পোহৰৰ গতিবেগত বিজ্ঞানৰ লেকাম – অংশুমান বৰগোহাঁই

পোহৰৰ গতিবেগত বিজ্ঞানৰ লেকাম – অংশুমান বৰগোহাঁই

পোহৰৰ গতিবেগত বিজ্ঞানৰ লেকাম – অংশুমান বৰগোহাঁই

by July 17, 2017 0 comments

কল্পবিজ্ঞান হ’ল ভবিষ্যত বিজ্ঞান-প্ৰযুক্তিৰ এক বিচাৰশৈলী, যি বৰ্তমানলৈকে অসংখ্যবাৰ বাস্তৱায়িত হৈছে আৰু সেয়ে ইয়াৰ জনপ্ৰিয়তা বিশ্বব্যাপী৷ কিতাপেই হওক বা চিনেমাই হওক কল্পবিজ্ঞানে বয়সৰ প্ৰতিটো স্তৰৰ লোকক আকৰ্ষিত কৰে৷ কল্পবিজ্ঞানৰ বোকোচাত উঠি মই প্ৰায়ে অন্যজগতত বিচৰণ কৰোঁ৷ মাধ্যমিকত পঢ়ি থকা সময়ত মোৰ সৰু লাইব্ৰেৰীটো ভৰি পাৰিছিল জুল ভাৰ্ন, এইচ. জি. ৱেলছ, আইজাক আজিমভ, বন্দিতা ফুকন আদি কল্পকাহিনীকাৰৰ গ্ৰন্থই৷ আনকি কাগজে পত্ৰয়ো মই খুচৰি ফুৰিছিলো কল্পবিজ্ঞান৷ এনেকৈয়ে এদিন খবৰ কাগজ খুছৰোঁতে এঠাইত এটি কাহিনী পঢ়িব পাঁও৷

কাহিনীটো থোৰতে এনেধৰণৰ: এবাৰ এহাল দম্পতী দূৰ ভ্ৰমণলৈ গৈ ঘৰমুৱা হওঁতে পথৰ দাঁতিত এখন ফলক দেখি ৰৈ যায়৷ ফলকখনত লিখা আছিল, “ইয়াত ধীৰ গতিৰ কাচ বিক্ৰি কৰা হয়“৷ দম্পতীহালৰ কৌতূহল উপজিল “ধীৰ গতিৰ কাচ“নো কি? অনুসন্ধিৎসাই দম্পতীহালক নাতিদূৰৈৰ এটা ঘৰৰ সন্মুখলৈ লৈ গ’ল৷ বিক্ৰেতাজনে তেঁওলোকক ঘৰটোৰ একাষে সজাই থোৱা কিছুমান কাচৰ ফলকবিলাক দেখুৱাই৷ ফলকবিলাক লিৰিকি বিদাৰি চাই থাকোতে দম্পতীহালৰ দৃষ্টি খিৰিকিৰ কাচেৰে ভাঁহি অহা ঘৰটোৰ ভিতৰৰ দৃশ্যাৱলীলৈ যায়, য’ত এটি শিশু তাৰ মাতৃৰ স’তে ধেমালি কৰি আছিল৷ তেনেতে অকস্মাতে অহা এজাক বৰষুণৰ বাবে দম্পতীহাল ঘৰৰ ভিতৰত প্ৰৱেশ কৰিবলৈ বাধ্য হয়৷ কিন্তু ভিতৰত সোমায়েই তেঁওলোক অবাক হৈ পৰে, কাৰণ ঘৰৰ ভিতৰখন আছিল সম্পূৰ্ণ বিশৃংখল, য’ত শিশুটি বা মাতৃগৰাকীৰ কোনো চিন-মোকামেই নাছিল৷ তেতিয়া বিক্ৰেতাজনে কয়, “এয়াই এই কাচৰ মহত্ব৷ এই কাচৰ মাজেৰে পোহৰৰ গতি ইমানেই ধীৰ হৈ যায় যে সিপিঠিৰে প্ৰতিসৰণ হবলৈ প্ৰায় দহ বছৰ সময় লয়৷ এয়া মোৰ পত্নী আৰু সন্তান, দুয়ো দহ বছৰ পূৰ্ৱে এক দুৰ্ঘটনাত পতিত হৈ মৃত্যুবৰণ কৰে৷ কিন্তু তেঁওলোকৰ প্ৰতিবিম্ববোৰ জীৱন্ত স্মৃতি হৈ খিৰিকিৰ কাচত এতিয়াও ধৰা দি আছে”৷ কাচৰ এনে আচৰ্য্যকৰ পৰিঘটনা দেখি দম্পতীহাল ৰোমাঞ্চিত হৈ পৰে আৰু কেইখনমান ফলক কিনি ঘৰমুৱা হয়৷

