സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസ്

ഒരു ഇന്ത്യൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനാണ് സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസ് (Satyendra Nath Bose).^[1][2] ബോസ്‌- ഐൻസ്റ്റൈൺ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സ്, ദ്രവ്യത്തിന്റെ അഞ്ചാമത്തെ അവസ്ഥയായ ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റൈൻ കണ്ടൻസേറ്റ്‌ എന്നിവ എസ്‌.എൻ.ബോസിന്റെ പേരിലറിയപ്പെടുന്ന ഭൗതിക ശാസ്‌ത്ര സംഭാവനകളാണ്‌.

സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസ്
സത്യേന്ദ്രനാഥ് ബോസ്
ജനനം	(1894-01-01)ജനുവരി 1, 1894 കോൽക്കത്ത, ഇൻഡ്യ
മരണം	ഫെബ്രുവരി 4, 1974(1974-02-04) (80 വയസ്സ്) കോൽക്കത്ത, ഇൻഡ്യ
ദേശീയത	ഇൻഡ്യൻ
കലാലയം	Presidency College of the University of Calcutta
അറിയപ്പെടുന്നത്	Bose–Einstein condensate, Bose–Einstein statistics, Bose gas
Scientific career
Fields	ഭൌതികശാസ്ത്രം
Institutions	University of Calcutta University of Dhaka
Doctoral advisor	Sahill Poddar
കുറിപ്പുകൾ
Note that Bose did not have a doctorate, but obtained an MSc from the University of Calcutta in 1915 and therefore did not have a doctoral advisor. However his equivalent mentor was J. C. Bose.

ബാല്യം, കൌമാരം, വിദ്യാഭ്യാസം

1894 ജനവരി ഒന്നിന്‌ കൊൽക്കത്തയിലെ ഗോവാബാഗനിൽ അദ്ദേഹം ജനിച്ചു. ഈസ്റ്റ്‌ ഇന്ത്യ റെയിൽവെയുടെ എഞ്ചിനിയറിങ്‌ വിഭാഗത്തിൽ ഉദ്യോഗസ്ഥനായിരുന്ന കൊൽക്കൊത്ത സ്വദേശി സുരേന്ദ്രനാഥ്‌ ബോസായിരുന്നു പിതാവ്‌. അമ്മ ആമോദിനി ദേവി. സത്യേന്ദ്രനാഥിന്‌ താഴെ ആറ്‌ പെൺമക്കൾ. കുട്ടിക്കാലത്ത്‌ സത്യയെൻബോസ്‌ എന്നാണ്‌ എല്ലാവരും വിളിച്ചിരുന്നത്‌. പഠനത്തിൽ അതിസമർത്ഥനായിരുന്നു ബോസ്‌. കൊൽക്കത്തയിലെ ഹിന്ദുസ്‌കൂളിൽ ആദ്യകാല വിദ്യാഭ്യാസം പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം പ്രസിഡൻസി കോളേജിൽ ഉന്നതവിദ്യാഭ്യാസത്തിന്‌ ചേർന്നു. ഗണിതവും ഭൗതികശാസ്ത്രവുമായിരുന്നു ബോസിന്റെ ഇഷ്ടവിഷയങ്ങൾ. കോളേജിൽ അദ്ധ്യാപകനായി പ്രശസ്‌ത ശാസ്‌ത്രജ്ഞൻ ജഗദീശ്‌ ചന്ദ്രബോസും സഹപാഠിയായി മേഘനാഥ്‌ സാഹയും സത്യയെൻ ബോസിന്‌ ഒപ്പമുണ്ടായിരുന്നു. ഭാരതീയ രസതന്ത്രത്തിന്റെ ഗുരുവായി കാണുന്ന ആചാര്യ പ്രഫുല്ലചന്ദ്രറേയും അദ്ധ്യാപകനായിരുന്നു. കൊൽക്കത്തയിലെ പ്രസിഡൻസി കോളേജിൽ നിന്ന്‌ ഒന്നാം റാങ്കോടുകൂടി എം.എസ്.സി. പാസ്സായ 1915-ൽ തന്നെ വിവാഹവും നടന്നു. ഭാര്യ ഉഷ ബാലാഘോഷ്‌. ഉഷ-ബോസ്‌ ദമ്പതിമാർക്ക്‌ അഞ്ചുമക്കൾ.

