માઇક્રોસ્કોપ વિશે આપણે શું જાણીએ છીએ?

" શરીરરચના વિના કોઈ કાર્ય નથી ". કેમિલો ગોલ્ગી, 1906 માં મેડિસિનનું નોબેલ પુરસ્કાર, XNUMXમી સદીના અંતમાં કેન્દ્રીય અને પેરિફેરલ ચેતા કોષો પરના તેમના અભ્યાસ વિશે આ લખ્યું હતું. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, કાર્ય કોશિકાઓના આકારને પુન: આકાર આપે છે, અને તેથી તેની શારીરિક પદ્ધતિઓ સમજવા માટે માઇક્રોસ્કોપિક અવલોકનો આવશ્યક બની જાય છે.

તે કોઈ યોગાનુયોગ નથી કે પ્રથમ વ્યક્તિ જેણે સમજ્યું કે ચેતા કેબલના સમૂહથી બનેલી છે અને તે એક પ્રકારની ચેનલનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી નથી, જેમ કે રક્ત વાહિનીઓના કિસ્સામાં, 1715 માં એન્ટોન વેન લીયુવેનહોક હતા.

લીયુવેનહોક અને માઇક્રોસ્કોપ

લીયુવેનોહોક, ડચ ઓપ્ટીશિયન અને પ્રકૃતિવાદી, ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપના શોધક તરીકે ઓળખાય છે; તેથી, જેણે સૌપ્રથમ અવલોકન કર્યું, તીવ્ર અને ચોક્કસ રીતે, કેટલીક કુદરતી ઘટનાઓ જેમ કે રુધિરકેશિકાઓમાં લાલ રક્ત કોશિકાઓનું પરિભ્રમણ, નર જર્મ કોશિકાઓનું અસ્તિત્વ, પ્રથમ ચોક્કસ ઓળખ લેન્સનું લેમેલર માળખું, પ્રોટોઝોઆ અને બેક્ટેરિયાની શોધ જેને "નાના પ્રાણીઓ" કહેવાય છે. દેખીતી રીતે તે માત્ર તે સમયના શ્રેષ્ઠ ઓપ્ટિકલ લેન્સની ઉપલબ્ધતા ન હતી, જે તેણે પોતે પણ બનાવ્યું હતું.

આ રીતે લીયુવેનહોકે 1692 માં લંડનની રોયલ સોસાયટીને લખેલા પત્રમાં તેના કેટલાક સમકાલીન લોકોની ટીકાનો જવાબ આપ્યો:

માનનીય સજ્જનો, હું સારી રીતે જાણું છું કે હું જે અહેવાલો લખું છું અને તમને સમયાંતરે મોકલું છું તે હંમેશા એકબીજા સાથે સહમત થતા નથી, અને તેમાં વિરોધાભાસ જોવા મળે છે; જેના દ્વારા હું વધુ એક વાર કહેવા માંગુ છું કે જ્યાં સુધી મને વધુ સારી રીતે જાણ ન થાય અથવા જ્યાં સુધી મારા અવલોકનો મને બીજે ન લઈ જાય ત્યાં સુધી હું મારી પાસેના ડેટાને વળગી રહેવાની આદતમાં છું; અને મને મારી પદ્ધતિ બદલવામાં ક્યારેય શરમ આવશે નહીં.

આ રીતે આધુનિક માઇક્રોસ્કોપીનો જન્મ થયોએટલે કે, ઓછી માત્રામાં પ્રકૃતિનો અભ્યાસ, જે આજે પણ આધુનિક વૈજ્ઞાનિક સંશોધનની તપાસના મુખ્ય માધ્યમોમાંનું એક છે. પરંતુ આ વિજ્ઞાનના જન્મ અને ઉત્ક્રાંતિને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, આપણે અસંખ્ય અંતર્જ્ઞાન અને શોધોનો સંદર્ભ લેવો જોઈએ કે જે પ્રાચીનકાળના પ્રથમ પ્રયાસોથી લઈને આધુનિક વિજ્ઞાનના આશ્ચર્યજનક અવલોકનો સુધી આ શિસ્તના વિકાસને આકાર આપે છે.

