Hi

০৮:৪৭ পূর্বাহ্ন, শনিবার, ২৫ জুলাই ২০২৬, ১০ শ্রাবণ ১৪৩৩ বঙ্গাব্দ

ইলেকট্রন কি মার্বেলের মতো গোলাকার? কোয়ান্টাম জগতের রহস্যময় কণার স্বরূপ সন্ধান

কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের অন্যতম মৌলিক ও বিস্ময়কর প্রশ্ন হলো—ইলেকট্রনের প্রকৃত আকার কেমন? আমাদের চিরচেনা দৃশ্যমান পৃথিবীতে মার্বেল, গ্রহ-নক্ষত্র কিংবা পানির ফোঁটা গোলাকার হওয়ায় অবচেতনভাবেই খুদে কণাগুলোকেও গোলাকার কল্পনা করে থাকি। তবে বিজ্ঞান জানাচ্ছে, কোয়ান্টাম জগতের নিয়মকানুন আমাদের প্রাত্যহিক অভিজ্ঞতার সম্পূর্ণ বিপরীত। প্রকৃতির গভীরে প্রবেশ করলে দেখা যায়, ইলেকট্রন কিংবা কোয়ার্কের মতো মৌলিক কণাগুলোর কোনো নির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকার নেই। বিজ্ঞানচিন্তার বিশেষ আয়োজনের এই পর্বে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার নানামুখী তত্ত্ব এবং ইলেকট্রনের প্রকৃত রূপ নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করা হয়েছে।

১৮৯৭ সালে ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী জে জে টমসন চৌম্বকক্ষেত্রের মাধ্যমে ঋণাত্মক চার্জবাহী কণা হিসেবে ইলেকট্রন আবিষ্কার করেন। পরবর্তীতে বিজ্ঞানী ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম তত্ত্ব এবং হাইজেনবারগের অনিশ্চয়তা নীতির হাত ধরে পদার্থবিজ্ঞানের দৃষ্টিভঙ্গি বদলে যায়। কোয়ান্টাম বলবিদ্যায় ইলেকট্রনকে নির্দিষ্ট কোনো সীমানায় আবদ্ধ কঠিন মার্বেল বলের মতো দেখার সুযোগ নেই। বরং এটি একই সঙ্গে কণা ও তরঙ্গ উভয় ধর্মই প্রদর্শন করে। হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি এবং শ্রোডিঙ্গারের তরঙ্গ ফাংশন অনুযায়ী, ইলেকট্রনের নির্দিষ্ট কোনো অবস্থান বা সুনির্দিষ্ট আয়তন নির্ধারণ করা অসম্ভব। এদের জ্যামিতিক অর্থে কোনো দৈর্ঘ্য, প্রস্থ বা উচ্চতা থাকে না, যে কারণে বিজ্ঞানের পরিভাষায় এদের ‘বিন্দু কণা’ বা ‘পয়েন্ট-লাইক কণা’ হিসেবে আখ্যায়িত করা হয়।

পরমাণুর কেন্দ্রে থাকা নিউক্লিয়াসের ভেতরে ধনাত্মক প্রোটন ও চার্জ নিরপেক্ষ নিউট্রনগুলো প্রবল সবল নিউক্লীয় বলের কারণে একত্রে অবস্থান করে। অন্যদিকে, নিউক্লিয়াসের চারপাশে শক্তিস্তরগুলোতে ইলেকট্রন মেঘের মতো ছড়িয়ে থাকে। নোবেলজয়ী পদার্থবিদ স্টিভেন ওয়াইনবার্গ এবং বিশিষ্ট তাত্ত্বিক পদার্থবিদ জিম আল-খলিলির মতে, মানুষের মনস্তত্ত্ব সবসময় ক্লাসিক্যাল পদার্থবিজ্ঞানের রূপকল্পে অভ্যস্ত থাকায় সেগুলোকে অদ্ভুত বা গোলকাকারে কল্পনা করতে ভালোবাসে। কিন্তু কোয়ান্টাম ক্ষেত্রতত্ত্ব বা কোয়ান্টাম ফিল্ড থিওরি অনুযায়ী মহাবিশ্বের প্রতিটি কণার জন্য রয়েছে নির্দিষ্ট ক্ষেত্র, যেখানে স্পন্দন বা উত্তেজনার মাধ্যমেই এসব কণার প্রকাশ ঘটে। সুতরাং, ইলেকট্রনকে কোনো সাধারণ বস্তুর আকৃতির সঙ্গে তুলনা করা নিতান্তই ভুল।