এয়া আছিল ইংলেণ্ডৰ ব’ব শ্ব’ নামৰ এজন কল্পকাহিনীকাৰৰ এটি চুটিগল্পৰ প্লট্ (লাইট অৱ আডাৰ ডেইজ, ১৯৬৬)৷ অৱশ্যে সেই সময়ত (৭০ দশকত) ই একেবাৰে অবাস্তৱ কাহিনী নাছিল, কাৰণ উইলিব্ৰৰ্ড স্নেল ( Willebrord Snel van Royen) নামৰ গণিতজ্ঞ এজনে ভিন্ন মাধ্যমত পোহৰৰ বেগৰ তাৰতম্যৰ বিষয়ে বহু আগতেই অৱগত কৰি গৈছিল (Snell’s Law)৷ কিন্তু দহ বছৰৰ বাবে পোহৰ ধৰি ৰখা কাৰ্য্যতো তেতিয়াতো বাদেই, আজি পৰ্য্যন্ত সম্ভৱপৰ হৈ উঠা নাই আৰু ইয়েই গল্পটিক আজিও আকৰ্ষণীয় কৰি ৰাখিছে৷

পোহৰৰ গতিক লেকাম দিয়াৰ ক্ষেত্ৰত চলি থকা গৱেষণা যথেষ্ট সফলতাৰে আগবাঢ়িছে৷ এই জটিল বিষয়বস্তুৰ ওপৰত আলোচনা কৰাৰ পূৰ্বে পোহৰৰ গতিবেগ আৰু মাধ্যমত তাৰ আচৰণ সন্দৰ্ভত এক সাম্যক ধাৰণা থকা প্ৰয়োজন৷ পোহৰ হৈছে এক বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বিকিৰণ, শূন্যস্থানত যাৰ গতিবেগ বিশ্বৰ সকলো বস্তুতকৈও তীব্ৰ৷ ইয়াৰ গতিবেগ ছেকেণ্ডত প্ৰায় তিনিলাখ কিলোমিটাৰ৷ এই বেগেৰে যদি এখন মহাকাশযান পৃথিৱীৰ অক্ষৰেখাৰ ওপৰেৰে গতি কৰে, তেন্তে ছেকেণ্ডত ই পৃথিৱীৰ চৌপাশে ৮ টা পদক্ষিণ সম্পূৰ্ণ কৰিব, আৰু যদি যানখন পোনে পোনে চন্দ্ৰলৈ গতি কৰে, তেন্তে মাত্ৰ দুই ছেকেণ্ডতে চন্দ্ৰত অৱতৰণ কৰিব৷ মহান বিজ্ঞানী আইনষ্টাইনে তেঁওৰ বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদৰ সূত্ৰত পোহৰৰ গতিবেগক প্ৰকৃতিৰ এক সৰ্বজনীন ধ্ৰুবক (universal constant of nature, c) হিচাপে চিনাকি দি গৈছে৷

পোহৰৰ বেগ শূন্যস্থানত সৰ্বাধিক যদিও ভিন্ন মাধ্যমত ভিন্ন হৈ পৰে, যেনে শূন্যস্থানৰ পৰা বায়ুমাধ্যমত প্ৰৱেশ কৰিলে পোহৰৰ বেগ হ্ৰাস পায় ১.০০৩ গুণ, পানীত হ্ৰাস পায় ১.৩৩ গুণ আৰু কাচত ১.৫২ গুণ৷ শূন্যস্থানৰ পৰা কোনো মাধ্যমলৈ পোহৰৰ বেগ যি অনুপাতে হ্ৰাস পায়, তাক মাধ্যমটোৰ প্ৰতিসৰাংক (refractive index) বোলা হয়৷ মাধ্যমৰ প্ৰতিসৰাংক যিমানে বৃদ্ধি হয়, সিমানে পোহৰৰ গতিবেগ হ্ৰাস পায়৷ প্ৰতিসৰাংক আৰু গতিবেগ, পোহৰৰ ৰঙৰ ওপৰতো নিৰ্ভৰ কৰে৷ প্ৰতিসৰাংক ভিন্ন হোৱা বাবে, ভিন্ন ৰঙৰ পোহৰ মাধ্যমৰ মাজেৰে ভিন্ন বেগেৰে গতি কৰে৷ প্ৰিজমৰ মাজেৰে সূৰ্য্যৰ ৰশ্মি বিচ্ছুৰিত হৈ ৰামধেনুত বিভক্ত হে পৰাৰ ইয়েই কাৰণ৷ পোহৰৰ তৰঙ্গত দুই ধৰণৰ গতিবেগ সন্নিবিষ্ট হৈ থাকে৷ এক হ’ল চৰণ বেগ (phase velocity) আৰু আনটো হ’ল সমূহ বেগ (group velocity)৷ তৰঙ্গৰ তৰঙ্গশীৰ্ষ (crest) বা তৰঙ্গখাদ (trough) যি বেগেৰে গতি কৰে তাক চৰণ বেগ বোলা হয়৷ প্ৰতিসৰাংক নিৰূপণত সদায় চৰণ বেগ ব্যৱহাৰ কৰা হয়৷ আনহাতে, তৰঙ্গৰ সামগ্ৰিক প্ৰশস্ততা (overall amplitude) যি বেগেৰে গতি কৰে, তাক সমূহ বেগ বোলা হয়৷ “ধীৰ গতিৰ পোহৰ“ৰ অৱধাৰণা সদায় সমূহ বেগৰ সহায়ত প্ৰকাশ কৰা হয়৷ বিজ্ঞানৰ পৰিভাষাত “ধীৰ গতিৰ পোহৰ“ হ’ল এনে এক পোহৰ তৰঙ্গ বা সংকেত (signal) যাৰ সমূহবেগ অত্যন্ত কম৷

