সুপার অ্যাটম: যখন বিশৃঙ্খলা পরিণত হয় নিখুঁত কোয়ান্টাম ঐক্যে।

​প্রকৃতির এক রহস্যময় স্তরে পদার্থের এমন এক অবস্থা বিরাজ করে যেখানে আমাদের চিরচেনা বস্তুগত নিয়মগুলো আর কাজ করে না। সাধারণ তাপমাত্রায় যেকোনো পদার্থের পরমাণুগুলো অত্যন্ত চঞ্চল থাকে এবং তারা একে অপরের থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীনভাবে বিচরণ করে। কিন্তু তাপমাত্রা যখন কমতে কমতে মহাবিশ্বের শীতলতম বিন্দু অর্থাৎ পরম শূন্য তাপমাত্রার (Absolute Zero) কাছাকাছি পৌঁছায়, তখন এক অদ্ভুত জগত উন্মোচিত হয়। এই বিশেষ অবস্থায় পরমাণুগুলো তাদের ব্যক্তিগত পরিচয় হারিয়ে ফেলে এবং হাজার হাজার পরমাণু মিলে একটিমাত্র বিশাল পরমাণুর মতো আচরণ করতে শুরু করে। বিজ্ঞানীরা একেই বলেন সুপার অ্যাটম বা বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট (Bose-Einstein Condensate)।

​এই বিস্ময়কর ধারণাটি প্রথম সামনে আসে ১৯২৪-২৫ সালের দিকে। ভারতীয় পদার্থবিজ্ঞানী সত্যেন্দ্রনাথ বোস আলোর কণা বা ফোটন নিয়ে একটি নতুন পরিসংখ্যান প্রদান করেন যা পরবর্তীকালে আইনস্টাইনের নজরে আসে। আলবার্ট আইনস্টাইন এই তত্ত্বকে সাধারণ পদার্থের পরমাণুর ওপর প্রয়োগ করে ভবিষ্যদ্বাণী করেন যে, অত্যন্ত শীতল অবস্থায় পদার্থের একটি নতুন দশা তৈরি হওয়া সম্ভব। তাদের এই যৌথ কাজের সম্মানেই এই অবস্থার নামকরণ করা হয়। তবে এই তাত্ত্বিক ধারণাকে বাস্তবে রূপ দিতে বিজ্ঞানীদের অপেক্ষা করতে হয়েছে দীর্ঘ সত্তর বছর। ১৯৯৫ সালে এরিক কর্নেল (Eric Cornell) এবং কার্ল ওয়াইম্যান (Carl Wieman) কলোরাডো বিশ্ববিদ্যালয়ের ল্যাবে প্রথমবারের মতো রুবিডিয়াম পরমাণু ব্যবহার করে এই অতি-শীতল অবস্থা তৈরি করতে সক্ষম হন। প্রায় একই সময়ে এমআইটি-এর গবেষক উলফগ্যাং কেটারলি (Wolfgang Ketterle) সোডিয়াম পরমাণু দিয়ে এই একই সাফল্য অর্জন করেন। এই যুগান্তকারী আবিষ্কারের জন্য ২০০১ সালে এই তিন গবেষক যৌথভাবে নোবেল পুরস্কার লাভ করেন।

​যখন তাপমাত্রা পরম শূন্যের অর্থাৎ মাইনাস ২৭৩ দশমিক ১৫ ডিগ্রি সেলসিয়াসের খুব কাছে চলে যায়, তখন পরমাণুগুলোর ডি ব্রগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্য (de Broglie wavelength) বৃদ্ধি পেতে থাকে। এক পর্যায়ে এই তরঙ্গগুলো একে অপরের ওপর উপরিপাতিত হয় এবং আলাদা আলাদা কণা হিসেবে চেনার উপায় থাকে না। তারা সবাই তখন একটি সুশৃঙ্খল কোয়ান্টাম অবস্থায় (Quantum State) চলে আসে এবং একটিমাত্র তরঙ্গের মতো স্পন্দিত হতে থাকে। একে বলা হয় কোয়ান্টাম কোহেরেন্স (Quantum Coherence)।

এই সুপার অ্যাটম বা ঘনীভূত অবস্থা আমাদের দেখায় যে, চরম পরিস্থিতিতে প্রকৃতির বিশৃঙ্খলা কিভাবে এক গভীর ঐক্যে রূপান্তরিত হয়। এটি কেবল ল্যাবরেটরির কোনো পরীক্ষা নয় বরং এটি মহাকর্ষ, অতি-সংবেদনশীল সেন্সর এবং কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের মতো ভবিষ্যৎ প্রযুক্তির মূল চাবিকাঠি হিসেবে কাজ করছে।

তথ্যসূত্র (গবেষণাপত্র):

Authors: ​Anderson, M. H., Ensher, J. R., Matthews, M. R., Wieman, C. E., & Cornell, E. A. (1995).

Title: "Observation of Bose-Einstein Condensation in a Dilute Atomic Vapor".

Journal: Science, 269(5221), 198-201.

#DiscoverwithMainul #physics #physicsfacts #astronomyfacts #QuantumPhysics #absolutezero