सी. वी. रमन ने 28 फ़रवरी 1928 को कलकत्ता की एक प्रयोगशाला में रोशनी की नई रेखाएँ देखीं, और दो साल बाद विज्ञान का नोबेल जीतने वाले पहले एशियाई बने

रमन प्रभाव अणुओं से बिखरने के बाद रोशनी के रंग में आया एक छोटा बदलाव है। सी. वी. रमन ने इसे पहली बार 28 फ़रवरी 1928 को कलकत्ता के 210 बहूबाज़ार स्ट्रीट पर इंडियन एसोसिएशन फ़ॉर द कल्टिवेशन ऑफ़ साइंस (आईएसीएस) में स्पेक्ट्रोस्कोप में, यानी रोशनी को उसके रंगों में फैलाने वाले उपकरण में, तीखी नई रेखाओं के रूप में देखा। 1930 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार मिला, और लिंडाऊ नोबेल लॉरिएट मीटिंग्स फ़ाउंडेशन उन्हें विज्ञान में नोबेल पुरस्कार जीतने वाला पहला एशियाई वैज्ञानिक बताता है।

इतिहासकार कहानी के दो हिस्सों पर आज भी बहस करते हैं। एक यह कि उनके छात्र के. एस. कृष्णन को कितना श्रेय मिलना चाहिए। दूसरा यह कि मॉस्को में लगभग उसी समय क्रिस्टल में वही रेखाएँ देखने वाले दो सोवियत भौतिकविदों को किस तरह गिना जाए।

रमन प्रभाव क्या है, सादे शब्दों में

किसी साफ़ तरल में से रोशनी की किरण गुज़ारिए तो अणु उसका कुछ हिस्सा बग़ल में बिखेर देते हैं, इसीलिए किरण बग़ल से दिखती है। बिखरी हुई रोशनी का ज़्यादातर हिस्सा वही रंग रखता है जिससे उसने शुरुआत की थी। नोबेल फ़ाउंडेशन का सार कहता है कि रमन ने 1928 में पाया कि उसका एक छोटा हिस्सा दूसरी तरंगदैर्ध्य पा लेता है, क्योंकि आने वाले फ़ोटॉनों, यानी रोशनी के पैकेटों, की कुछ ऊर्जा एक अणु को जा सकती है।

नोबेल समिति में भौतिकी के अध्यक्ष एच. प्लेइएल ने 10 दिसंबर 1930 को अपने प्रस्तुति-भाषण में इस परीक्षण का वर्णन किया। एक नमूने को पारे के लैंप की एक अकेली रेखा से रोशन किया गया और बिखरी रोशनी को स्पेक्ट्रोग्राफ़ में देखा गया, जो हर तरंगदैर्ध्य को एक रेखा के रूप में दर्ज करता है। मूल रेखा के दोनों ओर नई तीखी रेखाएँ दिखीं, और जब पारे की रेखा बदली गई तो नई रेखाएँ भी उसके साथ खिसक गईं, बीच का फ़ासला वही रखते हुए। प्लेइएल ने समझाया कि ये फ़ासले अणु की ख़ुद की कंपन आवृत्तियों से मेल खाते हैं, इसलिए एक पदार्थ से दूसरे में अलग होते हैं।

एक नीला समुद्र और बिखराव के छह साल

रमन का जन्म 7 नवंबर 1888 को तिरुचिरापल्ली में हुआ। प्रेसिडेंसी कॉलेज, मद्रास से मास्टर की डिग्री 1907 में आई। नोबेल फ़ाउंडेशन की जीवनी के अनुसार तब वैज्ञानिक करियर सबसे अच्छा विकल्प नहीं लगता था, इसलिए उसी साल वे भारतीय वित्त विभाग में भर्ती हो गए। नौकरी में ज़्यादातर समय चला जाता था, पर आईएसीएस की प्रयोगशाला में प्रयोग करने के मौक़े उन्होंने निकाल लिए।

महेंद्रलाल सरकार ने आईएसीएस की स्थापना की, और अमेरिकन इंस्टीट्यूट ऑफ़ फ़िज़िक्स उसकी स्थापना की तारीख़ 29 जुलाई 1876 बताता है। भौतिकविद् अर्नब राय चौधरी के अनुसार रमन ने काम पर जाते हुए ट्राम से उसका साइनबोर्ड देखा, अंदर चले गए, और सरकार के बेटे ने उनका स्वागत किया। 1917 तक उन्होंने कलकत्ता विश्वविद्यालय का नया बना पालित भौतिकी प्रोफ़ेसर पद स्वीकार कर लिया था, और 1919 में वे आईएसीएस के मानद सचिव बने।

