বিজ্ঞান পোস্ট খুব কম আসছে। তাই বেশ আগে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের উপর একটা লেখা আপনাদের সাথে শেয়ার করলাম।

আইনস্টাইন মনে করতেন,বিজ্ঞান কোন Paradox এর কারখানা না। কিন্তু এতে আছে একবিশাল Paradox এর কারখানা। সেটা হল বিড়ালের কারখানা। আর কারখানাটা বিজ্ঞানী আরউইন শ্রোডিঞ্জার বা এরভিন শ্রোডিঙার এর তৈরি। তিনি কোয়ান্টাম থিওরির একজন জনক।তরঙ্গ সমীকরণের(Wave function ) আবিষ্কারক। কোয়ান্টাম মানেই প্যারাডক্স এ যেন পদার্থবিদ্যার জন্য এক পেনডোরার বাক্স
(পেনডোরার বাক্সের ঘটনাটা তো জানেন।এটা একটা গ্রীক মিথ ।গ্রীক পুরাণ অনুযায়ী, পেনডোরা পৃথিবীর প্রথম মানবী। “পেনডোরা ” মানে “যাকে সকল উপহার দেওয়া হয়েছে”।প্রমিথিউস যখন তার তৈরি মানবদের সাহায্য করার জন্য স্বর্গ থেকে আগুন চুরি করে নিয়ে যায়,তখন জিউস প্রমিথিউস আর তার ভাই এপমেথিয়াস কে শাস্তি দিতে মানবী তৈরির নির্দেশ দেন।জিউসের নির্দেশে তার পুত্র আর দেবতাদের কামার হেফাস্টাস(Hephaestus )জল এবং মাটি দিয়ে পেনডোরাকে তৈরি করেন। দেবতারা তাকে অনেক উপহার দেয়। এই যেমন, Athena দেয় কাপড়, Aphrodite সৌন্দর্য, Hermes কণ্ঠ। যাই হোক,কথিত আছে পেনডোরাকে দেবতারা যা দিয়েছিলেন, তার ভিতরে কৌতূহলী স্বভাবটিই ছিলো মানবজাতির জন্য দুশ্চিন্তার কারণ। জিউস পেনডোরাকে সমস্ত মানবীয় গুণাবলী ছাড়াও আরেকটি জিনিস দিলেন, সেটি হচ্ছে একটি মুখবন্ধ জার , (ষোড়শ শতকে সাহিত্যিকদের লেখায় কীভাবে যেনো জার হয়ে গেলো বাক্স! সেই থেকে বলা হতে লাগলো ‘পেনডোরার বাক্স’, অথচ হেসিয়ড লিখেছিলেন ‘পেনডোরার পিথস বা জার’!) যার ভিতরে ছিলো দুর্বহ পরিশ্রম ও জরা-ব্যাধিসমূহ যা মানুষের মৃত্যু ডেকে আনে, ছিলো রোগ, অন্যান্য অসংখ্য যন্ত্রনা, ক্লিষ্টসমূহ, লোভ লালসা, হিংসা-বিদ্বেষ, প্লেগ, দুর্ভিক্ষ আর ছিলো আশা! কেউ কেউ বলেন দেবী এথেনা বিদায় মূহূর্তে পেনডোরাকে নিষেধ করেছিলেন, সে যেনো জারের বন্ধ মুখ কখনো না খুলে।

কৌতূহলের কারণে পেনডোরা সেই বাক্স খুলে ফেলল আর বাক্স থেকে বের হলো দুঃখ, কষ্ট, জরা, দুর্ভিক্ষসহ ভয়ঙ্কর সব জিনিস। সেই থেকেই নাকি এসব পৃথিবীতে আছে।

ধান ভানতে অনেক শিবের গীত গাইলাম,এবার আসল বকবকানিতে ফিরে আসা যাক )।

এই ধাপে এসে মানে কোয়ান্টাম মেকানিক্সে এসে বিজ্ঞান আর বলতে পারে না, “২+২=৪ হবেই”, তাকে বলতে হয়, “৪ হতে পারে আবার নাও পারে”। এটা হল সম্ভাব্যতার উর্বর ক্ষেত্র।

