വാര്‍ത്താവിനിമയത്തെ മാറ്റിമറിച്ച ക്ളൈസ്ട്രോണ്‍

0
72

ഋഷിദാസ്

‘സ്‌പെക്ട്രം ‘എന്നത് നമുക്ക് സുപരിചിതമായ ഒരു വാക്കാണ്. സാങ്കേതികമായി ഇലെക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് തരംഗങ്ങളെ ഉദ്ദേശിച്ച് ഉപയോഗിക്കുമ്പോള്‍ രണ്ടു പരിധികള്‍ക്കുള്ളില്‍ തരംഗ ദൈര്‍ഘ്യം അല്ലെങ്കില്‍ ആവൃത്തി (frequency ) ഉള്ള ഇലക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് തരംഗങ്ങളെ ആണ് ഒരു നിശ്ചിത സ്‌പെക്ട്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. താത്വികമായി 0 മുതല്‍ അനന്തത (Infinity) വരെ ആവര്‍ത്തി (frequency) ഉള്ളതാണ് പൂര്‍ണ്ണമായ ഇലക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് സ്‌പെക്ട്രം. ഇതില്‍ തന്നെ ഏതെങ്കിലും നിശ്ചിത ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കുപയോഗിക്കുന്ന കൃത്യമായ പരിധിയുള്ള ഇലക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തികളുടെ കൂട്ടമാണ് സാധാരണ വ്യവഹാരങ്ങള്‍ക്കുപയോഗിക്കുന്ന വാക്കായ സ്‌പെക്ട്രം. ഉദാഹരണത്തിന് 2ജി മൊബൈല്‍ വാര്‍ത്താവിനിമയത്തിനുപയോഗിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് തരംഗങ്ങളുടെ ആവര്‍ത്തികളുടെ കൂട്ടമാണ് 2ജി സ്‌പെക്ട്രം. 3ജി മൊബൈല്‍ വാര്‍ത്താവിനിമയത്തിനുപയോഗിക്കുന്ന ഇലെക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് തരംഗങ്ങളുടെ ആവര്‍ത്തികളുടെ കൂട്ടമാണ് 3ജി സ്‌പെക്ട്രം.

സാധാരണയായി 20 കിലോഹെര്‍ട്‌സ് (kHz) മുതല്‍ 300 ഗിഗാ ഹേര്‍ട്‌സ്(gHz)വരെ ആവൃത്തിയുള്ള ഇലക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് തരംഗങ്ങ ളെ ആണ് റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യ ദശകങ്ങളിലാണ് റേഡിയോ തരംഗങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചുള്ള വാര്‍ത്താവിനിമയം സാധ്യമായി തുടങ്ങിയത്. ഇപ്പോള്‍ അധികം ഉപയോഗത്തില്‍ ഇല്ലാത്ത വാക്വംട്യൂബുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചാണ് അക്കാലത്ത് റേഡിയോ തരംഗങ്ങളെ കൈകാര്യം ചെയ്തിരുന്നത്. വാക്വം ട്യൂബുകള്‍ക്ക് പല പരിമിതികളും ഉണ്ടായിരുന്നു. താരതമ്യേന കൂടിയ ആവൃത്തികളില്‍ ഉപയോഗിക്കാന്‍ കഴിയില്ല എന്നുള്ളതായിരുന്നു അതില്‍ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു പരിമിതി. അതിനാല്‍ റേഡിയോ സ്‌പെക്ട്രത്തിന്റെ സിംഹഭാഗവും വാര്‍ത്താവിനിമയത്തിനോ മറ്റേതെങ്കിലും ആവശ്യത്തിനോ ഉപയോഗിക്കാനാവാതെ തരിശായി കിടന്നു. വാക്വം ട്യൂബുകളെ പരിഷ്‌കരിക്കാന്‍ പല ഉദ്യമങ്ങളും നടന്നുവെങ്കിലും അവയൊന്നും ഫലം കണ്ടില്ല.

