নিজস্ব প্রতিবেদক দিনের আলো পত্রিকা

বিজ্ঞান জগথে এক যুগান্তকারী অধ্যায়ের সূচনা করে পদার্থের অত্যন্ত অদ্ভুত ও নতুন একটি অবস্থার সন্ধান পেয়েছেন একদল গবেষক। কোয়ান্টাম কণার চরম ও অতিশীতল অবস্থার আচরণ বিশ্লেষণে এই নতুন আবিষ্কার অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে বলে মনে করা হচ্ছে। স্বাভাবিক পরিবেশের বাইরে ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র কণাগুলো কীভাবে নিজেদের মধ্যে সুশৃঙ্খল বিন্যাস গঠন করে, সেই রহস্য উদ্ঘাটনে এটি সাহায্য করবে।

দীর্ঘ সাধনা ও পরীক্ষা-নিরীক্ষার পর বিজ্ঞানীরা পদার্থের এই অস্বাভাবিক রূপটি চিহ্নিত করতে সক্ষম হয়েছেন। ক্ষুদ্র পরিসরে কণার আচরণ সংক্রান্ত পদার্থবিদ্যার প্রচলিত সব ধারণাকেই একপ্রকারে চ্যালেঞ্জ ছুড়ে দিয়েছে এই অর্জন। নতুন চিহ্নিত এই অবস্থাকে গবেষকরা ফ্র্যাকশনাল ফারমি সি হিসেবে অভিহিত করেছেন, যা কোয়ান্টাম বিজ্ঞানের অজানা দিগন্ত উন্মোচনে সহায়তা করবে।

এই পুরো গবেষণায় অতিশীতল পরমাণু ব্যবহার করা হয়েছে এবং গবেষক দলটি সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে কণাগুলোর নানান আচরণের ওপর পরীক্ষা চালিয়েছেন। তাঁরা লক্ষ্য করেন যে পরমাণুগুলোর ভেতরের বল বারবার পরিবর্তিত হলে পুরো সিস্টেমটি তার স্বাভাবিক অবস্থা থেকে অনেক দূরে সরে যায়। তবে সবচেয়ে অবাক করা বিষয় হলো, কণাগুলো অত্যন্ত উত্তেজিত থাকা সত্ত্বেও শেষ পর্যন্ত একটি চমৎকার সুশৃঙ্খল বিন্যাস তৈরি করতে সক্ষম হয়।

বিখ্যাত 'ফিজিক্যাল রিভিউ লেটার্স' নামক বিজ্ঞান জার্নালে এই গবেষণার বিস্তারিত ফলাফল ইতোমধ্যে প্রকাশিত হয়েছে। হ্যান্স-ক্রিস্টোফ নাগেরলের সরাসরি নেতৃত্বে এই বৈজ্ঞানিক গবেষণাটি পরিচালিত হয়েছে। পাশাপাশি, সিএনআরএস এবং ইউনিভার্সিটি প্যারিস-ডাউফাইনের খ্যাতনামা তাত্ত্বিক পদার্থবিদ অ্যালভিসে বাস্টিয়ানেলো এই গবেষণাধারায় সক্রিয়ভাবে যুক্ত ছিলেন।

এই গবেষণায় মূলত ফার্মিয়ন নামক একটি নির্দিষ্ট কণার শ্রেণি নিয়ে কাজ করা হয়েছে, যার মধ্যে ইলেকট্রনও অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। স্বাভাবিক ও পরিচিত পরিস্থিতিতে দুটি অভিন্ন ফার্মিয়ন একই সময়ে কখনোই একই কোয়ান্টাম অবস্থায় থাকতে পারে না। তবে বিজ্ঞানীরা তাদের গবেষণার মাধ্যমে দেখিয়েছেন যে কোয়ান্টাম স্তরের গভীরে পদার্থের আচরণ সম্পূর্ণ ভিন্ন হতে পারে।

অত্যন্ত কম তাপমাত্রায় ঠান্ডা করার প্রক্রিয়ার পর এই কণাগুলো উপলব্ধ শক্তির নির্দিষ্ট অবস্থাগুলো একটি সুনির্দিষ্ট প্যাটার্ন মেনে পূরণ করে। এই বিশেষ বিন্যাসকে পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় ফারমি সি বলা হয়। এই অস্বাভাবিক বিন্যাসের ভেতর কণাগুলো সম্পূর্ণ ভিন্ন ধরনের কোয়ান্টাম আচরণ ও পারস্পরিক মিথস্ক্রিয়া প্রদর্শন করে থাকে।

নামের ভেতরে থাকা ফ্র্যাকশনাল শব্দটির মাধ্যমে কখনই এমন বোঝায় না যে পরমাণুগুলো টুকরো টুকরো হয়ে ভেঙে গেছে। এটি মূলত এই সিস্টেমের ভেতরের কোয়ান্টাম অবস্থার এক অনন্য ও ব্যতিক্রমী বিন্যাসকেই নিখুঁতভাবে বর্ণনা করে।

পরীক্ষাটি সফল করার জন্য গবেষকেরা সিজিয়াম পরমাণুকে একটি নির্দিষ্ট দিকে চালিত করেছিলেন। কণার মধ্যকার মিথস্ক্রিয়া যখন বারবার শক্তিশালী বিকর্ষণ থেকে আকর্ষণে পরিবর্তিত হতে থাকে, তখন সিস্টেমের সামগ্রিক প্রতিক্রিয়া কেমন দাঁড়ায় তা তারা গভীরভাবে পর্যবেক্ষণ করেন। এ ধরনের চরম পরিবর্তন অনেক সময় কোয়ান্টাম সিস্টেমের সঠিক পূর্বাভাস দেওয়া বেশ কঠিন করে তোলে।

তবে বিজ্ঞানীদের দল অবাক হয়ে লক্ষ্য করেছেন যে চরম উত্তেজিত অবস্থায় থাকার পরেও ফলাফলটি একটি অনন্য সুবিন্যস্ত প্যাটার্ন বজায় রাখতে সক্ষম হয়েছে। এই ফলাফল জোরালোভাবে ইঙ্গিত দেয় যে কণাগুলো স্বাভাবিক কাঠামোর বাইরে পরিচালিত হলেও অত্যন্ত অপ্রত্যাশিত ও অভিনব বিন্যাস প্রদর্শন করতে পারে।

গবেষকদের মতে, এই নতুন অবস্থাটি অত্যন্ত জটিল কোয়ান্টাম সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ আচরণ গভীরভাবে বুঝতে সাহায্য করবে। কণাগুলোর পারস্পরিক সম্পর্কের এই অস্বাভাবিক বিন্যাস গবেষকদের নতুন সব তথ্য সরবরাহ করবে। কোয়ান্টাম সিমুলেটর ব্যবহারের মাধ্যমে ভবিষ্যতের আরও উন্নত গবেষণাকে এই আবিষ্কার দারুণভাবে ত্বরান্বিত করবে।