শ্রোডিঞ্জার একবার নিলস বোর কে বললেন, তরঙ্গসমীকরণ পদার্থবিদ্যায় সম্ভাবনা ঢুকিয়েছে। এটা ঠিক না। পদার্থবিদ্যা কেন সম্ভাবনার আওতায় কাজ করবে? আমি চেষ্টা করছি কোয়ান্টাম থিওরি ভুল প্রমান করব।
বোর বিরক্ত হয়ে বললেন, আপনি নিজেই কোয়ান্টাম থিওরির জনকদের একজন। আপনি নিজের থিওরি ভুল প্রমান করবেন?
-হ্যাঁ।
-কিভাবে?
-একটা চিন্তা পরীক্ষা দিয়ে।

শ্রোডিঞ্জার তখন বিড়াল নিয়ে বিরল এক চিন্তা পরীক্ষা ব্যাখ্যা করলেন। জন্ম নিল এক বিড়াল কারখানা। তাঁর কারখানা সম্পর্কে বলি, ধরা যাক, একটা বাক্সে একটা বিড়ালকে বন্ধ করে রাখা আছে। বিড়ালটার পাশে এক বোতল(মানে আমি না কিন্তু।বেশিরভাগ কাছের মানুষ আমাকে বোতলবলে তো। ) বিষাক্ত গ্যাস। বোতলটার উপর একটা হাতুড়ি রাখা। হাতুড়িটা আবার এক গাইগার কাউন্টারের(তেজস্ক্রিয়তা মাপার যন্ত্র) সাথে যুক্ত। গাইগার কাউন্টারটার পাশে এক টুকরো ইউরেনিয়াম (তেজস্ক্রিয় পদার্থ ) রাখা।

এখন ইউরেনিয়ামের তেজস্ক্রিয় ভাঙ্গন একটি কোয়ান্টাম পর্যায়। আর সেটা কখন হবে তা আগেভাগে বলা যাচ্ছে না।

ধরে নিই, ৫০% সম্ভাবনা আছে ইউরেনিয়াম এক সেকেন্ড পর পর ভেঙ্গে যাবে। আর যেই মুহূর্তে ভাঙবে সেই মুহূর্তে গাইগার কাউন্টার সেটিকে সনাক্ত করার জন্য চালু হবে। গাইগার চালু হওয়ার কারনে হাতুড়িটি বিষাক্ত বোতলে আছড়ে পড়বে। তারপর বিষক্রিয়ায় বিড়ালটি মারা যাবে। তবে বাক্স না খুলে দেখা পর্যন্ত বোঝা যাবে না বিড়ালটি মৃত না জীবিত।তার মানে বাক্স খোলার আগ পর্যন্ত বিড়ালটি থাকবে একই সাথে জীবিত অথবা মৃত।

বিড়ালটির অবস্থা বর্ণনা করার জন্য জীবিত অবস্থার wave funtion আর মৃত অবস্থার wave function লাগবে। তবে যখন পরীক্ষা করার জন্য বাক্সটি খোলা হবে তখন এই wave function collapse করবে।আর তারপর আমরা জানবো, বিড়ালটি জীবিত না মৃত। যা না দেখার আগে কোনটাই নিশ্চিতভাবে বলা যাবে না।

