বিজ্ঞানের জগতে পদার্থের অস্বাভাবিক এক নতুন অবস্থা নিয়ে আলোচনার সৃষ্টি হয়েছে। দীর্ঘ গবেষণার পর অতিশীতল পরমাণুর আচরণ পর্যবেক্ষণ করে এই অবস্থার সন্ধান পেয়েছেন বিজ্ঞানীরা। ‘ফ্র্যাকশনাল ফারমি সি’ নামে পরিচিত এই অবস্থায় কণাগুলো চরম উত্তেজনার মধ্যেও সুশৃঙ্খল বিন্যাস বজায় রাখে। কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানে কণার পারস্পরিক মিথস্ক্রিয়া এবং অস্বাভাবিক পরিস্থিতিতে তাদের আচরণ বোঝার ক্ষেত্রে এই গবেষণা নতুন দিগন্ত খুলে দিতে পারে। গবেষণাটি প্রকাশিত হয়েছে বিজ্ঞানবিষয়ক সাময়িকী ‘ফিজিক্যাল রিভিউ লেটার্স’-এ। গবেষকেরা আশা করছেন, এই আবিষ্কার জটিল কোয়ান্টাম সিস্টেমের আচরণ বিশ্লেষণ এবং ভবিষ্যতের কোয়ান্টাম সিমুলেশন গবেষণায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখবে।
অতিশীতল পরমাণুতে অস্বাভাবিক আচরণ
গবেষণাটির নেতৃত্ব দেন হ্যান্স-ক্রিস্টোফ নাগেরল। এতে সিএনআরএস এবং ইউনিভার্সিটি প্যারিস-ডাউফাইনের তাত্ত্বিক পদার্থবিদ অ্যালভিসে বাস্টিয়ানেলোও যুক্ত ছিলেন। গবেষণায় অতিশীতল পরমাণু ব্যবহার করে নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে কণাগুলোর আচরণ পর্যবেক্ষণ করা হয়।
গবেষকেরা দেখেন, পরমাণুগুলোর মধ্যকার পারস্পরিক বল বারবার পরিবর্তিত হলে পুরো কোয়ান্টাম সিস্টেমটি স্বাভাবিক অবস্থা থেকে সরে যায়। সাধারণভাবে এমন চরম পরিবর্তনে কণাগুলোর আচরণ অনুমান করা কঠিন হয়ে পড়ে। কিন্তু পরীক্ষায় দেখা যায়, কণাগুলো অত্যন্ত উত্তেজিত অবস্থাতেও একটি নির্দিষ্ট ও সুশৃঙ্খল বিন্যাস বজায় রাখছে। বিজ্ঞানীদের কাছে এই পর্যবেক্ষণ গুরুত্বপূর্ণ। কারণ, এটি দেখায় যে চরম পরিস্থিতিতেও কোয়ান্টাম কণার মধ্যে এমন কিছু সংগঠিত আচরণ তৈরি হতে পারে, যা সাধারণ ধারণা দিয়ে সহজে ব্যাখ্যা করা যায় না।
ফার্মিয়ন কণার আচরণ নিয়ে নতুন তথ্য
গবেষণাটিতে মূলত ফার্মিয়ন নামের এক শ্রেণির কণা নিয়ে কাজ করা হয়েছে। ইলেকট্রন এই শ্রেণির অন্তর্ভুক্ত। কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের নিয়ম অনুযায়ী, একই ধরনের দুটি অভিন্ন ফার্মিয়ন একই সময়ে একই কোয়ান্টাম অবস্থায় থাকতে পারে না। এই বৈশিষ্ট্য তাদের আচরণ ও শক্তির অবস্থাগুলো কীভাবে পূরণ হবে, তা নির্ধারণে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখে।