ജോലിയിൽ

1917-ൽ കൊൽക്കത്ത സർവകലാശാലയിൽ അദ്ധ്യാപകനായി ചേർന്നു. ഇവിടെ മോഡേൺ മാത്തമാറ്റിക്‌സിലും ഭൗതിക ശാസ്‌ത്രത്തിലും പുതിയ ബിരുദാനന്തര ബിരുദ പദ്ധതികൾ ആരംഭിക്കുന്നതിൽ നിർണായകമായ പങ്കുവഹിച്ചു. ആൽബർട്ട്‌ ഐൻസ്റ്റൈന്റെ ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ അകംപൊരുൾ നന്നായി മനസ്സിലാക്കിയ ആദ്യകാല പണ്‌ഡിതരിലൊരാളും ബോസ്‌ തന്നെയായിരുന്നു. ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തം വിദ്യാർത്ഥികൾക്കായി സിലബസിൽ ഉൾപ്പെടുത്താൻ നടപടിയെടുത്തതിനൊപ്പം തന്നെ ഐൻസ്റ്റൈന്റെ സംഭാവനകൾ ഇംഗ്‌ളീഷിലേക്ക്‌ പരിഭാഷപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്‌തു. 1921-ൽ ധാക്കാ സർവകലാശാലയിൽ റീഡറായി ജോലി ഏറ്റെടുത്തു. ഇക്കാലത്താണ്‌ ഫോട്ടോണുകളെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രശസ്‌തമായ ശാസ്‌ത്രപ്രബന്ധം രചിക്കുന്നത്‌. മാക്‌സ്‌ പ്ലാങ്കിന്റെ ഒരു പ്രബന്ധം വായിച്ചതിന്റെ അനുഭവത്തിൽ ബോസ്‌ ഒരു പുതിയ പ്രബന്ധം തയ്യാറാക്കി. പ്രോബബിലിറ്റിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട അടിസ്ഥാനപ്രശ്‌നങ്ങളെ പിന്തുടർന്നാണ്‌ ബോസ്‌ തന്റേതായ നിഗമനം ഈ പ്രബന്ധത്തിൽ വ്യക്തമാക്കി, പക്ഷേ അന്നത്തെ ശാസ്‌ത്രസമൂഹവും ജേർണലുകളും ഇത്‌ അംഗീകരിക്കാൻ കൂട്ടാക്കിയില്ല. ശ്രദ്ധേയമായ ഈ രചന ഐൻസ്റ്റീന്റെ പക്കലെത്തിയ ഉടൻതന്നെ നിർണായകമായ അംഗീകാരം ലഭിച്ചു. ഐൻസ്റ്റൈൻ തന്നെ ജർമ്മൻ ഭാഷയിലേക്ക്‌ തർജ്ജിമ ചെയ്‌ത്‌ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ഒപ്പം ഈ പ്രബന്ധത്തെ കുറിച്ച്‌ ഒരു പോപ്പുലർ ലേഖനവും ഐൻസ്റ്റൈൻ എഴുതി. തുടർന്ന്‌ ബോസ്‌ ഐൻസ്റ്റൈൻ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്‌സ്‌ എന്ന മേഖല തന്നെ ഉരുത്തിരിഞ്ഞു. ഈ നിയമം അനുസരിക്കുന്ന കണങ്ങളെ ബോസോണുകൾ എന്നും അിറയപ്പെടാൻ തുടങ്ങി. വാതക ബോസോണുകളെ തണുപ്പിച്ച്‌ കേവലപൂജ്യനിലയ്‌ക്ക്‌ (-273oC) അടുത്തെത്തിച്ചാൽ ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റൈൻ നിയമപ്രകാരം ആറ്റങ്ങൾ ഒന്നുചേർന്ന്‌ ഒരു പുതിയ അവസ്ഥ സൃഷ്‌ടിക്കും. ഇത്‌ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അഞ്ചാമത്തെ അവസ്ഥയായി കണക്കാക്കി. 1924 ലാണ്‌ ഈ കണ്ടുപിടിത്തം നടന്നത്‌. എന്നാൽ 1995-ൽ മാത്രമാണ്‌ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഇത്‌ സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടത്‌. എറിക്‌ കോർണലും വീമാനും ചേർന്ന്‌ നടത്തിയ പരീക്ഷണത്തിലൂടെ 'ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റീൻ കണ്ടൻസേറ്റ്‌' ശാസ്‌ത്രലോകം വ്യക്തമായി അംഗീകരിച്ചു. അപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തിൽ സവിശേഷപഠനവും ക്രിസ്റ്റലോഗ്രാഫി, ഫ്‌ളൂറസൻസ്‌, തെർമോലൂമിനസൻസ്‌ എന്നിവയിൽ ബോസ്‌ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തുകയും ചെയ്‌തു.