জনপ্রিয়

অধিকাংশ মানুষ কেন ডান হাত ব্যবহার করে? সামনে এল চাঞ্চল্যকর তথ্য

© All rights reserved © Dikdarshon.net
কারিগরি সহযোগিতায়ঃ দিকদর্শন

ইলেকট্রন কি মার্বেলের মতো গোলাকার? কোয়ান্টাম জগতের রহস্যময় কণার স্বরূপ সন্ধান

আপডেট : ০৭:১১:৫৮ পূর্বাহ্ন, শনিবার, ২৫ জুলাই ২০২৬

কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের অন্যতম মৌলিক ও বিস্ময়কর প্রশ্ন হলো—ইলেকট্রনের প্রকৃত আকার কেমন? আমাদের চিরচেনা দৃশ্যমান পৃথিবীতে মার্বেল, গ্রহ-নক্ষত্র কিংবা পানির ফোঁটা গোলাকার হওয়ায় অবচেতনভাবেই খুদে কণাগুলোকেও গোলাকার কল্পনা করে থাকি। তবে বিজ্ঞান জানাচ্ছে, কোয়ান্টাম জগতের নিয়মকানুন আমাদের প্রাত্যহিক অভিজ্ঞতার সম্পূর্ণ বিপরীত। প্রকৃতির গভীরে প্রবেশ করলে দেখা যায়, ইলেকট্রন কিংবা কোয়ার্কের মতো মৌলিক কণাগুলোর কোনো নির্দিষ্ট জ্যামিতিক আকার নেই। বিজ্ঞানচিন্তার বিশেষ আয়োজনের এই পর্বে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার নানামুখী তত্ত্ব এবং ইলেকট্রনের প্রকৃত রূপ নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করা হয়েছে।

১৮৯৭ সালে ব্রিটিশ পদার্থবিজ্ঞানী জে জে টমসন চৌম্বকক্ষেত্রের মাধ্যমে ঋণাত্মক চার্জবাহী কণা হিসেবে ইলেকট্রন আবিষ্কার করেন। পরবর্তীতে বিজ্ঞানী ম্যাক্স প্ল্যাঙ্কের কোয়ান্টাম তত্ত্ব এবং হাইজেনবারগের অনিশ্চয়তা নীতির হাত ধরে পদার্থবিজ্ঞানের দৃষ্টিভঙ্গি বদলে যায়। কোয়ান্টাম বলবিদ্যায় ইলেকট্রনকে নির্দিষ্ট কোনো সীমানায় আবদ্ধ কঠিন মার্বেল বলের মতো দেখার সুযোগ নেই। বরং এটি একই সঙ্গে কণা ও তরঙ্গ উভয় ধর্মই প্রদর্শন করে। হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি এবং শ্রোডিঙ্গারের তরঙ্গ ফাংশন অনুযায়ী, ইলেকট্রনের নির্দিষ্ট কোনো অবস্থান বা সুনির্দিষ্ট আয়তন নির্ধারণ করা অসম্ভব। এদের জ্যামিতিক অর্থে কোনো দৈর্ঘ্য, প্রস্থ বা উচ্চতা থাকে না, যে কারণে বিজ্ঞানের পরিভাষায় এদের ‘বিন্দু কণা’ বা ‘পয়েন্ট-লাইক কণা’ হিসেবে আখ্যায়িত করা হয়।

পরমাণুর কেন্দ্রে থাকা নিউক্লিয়াসের ভেতরে ধনাত্মক প্রোটন ও চার্জ নিরপেক্ষ নিউট্রনগুলো প্রবল সবল নিউক্লীয় বলের কারণে একত্রে অবস্থান করে। অন্যদিকে, নিউক্লিয়াসের চারপাশে শক্তিস্তরগুলোতে ইলেকট্রন মেঘের মতো ছড়িয়ে থাকে। নোবেলজয়ী পদার্থবিদ স্টিভেন ওয়াইনবার্গ এবং বিশিষ্ট তাত্ত্বিক পদার্থবিদ জিম আল-খলিলির মতে, মানুষের মনস্তত্ত্ব সবসময় ক্লাসিক্যাল পদার্থবিজ্ঞানের রূপকল্পে অভ্যস্ত থাকায় সেগুলোকে অদ্ভুত বা গোলকাকারে কল্পনা করতে ভালোবাসে। কিন্তু কোয়ান্টাম ক্ষেত্রতত্ত্ব বা কোয়ান্টাম ফিল্ড থিওরি অনুযায়ী মহাবিশ্বের প্রতিটি কণার জন্য রয়েছে নির্দিষ্ট ক্ষেত্র, যেখানে স্পন্দন বা উত্তেজনার মাধ্যমেই এসব কণার প্রকাশ ঘটে। সুতরাং, ইলেকট্রনকে কোনো সাধারণ বস্তুর আকৃতির সঙ্গে তুলনা করা নিতান্তই ভুল।