নতুন পরিমাপ হীরার পদার্থবিজ্ঞানে আলোড়ন তুলেছে
হীরা পৃথিবীর সবচেয়ে কঠিন প্রাকৃতিক পদার্থ হিসেবে বিখ্যাত, তবে উপযুক্ত চরম পরিস্থিতিতে এটি গলে যেতে পারে। ১৩ আগস্ট জার্নাল নেচার ফিজিক্স-এ প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণায় হীরার গলনাঙ্কের এখন পর্যন্ত সবচেয়ে নির্ভুল পরিমাপ দেওয়া হয়েছে, এবং ফলাফল ইঙ্গিত করে যে আগের পরীক্ষাগুলো ১,৩০০ ডিগ্রি ফারেনহাইট (৭০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস) এরও বেশি ভুল ছিল। গবেষণা দলটি একটি শক্তিশালী অতিবেগুনি লেজার ব্যবহার করে কৃত্রিম হীরার ক্ষুদ্র প্লেটে আঘাত করে শক ওয়েভ তৈরি করেছিল যা নমুনার মধ্য দিয়ে ছুটে গিয়েছিল।
গবেষকদের মতে, নতুন, আরও নির্ভুল সংখ্যাগুলো নিউক্লিয়ার ফিউশন পরীক্ষা এবং বিশাল গ্রহগুলোর গবেষণাকে উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে। এই কাজটি হীরার পদার্থবিজ্ঞানে দুই দশক ধরে চলা একটি দীর্ঘস্থায়ী ধাঁধার সমাধানও করতে পারে।
হীরার গলনাঙ্ক কেন গুরুত্বপূর্ণ
নিউক্লিয়ার ফিউশন হলো সেই প্রক্রিয়া যা নক্ষত্রগুলোকে শক্তি দেয়, এবং এটি ভবিষ্যতের জন্য একটি সম্ভাব্য শক্তির উৎসও। ফিউশন বিকাশের জন্য, গবেষকদের বুঝতে হবে শক্তিশালী লেজার দ্বারা সৃষ্ট চরম পরিস্থিতিতে পদার্থগুলো কীভাবে আচরণ করে। হীরা এমনই একটি পদার্থ। লেজার থেকে আসা শক ওয়েভে হীরা কীভাবে সাড়া দেয় তা বোঝা নিউক্লিয়ার ফিউশন বিকাশের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ।
গবেষকরা হীরা কীভাবে আচরণ করে তা বর্ণনা ও পূর্বাভাস দেওয়ার মডেল তৈরি করতে অনেক পরিশ্রম করেছেন। বেশিরভাগ সময়, পরীক্ষামূলক তথ্য এবং তাত্ত্বিক মডেল বেশ ভালোভাবে মিলে যায়। কিন্তু হীরা অদ্ভুত। কিছু অদ্ভুত অসঙ্গতি রয়েছে যা বিজ্ঞানীরা ব্যাখ্যা করতে পারেননি। সবচেয়ে বড়টি হলো হীরার আগের পরীক্ষামূলক তথ্য এবং মডেল-পূর্বাভাসিত গলনাঙ্কের মধ্যে ২,২৪০ ডিগ্রি ফারেনহাইট (১,২৪৪ ডিগ্রি সেলসিয়াস) পার্থক্য — প্রায় ২০%।
গলন প্রক্রিয়ার শেষে তরলে পরিণত হওয়ার আগে হীরা তার পরমাণুগুলোকে ভিন্ন ধরনের কঠিন কার্বনে পুনর্গঠিত করে কিনা তা নিয়েও বিতর্ক রয়েছে। এই অসঙ্গতিগুলো সমাধান করা কঠিন হয়েছে কারণ হীরা যে পরিস্থিতিতে গলে যায় তা এতটাই চরম যে পৃথিবীর ল্যাবে তা পরিমাপ করা অসাধারণভাবে কঠিন।
হীরার গলনাঙ্ক পরিমাপের চ্যালেঞ্জ
হীরার গলনাঙ্ক নির্ণয় করা সহজ নয়। প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা এবং চাপ দৈনন্দিন অভিজ্ঞতার অনেক বাইরে, এবং কেবল শক্তিশালী লেজারই প্রয়োজনীয় শক ওয়েভ তৈরি করতে পারে। দুই দশক ধরে, বিজ্ঞানীরা আরও নির্ভুল পরিমাপের pursuit করেছেন। নতুন পরীক্ষাগুলো অবশেষে সমাধান দিতে পারে।
গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা একটি অতিবেগুনি লেজার দিয়ে কৃত্রিম হীরার ক্ষুদ্র প্লেটে আঘাত করেছিলেন। লেজার এত শক্তিশালী শক ওয়েভ তৈরি করেছিল যে, সেগুলো নমুনার মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় হীরা চরম পরিস্থিতিতে চলে গিয়েছিল। দলটি হীরাগুলো গলাতে সক্ষম হয়েছিল এবং খনিজটির অধরা গলনাঙ্কের কিছু সবচেয়ে নির্ভুল পরিমাপ নিয়েছিল।
ফলাফল ছিল চমকপ্রদ: আগের পরীক্ষাগুলো ১,৩০০ ডিগ্রি ফারেনহাইট (৭০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস) এরও বেশি ভুল ছিল। এটি একটি উল্লেখযোগ্য সংশোধন, এবং এটি ফিউশন পরীক্ষায় এবং বিশাল গ্রহগুলোর অভ্যন্তরে হীরার আচরণ কীভাবে গবেষকরা মডেল করেন তা পরিবর্তন করতে পারে।
লেজার পরীক্ষাটি কীভাবে কাজ করেছিল
পরীক্ষাটি কৃত্রিম হীরার প্লেটের উপর নির্ভর করেছিল, যেগুলোতে একটি অতিবেগুনি লেজার দিয়ে আঘাত করা হয়েছিল। লেজার স্পন্দন শক ওয়েভ তৈরি করেছিল যা হীরার মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করেছিল। শক ওয়েভগুলো নমুনার মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময়, তারা হীরা গলানোর জন্য প্রয়োজনীয় চরম তাপমাত্রা এবং চাপ তৈরি করেছিল। গলন প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করে, বিজ্ঞানীরা আজ পর্যন্ত হীরার গলনাঙ্কের সবচেয়ে নির্ভুল পরিমাপ পেয়েছিলেন।
নতুন তথ্য ইঙ্গিত করে যে আগের পরীক্ষামূলক মানগুলো প্রকৃত গলনাঙ্ক থেকে অনেক দূরে ছিল। এই আবিষ্কার ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে কেন আগের পরীক্ষাগুলো তাত্ত্বিক মডেলের সাথে দ্বিমত পোষণ করেছিল। যদি নতুন পরিমাপ সঠিক হয়, তাহলে এটি পরীক্ষা এবং মডেলগুলোকে অনেক ভালো সম্মতিতে আনতে পারে।
ফিউশন এবং গ্রহ বিজ্ঞানের জন্য প্রভাব
নিউক্লিয়ার ফিউশন হলো সেই প্রক্রিয়া যা নক্ষত্রগুলোকে শক্তি দেয় এবং ভবিষ্যতের জন্য একটি সম্ভাব্য শক্তির উৎস। গবেষকরা লেজার দ্বারা সৃষ্ট চরম পরিস্থিতিতে হীরা কীভাবে আচরণ করে তা বর্ণনা ও পূর্বাভাস দেওয়ার মডেল তৈরি করতে অনেক পরিশ্রম করেছেন। হীরার গলনাঙ্কের আরও নির্ভুল সংখ্যা ফিউশন পরীক্ষাগুলো উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে।
হীরা এমন পরীক্ষায় ব্যবহৃত হয় যেখানে লেজার শক ওয়েভ তৈরি করে, এবং এর প্রতিক্রিয়া বোঝা ফিউশন বিকাশের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। নতুন পরিমাপ বিশাল গ্রহগুলোর গবেষণায়ও সহায়তা করতে পারে। গ্রহ বিজ্ঞানীরা বিশাল গ্রহগুলোর অভ্যন্তরীণ অংশ অধ্যয়ন করেন, যেখানে চরম চাপ এবং তাপমাত্রা হীরার মতো পদার্থকে গলাতে বা পর্যায় পরিবর্তন করতে পারে। হীরার গলন আচরণের আরও ভালো তথ্য সেই মডেলগুলো উন্নত করতে পারে।