समुद्र 1921 में आता है। उस गर्मी में यूरोप की यात्रा ने उन्हें पहली बार “भूमध्य सागर की अद्भुत नीली दूधियाहट” देखने का मौक़ा दिया, उन्होंने अपने नोबेल व्याख्यान में लिखा। पानी के अणुओं से बिखरती सूरज की रोशनी उस रंग की संभावित वजह लगी। इसे परखने वाले प्रयोग तब शुरू हुए जब वे सितंबर 1921 में कलकत्ता लौटे।

अगले छह साल प्रयोगशाला ने गैसों, तरलों और क्रिस्टलों में बिखराव का अध्ययन किया, और व्याख्यान उस दौर के नौ सहयोगियों के नाम लेता है। वह उस पहेली का भी वर्णन करता है जो खोज तक ले गई: सामान्य बिखराव के अलावा एक अलग रंग की बहुत धुँधली चमक थी। के. आर. रामनाथन ने उसे अप्रैल 1923 में पहली बार देखा, रमन कहते हैं, और निर्वात में बार-बार आसवन के बाद भी वह कमज़ोर नहीं पड़ी, इसलिए किसी अशुद्धि की संभावना ख़ारिज हुई। कृष्णन ने 1924 में उसे कई और तरलों में पाया। रामनाथन और कृष्णन के पर्चे ने उसे “क्षीण प्रतिदीप्ति” कहा। रमन ने 1928 में कहा कि उन्हें एक नए तरह के विकिरण का शक था पर वे रुके रहे, क्योंकि कम ही तरल उसे दिखाते लगे और उसे प्रतिदीप्ति की तरह अध्रुवित माना गया था।

सूरज की रोशनी, सात इंच का लेंस और पारे का लैंप

अगले क़दम नोबेल व्याख्यान से और रमन के 16 मार्च 1928 को बेंगलूरु में साउथ इंडियन साइंस एसोसिएशन को दिए संबोधन से आते हैं। एस. वेंकटेश्वरन ने जनवरी 1928 में समस्या फिर उठाई, और व्याख्यान के मुताबिक़ उन्होंने रिपोर्ट किया कि शुद्ध ग्लिसरीन से बिखरी सूरज की रोशनी “सामान्य नीले की जगह चमकदार हरी” निकली। उस साल की शुरुआत में, रमन ने बेंगलूरु में कहा, उनके मन में यह विचार आया कि यह प्रभाव कॉम्पटन द्वारा खोजे गए एक्स-रे बिखराव का किसी तरह का प्रकाशीय रूप है, जिसमें बिखरी एक्स-किरणें बदली हुई तरंगदैर्ध्य के साथ निकलती हैं। फिर कृष्णन के साथ प्रयोगों का नया दौर आया।

पहले परीक्षणों में सूरज की रोशनी काम आई। हेलियोस्टैट, यानी सूरज के साथ घूमने वाले दर्पण, ने उसे सात इंच के टेलीस्कोप लेंस और एक छोटी फ़ोकस दूरी वाले लेंस से गुज़ारा, जिसने उसे एक चमकती पेंसिल में समेट दिया। किरण एक नीले-बैंगनी फ़िल्टर से गुज़री और फिर निर्वात किए गए काँच के गोले में रखे तरल से। पूरक रंग का एक हरा फ़िल्टर या तो आने वाली किरण में रखा गया, जहाँ उसने सब कुछ रोक दिया, या गोले और देखने वाले की आँख के बीच। फ़िल्टर दूसरी स्थिति में हो तो तरल के भीतर रोशनी का रास्ता दिखता रहा। रमन ने कहा, लगभग 80 तरलों ने यह दिखाया, और रोशनी लगभग उतनी ही मज़बूती से ध्रुवित थी जितना सामान्य बिखराव, जैसा प्रतिदीप्ति में आमतौर पर नहीं होता।

दोनों ने 210 बहूबाज़ार स्ट्रीट से नेचर को एक पत्र पर हस्ताक्षर किए, 16 फ़रवरी की तारीख़ का, जो 31 मार्च 1928 को “द्वितीयक विकिरण का एक नया प्रकार” शीर्षक से छपा। रूसी भौतिकविद् आई. एल. फ़ाबेलिंस्की 1998 के एक इतिहास में ध्यान दिलाते हैं कि उसमें सूरज की रोशनी और क्रॉस्ड-फ़िल्टर का काम बताया गया था और वह रेखाएँ नहीं दिखा सकता था।