1924-ൽ 10 മാസക്കാലം മാഡം ക്യൂറിയുമായി ചേർന്ന്‌ ഗവേഷണം നടത്താനുള്ള സ്‌കോളർഷിപ്പ്‌ ധാക്കാ സർവകലാശാല അനുവദിച്ചത്‌ ബോസിന്റെ ജീവിതത്തിലെ വഴിത്തിരിവായി. തുടർന്ന്‌ ബർലിനിൽ വച്ച്‌ ഐൻസ്റ്റൈനെ സന്ദർശിക്കുകയും ചെയ്‌തു. ഭാരത സ്വാതന്ത്ര്യത്തന്‌ തൊട്ടുമുമ്പ്‌ കൊൽക്കത്തയിൽ തിരിച്ചെത്തി അവിടെ പ്രൊഫസറായി ചേർന്നു. ശാസ്‌ത്രത്തെ പ്രാദേശിക ഭാഷയിലെത്തിക്കുന്നതിൽ വളരെയേറെ സംഭാവനകൾ ബോസ്‌ നൽയിരുന്നു. പ്രാദേശിക ഭാഷയിലെത്തുന്നതോടെ കൂടുതൽ ജനങ്ങളിലേക്ക്‌ ശാസ്‌ത്രനേട്ടങ്ങളെ എത്തിക്കാമെന്നത്‌ അദ്ദേഹത്തെ ആവശഭരിതനാക്കിയിരുന്നു. ശാസ്‌ത്രത്തിന്റെ വിവിധ കൈവഴികളെ ജനകീയവൽക്കരിക്കുന്നതിനുള്ള ശ്രമങ്ങളെല്ലാം രാഷ്‌ട്രീയ പ്രവർത്തനമായി കാണാം. ദേശീയ പ്രസ്ഥാനങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട്‌ രാഷ്‌ട്രീയ പ്രവർത്തകരും, സാഹിത്യനായകരും, ശാസ്‌ത്രജ്ഞരും പൊതുജനങ്ങളുമെല്ലാം ബംഗാളിൽ സംഘടിച്ചിരുന്നതും ഇത്തരത്തിലുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക്‌ ബോസിന്‌ സഹായകമായി.

ബോസും മേഘനാഥ്‌ സാഹയും

1917-ൽ ബോസും അദ്ദേഹത്തിന്റെ സഹപാഠി മേഘനാഥ്‌ സാഹയും കൊൽക്കത്ത സർവകലാശാലയിൽ അദ്ധ്യാപകരായി ചേർന്നു. അതിനിടെ ജർമൻ, ഫ്രഞ്ച്‌ ഭാഷകൾ പഠിച്ച ബോസ്‌, ഐൻസ്റ്റൈന്റെയും മാക്സ്പ്ലാങ്കിന്റെയും ശാസ്ത്രപ്രബന്ധങ്ങൾ ഇംഗ്ലീഷിലേക്കു തർജ്ജമ ചെയ്തു. അധ്യാപനം കൂടാതെ കാര്യമായ മേറ്റ്ന്തെങ്കിലും ചെയ്യണമെന്ന ബോസിന്റെയും സാഹയുടെയും ഉറച്ച തീരുമാനത്തിന്റെ ഫലമായിരുന്നു ആ സംരംഭം. പുതിയതായി രൂപം കൊണ്ട ധാക്ക സർവകലാശാലയുടെ ഭൗതികശാസ്ത്ര വിഭാഗത്തിൽ അദ്ധ്യാപകനായി 1921 -ൽ ബോസ്‌ നിയമിതനായി. അവിടെവെച്ചാണ്‌ പ്രകാശത്തിന്റെ ക്വാണ്ടം ഭൗതികഗുണത്തിന്‌ ഗണിതസമീകരണം നൽകി ബോസ്‌ ചരിത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നത്‌.