હેલેનિક અને ઇસ્લામિક પરંપરામાં પ્રકાશ

માઇક્રોસ્કોપ પ્રમાણમાં તાજેતરની શોધ હોવા છતાં, પ્રકાશ ઘટનાના અભ્યાસમાં પ્રાચીનકાળના ઘણા મહાન દિમાગને રસ પડ્યો છે અને તેણે વિવિધ વિચારધારાઓ વચ્ચે ચર્ચાઓને જન્મ આપ્યો છે; અમે પહેલાથી જ એરિસ્ટોટલ, અથવા યુક્લિડ જેવા મહાન વિચારકોના ઋણી છીએ, જેઓ પૂર્વે IV અને III સદીઓ વચ્ચે રહેતા હતા, જેમની પ્રથમ ઔપચારિકતા જેની આપણે દ્રષ્ટિ અને પ્રકાશના કિરણોની વિભાવનાના લેખિત પુરાવા આપ્યા છે. પહેલેથી જ XNUMXજી સદી બીસીમાં. C. આર્કિમિડીઝના પ્રખ્યાત બર્નિંગ મિરર્સનો ઉપયોગ બીજા પ્યુનિક યુદ્ધ દરમિયાન પ્રખ્યાત બન્યો હતો, જો કે તે હજુ સુધી ઐતિહાસિક રીતે સાબિત થયું નથી.

રોમા

આ સંદર્ભે સૌથી વધુ દસ્તાવેજી ઉદાહરણો તે છે કે રોમન વિશ્વમાંથી આવે છે. વાસ્તવમાં, પ્રાચીન રોમનોએ સૂર્યના કિરણોને કેન્દ્રિત કરવા અને અગ્નિ મેળવવા માટે વધુ કે ઓછા ચપટા કાચના ગોળાનો જે ઉપયોગ કર્યો હતો તે લાંબા સમયથી વ્યાપકપણે માન્ય છે. લેન્સ ટેક્નોલોજી રોમન સભ્યતા કરતાં પણ જૂની હોવાનું જણાય છે, જેમ કે નોસોસના શોધો દ્વારા પુરાવા મળે છે, જે કાંસ્ય યુગની છે, જે 3500 અને 1200 બીસી વચ્ચેનો સમયગાળો છે. c

પોમ્પેઈ

અસાધારણ ચોકસાઇ અને નિયમિતતાના સ્ફટિક પ્રિઝમ (સ્પેક્ટ્રમના રંગોમાં પ્રકાશને તોડવા માટે વપરાય છે) ઉપરાંત, તેઓ ખોદકામમાંથી પણ આવે છે. પ્રાચીન પોમ્પી નાના ગોળાકાર જહાજો, સહેજ બહિર્મુખ, સ્પષ્ટ અને વિસ્તૃત છબી પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ. કમનસીબે, લગભગ કોઈ સાહિત્યિક સ્ત્રોતો નથી કે જે આ વસ્તુઓને દ્રષ્ટિના સાધનો તરીકે બોલે. તે પ્લિની ધ એલ્ડર દ્વારા સોંપવામાં આવ્યું હતું જ્યારે સમ્રાટ નીરો, કદાચ માયોપિક, મોટા પોલિશ્ડ નીલમણિ દ્વારા તેમને જોઈને ગ્લેડીયેટરની લડાઈઓ જોતા હતા.

ઓટિકા અને કેટોપ્ટ્રિકા

યુક્લિડ પર પાછા ફરતા, અમે નોંધીએ છીએ કે તે ભૂમિતિના પ્રખ્યાત પાંચ પોસ્ટ્યુલેટ્સના લેખક હતા જેમાં બિંદુ, રેખા અને સમતલના ખ્યાલો છે; આ મૂળભૂત ખ્યાલો એકસાથે આવ્યા કામ ઓટિકા અને કેટોપ્ટ્રિકા જ્યાં પરિપ્રેક્ષ્યના તત્વો સમાયેલ છે સમતલ અને ગોળાકાર અરીસાઓમાં પ્રતિબિંબનો અભ્યાસ અને, પ્રથમ વખત, ભૌતિક બંધારણ વિના દ્રશ્ય કિરણની વિભાવના વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી છે. આ યુક્લિડને ભૌમિતિક પ્રદર્શનની લાક્ષણિક પદ્ધતિને પ્રકાશ ઘટનાના ક્ષેત્રમાં વિસ્તારવા માટે પરવાનગી આપે છે.

જો કે, આ સ્વયંસિદ્ધની પ્રકૃતિ, આ વિચાર દ્વારા મજબૂત રીતે કન્ડિશન્ડ છે કે દ્રષ્ટિ આંખ દ્વારા ઉત્સર્જિત કિરણો દ્વારા થાય છે: પ્રકાશનો બાહ્ય સિદ્ધાંત. દ્રષ્ટિના વધુ અદ્યતન સિદ્ધાંત પર પહોંચવા માટે, આરબ અલ્હાઝેન (965-1039) ના સિદ્ધાંતો સાથે XNUMXમી સદી સુધી રાહ જોવી જરૂરી હતી. અલ્હાઝેનના જણાવ્યા મુજબ, કિરણોના માધ્યમ સિવાય આંખ વસ્તુને "અનુભવી" શકતી નથી જે તમને મર્યાદિત વેગ સાથે મોકલે છે; પ્રકાશનું વાસ્તવિક અસ્તિત્વ હોવું આવશ્યક છે કારણ કે જ્યારે તે ખૂબ જ તીવ્ર હોય છે ત્યારે તે આંખોને નુકસાન પહોંચાડે છે અને ગૌણ છબીઓ પેદા કરી શકે છે.

