প্রথম পর্ব
দ্বিতীয় পর্ব
তৃতীয় পর্ব
চতুর্থ পর্ব
পন্ঞ্চম পর্ব
সহযোগী লেখা: পার্টিক্যাল ফিজিক্স এপেন্ডিক্স!

অনেক দিন গ্যাপ দিলাম, যদিও আমি এখন আমার ল্যাব প্রজেক্টের কোডগুলো নিয়ে খুবই ব্যাস্ত, প্রথমে সেন্সরগুলোর জন্য কোড পরে সার্কিটগুলোর ইন্টারফেস ডিজাইন সাথে তাদের জন্য কোড আর ইউএসবি ড্রাইভারের জন্য সি তে কোড লেখা। আজকে অবশ্য দু সপ্তাহ ধরে লেগে থাকা ইউএসবি ড্রাইভারের কোড রান করলো ইরর ছাড়াই। যাই হোক, ফিজিক্সের মাঝে এসব লেখার কোনো মানে হয় না, তবে প্রজেক্ট টা শেষ হলে পুরোটা ভাবছি অনলাইনে ডকুমেন্টেড করে রাখবো। শুধু এটা না, সামনে যা করবো তার সবই খুটিনাটি দেবো বলে ইচ্ছা আছে!

একটা কথা আগে বলে নেই, এখনকার সব পর্বগুলো একটু কনসেপচুয়াল হবে তাই যখনই কোনো কিছু অবাধ্য লাগবে প্রথম পড়ে আসার জন্য পরামর্শ থাকলে সাথে যে ছবি গুলো দেয়া হয়েছে সেগুলোর নীচে থাকা ব্যাখ্যাটুকুও পড়া দরকার। কোনো টার্ম অপরিচিত লাগলে উইকি তো আছেই!

গ্রাভিটির জন্য একটা কনিকা: গ্রাভিট্রন!

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিজমটা আসলে কি? ইলেক্ট্রিক ফিল্ড আর ম্যাগনেটিক ফিল্ডের সমন্বয়। ধরা যাক একটা লৌহ দন্ডকে আপনি চৌম্বকত্ব প্রদান করে তাতে চুম্বকের ধর্ম এনে দিলেন। এখন তার পাশে আপনি চিকন তার পেচিয়ে কয়েল তৈরী করলেন। এখন আপনি যদি ঐ কয়েলের মধ্যে বিদ্যুৎ প্রবেশ করান তাহলে আশেপাশে একটা ফিল্ডের তৈরী হবে সেটাই হলো ইলেক্ট্রম্যাগনেটিক ফিল্ড। স হজভাষায় একটি পরিবর্তনশীল তড়িৎক্ষেত্র চৌম্বকীয় ক্ষেত্র জন্ম দেয়। যাই হোউক, স্ট্যান্ডার্ড মডেলের এই তড়িৎচৌম্বকত্ব, শক্তিশালী আনবিক শক্তি আর দুর্বল আনবিক শক্তিকে খুব ভালো ভাবেই বর্ননা করেছে যেগুলো সম্পর্কে আগের পর্বে ছুতোনাতা মতো বলেছি।তবে এই তিনটি বল সম্পর্কে একটা কথা বলতে হয় যে এরা সবাই গজ তত্ব মেনে চলে। গজ তত্ব সম্পর্কে সহজ ভাষায় বলতে গেলে এটা পুরোপুরি একটা গাণিতিক প্রতিসাম্যের উপর ভিত্তি করে দাড়িয়ে আছে।



একটু সহজ ভাবে বলি! আমরা যারা ওয়েভ ফাংশনের ফেজ সম্পর্কে জানি তারা একটু চেস্টা করলেই বলতে পারবেন একটা কো অর্ডিনেট সিস্টেমে এর ফেজ এঙ্গেল কত। ধরা যাক আপনারা দুজন একটা দড়ি টানটান করে ধরে ঘুরাতে থাকলেন ছোটবেলায় যেমনি দুজনে মিলে একজনকে দড়ি লাফ খেলায়। এখানে দড়িটা যেভাবে ঘুরছে সেটাকে আমরা হিসাব করলে বলবো যে কত এঙ্গুলার মোমেন্টামে ঘুরছে (তার টর্ক কোনদিকে আর ফোর্স কোন দিকে) এখন এটাকে যদি কো অর্ডিনেট সিস্টেমে আনতে যাই তাহলে এর প্রতিটা পয়েন্টকে তার এঙ্গুলার মোমেন্টাম আর ফেজ দিয়ে ডিফাইন করতে পারবো।

এখন এটা আপনি দেখছেন আপনার রেসপেক্টে। দেখা গেলো আপনার পাশ দিয়ে একটা গাড়ি চলে গেলো তার রেসপেক্টে এর কোঅর্ডিনেট সিস্টেমটা চেন্জ্ঞ হবে, অথবা দূর হতে একজন শিশুমেলার গোল গোল ঘুরনির মধ্যে ঘুরছে তার রেসপেক্টে কিন্তু দেখা যাবে এই কো অর্ডিনেট টা স্ফেরিকাল হয়ে যাবে। জিনিস জায়গায় আছে কিন্তু কো অর্ডিনেট চেন্জ্ঞ। এখন আপনি এটাকে কমপ্লেক্স হিসাবে চিন্তা করেন (এটা এজন্য চিন্তা করবেন কারন স্ট্যান্ডার্ড মডেলের ফিল্ডগুলোতে কমপ্লেক্স কম্পোনেন্ট বিদ্যমান যেখানে i নামক ইমাজিনারী টার্ম এসে পড়বে) তাহলে এর মাঝে একটা প্রতিসাম্য বিদ্যমান!

