NASA টেলিস্কোপে ৯০ বছর পুরোনো কোয়ান্টাম তত্ত্বের সম্ভাব্য প্রমাণ মিলল

NASA-র IXPE কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের সবচেয়ে অদ্ভুত পূর্বাভাসগুলোর একটি ধরতে পারে

NASA বলছে, ম্যাগনেটার 1E 1547-5408-কেন্দ্রিক একটি সমন্বিত পর্যবেক্ষণ অভিযান ভ্যাকুয়াম দ্বিবিভঙ্গ (vacuum birefringence) এর জন্য এখন পর্যন্ত সবচেয়ে স্পষ্ট সংকেত দিয়েছে, যা প্রায় ৯০ বছর আগে কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স দ্বারা পূর্বাভাসিত একটি দীর্ঘ-অন্বিষ্ট প্রভাব। ৫ আগস্ট Nature-এ প্রকাশিত এই ফলাফল ঘটনাটির চূড়ান্ত রায় নয়, তবে এটি এমন একটি ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি যেখানে সরাসরি প্রমাণ পাওয়া সবসময়ই কঠিন ছিল।

এই দাবিটি গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ভ্যাকুয়াম দ্বিবিভঙ্গ একটি প্রতিকূল-ভাবনার ধারণা: চরম চৌম্বক ক্ষেত্রে, শূন্য স্থানকেও সত্যিকারের শূন্যের মতো আচরণ করা উচিত নয়। বরং কোয়ান্টাম তত্ত্ব বলছে, ভ্যাকুয়াম অপটিক্যালি সক্রিয় হয়ে ওঠে এবং এর মধ্য দিয়ে আলো কীভাবে চলবে তা বদলে দেয়। পদার্থবিদরা বহু দশক ধরে এটিকে কোয়ান্টাম কাঠামোর একটি বাস্তব পরিণতি হিসেবে ধরে আসছেন, কিন্তু এটি সরাসরি দেখা অত্যন্ত কঠিন ছিল, কারণ এই প্রভাব কেবল মহাবিশ্বের সবচেয়ে চরম পরিবেশে মাপা যায়।

ম্যাগনেটার ঠিক এমনই পরিবেশ দেয়। এগুলো নিউট্রন তারা, অর্থাৎ বিশাল তারার মৃত্যু-পরবর্তী অতি-ঘন অবশিষ্টাংশ, তবে এদের চৌম্বক ক্ষেত্র সাধারণ নিউট্রন তারার তুলনায় অনেক বেশি শক্তিশালী। NASA ম্যাগনেটারকে দৃশ্যমান মহাবিশ্বে পরিচিত যে কোনো বস্তুর মধ্যে সবচেয়ে শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রের অধিকারী বলে বর্ণনা করে। ফলে এগুলো পৃথিবীতে পুনর্নির্মাণ করা যায় না এমন পদার্থবিজ্ঞান পরীক্ষা করার স্বাভাবিক গবেষণাগার।

একটি বিরল লক্ষ্য, অস্বাভাবিকভাবে উপযোগী সংকেতসহ

এক্ষেত্রে লক্ষ্য 1E 1547-5408 বিশেষভাবে আকর্ষণীয় একটি ম্যাগনেটার, কারণ এটি উজ্জ্বল রেডিও শক্তি ও এক্স-রে আলো দুটোই নির্গত করে। এটি প্রায় প্রতি ২.১ সেকেন্ডে একবার ঘোরে, ফলে একটি পুনরাবৃত্ত পর্যবেক্ষণ জ্যামিতি তৈরি হয়, যা গবেষকদের দেখতে দেয় তারাার ঘূর্ণনের সঙ্গে এর বিকিরণের মেরুকরণ কীভাবে বদলায়। এই পরিবর্তনশীল মেরুকরণ সংকেতই নতুন ফলাফলের কেন্দ্রে রয়েছে।

NASA জানিয়েছে, ২০২৫ সালের মার্চ ও এপ্রিলের মধ্যে Imaging X-ray Polarimetry Explorer, বা IXPE, দিয়ে ১৪০ ঘণ্টারও বেশি পর্যবেক্ষণ সংগ্রহ করা হয়েছে। এই অভিযানে NASA-র NICER যন্ত্র এবং অস্ট্রেলিয়ায় CSIRO-র Parkes রেডিও টেলিস্কোপ Murriyang-ও অন্তর্ভুক্ত ছিল। সংস্থার মতে, এটি কোনো ম্যাগনেটারের প্রথম সমন্বিত রেডিও ও এক্স-রে মেরুকরণ পরিমাপ।

এই সমন্বয় গুরুত্বপূর্ণ, কারণ মেরুকরণ সেই ভৌত অবস্থার তথ্য দেয় যার মুখোমুখি আলো তারার তীব্র চৌম্বক পরিবেশ থেকে বেরিয়ে আসে। শুধু উৎস কতটা উজ্জ্বল তা মাপার বদলে, গবেষকরা জানতে পারেন আসা ফোটনগুলো কতটা সজ্জিত এবং তারার ঘূর্ণনের সঙ্গে সেই সজ্জা কীভাবে বদলায়। চরম বস্তুর ক্ষেত্রে, এই ধরণগুলো দেখাতে পারে আশপাশের পরিবেশ তত্ত্ব অনুযায়ী বিকিরণকে বদলে দিচ্ছে কি না।