માઇક્રોસ્કોપની શોધ

આધુનિક લોકોના સાચા પુરોગામી માઇક્રોસ્કોપનો જન્મ જોવા માટે બેરોક યુગ સુધી રાહ જોવી જરૂરી રહેશે. 1609મી સદી એ સામાન્ય રીતે વિજ્ઞાન માટે ઘણા દેશોમાં ફળદાયી સમયગાળો છે, હકીકતમાં એવું કહેવું જ જોઇએ કે તેણે બેકન, બોયલ, કોપરનિકસ, લીબનીઝ અને અન્ય ઘણા લોકો સાથે સાચી વૈજ્ઞાનિક ક્રાંતિ જોઈ. જો કે, એવું કહેવું જ જોઇએ કે માઇક્રોસ્કોપીના ઇતિહાસમાં XNUMXની તુલનામાં કોઈ બાકી તારીખ નથી, જે વર્ષ ગેલેલીયો ગેલિલી (1564-1642) પ્રાથમિક ટેલિસ્કોપથી બનાવવામાં આવ્યું હતું.

કાપડ ઉત્પાદકો અને માઇક્રોસ્કોપ

વધુમાં, તે કોઈ સંયોગ નથી કે નેધરલેન્ડ્સ માઇક્રોસ્કોપ જેવા સાધનનું પારણું હતું, કારણ કે XNUMXમી સદીમાં આ દેશ ટેક્સટાઇલ ક્ષેત્ર માટે અને તે જ સમયે, સિરામિક્સ અને મેજોલિકાના ઉત્પાદન માટે એક મહત્વપૂર્ણ વ્યાપારી ક્રોસરોડ્સનું પ્રતિનિધિત્વ કરતું હતું. . આ છેલ્લી વર્કશોપમાંથી, કદાચ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાના ગૌણ ઉત્પાદન તરીકે, બધી સંભાવનાઓમાં પીગળેલા કાચના ટીપાં આવ્યા કે ફેબ્રિક ઉત્પાદકો ટેક્સચરને વધુ સારી રીતે નિયંત્રિત કરવા માટે નાના બૃહદદર્શક ચશ્મા તરીકે ઉપયોગ કરે છે ઉત્પાદન તબક્કા દરમિયાન. એન્ટોની વેન લીયુવેનહોક (1632-1723), શરૂઆતમાં ફેબ્રિક સ્ટોર મેનેજર, નક્કર કાચના મણકાથી બનેલો આ પ્રથમ ઉપયોગ હતો; પાછળથી, સંભવતઃ કુદરતી વિજ્ઞાનમાં તેમની રુચિને અનુસરીને કે જેના તરફ તેઓ કુદરતી રીતે ઝોક ધરાવતા હતા.

તેથી, વેન લીયુવેનહોકને તે પછીનું પ્રથમ માઇક્રોસ્કોપ ગણી શકાય વૈજ્ઞાનિક સંશોધન હેતુઓ માટે ઉપયોગ માટે ખાસ કલ્પના અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવી હતી. આશ્ચર્યની વાત નથી કે, તે સમયે તેમને તેજસ્વી સંશોધક તરીકે ટાંકવામાં આવ્યા હતા

[...] એ માઇક્રોસ્કોપ ડિઝાઇન કર્યા છે જે અત્યાર સુધી જોયેલા કરતાં વધુ છે...

વાસ્તવમાં, લીયુવેનહોકના માઈક્રોસ્કોપમાં સ્ક્રુ મિકેનિઝમ દ્વારા એડજસ્ટેબલ ફોકસ સાથે વિશિષ્ટ સેમ્પલ ધારક સાથે સજ્જ મેટલ સપોર્ટ પર માઉન્ટ થયેલ સિંગલ લેન્સનો સમાવેશ થાય છે, અને કૃત્રિમ પ્રકાશના ઉપયોગ માટે પ્રદાન કરે છે. આ તત્વો, રચના ઉપરાંત, તે ક્ષણથી, કોઈપણ ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપના પાયા, ધારો કે પહેલેથી જ આધુનિક સ્વાદ સાથે કુદરતી ઘટનાના અભ્યાસ માટેની પદ્ધતિ.

