त्यसैको नियन्त्रणमा निर्भर छ।
📖 यस भागबाट के सिक्यौँ?
सबै पदार्थ अणुबाट बनेका हुन्छन्।
अणुभित्र प्रोटोन, न्युट्रोन र इलेक्ट्रोन हुन्छन्।
विद्युत् प्रवाह वास्तवमा इलेक्ट्रोनहरूको व्यवस्थित गति हो।
अर्धचालक आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्सको आधार हो।
साधारण बालुवाबाट प्राप्त सिलिकनले कम्प्युटर र AI को युग सम्भव बनाएको छ।
🔜 अर्को भाग (भाग-२)
अर्को भागमा हामी विज्ञानको इतिहास बदल्ने एउटा सानो उपकरणसँग भेट्नेछौँ
ट्रान्जिस्टर (Transistor)
केवल नङजत्रो आकारको यो उपकरणले संसार किन बदलिदियो?
किन आजको कम्प्युटर, मोबाइल, रोबोट र कृत्रिम बुद्धिमत्ता (Artificial Intelligence) ट्रान्जिस्टरबिना सम्भव छैन?
त्यो कथा आधुनिक विज्ञानकै सबैभन्दा प्रेरणादायी कथामध्ये एक हो।
Comments
Post a Comment