NASA বলছে, 1E 1547-5408 থেকে দেখা মেরুকরণ অনুরূপ উৎসে আগের তুলনায় প্রায় তিন গুণ বেশি ছিল। আরও গুরুত্বপূর্ণ, সেই পরিবর্তনগুলো ম্যাগনেটারের ঘূর্ণনকাল জুড়ে মসৃণ ও সামঞ্জস্যপূর্ণ ছিল। একসঙ্গে এগুলো এমন একটি সংকেত তৈরি করেছে যাকে সংস্থা এখন পর্যন্ত ভ্যাকুয়াম দ্বিবিভঙ্গের সবচেয়ে নির্ভুল ইঙ্গিত বলে বর্ণনা করেছে।

এটি শুধু জ্যোতির্বিদ্যার মাইলফলকের চেয়ে বেশি কেন

ফলাফলটি জ্যোতিঃপদার্থবিদ্যা ও মৌলিক তত্ত্বের সংযোগস্থলে অবস্থান করছে। IXPE এক্স-রে মেরুকরণ মাপার জন্য তৈরি, যা ব্ল্যাক হোল, পালসার ও ম্যাগনেটারের মতো উচ্চ-শক্তির বস্তুকে দেখার নতুন জানালা খুলে দেয়। এখানে সেই ক্ষমতা শুধু দূরবর্তী একটি তারা বর্ণনা করার জন্য নয়, বরং চরম চাপের মধ্যে কোয়ান্টাম ক্ষেত্রগুলো কীভাবে আচরণ করে তা অনুসন্ধানের জন্য ব্যবহার করা হচ্ছে।

ভ্যাকুয়াম দ্বিবিভঙ্গ কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স থেকে আসে, যা আলো ও আধানযুক্ত কণার পারস্পরিক ক্রিয়া বর্ণনা করে। দৈনন্দিন অবস্থায় এই প্রভাব প্রায় নেই বললেই চলে। কিন্তু একটি ম্যাগনেটারের কাছে, যেখানে চৌম্বক ক্ষেত্র পরীক্ষাগারে মানুষের তৈরি করা যেকোনো কিছুর চেয়ে বহু গুণ শক্তিশালী, তত্ত্ব বলে ভ্যাকুয়ামকে মেরুকরণের জন্য প্রায় একটি প্রিজমের মতো কাজ করা উচিত, যা ভিন্ন ভিন্ন আলোকমুখের চলার ধরন বদলে দেয়।

যদি এই ব্যাখ্যা সঠিক হয়, তাহলে এর মানে এই নয় যে মহাকাশ কোনো অজানা পদার্থে ভরা, বরং চরম ক্ষেত্রের সংস্পর্শে এলে কোয়ান্টাম ভ্যাকুয়ামেরই মাপযোগ্য গঠন থাকে। এটি হবে ২০শ শতকের শুরুতে কাগজে তৈরি করা ধারণাগুলো প্রকৃতিতে বাস্তব আচরণ ব্যাখ্যা করে তার শক্তিশালী নিশ্চিতকরণ।

এটি মহাকাশ পর্যবেক্ষণ কেন্দ্রগুলোর মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের সরঞ্জাম হিসেবে ভূমিকার কথাও মনে করিয়ে দেয়। কণা ত্বরণযন্ত্র ও পরীক্ষাগার পরীক্ষার গুরুত্ব এখনো আছে, কিন্তু প্রকৃতির কিছু অবস্থা কেবল মহাবিশ্বেই পাওয়া যায়। শহর-আকারের এবং নক্ষত্র-আকারের ভরযুক্ত ম্যাগনেটার সেইসব জায়গার একটি, যেখানে ওইসব অবস্থা সরাসরি অধ্যয়ন করা যায়।

বিজ্ঞানীরা এখনও কী জানেন না

NASA-র ভাষ্যেও ফলাফলটি চূড়ান্ত নয়, বরং সতর্ক। সংস্থাটি বলছে IXPE “হয়তো প্রমাণ করেছে” তত্ত্বটি, এবং সংকেতটিকে এখন পর্যন্ত সবচেয়ে শক্তিশালী বলে বর্ণনা করেছে, কিন্তু শেষ কথা নয়। এই সতর্কতা যথার্থ। প্রথম-ধরনের একটি মাপ, বিশেষ করে একটি অত্যন্ত অস্বাভাবিক বস্তুর ক্ষেত্রে, বিকল্প ব্যাখ্যা, মডেল-ধারণা এবং ভবিষ্যৎ পর্যবেক্ষণের বিরুদ্ধে এখনও পরীক্ষা করা দরকার।