આર્કાના કુદરત

Leeuwenhoek સત્તાવાર માન્યતા સાથે આવરી લેવામાં આવી હતી, તેમની પ્રયોગશાળા વિશ્વભરના શિક્ષણવિદો અને રાજકીય વ્યક્તિઓ દ્વારા મુલાકાત લેવામાં આવી હતી (રશિયાના ઝાર પીટર ધ ગ્રેટની પ્રખ્યાત મુલાકાત). લીયુવેનહોકનું 91 વર્ષની વયે અવસાન થયું, 26 ઓગસ્ટ, 1723 ના રોજ, તેમના ઘણા પત્રો અને અહેવાલોના સંપૂર્ણ સંગ્રહની લેટિન આવૃત્તિ જોયા પછી, 1722 માં "આર્કાના નેચરે" શીર્ષક હેઠળ પ્રકાશિત થયું.

નીચેની સદીઓમાં વિદ્વાનોના પ્રયત્નો સંપૂર્ણપણે વધુ શક્તિશાળી માઇક્રોસ્કોપ બનાવવા અને નવા શોધાયેલા માઇક્રોવર્લ્ડને વ્યવસ્થિત કરવા, વર્ગીકૃત કરવા અને પ્રમાણિત કરવા માટે સમર્પિત કરવામાં આવશે. આ અર્થમાં, અંગ્રેજ રોબર્ટ હૂક (1635-1703)નું યોગદાન મૂળભૂત છે, જે ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી કરતાં સ્થિતિસ્થાપકતા પરના તેમના અભ્યાસ માટે વધુ યાદ કરવામાં આવે છે. હૂકે, એક સંપૂર્ણ વિદ્વાન, માઇક્રોસ્કોપમાં સુધારા કર્યા, તેને નવી ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ્સ અને નવી લાઇટિંગ સિસ્ટમ સાથે ફીટ કર્યા. આનાથી તેને શ્રેણીબદ્ધ શોધો કરવાની મંજૂરી મળી, જેમ કે કોર્કમાં પોલાણ, દિવાલોથી અલગ, જેને તે કહે છે. કોષો. આઇઝેક ન્યૂટન સાથેના વિવાદમાં, જે કદાચ તે સમયના સૌથી મહાન વૈજ્ઞાનિક હતા, તેમણે કોર્પસ્ક્યુલર થિયરીના વિરોધમાં પ્રકાશના તરંગ સિદ્ધાંતના વિચારને સમર્થન આપ્યું હતું.

XNUMXમી અને XNUMXમી સદીઓ વચ્ચે માઇક્રોસ્કોપીની ઉત્ક્રાંતિ: ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપથી ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ સુધી

XNUMXમી સદીમાં બાંધવામાં આવેલા કમ્પાઉન્ડ માઈક્રોસ્કોપમાં ધીમે ધીમે દાખલ કરવામાં આવેલા સુધારાઓ આવશ્યકપણે યાંત્રિક બંધારણ સાથે સંબંધિત હતા. જોકે માં થોડી પ્રગતિ થઈ હતી લેન્સ ઉત્પાદન તકનીકો, ઓપ્ટિકલ કામગીરી હજુ પણ નબળી હતી. આ કાચની ગુણવત્તા અને લેન્સમાં બે ગંભીર ખામીઓને કારણે હતું: ગોળાકાર વિકૃતિ અને રંગીન વિકૃતિ, જેના પરિણામે અસ્પષ્ટ અને બહુરંગી છબીઓ આવી.

તદુપરાંત, દરેક સુધારણા હંમેશા અને માત્ર પ્રયોગમૂલક ધોરણે થાય છે અને તેથી તેઓ હાથથી બનાવેલા ઉત્પાદનો હતા.. સુધારવા માટે, આ વિકૃતિઓને ઘણા લેન્સના જોડાણની જરૂર છે અને તેથી, XNUMXમી સદીના મધ્યભાગ સુધી આવી સિસ્ટમો સાકાર થઈ શકી ન હતી.

અર્ન્સ્ટ એબે

તે ક્ષણથી, સૈદ્ધાંતિક અભ્યાસ અને તકનીકી પ્રગતિ એકસાથે ચાલ્યા. આ સમયગાળાની સૌથી પ્રતિનિધિ વ્યક્તિ જર્મન અર્ન્સ્ટ એબે (1840-1905) હતી, જે માઇક્રોસ્કોપને ગુણાત્મકમાંથી માત્રાત્મક સાધનમાં રૂપાંતરિત કર્યું; સામાન્ય રીતે માઇક્રોસ્કોપ ઓપ્ટિક્સ અને લેન્સની આધુનિક તકનીક જેના પર આધારિત છે તે ઘણા સિદ્ધાંતો તેના કારણે છે; એબેએ પ્રખ્યાત જેના ઓપ્ટિકલ વર્કશોપમાં કાર્લ ઝીસ (1816-1888) સાથે સહયોગ કર્યો.

