रॉबर्ट कर्ल: कार्बन से बनी फुटबॉल की खोज करने वाले स्पेक्ट्रोस्कोपिस्ट

रॉबर्ट कर्ल (Robert Curl) ने अपने करियर का अधिकांश समय माइक्रोवेव और इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी के माध्यम से अस्थिर अणुओं के कंपन को सुनने में बिताया, यह ऐसा काम था जिसके बारे में रसायन विज्ञान विभागों के बाहर बहुत कम लोग जानते थे। फिर, सितंबर 1985 में ग्यारह दिनों के भीतर, एक उधार लिए गए लेजर उपकरण और मास स्पेक्ट्रोग्राफ पर एक आकस्मिक शिखर (peak) ने उन्हें एक ऐसा अणु दिया जो इतना सममित (symmetrical) था कि वह खोजा गया कम और डिजाइन किया गया अधिक लगता था - और ग्यारह साल बाद उन्हें नोबेल पुरस्कार मिला। वह लड़का जिसने कभी रसायन विज्ञान सेट की नाइट्रिक एसिड की शीशी से अपनी माँ के चीनी मिट्टी के स्टोव को खराब कर दिया था, उसने अंततः यह फिर से लिख दिया कि कार्बन क्या हो सकता है।

केमिस्ट्री सेट वाला पादरी का बेटा

कर्ल का जन्म 23 अगस्त 1933 को एलिस, टेक्सास में हुआ था, जो एक मेथोडिस्ट मंत्री के बेटे थे, जिनकी मिशनरी पोस्टिंग के कारण परिवार को दक्षिणी और दक्षिण-पश्चिमी टेक्सास में घूमना पड़ता था। नौ साल की उम्र में मिले एक केमिस्ट्री सेट ने उनके जीवन की दिशा तय कर दी, हालांकि इसने घरेलू नुकसान भी पहुँचाया। उन्होंने सैन एंटोनियो के थॉमस जेफरसन हाई (Thomas Jefferson High) से हाई स्कूल पूरा किया और कॉलेज के लिए राइस इंस्टीट्यूट (Rice Institute) को चुना - उनके अपने शब्दों के अनुसार, वे मुफ्त ट्यूशन और फुटबॉल टीम की ओर उतने ही आकर्षित थे जितने कि रसायन विज्ञान विभाग की ओर। उन्होंने 1954 में वहाँ से स्नातक की डिग्री अर्जित की, फिर केनेथ पिट्ज़र (Kenneth Pitzer) के तहत पीएचडी के लिए बर्कले चले गए, जहाँ उन्होंने डिसिलॉक्सेन बॉन्ड कोणों की इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी का अध्ययन किया, जिसके बाद ई. बी. विल्सन (E. B. Wilson) के साथ हार्वर्ड में पोस्टडॉक्टरल कार्यकाल के दौरान माइक्रोवेव स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा अणुओं के घूर्णी अवरोधों (rotational barriers) की जाँच की। 1958 में वे एक युवा संकाय सदस्य के रूप में राइस लौट आए, एक निवर्तमान प्रोफेसर के उपकरण और स्नातक छात्रों को विरासत में मिला, और वे अपने बाकी कामकाजी जीवन के लिए वहीं रहे।

स्पेक्ट्रोस्कोपिक वीड्स में दशक

लगभग तीन दशकों तक, कर्ल का प्रयोगशाला कार्य क्लोरीन डाइऑक्साइड जैसे मुक्त कणों और छोटे अस्थिर अणुओं की माइक्रोवेव और इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी पर केंद्रित था - यह सटीक, तकनीकी और बहुत आकर्षक नहीं लगने वाला विज्ञान था, जिसका उद्देश्य अणुओं द्वारा प्रकाश को अवशोषित करने और उत्सर्जित करने के सूक्ष्म और अति-सूक्ष्म विवरणों के माध्यम से आणविक संरचना को समझना था। यह सटीक उपकरण कार्य था, वह प्रकार जो एक वैज्ञानिक को यह नोटिस करना सिखाता है कि सिग्नल कब सिद्धांत के अनुसार व्यवहार नहीं करता है। ध्यान देने की वह आदत किसी के अनुमान से कहीं अधिक मायने रखती थी।