গবেষকেরা এখনও বোঝার চেষ্টা করছেন কেন এই ম্যাগনেটার রেডিও ও এক্স-রে দুই ব্যান্ডেই এত শক্তিশালী ও স্থায়ী বিকিরণকারী। NASA উল্লেখ করে, উৎসটি অস্বাভাবিক, এবং বিজ্ঞানীরা কেন তা বোঝার চেষ্টা করছেন। এর মানে, যে বস্তু পর্যবেক্ষণকে সম্ভব করছে, সেটিই জটিলতাও যোগ করছে: বিকিরণ অঞ্চলের জ্যামিতি, চৌম্বক ক্ষেত্রের গঠন, এবং প্রধান এক্স-রে হট স্পটের অবস্থান, সবই মেরুকরণ সংকেত কীভাবে ব্যাখ্যা করা হবে তা প্রভাবিত করে।

তবুও, এখানে ব্যবহারিক বৈজ্ঞানিক মানদণ্ড নিখুঁততা নয়, অগ্রগতি। দীর্ঘমেয়াদি পর্যবেক্ষণ, একাধিক যন্ত্র, এবং বিভিন্ন তরঙ্গব্যান্ড জুড়ে মেরুকরণ পরিমাপ একত্র করে দলটি তাত্ত্বিক পূর্বাভাস ও পরীক্ষাযোগ্য পর্যবেক্ষণগত সংকেতের মধ্যকার ফাঁক কমিয়েছে। বহু বিখ্যাত ধারণা যাচাই করা কঠিন এমন এক ক্ষেত্রে এটি বাস্তব অগ্রগতি।

এ ফলাফল এখন কেন আলাদা করে চোখে পড়ছে

ঘোষণাটি এমন এক সময়ে এসেছে যখন মহাকাশভিত্তিক পর্যবেক্ষণযন্ত্রগুলোকে শুধু তাদের পাঠানো ছবি বা তৈরি করা ক্যাটালগের জন্য নয়, বরং তারা কোন মৌলিক প্রশ্নের উত্তর দিতে পারে সেজন্যও বিচার করা হচ্ছে। বিস্তৃত জরিপ টেলিস্কোপের তুলনায় IXPE তুলনামূলকভাবে বিশেষায়িত মিশন, কিন্তু এই ফলাফল নির্দিষ্ট ধরনের পদার্থবিজ্ঞানের জন্য তৈরি সূক্ষ্ম যন্ত্রের মূল্য দেখায়।

NASA-র জন্য এটিও মনে করিয়ে দেয় যে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কিছু আবিষ্কার নতুন বস্তু খুঁজে পাওয়া থেকে নয়, বরং পরিচিত বস্তুকে নতুনভাবে মাপা থেকে আসে। ম্যাগনেটার বহু বছর ধরে অধ্যয়ন করা হচ্ছে। এখানে বদলেছে মেরুকরণ ডেটার মান ও সমন্বয়, যা প্রমাণকে আরও বিশ্বাসযোগ্য স্তরে ঠেলে দিয়েছে বলে মনে হচ্ছে।

ভবিষ্যৎ পর্যবেক্ষণ শেষ পর্যন্ত সিদ্ধান্তকে শক্ত করে বা সংশোধন করে যাই করুক, এই অভিযানটির তাৎপর্য এখনই স্পষ্ট। বিজ্ঞানীদের কাছে এখন কোয়ান্টাম তত্ত্বের সবচেয়ে অদ্ভুত পূর্বাভাসগুলোর একটির ওপর আরও শক্তিশালী পর্যবেক্ষণগত দখল রয়েছে, যা এমন এক মৃত তারা থেকে পাওয়া, যার চৌম্বক ক্ষেত্র এতটাই চরম যে খালি স্থানও সাময়িকভাবে খালি থাকার আচরণ বন্ধ করতে পারে।

মূল বিষয়

• NASA-র IXPE ২০২৫ সালে ১৪০ ঘণ্টারও বেশি সময় ধরে ম্যাগনেটার 1E 1547-5408 পর্যবেক্ষণ করেছে।
• এই অভিযানে এক্স-রে ও রেডিও মেরুকরণ পরিমাপ যুক্ত ছিল, যা একটি ম্যাগনেটারের ক্ষেত্রে প্রথম।
• NASA বলছে, তথ্য ভ্যাকুয়াম দ্বিবিভঙ্গের জন্য এখন পর্যন্ত সবচেয়ে শক্তিশালী সংকেত দেয়, যা কোয়ান্টাম ইলেক্ট্রোডায়নামিক্সের পূর্বাভাস।
• ফলাফলটি গুরুত্বপূর্ণ, তবে এখনও সতর্কভাবে দীর্ঘদিনের তত্ত্ব নিশ্চিত করতে পারে এমন প্রমাণ হিসেবে উপস্থাপিত।

এই নিবন্ধটি science.nasa.gov-এর প্রতিবেদনের ভিত্তিতে লেখা। মূল নিবন্ধ পড়ুন.