તેણે કાચની વિખરવાની શક્તિને દર્શાવવા અને તેના સંખ્યાત્મક છિદ્રના કાર્ય તરીકે માઇક્રોસ્કોપના ઉદ્દેશ્યના રીઝોલ્યુશનને સંબંધિત કરવા માટે અભિવ્યક્તિ મેળવી, જે તેનું નામ (અબે નંબર) ધરાવે છે. સામાન્ય રીતે માઇક્રોસ્કોપ ઓપ્ટિક્સ અને લેન્સની આધુનિક તકનીક જેના પર આધારિત છે તે ઘણા સિદ્ધાંતો તેમના કારણે છે. એબેએ પ્રખ્યાત જેના ઓપ્ટિકલ વર્કશોપમાં કાર્લ ઝીસ (1816-1888) સાથે સહયોગ કર્યો.

ઓગસ્ટ કોહલર

1900 ઓગસ્ટથી કોહલર (1866-1948) પણ જેનામાં કામ કરતા હતા, જેમણે માઇક્રોફોટોગ્રાફી સાથે કામ કર્યું હતું અને માઇક્રોસ્કોપ માટે હવે સર્વવ્યાપક રીતે અપનાવવામાં આવેલી રોશની પ્રણાલીને પૂર્ણ કરી હતી; XNUMXમી સદીના અંતમાં, ઉત્તમ સીધા અને ઊંધિયું સાધનો બજારમાં પહેલેથી જ અસ્તિત્વમાં છે.

1903માં રિચાર્ડ ઝસિગ્મોન્ડીએ (1865-1929) કહેવાતા અલ્ટ્રામાઈક્રોસ્કોપનો વિકાસ કર્યો, જે પ્રકાશની તરંગલંબાઈ કરતાં નાના પરિમાણો સાથે કોલોઇડલ કણોનો અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે; અને તે પછીના દાયકાઓમાં ગતિ ધીમી પડી ન હતી: નવી તકનીકો જેમ કે ફેઝ કોન્ટ્રાસ્ટ, હસ્તક્ષેપ પદ્ધતિઓ અને પ્રતિબિંબ માઇક્રોસ્કોપી તેઓએ એપ્લિકેશનના નવા ક્ષેત્રો ખોલ્યા જ્યારે અન્ય જાણીતી તકનીકોને પૂર્ણ કરવામાં આવી, જેમ કે ફ્લોરોસેન્સ, કોન્ટ્રાસ્ટ ઇન્ટરફેન્સ અને ધ્રુવીકરણ. રેડિયેશન

ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી

પહેલેથી જ 30 ના દાયકામાં, ઇલેક્ટ્રોન જેવા પ્રાથમિક કણોની વ્યાખ્યા અને તેમના વર્તનને સમજાવવા માટે તરંગ/કણ દ્વૈતવાદની રજૂઆત સાથે, સમય પાક્યો હતો કારણ કે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ દ્વારા લાદવામાં આવેલા ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપના અવકાશી રીઝોલ્યુશન પરની મર્યાદાઓ. , સંપૂર્ણપણે નવા પરિપ્રેક્ષ્યના સંદર્ભમાં વટાવી શકાય છે: ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી. પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ 1933 માં જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અર્ન્સ્ટ રુસ્કા (1906-1988) અને મેક્સ નોલ (1897-1969) દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું. રુસ્કા પોતે, ઘણા વર્ષો પછી, તે સમયને અભ્યાસ અને સંશોધનના ફળદાયી સમયગાળા તરીકે ઉલ્લેખ કરશે:

તેમના સ્નાતક થયા પછી (1931), જર્મનીમાં આર્થિક પરિસ્થિતિ ખૂબ જ મુશ્કેલ બની ગઈ હતી અને યુનિવર્સિટીમાં અથવા ઉદ્યોગમાં સંતોષકારક સ્થાન મેળવવું શક્ય જણાતું ન હતું. તેથી, હાઇ વોલ્ટેજ ઇન્સ્ટિટ્યૂટમાં પીએચડી વિદ્યાર્થી તરીકે મારી પ્રવૃત્તિ વિના મૂલ્યે ચાલુ રાખી શકવાથી મને આનંદ થયો…”.