বিষয়টা আরেকটা উদাহরণের মাধ্যমে বোঝার চেষ্টা করা যাক,জেরির জ্বালায় টম অস্থির। সে জেরিকে ধরার জন্য ফাঁদ পাতলো। ফাঁদে রাখল সুস্বাদু পনির। জেরি যেই পনির খেতে যাবে অমনি সে ফাঁদে আটকা পড়বে। ফাঁদ পেতে জেরির জন্য অপেক্ষা করতে করতে ঘুমকাতুরে টম ঘুমিয়ে পড়ল। টমকে ঘুমিয়ে পড়তে দেখে জেরি চুপি চুপি ফাঁদের কাছে এল। এখন জেরি ফাঁদে পড়ল কি পড়ল না তা যতক্ষন না পর্যন্ত টম ঘুম থেকে উঠে দেখে ততক্ষন পর্যন্ত জানা যাবে না। তার মানে টম যখন ঘুমিয়ে তখন জেরি একই সাথে হয় ফাঁদে আটকা, নয়তো নয়। দুটোর যেকোন একটা সঠিক।টম ঘুম থেকে উঠার পর সে জানতে পারবে,জেরি আটকা পরেছে নাকি পালিয়েছে।ঘুম থেকে না উঠে না দেখা পর্যন্ত কোনটাই ভুল বা সঠিক নয়।


শ্রোডিঙ্গারের নিজের কাছেই বিষয়টা অনেক হাস্যকর মনে হত।তিনি বলতেন,আমরা যখনই দেখব তখনই ভাগ্য নির্ধারিত হবে। তার আগে না। এটা কেমন কথা?

এই বিড়াল সমস্যা নিয়ে আইনস্টাইনের মাথাব্যথার শেষ ছিল না। সেই সময় তার বাসায় কেউ বেড়াতে এলে বলতেন,আকাশে যে চাঁদ উঠেছে তার দিকে তাকাও। এখন তুমি বল, আকাশে তাকিয়েছ বলেই তো চাঁদটা আকাশে আছে। তুমি না তাকালে নেই। এটা কোন কথা হল?


মাইরালা,কেউ আমারে গুরা পাউডার দিয়া পিডায়া মাইরা ফেলা।(একথাটা অবশ্য আইনস্টাইন বলেন নাই।আমি হলে বলতাম। )

শ্রোডিঞ্জার সাহেবের বিলাই কাহিনির মূল বক্তব্য ছিল, যেহেতু পর্যবেক্ষণ করা মাত্রই ফোটনটি ধ্বংস হয়ে যাবে তাই একটি ফোটনকে আলাদাভাবে আটকে রেখে পর্যবেক্ষণ করা যাবে না। তার মানে কোয়ান্টাম মেকানিক্স ভুল!

এ তো গেল সমস্যা, এখন আসবে এর সমাধান।

বিলাই সমস্যা সমাধানে প্রথমে সাহস দেখালেন নোবেলজয়ী বিজ্ঞানী Wigner তিনি বললেন, “Consciousness determines existance.” “মানে চেতনাই বস্তুর অবস্থানের নিয়ন্তা।” চেতনাই বাস্তব। কার চেতনা? যে দেখছে তার। মানে Observer-এর।
এই সমাধানে আরেক সমস্যা। ধরি, আমি অবজারভার। আমি বিড়ালটিকে দেখছি। আমি দেখার ফলে বিড়ালটির ভাগ্য নির্ধারিত হয়েছে। এখন কথা হচ্ছে, আমার অবস্থাটা কি? এখন আমার অবস্থাটা জানতে হলে আমাকে অন্য কাউকে দেখতে হবে মানে Observe করতে হবে। যাতে আমার wave function collapse করবে।সেইজনকে মজা করে বলা হয়, Wigner’s girlfriend ।এখন উইগনার সাহেবের বান্ধবীর wave function collapse করার জন্য আরও একজন লাগবে। সেইজনের জন্য আরও একজন।এ রকম চলতেই থাকবে।তাহলে থামবো কোথায়? কোথায় আবার, cosmic observer-এ এসে। খাইছে, কোয়ান্টাম থিউরি তো আমাদের সেই মহান অবজারভারকেই(সৃষ্টিকর্তাকে) নির্দেশ করছে। এটা পদার্থবিদদের কাছে বেশ অস্বস্তিকর বিষয়।