रेखाएँ 28 फ़रवरी को आईं। रमन का संबोधन बताता है कि उन्होंने क्वार्ट्ज़ के पारे के लैंप पर स्विच किया, ऐसे फ़िल्टर के साथ जो इंडिगो रेखा से, 4,358 आंग्स्ट्रॉम इकाई (लगभग 436 नैनोमीटर) पर, लंबी तरंगदैर्ध्य वाली हर दृश्य पारा रेखा को काट देता था। रोशनी धूल-रहित तरल से गुज़री और बिखरी रोशनी को सीधी-दृष्टि वाले स्पेक्ट्रोस्कोप से देखा गया। नीले और हरे में दो या ज़्यादा तीखी चमकीली रेखाएँ दिखीं जो लैंप ख़ुद पैदा नहीं करता था। “नए विकिरण का रेखा-स्पेक्ट्रम पहली बार 28 फ़रवरी 1928 को देखा गया,” रमन ने बेंगलूरु में कहा, और जोड़ा कि अवलोकन अगले दिन सार्वजनिक कर दिया गया। सहयोगी भगवंतम ने 1978 में याद किया कि कलकत्ता के एक दैनिक में घोषणा 29 फ़रवरी को छपी।

व्याख्यान कहता है कि पहली तस्वीरें हिल्गर कंपनी के सबसे छोटे पोर्टेबल क्वार्ट्ज़ स्पेक्ट्रोग्राफ़ से आईं, और कृष्णन ने, एक बड़े स्पेक्ट्रोग्राफ़ के साथ, पहली बार निश्चित रूप से बैंगनी सिरे की ओर खिसकी रेखाएँ स्थापित कीं। दोनों का नेचर में दूसरा पर्चा 8 मार्च का है और 21 अप्रैल 1928 को छपा।

कलकत्ता में श्रेय किसे मिले

रमन का बेंगलूरु संबोधन कृष्णन के धन्यवाद के साथ ख़त्म होता है: “इस शोध में श्री के. एस. कृष्णन के बहुमूल्य सहयोग का मैं बहुत ऋणी हूँ।” कृष्णन ने उनकी “बहुत ठोस मदद की,” नोबेल व्याख्यान जोड़ता है। चौधरी ध्यान दिलाते हैं कि खोज-शृंखला के ज़्यादातर पर्चों पर दोनों नाम हैं।

कृष्णन को पर्याप्त श्रेय मिला या नहीं, यह चौधरी के शब्दों में “एक और ज़्यादा गंभीर विवाद” है। वे कृष्णन की डायरी उद्धृत करते हैं, जैसी डी. सी. वी. मल्लिक ने 2000 में छापी। 9 फ़रवरी 1928 की एक प्रविष्टि में रमन, कृष्णन और वेंकटेश्वरन के साथ समस्या पर चर्चा करते हुए कहते हैं कि इस परिघटना को “रमन-कृष्णन-प्रभाव कहा जाना चाहिए।” चौधरी जोड़ते हैं कि डायरी फटी हुई मिलती है, और 28 फ़रवरी की प्रविष्टि में वाक्य के बीच में ख़त्म हो जाती है। नोबेल पुरस्कार पूरे हिस्से के रूप में अकेले रमन को गया।

दूसरा सवाल 1923 का है। जनवरी 1929 में नेचर में लिखते हुए रमन ने कहा कि बदली हुई तरंगदैर्ध्य कलकत्ता में 1923 में ही स्थापित हो चुकी थी। फ़ाबेलिंस्की असहमत हैं। रामनाथन और कृष्णन का काम ल्यूमिनेसेंस दिखाता है, वे कहते हैं, और कृष्णन ख़ुद समझते थे कि वे प्रतिदीप्ति देख रहे हैं, इस प्रभाव को नहीं। रमन का नोबेल व्याख्यान 1929 के पत्र से ज़्यादा सावधान है: वह रामनाथन की खोज को एक उलझाने वाली परिघटना का पहला अवलोकन कहता है, और कहता है कि उसकी असली प्रकृति का पहला संकेत “एक अलग दिशा से” आया, यानी ग्लिसरीन के नतीजे से।

मॉस्को में एक हफ़्ता पहले

मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में लियोनिद मैंडलस्टाम और ग्रिगोरी लैंड्सबर्ग क्वार्ट्ज़ में कुछ और खोज रहे थे: क्रिस्टल के ऊष्मा-कंपनों से बिखरी रोशनी की सूक्ष्म संरचना। फ़ाबेलिंस्की ने लैंड्सबर्ग की प्रयोगशाला में 20 साल काम किया। वे भौतिकविद् ओरेस्ट ख्वोल्सन को मैंडलस्टाम का जवाब उद्धृत करते हैं कि उन्होंने नई रेखाएँ पहली बार 21 फ़रवरी 1928 को देखीं, और कहते हैं कि लैंड्सबर्ग ने उन्हें दिखाने वाले 15 घंटे के एक नेगेटिव की तारीख़ 23 से 24 फ़रवरी डाली।