XNUMXમી સદીના અંતમાં અને સ્કેનિંગ પ્રોબ માઇક્રોસ્કોપી

તે હજુ પણ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સના નિયમોનું પ્રગતિશીલ વ્યવસ્થિતકરણ છે જે માઇક્રોસ્કોપિક વિશ્વની વધુ વિગતવાર તપાસ કરવા માટે નવા ઉકેલો સૂચવે છે, તેના ઘનિષ્ઠ સ્વભાવને જાહેર કરવા સુધી પણ જાય છે, એટલે કે, અણુઓ અને અણુઓ. પહેલા જે બન્યું તેનાથી વિપરીત, 1980 ના દાયકામાં કેટલાક મહાન વિચારો એવા સંદર્ભોમાં વિકસાવવામાં આવ્યા હતા જે પહેલાથી જ બૌદ્ધિક રીતે ખુલ્લા હતા અને, જે બહુ ખરાબ નથી, જે માનવ, તકનીકી અને આર્થિક સંસાધનો સાથે પૂરતા પ્રમાણમાં સંપન્ન હતા.

જ્યોર્જ ગેમો

1928માં ઘડવામાં આવેલી ટનલ અસરના અસ્તિત્વના જ્યોર્જ ગેમો (કહેવાતા કોસ્મિક બેકગ્રાઉન્ડ રેડિયેશનના પહેલાથી જ શોધક)ના વિચાર પરથી જ બે જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ગેર્ડ બિનીગ (1947) અને હેનરિક રોહરર (1933- 2013)ની કલ્પના 1981 માં, ઝુરિચમાં IBM સંશોધન પ્રયોગશાળાઓમાં કામ કરતી વખતે, પ્રથમ સ્કેનિંગ ટનલીંગ માઇક્રોસ્કોપ.

આ માઇક્રોસ્કોપ ચકાસણી અને અભ્યાસ કરવામાં આવી રહેલા નમૂનાની સપાટી વચ્ચે નબળા વિદ્યુત પ્રવાહને શોધવા માટે સૂક્ષ્મ સોયની તપાસનો ઉપયોગ કરે છે, જે અણુઓ અને પરમાણુઓના કદ કરતાં સૈદ્ધાંતિક રીતે નાના રિઝોલ્યુશન સુધી તપાસ કરી શકાય છે. આ શોધે તેના શોધકર્તાઓને 1986નું ભૌતિકશાસ્ત્રનું નોબેલ પારિતોષિક મેળવ્યું. તે ખૂબ જ નોંધપાત્ર છે કે આ પુરસ્કાર એનર્સ્ટ રુસ્કાને પણ મોડેથી આપવામાં આવ્યો હતો. "ઇલેક્ટ્રોન ઓપ્ટિક્સમાં તેમના મૂળભૂત કાર્ય માટે અને પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપની ડિઝાઇન માટે".

સ્કેનિંગ માઇક્રોસ્કોપી

આ જ સંદર્ભમાં, પરંતુ નજીકમાં મૂકેલી નાની ચકાસણી પર સપાટીના અણુઓ દ્વારા લગાવવામાં આવેલા વિદ્યુત બળના આધારે, એટોમિક ફોર્સ માઇક્રોસ્કોપની શોધ (1982) કરવામાં આવી હતી (બીનિંગના સહયોગથી), જેની રચના સંયુક્ત યોગદાન પર આધાર રાખે છે. કેલ્વિન ક્વેટ (1923-2019) અને ક્રિસ્ટોફ ગેર્બર (1942) સહિત અન્ય વિદ્વાનો. આ માઇક્રોસ્કોપની એપ્લિકેશનને વિસ્તારવાનું શક્ય બન્યું જૈવિક સહિત નમૂનાઓની વિશાળ શ્રેણીમાં ચકાસણી માઇક્રોસ્કોપીનું સ્કેનિંગ.

તેના વિવિધ પ્રકારો અને એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણીને લીધે, આ તકનીક આજે, તમામ સંભાવનાઓમાં, નેનોટેકનોલોજીના ક્ષેત્રમાં સપાટીઓના અભ્યાસ માટે સૌથી સર્વતોમુખી છે. આજે, વાસ્તવમાં, માઈક્રોસ્કોપીનો હેતુ સપાટીઓની પ્રકૃતિ પર વધુ અને વધુ સંપૂર્ણ માહિતી મેળવવાનો છે અને આધુનિક સૂક્ષ્મદર્શક યંત્રો એક જ સાધનમાં, વિવિધ પ્રકૃતિના નમૂનાઓના અભ્યાસને અનુકૂલિત કરવા માટે વિવિધ તકનીકો એકીકૃત કરે છે.

ઓપ્ટિક્સના પુનર્જાગરણથી નેનોસ્કોપ સુધી

XNUMXમી સદીના ઉત્તરાર્ધમાં થયેલા લેસર સ્ત્રોતોનો વિકાસ વધુ શાસ્ત્રીય ઓપ્ટિકલ ક્ષેત્રના નવા વિકાસનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, વાસ્તવમાં એવું કહી શકાય કે તે એક્સ-રે પછી ઓપ્ટિક્સમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ શોધ છે. લેસર પ્રકાશની લાક્ષણિકતાઓ (અત્યંત સુસંગતતા, ઉચ્ચ તીવ્રતા અને એક તરંગલંબાઇ) પરવાનગી આપે છે વિકૃતિઓ અને ભિન્નતાની ઘટનાઓને ટાળો પરંપરાગત અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓ દ્વારા ઉત્પાદિત પ્રકાશની લાક્ષણિકતા.