যাই হোক, ১ম সমাধান নতুন সমসসার সূত্রপাত করে বলে, এটি কি এখানেই খতম হয়ে যাবে? না।

কেন না, তা জানার আগে তার আগে ২য় সমাধানে আসা যাক।

১৯৭০ সালে জার্মান পদার্থবিদ ডিটিয়ার বেন( Dieter Zeh ) Decoherence থিউরি নিয়ে বিড়াল সমসসার সমাধান করতে এলেন। তার সমাধান শুনে কিছু পদার্থবিদ বললেন, এর সমাধানটা মন্দ না। কিন্তু এই সমাধানের ফলে হওয়া সমস্যাটাও মন্দ না।

ডিটিয়ার বললেন, বাস্তব পৃথিবীতে বিড়ালকে প্রকৃতি থেকে কখনই আলাদা করা যাবে না। বিড়াল তার বাক্সের বাতাসের অনুর সংস্পর্শে আসছে,কসমিক রশ্মির সংস্পর্শে আসছে।এই সংস্পর্শ বিড়ালের wave function কে প্রভাবিত করতে বাধ্য। Wave function এর আবার একটা সমস্যা আছে। তাকে যদি কেউ সামান্যতমও বিরক্ত করে তাহলে সে দুই ভাগে বিভক্ত হয়ে যায়। এখানে বিড়ালের ক্ষেত্রে সেটি জীবিত আর মৃত বিড়ালের wave function এ বিভক্ত হয়ে যাবে। এই দুই সমীকরণ আবার আলাদা আলাদা থাকবে। কারো সাথেই কারো সম্পর্ক থাকবে না। সুতরাং বাক্স খোলার আগেই বিড়ালটি হয় মৃত অথবা জীবিত থাকবে।

এই থিউরির বিশেষত্ব হল, এখানে কোন Observer বা পর্যবেক্ষকের প্রয়োজন নেই। তার Decoherence থিউরি observer এর সমস্যাটা মেটালেও আরও বড় সমস্যা তৈরি করে রাখল।


এখন আমরা ৩য় সমাধানের দিকে এগুই।এগুনোর আগেই যারা ক্লান্ত হয়ে গেছেন পড়তে পড়তে তাদের একটা কৌতুক শোনাই। মন চাঙ্গা করার জন্য।

এক ছেলে স্ট্যাটাস দিল,আমার বেঁচে থাকার আর কোন সাধ নেই। আমি নিজেকে শেষ করে দেব । চলে যাব,না ফেরার দেশে ।

একজন কমেন্ট করল,আসলে আপনার কোন ভালো বন্ধু নেই তো,যে আপনাকে এই দুঃসময়ে আপনার পাশে থাকবে । আপনাকে মানসিকভাবে সাপোর্ট দেবে । আমি আপনারএকজন ভালো বন্ধু হতে পারি । যে সবসময় আপনার পাশে থাকবে,আপনাকে মানসিকভাবে সাপোর্ট দেবে । তাই,
-
-
-
-
-
-
-
-
-Add me,Plz,add me.

১৯৫৭ সালের দিকে Huge Everett তাঁর Ph.D থিসিসে বললেন, শ্রোডিঞ্জারের বিড়াল একই সাথে জীবিত এবং মৃত। কারন সেসময় জগত দুইভাগে বিভক্ত হয়ে গিয়েছে। দুই ভাগই সত্য । এক জগতে বিড়ালটি জীবিত অন্য জগতে মৃত। আবার জগত দুটি একই সময়ে একই জায়গায় আছে। তারপরও তারা আলাদা। এই হাইপোথিসিসের নাম “বহুজগত থিউরি ”।

এই থিওরির সবচেয়ে বড় সুবিধা হচ্ছে, এতে Wave funtion collapse করতে হচ্ছে না। কে collapse করবে সেটা নিয়েও চিন্তার কিছু নেই। কিন্তু...কিন্তু সবচেয়ে বড় অসুবিধা হচ্ছে,আমাদের অস্বস্তিকর জীবনযাপন। অস্বস্তির কারণ হচ্ছে, আমাদের এই থিউরি মেনে নিলে মেনে নিতে হবে যে, প্রতি পলে পলে নতুন নতুন জগত তৈরি হচ্ছে।