অত্যন্ত কম তাপমাত্রায় পরমাণুগুলোকে ঠান্ডা করার পর গবেষকেরা কণাগুলোর শক্তির অবস্থায় একটি নির্দিষ্ট বিন্যাস লক্ষ্য করেন। এই বিন্যাসের সঙ্গে ফারমি-সংক্রান্ত কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যের সম্পর্ক রয়েছে। তবে নতুন অবস্থাটির বিশেষত্ব হলো, কণাগুলোর পারস্পরিক মিথস্ক্রিয়া চরমভাবে পরিবর্তিত হলেও তাদের মধ্যে একটি সংগঠিত প্যাটার্ন বজায় থাকে। এখানে ‘ফ্র্যাকশনাল’ শব্দটি দিয়ে পরমাণু ভেঙে ছোট ছোট অংশে পরিণত হওয়ার কথা বোঝানো হয়নি। বরং এটি সিস্টেমটির কোয়ান্টাম অবস্থার বিশেষ বিন্যাস ও আচরণকে নির্দেশ করে।
বিকর্ষণ থেকে আকর্ষণ পরিবর্তন করে পরীক্ষা
পরীক্ষায় গবেষকেরা সিজিয়াম পরমাণুকে একটি নির্দিষ্ট দিকে চালিত করেন। এরপর পরমাণুগুলোর মধ্যকার পারস্পরিক মিথস্ক্রিয়া কীভাবে পরিবর্তিত হয়, তা পর্যবেক্ষণ করেন। বিশেষ করে বিকর্ষণমূলক বল থেকে আকর্ষণমূলক বলে পরিবর্তনের সময় কোয়ান্টাম সিস্টেমের প্রতিক্রিয়া কেমন হয়, তা ছিল গবেষণার গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।
সাধারণ পরিস্থিতিতে কণাগুলোর মধ্যকার বলের এমন দ্রুত ও চরম পরিবর্তন সিস্টেমের স্থিতিশীলতা এবং আচরণকে জটিল করে তুলতে পারে। কিন্তু গবেষকেরা দেখতে পান, এই পরিবর্তনের মধ্যেও কণাগুলোর বিন্যাসে উল্লেখযোগ্য শৃঙ্খলা বজায় রয়েছে। এই ফলাফল থেকে ধারণা পাওয়া যায়, কোয়ান্টাম সিস্টেমকে স্বাভাবিক পরিস্থিতি থেকে অনেক দূরে নিয়ে গেলেও সেখানে অপ্রত্যাশিত সংগঠিত অবস্থা তৈরি হতে পারে। কণাগুলোর পারস্পরিক সম্পর্ক কীভাবে এমন বিন্যাস তৈরি করে, তা জানতে আরও গবেষণার প্রয়োজন রয়েছে।
কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানে কেন গুরুত্বপূর্ণ এই আবিষ্কার?
কোয়ান্টাম জগতে কণাগুলোর আচরণ অনেক সময় প্রচলিত পদার্থবিজ্ঞানের সহজ ধারণা দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায় না। বিশেষ করে অতিশীতল পরিবেশে কণাগুলোর পারস্পরিক মিথস্ক্রিয়া ও শক্তির অবস্থার পরিবর্তন নতুন ধরনের পদার্থগত বৈশিষ্ট্য তৈরি করতে পারে।
নতুন এই গবেষণা জটিল কোয়ান্টাম সিস্টেমে কণার পারস্পরিক সম্পর্কের অস্বাভাবিক ধরন বুঝতে বিজ্ঞানীদের সহায়তা করতে পারে। একই সঙ্গে কোয়ান্টাম সিমুলেটর ব্যবহার করে ভবিষ্যতে আরও জটিল পরিস্থিতি পরীক্ষা করার পথও তৈরি হতে পারে। তবে এই আবিষ্কারের ব্যবহারিক প্রয়োগ এখনই নিশ্চিত নয়। বরং এর তাৎপর্য হলো, কোয়ান্টাম পদার্থের অস্বাভাবিক আচরণ সম্পর্কে নতুন তথ্য পাওয়া এবং ভবিষ্যতের গবেষণার জন্য আরও কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন সামনে আসা। সূত্র: এনডিটিভি
কালের আলো/জেএন/এসএ