1955 માં, ગણિતમાં તેમના ડોક્ટરલ થીસીસના પ્રસંગે, માર્વિન લી મિન્સ્કી (1927-2016), આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સના સ્થાપકોમાંના એક, કોન્ફોકલ માઈક્રોસ્કોપ, યુગ માટે અભૂતપૂર્વ રીઝોલ્યુશન અને છબી ગુણવત્તા સાથેનું એક ઓપ્ટિકલ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ વિશે સિદ્ધાંત રજૂ કરે છે. જેમ તે પોતે કહે છે:

1956 માં, મેં મારા કોન્ફોકલ માઈક્રોસ્કોપને પેટન્ટ કરાવ્યું, પરંતુ કોઈ બીજું બનાવે તે પહેલાં પેટન્ટની સમયસીમા સમાપ્ત થઈ ગઈ. અમે સ્ક્રીન અથવા લોગોને પેટન્ટ કરાવવાની તસ્દી લીધી નથી, એમ વિચારીને કે તે તદ્દન સ્પષ્ટ શોધ છે. એવું લાગે છે કે સ્પષ્ટ પેટન્ટ સાથે સંબંધિત નથી.

કોન્ફોકલ માઇક્રોસ્કોપ

કોન્ફોકલ માઇક્રોસ્કોપ લેસર સ્ત્રોતના ઉપયોગ દ્વારા પરંપરાગત ફ્લોરોસેન્સ માઈક્રોસ્કોપથી માળખાકીય રીતે અલગ પડે છે પરંતુ ઓપ્ટિકલ પાથ સાથે ડાયાફ્રેમની હાજરી દ્વારા જે નમૂનાના ફોકસની ઉપર અને નીચેના ભાગોમાંથી આવતા સિગ્નલને બાકાત રાખવા માટે પરવાનગી આપે છે, આમ સાથે પ્રથમ વખત એક છબી પ્રદાન કરે છે ત્રિ-પરિમાણીય માહિતી. વાસ્તવમાં, કોન્ફોકલ માઈક્રોસ્કોપ 80ના દાયકાના અંતમાં જ પ્રયોગશાળાઓમાં પ્રવેશે છે જ્યારે લેસર અને કોમ્પ્યુટર ટેકનોલોજી પ્રમાણમાં સુલભ અને પર્યાપ્ત શક્તિશાળી બની જાય છે. તે હાલમાં બાયોમેડિકલ વૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં મૂળભૂત રીતે મહત્વપૂર્ણ સાધન છે.

કોન્ફોકલ માઈક્રોસ્કોપ ઓપ્ટિક્સના ક્ષેત્ર માટે ટેક્નોલોજીકલ ધ્યેય નહીં પરંતુ લેસર ટેક્નોલોજી અને નવા ફ્લોરોસન્ટ માર્કર્સનો ઉપયોગ, જેમ કે TIRF (કુલ આંતરિક પ્રતિબિંબ ફ્લોરોસેન્સ) માઇક્રોસ્કોપી, લાઇવ સેલ ઇમેજિંગ, કોન્ફોકલ સ્પેક્ટ્રલ માઇક્રોસ્કોપી, વિવિધ ઇમેજિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ, મોર્ફોફંક્શનલ વિશ્લેષણ FRAP (ફોટોબ્લીચિંગ પછી ફ્લોરોસેન્સ રિકવરી), FRET (ફ્લોરોસેન્સ રેઝોનન્સ એનર્જી ટ્રાન્સફર), FLIM (ફ્લોરોસેન્સ લાઇફટાઇમ ઇમેજિંગ), FCS (ફ્લોરોસન્ટ કોરિલેશન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી) અને છેલ્લે નમૂનામાં પ્રકાશના પાવર પેનિટ્રેશનમાં નોંધપાત્ર વધારો મેળવવા માટે મલ્ટિફોટન લેસરોનો ઉપયોગ સહિત .