বিংশশতিকাৰ শেষভাগত, হাৱাৰ্ড আৰু কেম্ব্ৰিজৰ এক উমৈহতীয়া গৱেষকৰ দল পোহৰৰ গতিবেগ নিয়ন্ত্ৰণ কৰিবলৈ জোৰদাৰ গৱেষণাত ব্ৰতী হয়৷ সফলতা আহে ১৯৯৯ চনত৷ হাৱাৰ্ডৰ প্ৰফেচৰ লেনা হাউ (Lene Hau) আৰু তেঁওৰ সহকাৰী গৱেষকসকলে চ’ডিয়াম গেছৰ “বোস-আইনষ্টাইন কণ্ডেনছেট“ অৱস্থাত পোহৰৰ বেগ ১৭ মিটাৰ প্ৰতি ছেকেণ্ডলৈ হ্ৰাস কৰিবলৈ সক্ষম হয়৷ উৎফুল্ল লেনা হাউয়ে এক সাক্ষাৎকাৰত কয়, “পদাৰ্থৰ এই অদ্ভুত মাধ্যমত পোহৰৰ গতি ইমানেই হ্ৰাস পায় যে, আপুনি তাক চুবও পাৰে“৷ প্ৰফেচৰ হাউৰ দ’লটোয়ে প্ৰথমে এক গেছ চেম্বাৰত চডিয়ামৰ পৰমাণু লৈ তাৰ তাপমান প্ৰায় শূন্য ডিগ্ৰী কেলভিনলৈ হ্ৰাস কৰি বোস-আইনষ্টাইন কণ্ডেনছেট সৃষ্টি কৰে (বোস-আইনষ্টাইন কণ্ডেনছেট হ’ল পদাৰ্থৰ এক এনে অৱস্থা, য’ত অতিশয় নিম্ন তাপমান প্ৰয়োগ কৰি কণাবিলাকক (particles) নিম্নতম কোৱাণ্টাম স্থিতিলৈ (quantum state) লৈ যোৱা হয় যাতে কণাবিলাকে একক অনুৰ দৰে আচৰণ কৰে)৷ তেনে অৱস্থাত গেছ চেম্বাৰটোলৈ এক দূৰ্ব্বল পাল্ছ লেজাৰ প্ৰক্ষেপ কৰা হয়৷ প্ৰথম অৱস্থাত চ’ডিয়াম কণাই লেজাৰ পাল্ছ সম্পূৰ্ণ শোষণ কৰে, ফলত দূৰ্ব্বল লেজাৰটোৰ বাবে গেছ চেম্বাৰটো অস্বচ্ছ হৈ পৰে৷ লগে লগে এক তীব্ৰ লেজাৰ আন এক দিশেৰে প্ৰক্ষেপ কৰা হয়৷ তেতিয়া দুই লেজাৰৰ তৰঙ্গ মাজত অধিস্থাপন পক্ৰিয়া (superposition)ৰ দ্বাৰা বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তৰঙ্গ প্ৰভাৱিত স্বচ্ছতা (electromagnetically induced transparency) প্ৰতিষ্ঠাপিত হয়৷ এই ব্যৱস্থাৰ সহায়ত পূৰ্ৱে সম্পূৰ্ণভাৱে শোষণ হোৱা দূৰ্ব্বল পাল্ছ লেজাৰ পুণৰ উজ্জীৱিত হৈ উঠে আৰু গেছ চেম্বাৰৰ মাজেৰে অনায়াসে পাৰ হৈ যায়, অৰ্থাৎ মাধ্যমটো স্বচ্ছ হৈ পৰে৷ ইয়াৰ লগতে পাল্ছ লেজাৰটোৰ সমূহবেগো নাটকীয়ভাবে হ্ৰাস পায়৷ দ্বিতীয় লেজাৰৰ উপযুক্ত তীব্ৰতা প্ৰয়োগেৰে গৱেষকৰ দলটোয়ে পাল্ছ লেজাৰৰ সমূহ বেগ অসাধাৰণ মাত্ৰালৈ হ্ৰাস কৰিবলৈ সক্ষম হয়৷ বিজ্ঞানীসকলে পোহৰৰ এই মন্থৰ গতিক বাইচাইকেলৰ গতিৰ স’তে তুলনা কৰিব ধৰে৷ এই গৱেষণাৰ সাফল্যই ধীৰ গতিৰ পোহৰৰ সম্ভাব্য ব্যৱহাৰৰ তালিকা দীঘলীয়া কৰি দিয়ে৷ পোহৰ চালিত চুইছৰ পৰা আৰম্ভ কৰি কম্পিউটাৰ নেটৱৰ্কৰ ট্ৰেফিক প্ৰৱাহ নিয়ন্ত্ৰণলৈকে এই প্ৰযুক্তি ব্যৱহাৰযোগ্য হৈ উঠে৷