छपाई में कलकत्ता पहले पहुँचा, 31 मार्च और 21 अप्रैल को। मॉस्को का पर्चा 6 मई को Naturwissenschaften पत्रिका में जमा हुआ और 13 जुलाई को छपा। मैंडलस्टाम के एक रिश्तेदार को 15 मार्च 1928 को गिरफ़्तार किया गया था, फ़ाबेलिंस्की लिखते हैं, और उस आदमी को छुड़ाने में लगा समय देरी की वजह बताता है। उनके बयान में मॉस्को के पर्चे ने शुरू से सही क्वांटम व्याख्या दी, जबकि रमन और कृष्णन ने पहले सोचा कि खिसकी हुई रेखाएँ हर पदार्थ के लिए एक ही जगह होती हैं और बैंगनी तरफ़ की रेखाओं को “ऋणात्मक अवशोषण” का सबूत पढ़ा।

समकालीनों ने दोनों खोजों को स्वतंत्र माना। अगस्त 1928 में सोवियत भौतिकी कांग्रेस के बाद लिखते हुए मैक्स बॉर्न ने कहा कि मॉस्को की खोज भारतीयों से स्वतंत्र रूप से और लगभग एक साथ हुई, फ़ाबेलिंस्की बताते हैं। रमन ने जनवरी 1929 में नेचर में लिखा कि रूसियों ने अपना पहला संवाद नेचर के 31 मार्च और 21 अप्रैल के पर्चों के बाद किया, जो ऊपर की तारीख़ों से मेल खाता है। इस परिघटना को रमन, मैंडलस्टाम और लैंड्सबर्ग का प्रभाव कहना उचित होगा, फ़ाबेलिंस्की कहते हैं। वे जोड़ते हैं कि स्मेकल ने ऐसी अतिरिक्त आवृत्तियों का पूर्वानुमान 1923 में किया था, और क्रेमर्स और हाइज़नबर्ग ने सिद्धांत 1925 में छापा।

1930 का पुरस्कार और बुक किया हुआ टिकट

नोबेल फ़ाउंडेशन का नामांकन अभिलेखागार 1930 में रमन के लिए दस नामांकन सूचीबद्ध करता है, जिनमें नील्स बोहर, लुई द ब्रॉय, अर्नेस्ट रदरफ़ोर्ड, जीन पेरिन और चार्ल्स विल्सन के भी हैं। दस में से एक, ख्वोल्सन का, उनके साथ लैंड्सबर्ग और मैंडलस्टाम का भी नाम लेता था। निकोलाई पापालेक्सी ने अकेले मैंडलस्टाम को नामित किया। इस तरह लैंड्सबर्ग के लिए एक नामांकन बनता है और मैंडलस्टाम के लिए दो।

पुरस्कार रमन को गया, पूरे हिस्से के रूप में, “प्रकाश के प्रकीर्णन पर उनके काम और उनके नाम पर रखे गए प्रभाव की खोज के लिए”। उनका व्याख्यान, “प्रकाश का आणविक प्रकीर्णन”, 11 दिसंबर 1930 को हुआ। रॉयल सोसाइटी ने उन्हें 1924 में फ़ेलो चुना था, और नाइटहुड 1929 में आई। इसी क्षेत्र के हाल के पुरस्कार 2016 से 2026 के 33 विज्ञान नोबेल पुरस्कार किस चीज़ के लिए थे में समझाए गए हैं।

फ़ाबेलिंस्की समिति के फ़ैसले को ग़लती कहते हैं, क्योंकि तीनों पुरस्कार साझा कर सकते थे। उनकी राय में यह अफ़वाह टिकती नहीं कि समिति को सोवियत व्यवस्था पसंद नहीं थी, और वे इसके बजाय भौतिकविद् वी. एल. गिन्ज़बर्ग द्वारा उठाए गए कारणों की ओर इशारा करते हैं। नामांकन का अधिकार रखने वाले सोवियत भौतिकविदों ने ज़्यादातर लैंड्सबर्ग और मैंडलस्टाम को आगे नहीं बढ़ाया, और उनका काम जानने वाले विदेशी भौतिकविदों ने, रदरफ़ोर्ड समेत, अकेले रमन का नाम रखा। भगवंतम की 1978 की याद, जिसे फ़ाबेलिंस्की उद्धृत करते हैं, यह है कि पुरस्कार की घोषणा से दो महीने पहले रमन ने स्टॉकहोम के समारोह में समय पर पहुँचने के लिए अपना जहाज़ का टिकट बुक कर लिया था।