STED માઇક્રોસ્કોપી

આ સદીના શરૂઆતના વર્ષો પણ બુદ્ધિશાળી નવા વિચારોના વિકાસ દ્વારા ચિહ્નિત થયેલ છે જેણે ઓપ્ટિકલ રિઝોલ્યુશનને પ્રકાશની પ્રકૃતિ દ્વારા લાદવામાં આવેલી મર્યાદાઓથી આગળ ધકેલ્યું છે. હકીકતમાં, અમે સુપર રિઝોલ્યુશન વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ, જે ત્રણ મુખ્ય વિવિધ અભિગમોને આભારી છે: lસ્ટેફન હેલ (1962) દ્વારા વિકસિત STED માઇક્રોસ્કોપી, 2014 માં રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર, સ્ટ્રક્ચર્ડ લાઇટ માઇક્રોસ્કોપી કે જેનો જન્મ મેટ્સ ગુસ્ટાફસન (1960-2011) ને થયો હતો. ), અને સ્થાનિકીકરણ માઇક્રોસ્કોપી, Xiaowei Zhuang (1972) દ્વારા હાર્વર્ડ પ્રયોગશાળાઓમાં રજૂ કરવામાં આવી હતી, જે પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી કરતાં 10 ગણા વધારે રિઝોલ્યુશન સાથે એક પરમાણુને વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવામાં સક્ષમ છે.

સુપર-રિઝોલ્યુશન તકનીકોની રજૂઆત આધુનિક પ્રકાશ માઇક્રોસ્કોપ તરફ દોરી ગઈ, જેને વ્યાજબી રીતે કહી શકાય. "નેનોસ્કોપ્સ". મોર્ફોલોજિકલ વિશ્લેષણના વધુ સારા એકીકરણ માટે ઇલેક્ટ્રોનિક માઇક્રોસ્કોપ સાથે વધુને વધુ સંવાદ કરો. આજે, માઇક્રોસ્કોપ પ્રયોગશાળામાં બદલી ન શકાય તેવું સાધન છે અને તે વૈજ્ઞાનિક સંશોધનનું ખૂબ જ પ્રતીક બની ગયું છે.

માઇક્રોસ્કોપીનું ભવિષ્ય

માઇક્રોસ્કોપ નિઃશંકપણે વિજ્ઞાનના ઇતિહાસમાં સૌથી મોટી ક્રાંતિમાંની એક હતી, જે માઇક્રોબાયોલોજી, સાયટોલોજી અને સેલ બાયોલોજીનો જન્મ દર્શાવે છે. છેલ્લા 100-150 વર્ષોમાં તબીબી સંશોધનોએ જે વિશાળ કૂદકો માર્યો છે, તે બધા સાથે, માઇક્રોસ્કોપ વિના કલ્પના પણ કરી શકાતી નથી.

ટેક્નોલોજીની નવી સીમાઓ પહેલેથી જ માઇક્રોસ્કોપ દ્વારા ઉત્પાદિત માહિતી અને કૃત્રિમ બુદ્ધિના ઉપયોગ વચ્ચેના લગ્નને જુએ છે. આ નવી શિસ્ત કહેવાય છે ડીપ લર્નિંગ, માઇક્રોસ્કોપ વડે લીધેલી છબીઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં સક્ષમ છે અને માઇક્રોસ્કોપીમાં ધરમૂળથી ફેરફાર કરી શકે છે અને નવી શોધો માટે માર્ગ મોકળો કરી શકે છે. પરંતુ સુપર રિઝોલ્યુશનના પિતામાંના એક, મેટ્સ ગુસ્ટાફસનને આ બધું પહેલેથી જ સમજાયું હતું જ્યારે તેણે કહ્યું: “એકવાર માઈક્રોસ્કોપ અને માનવ નિરીક્ષક વચ્ચે કોમ્પ્યુટર ઉમેરવામાં આવે તો, આખી રમત બદલાઈ જાય છે. તે ક્ષણે, માઇક્રોસ્કોપ હવે એવું ઉપકરણ નથી કે જે સીધી અર્થઘટન કરી શકાય તેવી છબી જનરેટ કરે. હવે તે માહિતી રેકોર્ડ કરવા માટેનું ઉપકરણ છે.

આ બિંદુએ, માઇક્રોસ્કોપીની તપાસ અને અભ્યાસમાં ક્યાં સુધી જવું શક્ય છે તે પૂછવું કાયદેસર છે: માઇક્રોસ્કોપિક વિશ્વ માહિતીનો લગભગ અખૂટ ભંડાર બનાવે છે: પદાર્થ માળખાકીય, રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મો ધરાવે છે જે મૂળભૂત સ્થિરાંકો અને ભૌતિક નિયમોની એકરૂપતા દ્વારા આપવામાં આવેલી છાપને પ્રતિબિંબિત કરે છે બ્રહ્માંડની પ્રથમ ક્ષણોમાં ઉદ્ભવ્યું અને સંભવિત પ્રકારો, જેમાંથી મોટા ભાગના હજુ પણ આપણી સમજની બહાર છે, જે આપણે અવલોકન કરીએ છીએ તે વિશ્વની અકલ્પનીય વિવિધતા છે.