কোয়ান্টাম – ১
সলিড

পল ডিরাকের স্মৃতির উদ্দেশ্যে

২ ধরনের মৌলিক কণা আছেঃ ফারমিওন আর বোজোন। আমাদের পরিচিত মৌলিক কণাগুলোর বেশীরভাগই ফারমিওন। ইলেকট্রন, কোয়ার্ক এগুলো হোল ফারমিওন। প্রোটন, নিউট্রন এগুলো ৩টা করে কোয়ার্ক দিয়ে তৈরি।
বল বহনকারী অনেক কণা, আলোর ফোটন এইসব হচ্ছে বোজোন।
সব ফারমিওনেরই ভর থাকে, বোজোনের মধ্যে কারো কারো ভর থাকে, কারো কারো থাকে না।

চার ধরনের বল আছে, গ্র্যাভিটি, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক, স্ট্রং এবং উইক। দুনিয়ার সব বল এই ৪টা বলের সমষ্টি।

অনেকগুলো ফিল্ড আছে, বলের ফিল্ড, কণার ফিল্ড ইত্যাদি।

আর আছে হাজার হাজার নিয়ম কানুন।

তো শুরু করছি আজকের গল্প: সলিড।

১।
আপনি হাত দিয়ে একটা মারবেলকে টোকা দিলেন। মারবেলটা দূরে সরে গেলো। কিভাবে? মারবেল সলিড জিনিস তাই? চারটা বলের মধ্যে সলিড বল বলে কিছু আছে? মারবেলকে টোকা দিলে আসলে কি ঘটে?
খেয়াল করুন, ৪টা বলের মধ্যে সবচেয়ে দুর্বল হচ্ছে মহাকর্ষ বল। শীতকালে চিরুনি দিয়ে চুল আছড়ে সেটা দিয়ে কাগজকে আকর্ষণের চেষ্টা করেছেন কখনো? চিরুনি দিয়ে চুল আছড়ানোর পর চিরুনি ইলেক্ট্রস্ট্যাটিক চার্জ পাচ্ছে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্স কাগজের টুকরোকে তুলে ফেলছে।
সমস্ত পৃথিবী তার পুরো মহাকর্ষ বল দিয়ে যে কাগজের টুকরোকে টেনে নামানর চেষ্টা করেছে, সামান্য একটা চিরুনি তাকে হারিয়ে দিয়েছে। মহাকর্ষ এতোই দুর্বল বল।
আমাদের প্রাত্যহিক জীবনে ধাক্কা বা টানে সবচেয়ে বেশি যে বলটা কাজে লাগে তার নাম ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বল। আপনার হাতের ইলেকট্রন মারবেলের ইলেকট্রনের খুব কাছে আসতে পারবে না, কারন তখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকর্ষণ বল মারাত্মক হবে। একি কথা ২টা প্রোটন কাছাকাছি আসলে।
শুধু আপনার হাতের টোকা কেন, লার্জ হ্যাড্রন কলাইডার মারাত্মক শক্তি দিয়েও ২টা ইলেকট্রনকে নির্দিষ্ট লিমিটের বেশি কাছে আনতে পারে না।

২।
ঠিক আছে বুঝলাম, ২টা ইলেকট্রন খুব কাছে আসতে পারে না, একটা ইলেকট্রন আর প্রোটন তো কাছাকাছি আসতে পারবে নাকি?
অথবা ২টা নিউট্রন? আরও ভেঙ্গে বললে, ২টা কোয়ার্ক কি একি জায়গায় একি সময় থাকতে পারে?

খেয়াল করেন, পলির অপবর্জন নীতি অনুযায়ী, ২টা ফারমিওন একই জায়গায় একই সময় থাকতে পারে না। পরে একসময় আরও ডিটেইল বলব, আরও পড়াশুনা দরকার।

কিন্তু বারবার এই নিয়ম, ওই নিয়ম বলছি কেন? ইলেকট্রন কোয়ার্ক এগুলো তো সলিড বল নাকি? সলিড জিনিসের তো একটা নির্দিষ্ট সাইজ থাকে? ২টা সলিড জিনিস যে একই সময় একই জায়গায় থাকতে পারবে না, এইটাই তো স্বাভাবিক?

না। বোজন পলির অপবর্জন নীতি মানে না। অনেক বোজনের ভর থাকে। তার পরো তারা একি সময়, একি জায়গায় থাকতে পারে।

ওকে, কিন্তু ইলেকট্রনের তো একটা ব্যাসার্ধ আছে নাকি? শেপ আছে, সাইজ আছে?

না। কোয়ান্টাম থিওরির স্ট্যান্ডার্ড মডেল মৌলিক কণাকে পয়েন্ট পারটিকেল মনে করে। ইলেকট্রনের ব্যাসার্ধের অনেক রকম অর্থ হতে পারে, কিন্তু তার কোনটাই ইলেকট্রনের আসল ব্যাসার্ধ নয়। ২টা ইলেকট্রন একে অপরের কত কাছাকাছি আসতে পারে তার উপর একটা হিসাব করা হয়।

ইলেকট্রনের আসলে কি কোন সাইজ আছে? স্ট্রাকচার আছে? সত্যি কথা হোল, এখনো কেউ ঠিক জানে না। M থিওরি মতে ইলেকট্রন, কোয়ার্ক এগুলো আসলে অতি ক্ষুদ্র ভাইব্রেটিং স্ট্রিং। ১১টা ডাইমেনশনে কাঁপতে কাঁপতে এরা ভর, আধান এইসব নানান প্রপার্টি লাভ করে। এই থিওরির এখন পর্যন্ত কোন প্রমাণ নেই।

৩।
আজকের টপিক স্ট্রিং থিওরি নয়, পলির অপবর্জন নীতিও নয়। আজকের উদ্দেশ্য আমাদের চারপাশের জগত সম্পর্কে নিত্যদিনের ধারনাগুলো ভেঙ্গে দেওয়া।

ইলেকট্রন কোয়ার্ক এগুলো আর যাই হোক, আমাদের পরিচিত সলিড বল নয়। এদের নিয়ম কানুন আমাদের আশেপাশের জগতের মতো নয়। সামনে আমরা কোয়ান্টাম নিয়ে আস্তে আস্তে ডিপে ঢুকব। তখন দেখবো, একটা ইলেকট্রন একই সময় অনেক জায়গায় থাকতে পারে। গায়েব হয়ে যেতে পারে। শূন্য থেকে কণা – প্রতিকণার জন্ম হতে পারে। যখন কেউ দেখছে না তখন তারা অকল্পনীয় ঘটনা ঘটিয়ে বসতে পারে।

বরং চিন্তা করলে ভালো হয়, আমরা একটা আশ্চর্য সমুদ্রে বাস করি। এই সমুদ্রে বুদবুদের মতো এখানে সেখানে ঘুরে বেড়াচ্ছে কণা নামের কিছু অতিপ্রাকৃত জিনিস। অদ্ভুত এদের নিয়ম কানুন, আমাদের পরিচিত জগতের সাথে এদের কোন মিল নেই। এদের পরিচয়: জাস্ট নানা ধরনের সংখ্যা।

আরও ভালো হয় যদি ভাবতে পারেন, আপনি আমি, আমাদের কনশাসনেস, সব ওই সমুদ্রে ভাসমান কিছু বুদবুদের সমষ্টি।

৪।
কোয়ান্টাম থিওরির আশ্চর্য রহস্যময় জগতে আপনাকে স্বাগতম!