কোয়ান্টাম মেকানিক্সের কাজ কারবার হচ্ছে বস্তুকণার ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র জগৎ নিয়ে। গত শতাব্দীতে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের নানা পরীক্ষা-নিরীক্ষার উপর ভিত্তি করে বিজ্ঞানীরা বস্তুকণার একটি স্ট্যান্ডার্ড মডেল দিয়েছেন। এই মডেল দিয়ে যাবতীয় বস্তুকণার গঠন-প্রকৃতি এবং প্রকৃতিতে বিদ্যমান চারটি বলের তিনটিকেই ব্যাখ্যা করা যায়। কিন্তু মুশকিল হলো, কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উপর ভিত্তি করে চতুর্থ প্রাকৃতিক বলটির কোন গ্রহণযোগ্য ব্যাখ্যা দেওয়া যায় না। এই চতুর্থ বলটির সাথে আমরা সবাই পরিচিত। এটি হচ্ছে মহাকর্ষ বল। এই বলের প্রভাবেই দু'টো বস্তু পরস্পরকে আকর্ষণ করে। এর প্রভাবেই আমরা আমাদের শরীরের ওজন অনুভব করি। এই বলের কারণেই পৃথিবী সূর্যকে কেন্দ্র করে প্রদক্ষিণ করে। মহাবিশ্বের সকল গ্রহ নক্ষত্রের মাঝেই মহাকর্ষ বলের প্রভাব লক্ষ্য করা যায়। এটি একটি আকর্ষণধর্মী বল। আমরা জানি, ব্ল্যাকহোলের মহাকর্ষের প্রবল আকর্ষণে আলোকরশ্মিও বাঁধা পড়ে যায়। এক কথায় বলা যায়, মহাবিশ্বে মহাকর্ষ বলের প্রভাব সর্বব্যাপী। কোয়ান্টাম মেকানিক্স দিয়ে মহাকর্ষের কোন যুক্তিসঙ্গত ব্যাখ্যা দেওয়া যায় না।
মহাকর্ষ বলের ব্যাখ্যা দেওয়ার জন্য আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের সাহায্য নিতে হয়। আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বে মহাকর্ষ বল হলো স্থান-কালেরই একটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য। যদিও আপাত দৃষ্টিতে স্থান এবং কালকে আলাদা বলে মনে হয়, কিন্তু প্রকৃতপক্ষে স্থান-কালের যৌথ বুননেই মহাবিশ্বের অবকাঠামো গঠিত হয়েছে। কোন বস্তুর উপস্থিতিতে স্থান-কাল ঐ বস্তুটির দিকে বাঁকা হয়ে যায়। আইনস্টাইনের মতে, এই বক্রতাটি হলো মহাকর্ষ বলের উৎস। উদাহরণস্বরূপ বলা যায়, সূর্যের ভরের জন্য এর চারপাশে স্থান-কালের চাদরের যে বক্রতা সৃষ্টি হয়েছে সেটাকেই অনুসরণ করে পৃথিবীর সহ অন্যান্য গ্রহ সূর্যের চারপাশে ঘুরছে। এটি সম্পূর্ণ একটি জ্যামিতিক ব্যাপার। গত একশ বছরে নানা পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে আইনস্টাইনের মহাকর্ষ তত্ত্ব নির্ভুল বলে প্রমাণিত হয়েছে।
মোদ্দা কথা হলো, কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং সাধারণ আপেক্ষিকতা দুটোই স্ব-স্ব ক্ষেত্রে খুবই সফল তত্ত্ব হলেও, তাদের মধ্যে সামঞ্জস্যের অভাব রয়েছে। কিন্তু বিজ্ঞানীরা মনে করেন, মহাবিশ্বের অতি ক্ষুদ্র এবং অতি বিশাল এই দুই জগত দুইটি ভিন্ন নিয়মে চলতে পারে না। তারা মনে করেন, এই দুইয়ের মাঝে নিশ্চয়ই কোনো যোগসূত্র আছে। সেটা খুঁজে বের করাটা বর্তমান যুগের পদার্থবিজ্ঞানীদের একটি প্রধান আরাধ্য বিষয়। এ নিয়ে পদার্থবিজ্ঞানীরা নিরলস ভাবে কাজ করে যাচ্ছেন।
