এক নতুন বড় G পরিমাপ পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে পুরনো পরীক্ষামূলক বিরোধগুলোর একটি শেষ করতে সাহায্য করতে পারে

মাধ্যাকর্ষণ কেন এখনও সবচেয়ে কঠিন বল

পদার্থবিদরা শতাব্দীর পর শতাব্দী ধরে মহাকর্ষীয় ধ্রুবক, অর্থাৎ big G, মাপার চেষ্টা করে আসছেন, এবং এখনও তারা স্থিতিশীল ঐকমত্যে পৌঁছাতে পারেননি। এটি বিস্ময়কর, কারণ G পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে মৌলিক সংখ্যাগুলোর একটি। কিন্তু তড়িৎচুম্বকত্ব বা কোয়ান্টাম সিস্টেমের সঙ্গে যুক্ত পরিমাপের বিপরীতে, মাধ্যাকর্ষণকে লক্ষ্য করে করা পরীক্ষাগুলো বারবার এমন মান দিয়েছে যা একে অপরের সঙ্গে পরিষ্কারভাবে মেলে না। New Scientist যে নতুন ফলাফলটি তুলে ধরেছে, তা এই বিরোধ সরাসরি মেটায় না, তবে এটি দেখাতে এখন পর্যন্ত সবচেয়ে শক্তিশালী প্রচেষ্টাগুলোর একটি হতে পারে যে কীভাবে একে শেষ পর্যন্ত সংকুচিত করা যায়।

কঠিনতার শুরুটাই মাধ্যাকর্ষণ থেকে। এটি অন্যান্য মৌলিক বলের তুলনায় বহুগুণ দুর্বল, ফলে পরীক্ষাগারে বস্তুর মধ্যে এর প্রভাব অত্যন্ত ছোট হয়ে যায়। একই সঙ্গে, অন্য কিছু প্রভাবের মতো মাধ্যাকর্ষণকে আড়াল বা কমানো যায় না। তাই পরীক্ষকেরা এমন অবস্থায় ক্ষুদ্র সংকেত ধরার চেষ্টা করেন, যেখানে পৃথিবীর পটভূমিগত বল সবসময় উপস্থিত থাকে এবং অগ্রাহ্য করা কোনো ত্রুটির উৎস চূড়ান্ত মানকে বিকৃত করতে পারে।

একটি ক্লাসিক যন্ত্রের আধুনিক প্রত্যাবর্তন

US National Institute of Standards and Technology-এর Stephan Schlamminger-এর নেতৃত্বে নতুন কাজটি 1798 সালে Henry Cavendish প্রথম যে torsion-balance পদ্ধতি ব্যবহার করেছিলেন, তার ওপর ভিত্তি করে তৈরি। মূল ধারণায়, ছোট ভর ঝুলিয়ে রাখা হয়, যাতে কাছাকাছি বস্তুর ক্ষীণ মহাকর্ষীয় আকর্ষণে সেটি সামান্য মোচড় নেয়। সেই মোচড় অত্যন্ত যত্নের সঙ্গে মাপলে গবেষকেরা ওই ভরগুলোর মধ্যে মাধ্যাকর্ষণের শক্তি নির্ণয় করতে পারেন। নীতিটি পুরনো। চ্যালেঞ্জ হলো, সেটআপের প্রতিটি অংশ যেন স্থিতিশীল, ক্যালিব্রেটেড এবং যথেষ্ট ভালোভাবে বোঝা থাকে, যাতে অনিশ্চয়তা ফলাফলের ওপর প্রাধান্য না পায়।

সর্বশেষ পরীক্ষায়, যন্ত্রটি তার ঐতিহাসিক পূর্বসূরির তুলনায় অনেক বেশি উন্নত ছিল। উৎস লেখার মতে, দলটি দুটি নিখুঁতভাবে ক্যালিব্রেট করা turntable-এ রাখা আটটি ওজন ব্যবহার করেছে এবং সিস্টেমটিকে মানুষের চুলের মতো মোটা ribbons দিয়ে ঝুলিয়ে রেখেছিল। এই কাজটি 2007 সালে ফ্রান্সে প্রথম করা একটি পরীক্ষার অত্যন্ত সূক্ষ্ম পুনর্নির্মাণও ছিল। একটিমাত্র সংখ্যা দ্রুত প্রকাশ করার বদলে, গবেষকেরা এক দশক ধরে সম্ভাব্য প্রতিটি অনিশ্চয়তার উৎস মেপে কমিয়েছেন।