১৩ আগস্ট নেচার ফিজিক্স-এ প্রকাশিত গবেষণাটি অবশেষে সেই সমাধান দিতে পারে যা বিজ্ঞানীরা দুই দশক ধরে খুঁজছিলেন। নতুন পরীক্ষাগুলো পরীক্ষামূলক তথ্য এবং তাত্ত্বিক পূর্বাভাসের মধ্যে দীর্ঘস্থায়ী অসঙ্গতি মিটিয়ে দিতে পারে।
নতুন পরিমাপের অর্থ কী
সংশোধিত গলনাঙ্ক আগের পরীক্ষামূলক মান থেকে ১,৩০০ ডিগ্রি ফারেনহাইট (৭০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস) এরও বেশি আলাদা। এটি একটি বিশাল ব্যবধান, বিশেষত হীরার মতো এত বেশি অধ্যয়ন করা পদার্থের জন্য। এই আবিষ্কার হাইলাইট করে যে চরম পরিস্থিতি কীভাবে বৈজ্ঞানিক বোঝাপড়ার ফাঁক প্রকাশ করতে পারে। পৃথিবীর সবচেয়ে কঠিন প্রাকৃতিক পদার্থও যখন তার সীমার দিকে ঠেলে দেওয়া হয় তখন গবেষকদের অবাক করতে পারে।
নতুন পরিমাপের ব্যবহারিক প্রভাবও থাকতে পারে। ফিউশন গবেষণায়, হীরা লেজার-চালিত পরীক্ষায় ব্যবহৃত হয়। যদি হীরার আচরণের মডেলগুলো ভুল গলন তথ্যের উপর ভিত্তি করে হয়, তাহলে ফিউশন পরীক্ষার পূর্বাভাস ভুল হতে পারে। নতুন তথ্য আরও ভালো মডেল এবং আরও নির্ভরযোগ্য পরীক্ষার দিকে নিয়ে যেতে পারে।
গ্রহ বিজ্ঞানের জন্য, সংশোধিত গলনাঙ্ক গবেষকদের বিশাল গ্রহগুলোর পর্যবেক্ষণ ব্যাখ্যা করতে সাহায্য করতে পারে। এই গ্রহগুলোর অভ্যন্তরে বিভিন্ন আকারে কার্বন থাকতে পারে, এবং হীরা কখন গলে যায় তা জানা তাদের গঠন এবং বিবর্তন বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
মূল বিষয়গুলো
- বিজ্ঞানীরা কৃত্রিম হীরার প্লেটে শক ওয়েভ তৈরি করতে একটি অতিবেগুনি লেজার ব্যবহার করেছিলেন, যা হীরার গলনাঙ্কের এখন পর্যন্ত সবচেয়ে নির্ভুল পরিমাপ দিয়েছে।
- নতুন পরিমাপ দেখায় যে আগের পরীক্ষাগুলো ১,৩০০ ডিগ্রি ফারেনহাইট (৭০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস) এরও বেশি ভুল ছিল।
- ফলাফলগুলো পরীক্ষামূলক তথ্য এবং তাত্ত্বিক মডেলের মধ্যে দীর্ঘস্থায়ী ২,২৪০ ডিগ্রি ফারেনহাইট (১,২৪৪ ডিগ্রি সেলসিয়াস) অসঙ্গতি সমাধান করতে পারে।
- আরও নির্ভুল তথ্য নিউক্লিয়ার ফিউশন পরীক্ষা এবং বিশাল গ্রহগুলোর গবেষণা উন্নত করতে পারে।
- গবেষণাটি ১৩ আগস্ট জার্নাল নেচার ফিজিক্স-এ প্রকাশিত হয়েছিল।
উপসংহার
নতুন লেজার পরীক্ষা হীরার গলনাঙ্কে একটি অত্যন্ত প্রয়োজনীয় সংশোধন এনেছে। দুই দশকের অনিশ্চয়তার পর, গবেষকরা এখন চরম পরিস্থিতিতে হীরা কীভাবে আচরণ করে তার একটি স্পষ্ট চিত্র পেতে পারেন। এই আবিষ্কার ফিউশন শক্তি গবেষণা এগিয়ে নিতে এবং বিশাল গ্রহগুলো সম্পর্কে আমাদের বোঝাপড়া গভীর করতে সাহায্য করতে পারে। গবেষণাটি যেমন দেখায়, এমনকি সবচেয়ে পরিচিত পদার্থগুলোও সবচেয়ে চরম পরিস্থিতিতে পরীক্ষা করলে বিস্ময় ধারণ করতে পারে।
এই নিবন্ধটি লাইভ সায়েন্সের প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে। মূল নিবন্ধ পড়ুন।
Originally published on livescience.com