വാരിയന്‍ സഹോദരന്മാര്‍

ഉയര്‍ന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെ ഉപയോഗയുക്തമാക്കണമെങ്കില്‍ വാക്വം ട്യൂബുകളുടേതില്‍ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായ ഒരു തത്വം അവലംബിക്കണം എന്ന് മുപ്പതുകളില്‍ തന്നെ പലരും മനസ്സിലാക്കിയിരുന്നു. അവരില്‍ പ്രധാനികളായിരുന്നു യുഎസിലെ വാരിയന്‍ സഹോദരന്മാര്‍. അവര്‍ ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ ബീമിനെയും, രണ്ടു കാവിറ്റി റെസൊണേറ്ററുകളെയും സംയോജിപ്പിച് ഒരു പുതിയ ആംപ്ലിഫയിങ് ഉപകരണം വികസിപ്പിച്ചു. വാക്വം ട്യൂബിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനത്തില്‍ നിന്നും തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ തത്വങ്ങളില്‍ ഊന്നിയതായിരുന്നു പുതിയ ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനം. വെലോസിറ്റി മോഡുലേഷന്‍, ഇലക്ട്രോണ്‍ ബഞ്ചിങ് എന്നീ രണ്ടു പ്രവര്‍ത്തനതത്വങ്ങളില്‍ അധിഷ്ടിതമായിരുന്നു പുതിയ ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവര്‍ത്തനം. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഈ ഉപകരണത്തിന്റെ ഔട്ട് പുട്ട് ടെര്‍മിനലില്‍ എത്തിച്ചേരുന്നത്, തിരകള്‍ സമുദ്ര തീരത്തേക്ക് വന്നെത്തുന്നതു പോലെയാണെന്നു മനസ്സിലാക്കിയ ജര്‍മന്‍ യുഎസ് കവി ഹെര്‍മന്‍ ഫ്രാങ്കെല്‍ ഈ ഉപകരണത്തിന് ”ക്ളൈസ്ട്രോണ്‍” എന്ന പേരും നല്‍കി. ഗ്രീക്ക് ഭാഷയില്‍ ക്ലൈസോ എന്ന വാക്കിനു തീരത്തേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്ന തിരകള്‍ എന്നാണ് അര്‍ഥം. ട്രോണ്‍ എന്ന ഗ്രീക്ക് വാക്കിന് അര്‍ഥം ഒരു സംഭവം നടക്കുന്ന സ്ഥലം എന്നാണ്. ഭാഷാപരമായി സുന്ദരവും സാങ്കേതികമായി അക്ഷരംപ്രതി ശരിയുമായിരുന്നു ക്ളൈസ്ട്രോണ്‍ എന്ന പേര്.

ക്ളൈസ്ട്രോണ്‍ വരുത്തിയ മാറ്റം വിപ്ലവാത്മകമായിരുന്നു. ഇലക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് സ്‌പെക്ട്രത്തിലെ ഗിഗാ ഹേര്‍ട്‌സ് ആവൃത്തികള്‍ മനുഷ്യനുവേണ്ടി തുറക്കുകയാണ് ക്ളൈസ്‌ട്രോണുകള്‍ ചെയ്തത്. ക്ളൈസ്‌ട്രോണുകള്‍ക്ക് വളരെ വലിയ ആംപ്ലിഫിക്കേഷന്‍ ഫാക്റ്ററും, മെഗാവാട്ട് കണക്കിന് ഊര്‍ജ്ജം വഹിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളെ പുറപ്പെടുവിക്കാനും കഴിയുമായിരുന്നു. അന്നേവരെ മനുഷ്യന്‍ പ്രാപ്യമായ ഇലക്ട്രോമാഗ്‌നെറ്റിക് സ്‌പെക്ട്രത്തിന്റെ ആയിരം മടങ്ങിലേറെ വരുന്ന സ്‌പെക്ട്രമാണ് ക്ളൈസ്ട്രോണ്‍ മനുഷ്യന് വേണ്ടി ഉപയോഗയുക്തമാക്കിയത്.

പിന്നീടുള്ള ദശകങ്ങളില്‍ ക്ളൈസ്ട്രോണുകളുടെ പല പരിഷ്‌കരിച്ച രൂപങ്ങളും നിലവില്‍ വന്നു .വലിയ ഊര്‍ജ്ജ ക്ഷമതയുള്ള ഒരു കൂട്ടം മൈക്രോവേവ് ആവൃതിയില്‍ പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ നാന്ദിയായിരുന്നു ക്ളൈസ്ട്രോണ്‍ .ഉപഗ്രഹ വാര്‍ത്താവിനിമയ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്കും, അതിശതമായ റഡാര്‍ സംവിധാനങ്ങള്‍ക്കും, മെക്രോവേവ് വാര്‍ത്താവിനിമയ ശൃംഖലകള്‍ക്കും അടിത്തറയിട്ടത് ക്ളൈസ്ട്രോണ്‍ ആയിരുന്നു.

വാരിയന്‍ സഹോദരന്മാര്‍ ക്ളൈസ്ട്രോണുകളും മറ്റു മൈക്രോവേവ് ഉപകരണങ്ങളും നിര്‍മിക്കുന്ന ഒരു വലിയ സ്ഥാപനം പടുത്തുയര്‍ത്തി. അവരാണ് കാലിഫോര്‍ണിയയിലെ അപ്രസക്തമായ ഒരു പ്രദേശത്തെ ഇപ്പോള്‍ അറിയപ്പെടുന്ന ”സിലിക്കണ്‍ വാലി ”ആയി മാറ്റിയെടുത്തതില്‍ പ്രധാന പങ്കു വഹിച്ചവര്‍. അവര്‍ സ്ഥാപിച്ച സ്ഥാപനങ്ങള്‍ ഇന്നും സമ്പന്നമായി നിലനില്‍ക്കുന്നു.