ग्यारह दिन जिन्होंने कार्बन का एक नया रूप खोजा

सितंबर 1985 में, ब्रिटिश रसायनज्ञ हेरोल्ड क्रोटो (Harold Kroto) राइस आए और उन्होंने लेजर-वाष्पीकरण उपकरण उधार मांगा, जिसे कर्ल के सहयोगी रिचर्ड स्मॉली (Richard Smalley) ने अर्धचालक क्लस्टर के अध्ययन के लिए बनाया था, इस उम्मीद में कि लाल दानव तारे (red giant star) की कार्बन-समृद्ध स्थितियों को फिर से बनाया जा सके और लंबी कार्बन श्रृंखलाएं उत्पन्न की जा सकें। कर्ल ने क्रोटो, स्मॉली और स्नातक छात्रों जेम्स हीथ (James Heath) और शॉन ओ'ब्रायन (Sean O'Brien) के साथ काम करते हुए इस प्रयास में शामिल होकर काम किया। तीव्र लेजर पल्स के साथ ग्रेफाइट को वाष्पित करके, टीम को उनकी कार्बन श्रृंखलाएं मिल गईं - लेकिन मास स्पेक्ट्रोमीटर ने कुछ अप्रत्याशित भी दिखाया: ठीक साठ कार्बन परमाणुओं के क्लस्टर के अनुरूप एक जबरदस्त प्रमुख शिखर, और सत्तर पर एक छोटा शिखर। उस जड़ और उस प्रमुख संख्या का मतलब एक खुली श्रृंखला के बजाय एक बंद, सममित, रासायनिक रूप से स्थिर पिंजरा था। अगले ग्यारह दिनों में, समूह ने पता लगाया कि डेटा के अनुरूप एकमात्र ज्यामिति हेक्सागोन और पेंटागन की फुटबॉल के आकार की व्यवस्था थी - वही पैटर्न जो वास्तुकार बकमिन्स्टर फुलर (Buckminster Fuller) ने अपने जियोडेसिक गुंबदों में इस्तेमाल किया था। उन्होंने अणु का नाम बकमिन्स्टरफुलरीन (buckminsterfullerene) रखा। कर्ल का विशिष्ट योगदान कार्बन-वाष्प स्थितियों को अनुकूलित करने में था जिसने सिग्नल को इतना साफ बना दिया और स्पेक्ट्रल विश्लेषण में जिसने संरचना को निर्धारित करने में मदद की। इस खोज ने कार्बन रसायन विज्ञान की एक पूरी तरह से नई शाखा खोली - फुलरीन, बाद में कार्बन नैनोट्यूब - और 1996 में कर्ल ने "फुलरीन की खोज" के लिए क्रोटो और स्मॉली के साथ रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार साझा किया।

पुरस्कार के बाद

कर्ल ने इस बारे में स्पष्ट रूप से बताया कि उन्होंने आगे क्या किया: जैसा कि उन्होंने कहा, "नोबेल जीतने के बाद, आप या तो एक वैज्ञानिक पोंटिफिकेटर बन सकते हैं, या आपके पास पीछा करने के लिए विज्ञान के एक नए विचार के लिए कुछ हो सकता है।" उन्होंने बाद वाला विकल्प चुना, अपनी प्रयोगशाला को डीएनए जीनोटाइपिंग और अनुक्रमण उपकरणों की ओर और बाद में क्वांटम कैस्केड लेजर के इर्द-गिर्द बने फोटोकॉस्टिक ट्रेस-गैस सेंसर की ओर पुनर्निर्देशित किया - जो उनके स्पेक्ट्रोस्कोपिक प्रशिक्षण की भावना में बहुत अधिक लागू, उपकरण-निर्माण विज्ञान था। उन्होंने राइस के लवेट कॉलेज (Lovett College) के पहले मास्टर के रूप में भी काम किया, और उस प्रकार की संस्थागत, मार्गदर्शन भूमिका को अपनाया जिसे अक्सर नोबेल पुरस्कार विजेताओं को भरने के लिए कहा जाता है। जब राइस के अध्यक्ष ने पूछा कि नोबेल की घोषणा के बाद वे क्या चाहते हैं, तो कर्ल का अनुरोध विशिष्ट रूप से मामूली था: उनके कार्यालय और प्रयोगशाला के करीब एक साइकिल रैक, क्योंकि वे रोजाना काम पर साइकिल चलाते थे। वे 2008 में सत्तर वर्ष की आयु में राइस से सेवानिवृत्त हुए, एमेरिटस प्रोफेसर के रूप में, नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज और अमेरिकन एकेडमी ऑफ आर्ट्स एंड साइंसेज के लिए चुने जाने के बाद और अलेक्जेंडर वॉन हम्बोल्ड सीनियर यूएस साइंटिस्ट अवार्ड और रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री के सेंटेनरी मेडल सहित सम्मान प्राप्त करने के बाद।