ബോസിന്റെ സംഭാവനകൾ

എല്ലാത്തരം വികിരണങ്ങളെയും ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന സാങ്കൽപ്പിക തമോവസ്തുവിൽ നിന്നു പുറപ്പെടുന്ന വികിരണങ്ങളെ (blackbody radiation) മാതൃകയാക്കിയാണ്‌ പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനം മാക്സ്‌ പ്ലാങ്ക്‌ ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തത്തിന്‌ രൂപം നൽകിയത്‌. പ്രകാശം നിശ്ചിത ഊർജ്ജ പൊതികൾ(ക്വാണ്ട) അഥവാ പാക്കറ്റുകൾ ആയി പ്രവഹിക്കുന്നു എന്നാണ്‌ ആ സിദ്ധാന്തം പറയുന്നത്‌. (ഊർജ്ജപൊതികളായ പ്രകാശകണങ്ങൾക്ക്‌ 'ഫോട്ടോണുകൾ' എന്ന പേര്‌ ലഭിക്കുന്നത്‌ 1926-ൽ). ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തമുപയോഗിച്ച്‌ 1905-ൽ ഐൻസ്റ്റീൻ ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം വിശദീകരിച്ചെങ്കിലും, പ്രകാശം കണത്തിന്റെ സ്വഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു എന്നു വിശ്വസിക്കാൻ 1920-കൾ വരെ മിക്ക ശാസ്ത്രജ്ഞരും തയ്യാറായില്ല. ജയിംസ്‌ ക്ലാർക്ക്‌ മാക്സ്‌വെല്ലിന്റെ പ്രശസ്തമായ വൈദ്യുതകാന്തിക സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിലായിരുന്നു ലോകം. മാക്‌വെല്ലിന്റെ സിദ്ധാന്തപ്രകാരം പ്രകാശം വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗമാണ്‌. വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ മാക്സ്‌വെൽ ചെയ്തതുപോലെ, ക്ലാസിക്കൽ ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സാണ്‌ തന്റെ സിദ്ധാന്തം രൂപപ്പെടുത്താൻ മാക്സ്പ്ലാങ്ക്‌ ഉപയോഗിച്ചതും.

മാക്സ് പ്ലാങ്ക് രചിച്ച പ്രശസ്തമായ പ്രബന്ധം 1920 -കളുടെ തുടക്കത്തിൽ വിദേശത്തുള്ള സുഹൃത്തു മുഖേന ബോസിന്‌ വായിക്കാൻ കിട്ടി. അത്‌ സൂക്ഷമായി പരിശോധിച്ച ബോസ്‌, ചില പൊരുത്തക്കേടുകൾ ആ പ്രബന്ധത്തിൽ കണ്ടെത്തി. ആ പൊരുത്തക്കേടുകൾ മാറ്റാൻ ബോസ്‌ സ്വതന്ത്രമായ ഒരു സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ മാർഗ്ഗം കണ്ടെത്തുകയാണുണ്ടായത്‌. ഒരു പാത്രത്തിലുൾക്കൊള്ളുന്ന വാതകകണങ്ങൾക്കു തുല്യമായി പ്രകാശകണങ്ങളായ ഫോട്ടോണുകളെ പരിഗണിച്ചാണ്‌ ബോസ്‌ തന്റെ സമീകരണത്തിലെത്തിയത്‌. രണ്ട്‌ നാണയങ്ങൾ ഒരുമിച്ചു ടോസ്‌ ചെയ്താൽ എത്ര ജോഡീകരണം സംഭവിക്കാം എന്ന്‌ ചിന്തിച്ചു നോക്കുക. ഇതിനുള്ള മറുപടിയിൽ നിന്നാണ്‌ ബോസ്‌ തന്റെ ഉൾക്കാഴ്ച രൂപപ്പെടുത്തിയത്‌. രണ്ട്‌ നാണയങ്ങൾ ടോസ്‌ ചെയ്യുമ്പോൾ ലഭിക്കുന്ന ഫലങ്ങളുടെ സംഭാവ്യത (probability) രണ്ട്‌ തലയോ, രണ്ട്‌ പുലിയോ ആകാം. അല്ലെങ്കിൽ ഒരു പുലിയും ഒരു തലയും ആകാം. ആകെ സംഭാവ്യത മൂന്ന്‌. പരസ്പരം തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയാത്ത നാണയങ്ങളുടെ കാര്യത്തിലേ ഇത്‌ ശരിയാകൂ എന്ന്‌ മനസ്സിലാക്കിയിടത്താണ്‌ ബോസിന്റെ വിജയം. തിരിച്ചറിയാൻ പാകത്തിൽ അടിയാളപ്പെടുത്തിയവയാണ്‌ നാണയങ്ങൾ എങ്കിൽ സംഭാവ്യതാസംഖ്യ മൂന്ന്‌ എന്നത്‌ ശരിയാവില്ല എന്ന്‌ ബോസ്‌ കണ്ടു. ഒരു പുലിയും ഒരു തലയുമെന്നത്‌, ആദ്യനാണയത്തിന്റെ തലയും രണ്ടാമത്തേതിന്റെ പുലിയും, നേരെ തിരിച്ചും എന്ന്‌ സംഭവിക്കാം. ഇവിടെ സംഭാവ്യതയുടെ എണ്ണം നാലാകുന്നു.