কিছুবছৰৰ পাছত, কেলিফ’ৰ্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ৰ প্ৰফেছৰ চেং-হাচাঁইনৰ নেতৃত্বত এটা গৱেষকৰ দলে বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তৰঙ্গ প্ৰভাৱিত স্বচ্ছতা প্ৰযুক্তি ব্যৱহাৰ কৰি অৰ্ধপৰিবাহী পদাৰ্থৰ (semiconductors) মাজেৰে পোহৰৰ বেগ ৯.৭ কিলোমিটাৰ প্ৰতি ছেকেণ্ডলৈ হ্ৰাস কৰাৰ প্ৰতিবেদন দিয়ে (Chang-Hasnain, ২০০৪)৷ কম্পিউটাৰত বহুল ব্যৱহৃত সমন্বিত বৰ্ত্তনীত (integrated circuit) যিহেতু অৰ্ধপৰিবাহী পদাৰ্থৰ গ্ৰহণযোগ্যতা বেছি, গতিকে প্ৰফেচৰ চেং-হাচাঁইনৰ গৱেষণাই ইলেক্ট্ৰনিক্সলৈ এক নতুন জোৱাৰ আনে৷ পৰৱৰ্ত্তী ঢাপত গৱেষণা আগবাঢ়ে মাধ্যমত পোহৰ সঞ্চয় কৰাৰ দিশত৷ যদি সেয়া সম্ভৱ হয়, তেন্তে লিখনিটোৰ আৰম্ভণিতে বৰ্ণোৱা গল্পটোৰ দৰে বছৰ বছৰ ধৰি পোহৰৰ ৰূপত তথ্য সংৰক্ষণ কৰি ৰাখিব পৰা যাব৷ সম্প্ৰতি এই দিশতো বিজ্ঞানে প্ৰাথমিক সফলতা অৰ্জন কৰিছে৷ ২০১৩ চনত, জৰ্জ হেইনজি (Georg Heinze) আৰু তেঁওৰ সহবিজ্ঞানীসকলে পোহৰৰ গতি সম্পুৰ্ণ এক মিনিটৰ বাবে স্তব্ধ কৰি দিয়ে৷ তেঁওলোকে য়িত্ৰিয়াম-চিলিকেট ক্ৰিষ্টেলত লেনা হাউ আৰু চেং-হাচাঁইনৰ দৰেই দুটা ভিন্ন তীব্ৰতাৰ লেজাৰ ব্যৱহাৰ কৰি বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তৰঙ্গ প্ৰভাৱিত স্বচ্ছতাৰ সহায়েৰে পোহৰৰ গতিৰোধ কৰিবলৈ সক্ষম হয়৷ এই ফলাফলে ইলেক্ট্ৰনিক্সলৈ এক নতুন দিশৰ সূচনা কৰাৰ সম্ভাৱনা আছে, য’ত ইলেক্ট্ৰনিক উপকৰণবিলাকৰ জটিলতা বহুলাংশে হ্ৰাস পাব৷ পোহৰৰ সফল গতিৰোধৰ পাছত বৰ্ত্তমান গৱেষকসকলৰ লক্ষ্য হ’ল স্তব্ধীকৰণ অৱস্থাৰ ম্যাদ বৃদ্ধি কৰা, আৰু যি গতিত এই গৱেষণা আগবাঢ়িছে, অতি শীঘ্ৰে বজাৰত “ধীৰ গতিৰ কাচ“ উপলদ্ধ হোৱাতো ধুৰুপ৷ ■■

Comments

No Comments so far

Jump into a conversation

No Comments Yet!

You can be the one to start a conversation.

Your data will be safe!Your e-mail address will not be published. Also other data will not be shared with third person.