প্রথমবারের মতো একক কণার তৈরি চাপ পরিমাপ করলেন বিজ্ঞানীরা

প্রথমবারের মতো একটি মাত্র কণার তৈরি করা চাপ পরিমাপ করতে সক্ষম হয়েছেন গবেষকেরা। এ জন্য তারা এমন একটি বিশেষ যন্ত্র তৈরি করেছেন, যেখানে লেজারের সাহায্যে একটি অতি ক্ষুদ্র গোলককে স্থির অবস্থায় রাখা হয়। যন্ত্রটি এতটাই সংবেদনশীল যে বিজ্ঞানীদের আশা, ভবিষ্যতে এটি ডার্ক ম্যাটারের মতো রহস্যময় কণাও খুঁজে বের করতে সাহায্য করতে পারে।

চাপ বা প্রেসার তৈরি হয় যখন অসংখ্য কণা কোনো বস্তুর ওপর আঘাত করে এবং সম্মিলিতভাবে বল প্রয়োগ করে। সাধারণত বিজ্ঞানীরা চাপকে একটি গড় প্রভাব হিসেবে বিবেচনা করেন। আলাদা আলাদা কণার প্রভাব আলাদা করে দেখা হয় না। কিন্তু চাপ যদি অত্যন্ত কম হয়, যেমন প্রায় নিখুঁত শূন্যস্থানে করা পরীক্ষাগুলোতে দেখা যায়, তখন প্রতিটি কণার প্রভাব আলাদাভাবে হিসাব করা জরুরি হয়ে পড়ে।

এই সমস্যার সমাধানে ইউ-হান সেং এবং তার সহকর্মীরা এমন একটি যন্ত্র তৈরি করেছেন যা একক কণার চাপও শনাক্ত করতে পারে। যন্ত্রটির মূল অংশ হলো সিলিকা দিয়ে তৈরি অতি ক্ষুদ্র একটি গোলক, যার আকার কিছু ভাইরাসের অর্ধেকের সমান। লেজার রশ্মির সঙ্গে তড়িৎচৌম্বকীয় পারস্পরিক ক্রিয়ার মাধ্যমে গোলকটিকে মাঝআকাশে স্থির রাখা হয়।

যখন কোনো কণা এসে এই গোলকের সঙ্গে ধাক্কা খায়, তখন গোলক থেকে প্রতিফলিত আলোতে পরিবর্তন ঘটে। গবেষকেরা সেই পরিবর্তন শনাক্ত করে বুঝতে পারেন কণাটি কতটা বল প্রয়োগ করেছে।

যন্ত্রটি পরীক্ষা করার জন্য গবেষকেরা এটিকে অত্যন্ত উচ্চমানের শূন্যস্থানে স্থাপন করেন। এরপর তারা তিন ধরনের গ্যাসের কণা পর্যায়ক্রমে যন্ত্রটির দিকে পাঠান। কণাগুলোর আঘাতে গোলকটি কীভাবে নড়াচড়া করছে তা তারা মাপেন। পরে সেই তথ্য ব্যবহার করে চাপ গণনা করা হয়। গণনার ফল থিয়োরিটিক্যাল প্রেডিকশনের সঙ্গে মিলে যায়, অর্থাৎ যন্ত্রটি ঠিক যেভাবে কাজ করার কথা ছিল সেভাবেই কাজ করেছে।

সেং বলেন, “এই পরিমাপ সফল করতে হলে সবকিছু নিখুঁতভাবে করতে হয়। আমরা যখন যথেষ্ট সতর্কতার সঙ্গে কাজ করলাম, তখন ফলাফল অসাধারণ সুন্দর এসেছে।”

গবেষণা দলের আরেক সদস্য ক্লার্ক হার্ডি বলেন, এই যন্ত্র ব্যবহার করে ভবিষ্যতে অত্যন্ত উচ্চমাত্রার শূন্যস্থানের নতুন সংজ্ঞা তৈরি করা যেতে পারে। কারণ প্রচলিত চাপ মাপার যন্ত্র এমন পরিবেশে প্রায় শূন্য মান দেখায়। কিন্তু নতুন এই প্রযুক্তি সরাসরি কণার সংঘর্ষ গুনে চাপের হিসাব দিতে পারে।

জোসেফ কেলি বলেন, বাস্তব সময়ে পৃথক অণুর সংঘর্ষ খুব কমই দেখা যায়। সাধারণত আমরা কেবল গড় প্রভাব দেখি, যেমন দীর্ঘ এক্সপোজারে তোলা ছবিতে দ্রুতগতির বস্তু ঝাপসা দেখা যায়।

অন্যদিকে অনিমেষ দত্ত মনে করেন, একই ধরনের প্রযুক্তি জ্যোতির্বিজ্ঞানে বড় ভূমিকা রাখতে পারে। উদাহরণ হিসেবে তিনি বলেন, নক্ষত্রের মধ্যবর্তী অতি নিম্নচাপের অঞ্চলে থাকা গ্যাস কণা শনাক্ত করতে এই প্রযুক্তি কাজে লাগতে পারে, যেগুলো অন্য সেন্সর হয়তো ধরতে পারেনি।

তবে গবেষকদের সবচেয়ে বড় লক্ষ্য আরও উচ্চাকাঙ্ক্ষী। তারা এই যন্ত্র ব্যবহার করে “স্টেরাইল নিউট্রিনো” নামের কাল্পনিক কণা শনাক্ত করতে চান। বিজ্ঞানীরা মনে করেন, এই কণাগুলো পাওয়া গেলে কণাভৌতবিজ্ঞানের বহু পুরোনো রহস্যের ব্যাখ্যা মিলতে পারে। এমনকি মহাবিশ্বের রহস্যময় ডার্ক ম্যাটার কী দিয়ে তৈরি, সেই প্রশ্নের উত্তরও মিলতে পারে।

———

Optomechanical Detection of Individual Gas Collisions. arXiv (2026)
DOI: 10.48550/arXiv.2604.18371

নিয়মিত আপডেট পেতে সাবস্ক্রাইব করুন আমাদের নিউজলেটারে এবং ফলো করুন আমাদের টেলিগ্রাম, ইনস্টাগ্রাম, টুইটার এবং ফেসবুক-এ। এছাড়াও যুক্ত হতে পারেন আমাদের ফেসবুক গ্রুপে।

এই নিবন্ধটি Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License-এর অধীনে লাইসেন্সকৃত। পুনঃপ্রকাশের জন্য পুনঃপ্রকাশের নির্দেশিকা দেখুুন।