സമാനസ്വഭാവമുള്ള ഒരു കൂട്ടം കണങ്ങളെ കൈകാര്യം ചെയ്യാനുപയോഗിക്കുന്ന സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സ്‌ കൊണ്ട്‌ വ്യത്യസ്തസ്വഭാവമുള്ള കണങ്ങളെ നിർവചിക്കാനാവില്ല. തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയുന്ന നാണയങ്ങൾ ടോസ്‌ ചെയ്തപ്പോഴത്തേതുപോലെ സംഭാവ്യത വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ഇതാണ്‌ ബോസിനെ തന്റെ സമീകരണത്തിലെത്താൻ സഹായിച്ച ഉൾക്കാഴ്ച. സമാനസ്വഭാവമുള്ള വാതകകണങ്ങളെപ്പോലെ ഫോട്ടോണുകളെ പരിഗണിച്ചുകൊണ്ട്‌ തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ മാർഗ്ഗത്തിലൂടെ മാക്സ്‌ പ്ലാങ്കെത്തിയ അതേ ലക്ഷ്യത്തിലെത്താൻ ബോസിന്‌ സാധിച്ചു. ക്ലാസിക്കൽ ഇലക്ട്രോഡൈനാമിക്സിന്റെ സഹായമില്ലാതെ തന്നെ. ആ കണ്ടെത്തൽ ക്വാണ്ടംഭൗതികത്തിലെ നാഴികക്കല്ലാകുകയും ചെയ്തു.

ബോസ്‌ കണ്ടെത്തിയ മേൽപ്പറഞ്ഞ സംഭാവ്യതാവ്യത്യാസം സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കിലെ പിഴവായാണ്‌ പലരും ആദ്യം കരുതിയത്‌. സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സിലെ 'ലളിതമായ കണക്കുകൂട്ടലിൽ പോലും പിഴവു വരുത്തിയിരിക്കുന്നു' എന്ന കാരണത്താൽ ബോസിന്റെ പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിക്കാൻ പ്രമുഖ ശാസ്ത്ര ജേണലുകൾ വിസമ്മതിച്ചു. നിരാശനായ ബോസ്‌ അത്‌ ഐൻസ്റ്റയിന്‌ അയച്ചു കൊടുത്തു. ബോസിന്റെ പ്രബന്ധത്തിലേത്‌ പിശകല്ലെന്ന്‌ ഐൻസ്റ്റയിന്‌ ബോധ്യമായി, മാത്രമല്ല ബോസ്‌ എത്തിയിരിക്കുന്ന നിഗമനങ്ങൾ അദ്ദേഹത്തെ ആവേശഭരിതനാക്കുകയും ചെയ്തു. ഐൻസ്റ്റയിൻ തന്നെ ആ പ്രബന്ധം ജർമ്മൻ ഭാഷയിലേക്ക്‌ പരിഭാഷപ്പെടുത്തി 'സെയ്ത്ഷിഫ്ട്‌ ഫർ ഫിസിക്‌' എന്ന കുലീന മാസികയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. 1924-ലായിരുന്നു അത്‌. പ്രകാശത്തിന്റെ ദ്രവ്യഗുണം സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെടുകായായിരുന്നു ബോസിന്റെ പ്രബന്ധത്തിലൂടെ.