একজগতে আপনি আমার এই লেখাটি পড়ছেন, অন্য জগতে হয়তো ফেসবুকে বসে চ্যাট করছেন। আবার প্রতিতা জগতেই সে তার নিজের জগতকে সত্যি ভাবছে,আর অন্য জগতগুলোকে মিথ্যা। এই ধারনার উপর হুমায়ুন স্যার মিসির আলি বিষয়ক বই, “পুফি”। একমাত্র এই বইতেই মিসির আলি ব্যর্থ হন প্রকৃত রহস্য অনুসন্ধানে। যারা পড়েন নাই, পড়ে নিয়েন।
রকমারি বা পিডিএফ

অবশেষে শেষ সমাধানে আমরা পৌঁছে গেলাম। দেখি এই সমাধান কোন সমাধান করতে পারে কিনা...

২০১২ সালে পদার্থবিদ্যায় নোবেল দেওয়া হয়, সারজে হারোশে(Serge Haroche ) এবং ডেভিডওয়াইনল্যান্ড( David J.Wainland )। তাদের দেওয়া হয়েছিল, স্বতন্ত্র কোয়ান্টাম সিস্টেমের পরিমাপ ও দক্ষতা সহকারে ব্যবহারের যুগান্তকারী পরীক্ষামূলক পদ্ধতির জন্য ("for ground-breaking experimental methods that enable measuring and manipulation of individual quantum systems")।

বিজ্ঞানীরা এতকাল কেবল ফোটনকে গুনতে পারত কিন্তু একক কোন ফোটনকে পর্যবেক্ষণ করতে পারতেন না। কেননা, শুন্যস্থানে ফোটন আলোর বেগে চলে (৩×১০^৮মি/সে.)।ফোটনকে বাধা দিলে এটি শোষিত হয়, আটকে রাখার চেষ্টা করলে চোখের পলকেই বিলীন হয়ে যায়। এদের আটকে রাখা সম্ভব কেবল আয়নায় প্রতিফলনের মাধ্যমে। মানে এরা বারবার দুটি আয়নায় প্রতিফলিত হয়ে হয়ে নির্দিষ্ট সময় আয়না দুটির মাঝে অবস্থান করে। সাধারন আয়নার প্রতিফলন ক্ষমতা মাত্র ৪০%, এসব দিয়ে ফোটন আটকানো হাত দিয়ে রয়েল বেজ্ঞল আটকানোর সমতুল্য। তাই তাকে পর্যবেক্ষণ করা যেন এক অসাধ্য ব্যাপার। কিন্তু সেই অসাধ্যই সাধ্য করেন হেরোশি। তিনি দুটি অতি উচ্চ প্রতিফলনশীল আয়নার (যা ৯৯% প্রতিফলন করতে পারে) মাঝে ফোটন রেখে পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হন।

অপরদিকে ওয়াইনল্যান্ড আয়নকে পর্যবেক্ষণ করেন। আয়নকে বাহিরের পরিবেশ তথা বায়ু, তাপ এবং বিকিরন থেকে দূরে চৌম্বকবেষ্টিতক্ষেত্রে রাখে পর্যবেক্ষণ করতে হয়,যেন এটি সেখান থেকে বের হতে না পারে। উচ্চশক্তি অবস্থায় আয়ন অনেক উত্তেজিত থাকে। আর তাই তাকে এই অবস্থায় নিয়ন্ত্রন করা যায় না।পরযবেক্ষনও করা সম্ভব হয় না। ওয়াইনল্যান্ড লেজার রশ্মির মাধ্যমে আয়নের শক্তি সর্বনিম্ন স্তরে নামিয়ে এনে পর্যবেক্ষণ করতে সমর্থ হন।