বর্তমান যুগে এই বিষয়ে গবেষণার দুটো প্রধান ধারা রয়েছে। এর একটি হলো, স্ট্রিং থিওরি এবং অন্যটি হলো, লুপ কোয়ান্টাম গ্র্যাভিটি। মহাকর্ষের ব্যাখ্যা দেওয়ার জন্য স্ট্রিং থিওরিতে গ্র্যাভিটন নামে একটি ভরহীন কোয়ান্টাম কণার অস্তিত্বের কথা বলা হয়েছে। অন্যদিকে, লুপ কোয়ান্টাম গ্র্যাভিটি তত্ত্বে মহাকর্ষকে একটি কোয়ান্টাম ক্ষেত্র হিসেবে বিবেচনা করা হয়েছে। এই কোয়ান্টাম ক্ষেত্রে স্থান এবং কালের ক্ষুদ্রতম একক রয়েছে। কিন্তু পরীক্ষা এবং পর্যবেক্ষণের সীমাবদ্ধতার কারণে স্ট্রিং থিওরি অথবা লুপ কোয়ান্টাম গ্র্যাভিটি তত্ত্বকে প্রমাণ করা বর্তমান প্রযুক্তিতে সম্ভব নয়। এই দুটি তত্ত্বই গাণিতিক সমীকরণের মধ্যেই এখনো সীমাবদ্ধ রয়েছে। কিন্তু তা সত্ত্বেও বিজ্ঞানীরা বসে নেই, তাঁরা মহাকর্ষ ও কোয়ান্টাম তত্ত্বকে বিভিন্নভাবে সমন্বয় করার চেষ্টা চালিয়ে যাচ্ছেন।
অতি সম্প্রতি, ইউনিভার্সিটি কলেজ অফ লন্ডনের প্রফেসর জোনাথন অপেনহেইম কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্বকে সমন্বয় করার ক্ষেত্রে একটি বিকল্প পথের সন্ধান দিয়েছেন। তার মতে, মহাকর্ষের কোয়ান্টাম ব্যাখ্যা না খুঁজে, প্রচলিত কোয়ান্টাম তত্ত্বের সংশোধন করে স্থান-কালের মৌলিক বৈশিষ্ট্যটি ব্যাখ্যা করা দরকার। তিনি এই নুতন তত্ত্বের নাম দিয়েছেন, "পোস্ট কোয়ান্টাম থিওরি অফ ক্লাসিক্যাল গ্র্যাভিটি'। এই বিষয়ে ফিজিক্যাল রিভিউ এক্স জার্নালে তিনি একটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছেন। তার মতে, চিরায়ত স্থান-কাল নিরবচ্ছিন্ন। তবে বস্তুর কোয়ান্টাম কণার সাথে মিথস্ক্রিয়ার ফলে স্থান-কাল অন্তর্নিহিতভাবে অস্থির হয়ে উঠে। প্রফেসর অপেনহেইম এই হাইব্রিড তত্ত্বটিতে চিরায়ত স্থান-কাল এবং কোয়ান্টাম সিস্টেমের মধ্যে একটি সমন্বয় সাধন করার চেষ্টা করেছেন।
প্রায় একই সাথে, নেচার কমিউনিকেশন জার্নালে প্রফেসর অপেনহেইমের একজন প্রাক্তন পিএইচডি ছাত্র আরেকটি গবেষণাপত্র প্রকাশ করেছেন। এই গবেষণাপত্রে নতুন এই তত্ত্বকে পরীক্ষা করার একটি পদ্ধতি বর্ণনা করা হয়েছে। ফ্রান্সের ইন্টারন্যাশনাল ব্যুরো অফ ওয়েটস এন্ড মেজারমেন্টসে ১ কেজি ভরের একটি ধাতব সিলিন্ডার রয়েছে। এই সিলিন্ডারটিকে খুব নিয়মিতভাবেই নিখুঁতভাবে পরিমাপ করা হয়। যদি সময়ের সাথে সাথে এই পরিমাপের তারতম্য এই নতুন তত্ত্বে বর্ণিত অস্থিরতার চেয়ে কম হয়, তাহলে বুঝতে হবে এই নতুন তত্ত্বটি গ্রহণযোগ্য নয়। কিন্তু এই তত্ত্বটি প্রমাণ করতে হলে কমপক্ষে কুড়ি বছর ধরে পরীক্ষা চালাতে হবে, তারপর জানা যাবে এটি গ্রহণযোগ্য কিনা। স্ট্রিং থিওরি এবং লুপ কোয়ান্টাম গ্র্যাভিটি তত্ত্বের প্রবক্তাদের মতে এই নতুন তত্ত্বটি সঠিক বলে প্রমাণিত হবার সম্ভাবনা মাত্র পাঁচ হাজার ভাগের একভাগ। তবে প্রফেসর অপেনহেইম তার প্রবর্তিত তত্ত্বটিকে নিয়ে যথেষ্ট আশাবাদী। মহাকর্ষের কোয়ান্টাম চরিত্র আদৌ আছে কি নাই, সেটা ভবিষ্যতেই একসময় জানা যাবে।
Comments