ഫോട്ടോണുകൾ, അവയുടെ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ ഗുണമായ ഭ്രമണത്തിന്റെ (spin) അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഭിന്നകങ്ങളാണോ അഭിന്നകങ്ങളാണോ (അഭിന്നകം = identical) എന്നു നിശ്ചയിക്കാനുള്ള ഗണിത നിയമങ്ങളായിരുന്നു ബോസിന്റെ സമീകരണത്തിലുള്ളത്‌. 'ബോസ്‌ - ഐൻസ്റ്റൈൻ സമീകരണം'(Bose- Eintein statistics) എന്നാണ്‌ ആ നിയമങ്ങൾ അറിയപ്പെടുന്നത്‌. ബോസിന്റെ പേരിനൊപ്പം ഐൻസ്റ്റൈന്റെ പേര്‌ ചേർക്കപ്പെട്ടത്‌ യാദൃച്ഛികമായല്ല. ബോസിന്റെ കണ്ടെത്തലിന്റെ മറ്റ്‌ സാധ്യതകൾ ആരായാൻ ഐൻസ്റ്റയിൻ തീരുമാനിച്ചതുകൊണ്ടാണത്‌ സംഭവിച്ചത്‌. ഫോട്ടോണുകളെപ്പറ്റി ബോസ്‌ പറഞ്ഞത്‌ എന്തുകൊണ്ട്‌ മറ്റ്‌ വാതക ആറ്റങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ ബാധകമായിക്കൂടാ എന്ന്‌ അദ്ദേഹം അന്വേഷണം നടത്തി.

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ ഗുണമായ 'സ്പിൻ' അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടകാംശങ്ങളായ കണങ്ങളെ രണ്ടായാണ്‌ തിരിച്ചിട്ടുള്ളത്‌; ബോസോണുകൾ എന്നും ഫെർമിയോണുകൾ എന്നും.ബോസോണുകളുടെ സ്പിൻ പൂർണ്ണസംഖ്യയും (0, 1, 2, .....) ഫെർമിയോണുകളുടേത്‌ അർധപൂർണ്ണസംഖ്യയും (1/2, 3/2, 5/2,....) ആണ്‌. ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റൈൻ സമീകരണം അനുസരിക്കുന്നവയാണ്‌ ബോസോണുകളെങ്കിൽ, ഫെർമി-ഡിറാക്‌ സമീകരണമാണ്‌ ഫെർമിയോണുകളുടെ അടിസ്ഥാനം. പ്രോട്ടോണുകൾക്കും ന്യൂട്രോണുകൾക്കും അടിസ്ഥാനമായ ക്വാർക്കുകളും, ഇലക്ട്രോണുകൾക്കും ന്യൂട്രിനോ മുതലായ കണങ്ങൾക്കും അടിസ്ഥാനമായ ലപ്ടോണുകളും ചേർന്ന ഗണത്തെ പൊതുവെ ഫെർമിയോണുകൾ എന്നു വിളിക്കുന്നു. ഫോട്ടോണുകൾ, ഗ്ലുവോണുകൾ തുടങ്ങി ബലങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും വഹിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന കണങ്ങളാണ്‌ ബോസോണുകൾ.

ബോസോണുകളുടെ പ്രത്യേകത അവയെ ശീതീകരിച്ച്‌ ഒരേ ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ അവസ്ഥയിലേക്ക്‌ എത്തിക്കാം എന്നതാണ്‌. ബോസോണുകളായ വാതക ആറ്റങ്ങളെ ശീതീകരിച്ച്‌ കേവലപൂജ്യത്തിന്‌ വളരെ അടുത്തുവരെ എത്തിച്ചാൽ ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റയിൻ സമീകരണ പ്രകാരം, ആറ്റങ്ങൾ ഒത്തുചേർന്ന്‌ ഒരു സൂപ്പർ ആറ്റത്തിന്റെ സ്വഭാവമാർജ്ജിക്കുമെന്നും അത്‌ പുതിയൊരു ദ്രവ്യാവസ്ഥ ആയിരിക്കുമെന്നും 1924-ൽ ഐൻസ്റ്റയിൻ പ്രവചിച്ചു. ' ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റയിൻ സംഘനനം' (ബി.ഇ.സി) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പ്രക്രിയവഴി രൂപപ്പെടുന്ന ദ്രവ്യാവസ്ഥയാണ്‌ ' ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റയിൻ സംഘനിതാവസ്ഥ'.