নোবেলজয়ী বিজ্ঞানী হ্যারোশে এবং ওয়াইনল্যান্ড উভয়ে উপরে বর্ণিত যে পরীক্ষা দুটো চালান তা ঠিক সেরকমই, যেখানে শ্রোডিঞ্জারের বিড়ালের পরিবর্তে ব্যবহৃত হয়েছে ফোটন আর আয়ন। সেখানেও বিড়ালটির মতোই দুটো সম্ভাব্য ফলাফল বিদ্যমান, হয় ফোটনটি ধ্বংসপ্রাপ্ত অথবা ধ্বংস প্রাপ্ত নয়। কিন্তু তারা সফলভাবে ফোটনবা আয়নটিকে পর্যবেক্ষণ করেছেন এদের ধ্বংস না করেই যেখানে শ্রোডিঞ্জারের মতে তা সম্ভব নয়। এর ফলে নিঃসন্দেহেই কোয়ান্টাম বলবিদ্যার দীর্ঘদিনের এক বিতর্কের অবসান ঘটল।

অবশেষে শেষ সমাধানে এসে আমাদের কাঙ্ক্ষিত সমাধান মিলল। আর আমার বকবকানিও শেষ হল।

এই বিড়াল নিয়ে কিছু ভিডিও.।.।.।












এছাড়াও আরো রয়েছে। সেগুলো খুঁজে নেওয়ার দায়িত্ব আপনাদের।

বিজ্ঞান সবসময়ই রহস্যময়। এর পরতে পরতে আছে রহস্য। বিজ্ঞানের এই রহস্যময় রাজ্যে তাই কেবল রহস্যনুসন্ধানকারীরাই প্রকৃত মজাটা উপভোগ করতে পারেন। এই রাজ্যে অনবরত চলে রহস্যের খেলা। এখানে সবাই শার্লক হোমস কিংবা ফেলুদা ।

বিজ্ঞানের এই রাজ্যে সকলকে নিমন্ত্রণ।

(এই লেখার পিছনের কথাঃ গত বছর ১২ই আগস্ট শ্রোডিঞ্জারের জন্মদিনে গুগল একটা ডুডল প্রকাশ করেছিল।

সেটাতে ক্লিক করার পর এই লেখাটা লেখার উৎসাহ পাই।অনেক দিন ধরে অনেক কিছু ঘাঁটাঘাঁটি করে লিখে ফেবুতে প্রথমে দিয়েছিলাম।তারপর অনেক সংশোধন করেছি,নিজের একটা ব্লগে দিয়েছিলাম। আজকে আপনাদের কাছে শেয়ার করলাম। এই লেখায় যতটা সম্ভব লিঙ্ক দেওয়ার চেষ্টা করেছি। বেশ আগের লিখা,তাই সেই সময় যে লেখাগুলোর সাহায্য নিয়েছিলাম সেগুলোর লিঙ্ক খুঁজে পাই নাই,তাই দিতে পারলাম না বলে আন্তরিকভাবে দুঃখিত। তবে হুমায়ূন আহমেদের "শ্রোডিঞ্জারের বিড়াল" লেখা থেকে অনেক সাহায্য নিয়েছিলাম। লেখাটি যতদূর সম্ভব তাঁর "কাঠপেন্সিল" এ পাবেন। আমি সাপ্তাহিক ২০০০ এর কোন এক ঈদসংখ্যায় লেখাটি পেয়েছিলাম,তাই সঠিকভাবে বলতে পারছি না। এডিথ হ্যামিল্টনের "মিথলজি " বই আর একটা ব্লগের সাহায্য নিয়েছিলাম। ছবিগুলো গুগল,উইকিপিডিয়া আর ব্লগ থেকে নিয়েছিলাম। জানা-অজানা যাদের কাছ থেকে সাহায্য পেয়েছি তাদের সবাইকে আমার পক্ষ থেকে কৃতজ্ঞতা। ধন্যবাদ সকলকে পড়ার জন্য। )