वर्णक्रम किस काम के निकले

प्लेइएल ने समारोह में कहा कि अणुओं के कंपन अवरक्त में हैं, उस दायरे से दूर जहाँ 1930 की फ़ोटोग्राफ़िक प्लेटें संवेदनशील थीं। रमन रेखाओं से, उन्होंने कहा, वह वर्णक्रम ऐसे दायरे में आ जाता है जहाँ प्लेटें काम करती हैं और उसे ठीक-ठीक नापा जा सकता है।

फ़ाबेलिंस्की 1928 में इस प्रभाव पर 70 प्रकाशन और 1929 के अंत तक लगभग 200 गिनते हैं, और लगभग 1939 तक 1,800 पर्चे जो 2,500 यौगिकों के वर्णक्रम को कवर करते थे। वे जोड़ते हैं कि उच्च-शक्ति के लेज़र स्रोतों ने बाद में संयोजन-बिखराव में नई परिघटनाएँ खोजना संभव किया। नोबेल फ़ाउंडेशन कहता है कि इस परिघटना का इस्तेमाल अलग-अलग तरह की सामग्री के विश्लेषण में होता है।

मंगल पर नासा के पर्सिवरेंस रोवर में SHERLOC नाम का उपकरण है, जिसका नाम रमन और ल्यूमिनेसेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी पर रखा गया है। एक ढक्कन की समस्या ने उसकी रमन क्षमता को बंद कर दिया था, नासा ने 5 मार्च 2024 की तारीख़ वाले अपडेट में कहा।

बेंगलूरु, अपनी प्रयोगशाला, और आख़िरी साल

आगे भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी) आया, बेंगलूरु में। आईआईएससी दर्ज करता है कि वे 31 मार्च 1933 को उसके पहले भारतीय निदेशक बने और उसी साल उन्होंने उसका भौतिकी विभाग स्थापित किया। 19 जुलाई 1937 को निदेशक पद छोड़ने के बाद, आईआईएससी के अनुसार, वे 1948 में रिटायर होने तक भौतिकी के प्रोफ़ेसर बने रहे। वहाँ के छात्रों में जी. एन. रामचंद्रन, एस. रामशेषन और विक्रम साराभाई थे।

1937 के कारण विवादित हैं। उनके जीवनीकार जी. वेंकटरमण के अनुसार, विभागों के पुनर्गठन और संस्थान के बजट का एक हिस्सा नए भौतिकी विभाग में ले जाने के बाद रमन का वरिष्ठ कर्मचारियों और परिषद के सदस्यों से टकराव हुआ, जिससे गबन के आरोप लगे। वेंकटरमण कहते हैं कि वायसराय की नियुक्त की हुई समीक्षा समिति ने “वही किया जो उसे करना था, यानी रमन का सफ़ाया।” रमन की 1 जून 1937 की एक चिट्ठी ने निदेशक के रूप में अपना अनुबंध समाप्त करने की पेशकश की। रमन के प्रशंसक वेंकटरमण इस संघर्ष को श्रेष्ठता और औसतपन की लड़ाई कहते हैं। समिति की अपनी रिपोर्ट यहाँ इस्तेमाल हुए स्रोतों में नहीं है, इसलिए यह झगड़े का एक ही पक्ष है।

1948 तक रमन के पास अपना संस्थान था। रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट कहता है कि मैसूर सरकार ने दिसंबर 1934 में बेंगलूरु में रमन को ज़मीन का एक टुकड़ा दिया, और उन्होंने आईआईएससी छोड़ने के बाद बुनियादी शोध जारी रखने के लिए 1948 में संस्थान की स्थापना की और अपनी मृत्यु तक उसका निर्देशन किया। नोबेल जीवनी वहाँ उनकी प्रयोगशाला के काम में हीरे की संरचना और गुण, और ओपल, अगेट और मोती जैसे इंद्रधनुषी पदार्थों की प्रकाशिकी गिनाती है। रमन की मृत्यु 21 नवंबर 1970 को बेंगलूरु में हुई।

राष्ट्रीय विज्ञान दिवस, जो हर 28 फ़रवरी को मनाया जाता है, रमन प्रभाव की याद में है, प्रेस सूचना ब्यूरो कहता है। राष्ट्रीय विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी संचार परिषद ने 1986 में सरकार से इस दिन को घोषित करने को कहा, सरकार मान गई, और पहला राष्ट्रीय विज्ञान दिवस 28 फ़रवरी 1987 को मनाया गया।