1995-ൽ യു.എസിലെ ബൗൾഡറിൽ കോളറാഡോ സർവ്വകലാശാലയിലെ എറിക്‌ കോർനെലും കാൾ വീമാനും വാതക ആറ്റങ്ങളെ ആദ്യമായി ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റയിൻ സംഘനനത്തിന്‌ വിധേയമാക്കി ചരിത്രം സൃഷ്ടിച്ചു. അത്‌ അഞ്ചാമത്തെ ദ്രവ്യാവസ്ഥയായി പ്രഖ്യാപിക്കപ്പെട്ടു. ഏതാണ്ട്‌ രണ്ടായിരത്തോളം റുബീഡിയം-87 വാതക ആറ്റങ്ങളെ 170 നാനോകെൽവിൻ (nK) ഊഷ്മാവിൽ എത്തിച്ചാണ്‌ സംഘനനം സാധ്യമാക്കിയത്‌. നാലുമാസത്തിനു ശേഷം, സ്വതന്ത്രമായ മറ്റൊരു ശ്രമത്തിന്റെ ഫലമായി മസാച്ച്യൊാസ്റ്റ്സ്‌ ഇൻസ്റ്റിട്ട്യൂട്ട്‌ ഓഫ്‌ ടെക്നോളജി(എം.ഐ.ടി)യിലെ വൂൾഫ്ഗാങ്ങ്‌ കെറ്റർലി സോഡിയം-23 ആറ്റങ്ങളെ അതിശീതാവസ്ഥയിലെത്തിച്ച്‌ ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റയിൻ സംഘനിതാവസ്ഥ സൃഷ്ടിച്ചു. കോർനെലും വീമാനും കെറ്റർലിയും തങ്ങളുടെ കണ്ടെത്തലിന്‌ 2001-ലെ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം പങ്കിട്ടു.

1924-ലെ ആ നാലുപേജ്‌ പ്രബന്ധം ബോസിന്റെ ജീവിതത്തിൽ വഴിത്തിരിവായി. അദ്ദഹത്തിന്‌ വിദേശത്തു ഗവേഷണം നടത്താൻ ധാക്ക സർവകലാശാല സ്കോളർഷിപ്പ്‌ അനുവദിച്ചു. രണ്ടു വർഷം പാശ്ചാത്യരാജ്യങ്ങളിൽ കഴിഞ്ഞ്‌ ഐൻസ്റ്റയിൻ ഉൾപ്പെടെയുള്ള പ്രമുഖരുമായി അടുത്തിടപഴകാൻ അദ്ദേഹത്തിന്‌ അവസരം ലഭിച്ചു. പക്ഷേ, പിന്നീട്‌ ക്വാണ്ടം ഭൗതികഗവേഷണത്തിൽ തുടരാൻ ബോസിനായില്ല. അദ്ദേഹത്തിന്റെ ശ്രദ്ധ ഏകീകൃതഭൗതികനിയമത്തിനുള്ള(Unified Theory) ശ്രമങ്ങളിലായി. അന്നത്‌ തികച്ചും അപക്വമായ മേഖലയായിരുന്നതിനാൽ കാര്യമായ സംഭാവന സാധ്യമായില്ല. എക്സ്‌റേ വിഭംഗനം, വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളും അയണോസ്ഫിയറും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ശ്രദ്ധേയമായ സംഭാവനകൾ പിൽക്കാലത്ത്‌ ബോസിൽ നിന്നുണ്ടായി.