दिनचर्या के इर्द-गिर्द बना एक निजी जीवन

कर्ल ने 1955 में जोनेल व्हिपल (Jonel Whipple) से शादी की, और दोनों ने लगभग सात दशक की शादी के दौरान दो बच्चों का पालन-पोषण किया। सहकर्मी उन्हें भव्य घोषणाओं के लिए नहीं बल्कि स्थिर आदतों के लिए याद करते थे - दैनिक साइकिल यात्रा, राइस की 'ब्रिज ब्रिगेड' (Bridge Brigade) के साथ साप्ताहिक ब्रिज गेम - धैर्यपूर्वक, बार-बार ध्यान देने का वही स्वभाव जिसने फुलरीन के स्क्रीन पर दिखाई देने से पहले तीस वर्षों तक स्पेक्ट्रोस्कोपी लैब में उनकी सेवा की थी।

रॉबर्ट को जीनियस क्यों कहा जाता है

कर्ल का नोबेल पुरस्कार सैद्धांतिक प्रतिभा के लिए नहीं था, बल्कि कुछ संकीर्ण और, अपने तरीके से, जालसाजी करने में कठिन चीज के लिए था: मास स्पेक्ट्रोग्राफ पर एक अप्रत्याशित शिखर को पहचानने के लिए प्रशिक्षित धारणा कौशल का मतलब कुछ ऐसा है जिसे पूरा क्षेत्र याद नहीं कर पाया। यह दशकों के गैर-आकर्षक स्पेक्ट्रोस्कोपिक आधारभूत कार्य पर निर्मित विशेषज्ञ पैटर्न मान्यता का एक रूप है, न कि एक प्रेरित अनुमान - कर्ल ने स्वयं ग्यारह-दिवसीय स्प्रिंट को क्रोटो, स्मॉली, हीथ और ओ'ब्रायन के साथ एक वास्तविक टीम प्रयास का श्रेय दिया, और नोबेल समिति का अपना ढांचा सामूहिक था, जिसने एक अंतर्दृष्टि के बजाय "उनकी खोज" का श्रेय दिया। ईमानदार प्रति-मामले को स्पष्ट रूप से बताना उचित है: बकमिन्स्टरफुलरीन, प्रत्येक भागीदार के खाते के अनुसार, पूरी तरह से कुछ और के उद्देश्य से किए गए प्रयोग से एक आकस्मिक खोज थी, और कर्ल एक अकेले दूरदर्शी के बजाय तीन समान नोबेल पुरस्कार विजेताओं में से एक थे। जो उन्हें लेबल अर्जित कराता है वह "जीनियस" के सामान्य अर्थ से कम रोमांटिक है - यंत्रवत परिशुद्धता का एक करियर-लंबा अनुशासन जिसने उन्हें वास्तविक समय में यह देखने दिया कि डेटा में विसंगति शोर के बजाय पदार्थ का एक नया रूप थी।

विरासत

बकमिन्स्टरफुलरीन ने नैनोटेक्नोलॉजी के कार्बन-सामग्री विंग को लॉन्च किया, फुलरीन रसायन विज्ञान से लेकर कार्बन नैनोट्यूब तक, और राइस में 2010 का नेशनल हिस्टोरिक केमिकल लैंडमार्क पदनाम उस स्थान को चिह्नित करता है जहां यह हुआ था। कर्ल का 3 जुलाई 2022 को ह्यूस्टन में अठासी वर्ष की आयु में निधन हो गया, उन्हें एक सेलिब्रिटी वैज्ञानिक के बजाय एक कामकाजी स्पेक्ट्रोस्कोपिस्ट के रूप में कम याद किया गया जो सही उपकरण और विसंगति के लिए सही आंख के साथ कमरे में था, जब कार्बन ने एक ऐसा आकार प्रकट किया जिसे किसी ने पहले उसे नहीं सौंपा था।