এই ফলাফল কেন গুরুত্বপূর্ণ

নতুন পরিমাপের গুরুত্ব শিরোনামের নাটকীয়তার চেয়ে পদ্ধতিতে বেশি। বছরের পর বছর ধরে big G সমস্যা হতাশাজনক ছিল, কারণ গ্রহণযোগ্য পরীক্ষাগুলোও একে অপরের সঙ্গে যথেষ্ট বিরোধ করেছে, যা অস্বস্তিকর সম্ভাবনা তৈরি করেছে। হয়তো যন্ত্রপাতির মধ্যে এখনও লুকানো পদ্ধতিগত ত্রুটি আছে। হয়তো ল্যাবরেটরিগুলো একই পদার্থবিজ্ঞানকে সূক্ষ্মভাবে ভিন্ন উপায়ে পরিচালনা করছে। সবচেয়ে অনুমাননির্ভর ব্যাখ্যায়, হয়তো মাধ্যাকর্ষণ পদার্থবিদরা যেমন ভেবেছিলেন ততটা পরীক্ষামূলকভাবে সহজ নয়। নতুন গবেষণা সেই গভীর সন্দেহগুলো নিশ্চিত করে না, তবে এটি দৃঢ়ভাবে দেখায় যে সূক্ষ্ম এবং কঠোর পুনরুত্পাদনই এই অচলাবস্থা থেকে বেরোনোর পথ।

তাই, বিতর্ক শেষ না করেও এই ফলাফল গুরুত্বপূর্ণ। বহু বছরের যত্নসহকারে পুনর্গঠিত একটি পরীক্ষা, যেখানে অনিশ্চয়তা কমাতে নিরন্তর মনোযোগ দেওয়া হয়েছে, ভবিষ্যতের কাজের জন্য একটি শক্তিশালী রেফারেন্স পয়েন্ট দেয়। অন্য দলগুলো এখন যদি আরও কঠোর নিয়ন্ত্রিত পরিমাপের সঙ্গে তুলনা করতে পারে, তাহলে ক্ষেত্রটি বুঝতে শুরু করতে পারে যে অতীতের মতবিরোধগুলো কি লুকানো প্রযুক্তিগত ত্রুটি থেকে এসেছে, নাকি পরীক্ষার নকশায় আরও বিস্তৃত কোনো সমস্যার কারণে।

বিস্তৃত প্রভাবসহ এক নীরব অগ্রগতি

নির্ভুল পরিমাপ সাধারণত নতুন কণা বা জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক ছবির মতো একই জনউচ্ছ্বাস তৈরি করে না, তবে এগুলো সেই ভিত্তিগুলো গঠন করে যার ওপর বাকি পদার্থবিজ্ঞান দাঁড়িয়ে আছে। ধ্রুবকগুলোকে তত্ত্ব ও গণনার নিচে থাকা স্থিতিশীল সংখ্যা হিসেবে ধরা হয়। যখন সেগুলোর একটি নিয়েই বিরোধ থেকে যায়, তখন তা পরীক্ষামূলক নিয়ন্ত্রণের সীমাবদ্ধতাকে খুব সরাসরি প্রকাশ করে।

• মাধ্যাকর্ষণ দুর্বল এবং তাকে আড়াল করা যায় না বলে মহাকর্ষীয় ধ্রুবক মাপা অস্বাভাবিকভাবে কঠিন।
• নতুন পরীক্ষাটি ক্লাসিক torsion-balance পদ্ধতিকে আরও কঠোর নিয়ন্ত্রণ এবং এক দশকব্যাপী অনিশ্চয়তা বিশ্লেষণসহ পুনর্বিবেচনা করেছে।
• এর মূল্য সম্ভবত একটি সংখ্যার চেয়ে ভবিষ্যতের তুলনার জন্য আরও নির্ভরযোগ্য মানদণ্ড দেওয়াতেই বেশি।

নতুন পরিমাপ যদি পরবর্তী পরীক্ষাগুলোকে আরও কাছাকাছি মিলিয়ে আনতে সাহায্য করে, তাহলে এটি পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে স্থায়ী পরীক্ষাগার-ভিত্তিক বিরোধগুলোর একটির শেষের শুরু হতে পারে। না হলে, big G-কে ঘিরে রহস্য আরও গভীর হবে। যেকোনো ফলাফলই হোক, এই ফলাফলের দিকে মনোযোগ দেওয়া উচিত।

এই নিবন্ধটি New Scientist-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধটি পড়ুন.