1924-ലെ കണ്ടെത്തലിന്‌ പക്ഷേ, വേണ്ടത്ര അന്താരാഷ്ട്ര അംഗീകാരം ബോസിന്‌ ലഭിച്ചില്ല. ബോസോണുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട്‌ ഒന്നിലേറെ പേർക്ക്‌ നോബൽ സമ്മാനം പിൽക്കാലത്ത്‌ ലഭിച്ചു. പക്ഷേ, എല്ലാ യോഗ്യതയുമുണ്ടായിട്ടും ബോസ്‌ നോബൽ സമ്മാനത്തിന്‌ തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടില്ല. റോയൽ സൊസൈറ്റിയുടെ ഫെലോഷിപ്പു പോലും അദ്ദേഹത്തെ തേടിയെത്തുന്നത്‌, തന്റെ സുപ്രധാന നേട്ടം കൈവരിച്ച്‌ 34 വർഷത്തിന്‌ ശേഷമാണ്‌. ബോസ്‌ തന്റെ അവസാനത്തെ രണ്ടു പതിറ്റാണ്ട്‌ ശാസ്ത്രപ്രചാരണത്തിലാണ്‌ ശ്രദ്ധയൂന്നിയത്‌. 1974 ഫെബ്രുവരി നാലിന്‌ അദ്ദേഹം അന്തരിച്ചു. "ഒരിക്കലെത്തി പിന്നീടൊരിക്കലും മടങ്ങിവരാത്ത ധൂമകേതുവിനപ്പോലെയാണ്‌ ഞാൻ"-1924-ലെ നേട്ടത്തെ മുൻനിർത്തി ജീവിതാന്ത്യത്തിൽ ബോസ്‌ പറഞ്ഞു. ജോൺ ഗ്രിബ്ബിൻ എഴുതിയതുപോലെ, ഒരിക്കലെത്തിയ ആ ധൂമകേതുവിന്റെ വെള്ളിവെളിച്ചത്തിന്‌ പക്ഷേ, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഗതി എന്നന്നേക്കുമായി തിരിച്ചു വിടാൻ കഴിഞ്ഞു. പിന്നീട്‌ ഭൗതികശാസ്ത്രം ഒരിക്കലും പഴയതുപോലെ ആയില്ല.

ബോസിന്റെ സംഭാവനകൾ-ഒറ്റനോട്ടത്തിൽ

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്കൽ ഗുണമായ ഭ്രമണത്തിന്റെ(spin) അടിസ്ഥാനത്തിൽ ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഘടകാംശങ്ങളെ രണ്ടായാണ്‌ തിരിച്ചിരിക്കുന്നത്‌. അതിലൊന്നാണ്‌ ബോസോൺ (രണ്ടാമത്തേത്‌ ഫെർമിയോൺ). ബോസോണുകളെ നിശ്ചയിക്കുന്ന സാംഖികനിയമമാണ്‌ 'ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റീൻ സമീകരണം'. ബോസോണുകളെ അതിശീതാവസ്ഥയിലെത്തിക്കുമ്പോൾ 'ബോസ്‌-ഐൻസ്റ്റീൻ സംഘനിതാവസ്ഥ'(Bose- Eintein condensate)യുണ്ടാകുന്നു. അതാണ്‌ ദ്രവ്യത്തിന്റെ അഞ്ചാമത്തെ അവസ്ഥ.

അംഗീകാരങ്ങൾ

1944-ൽ ഇന്ത്യൻ സയൻസ്‌ കോൺഗ്രസ്‌ അദ്ധ്യക്ഷനായി തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ടു, 1958-ൽ റോയൽ സൊസൈറ്റിയിൽ അംഗത്വം, ഭാരത സർക്കാരിന്റെ ദേശീയ പ്രൊഫസർ പദവി എന്നിവ ഇദ്ദേഹത്തിന്‌ ലഭിച്ച ബഹുമതികളിൽ പെടുന്നു. കൊൽക്കത്തയിലെ എസ്‌.എൻ.ബോസ്‌ നാഷണൽ സെന്റർ ഫോർ ബേസിക്‌ സയൻസ്‌ ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ ഓർമ്മക്കായി നിലകൊള്ളുന്നു.^[3]

പ്രശസ്‌തമായ വാചകം: "ആൽബർട്ട്‌ ഐൻസ്റ്റീനെ ഫോട്ടോൺ എണ്ണാൻ പഠിപ്പിച്ചയാൾ" - ജോൺ ഗ്രിബിൻ

അവസാന കാലം

ബോസിന്റെ നിസ്‌തുലമായ ശാസ്‌ത്രകണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾക്ക്‌ വേണ്ടത്ര അന്താരാഷ്‌ട്ര ശ്രദ്ധലഭിച്ചോ എന്നത്‌ സംശയമാണ്‌. ബോസോൺ സവിശേഷ പഠനവിഷയമാക്കിയവർക്ക്‌ പിന്നീട്‌ നോബൽ സമ്മാനം വരെ ലഭിച്ചിട്ടുണ്ട്‌.1974 ഫെബ്രുവരി 4-ന്‌ 80-ാമത്തെ വയസ്സിൽ സത്യേന്ദ്രനാഥ്‌ ബോസ്‌ അന്തരിച്ചു.