এখন এই তিনটি শক্তির যেই ক্ষেত্র আছে সেগুলো যেহেতু কোয়ান্টাম লেভেলে বিদ্যমান সেহেতু গজ থিওরীতে এগুলোর স্বতন্ত্র কিছু মান বা একক আছে যেগুলো শক্তির সূতলি বা স্ট্রিং কে পার্টিক্যাল বা কনিকায় রূপ দেয় যেগুলোকে গজ বোসন বলা হয়। গজ তত্ব অনুসারে এই বলগুলোকে ব্যাখ্যা দেবার বেলায় এগুলোর ধর্মবহনকারী কনা দিয়েই বর্ননা করা হয়।

কিছু না বুঝলে শুধু এটুকু বুঝেন এই কথার এই মানে ফোটন নামক ভর হীন কনিকা তড়িৎচৌম্বকত্ব শক্তিটি ব হন করে বা প্রদর্শন করে।
সে হিসাবে গ্রাভিটি ধর্মটি যে কনাটি ব হন বা প্রদর্শন করে তাকে গ্রাভিট্রন বলে। এই শেষ দুটি লাইন বুঝাবার জন্য আমি এতগুলো কথা বললাম, গজ থিওরী বুঝানোর চেষ্টা করলাম, যদিও কিছুই বোঝাতে পারিনি এবং আমি স্বীকার করছি ঠিক এ ব্যাপারটা লেখার সময়,"আমি সত্যিকার ভাবে বাংলা শিখতে পারিনি!"

পদার্থবিজ্ঞানীরা পথিমধ্যে এই কনিকাটির বেশ কিছু চারিত্রিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে জ্ঞাত যেগুলো দিয়ে খুব ভালো ভাবেই এই কনিকাটিকে আলাদা করা যায় যদি আসলেই বাস্তবিকভাবে এর অস্তিত্ব থেকে থাকে।এর কোনো ভর নেই ফলে ধ্রুব ভরের (যেকোনো পরিবর্তনশীল কো অর্ডিনেটে এর ভর ধ্রুবক) প্রশ্নই আসে না এবং কনিকাটি সব সময় দৌড়ের উপর এবং সম্ভবত এর দৌড়ের গতি আলোর গতির কাছাকাছি (এইটার ব্যাখ্যা ধীরে ধীরে আসবো!)

গ্রাভিট্রনের আরেকটা চারিত্রিক বৈশিষ্ট্য হলো এর স্পিন সংখ্যা ২ (এটা হলো কোয়ান্টাম নাম্বার যার দ্বারা কনিকার এ্যাঙ্গুলার মোমেন্টাম কেমন আসল কথায় এ কুন দিকে ঘুরে: উপর নীচ ডাইন না বাম) এর কোনো চার্জ নাই আর এইটা স্ট্যাবল কনিকা মানে কোনো ক্ষয় নাই।

তার মানে এইখানে তমসাটা হলো পদার্থবিজ্ঞানীরা এমুন একটা কনিকা খুজছেন যার গতি আলোর গতির সমান এবং স্পিন সংখ্যা ২ আর কুনো তড়িৎচার্জ নাই আর কোনো ক্ষয়ও নাই। স্বভাবতই বিদ্যমান টেকনোলজী দিয়া একে ডিটেক্ট করা সম্ভব না শুধু মনের মধ্যেই আছে এটাই সেই গজ বোসন কনা যার ফলে গ্রাভিটির ধর্ম প্রদর্শিত চারিদিকে। যেহেতু গ্রাভিটির শক্তি অন্যান্য বলের থেকে অনেক কম তাই এর অস্তিত্বের দেখা পাওয়া সুদুর পরাহত!
কিন্তু স্ট্রিং থিওরীর জন্য এই কনিকার খোজ পাওয়াটা অনেক বড় একটা মোটিভেশন!

কোয়ান্টাম গ্রাভিটিতে প্রতিসাম্যতার অবদান!

সুপার সিমেট্রি অর্থাৎ অতি-প্রতিসাম্যের তত্ব বলে যে বোসন আর ফার্মিওন নামের মৌলিক কনিকা সমুহ একে অপরের সাথে সম্পর্কযুক্ত।এটা বলার একটাই সুবিধা: গজ থিওরীর গানিতিক সমাধান দিয়ে সব গুলো বলকে একীভূত করাটা সুবিধাজনক : কি কেন কিভাবে কখন কোথায় পরে ডিটেলস বলা হবে এটা এজন্যই যে আস্তে আস্তে বার বার পড়লে জিনিসগুলো অনেকাংশে ক্লিয়ার হয় যদি আমরা গানিতিক কোনো মডেলের দিকে চোখ না বুলাই!

এখন আমরা দুটো গ্রাফ দেখি:


এই উপরের গ্রাফে দেখানো হইছে স্ট্যান্ডার্ড মডেলের তিনটা বলের বিভিন্ন এনার্জী লেভেল যেগুলো কোনো পয়েন্টে মিলিত হইলে তাদের এনার্জী লেভেল এমন হয় যে তারা একটা অতি-বল বা সুপার ফোর্সের উদ্ভব ঘটায়!



এই গ্রাফে সুপার সিমেট্রি দিয়ে করা যেখানে দেখা গেছে ঐ তিনটি বল আসলেই একটা বিন্দুতে মিলিত হয়। যদি সুপার সিমেট্রি সত্য হয় তাহলে এই গ্রাফটি সবচেয়ে বড় সাক্ষ্য ব হন করে যে উচ্চ শক্তি লেভেলে স্ট্যান্ডার্ড মডেলের এই তিনটি বল একীভূত হয়।

অনেক পদার্থবিজ্ঞানী বিশ্বাস করেন যে উচ্চ এনার্জী লেভেলে এই চারটি বল একসাথেই ছিলো কিন্তু মহাবিশ্বের আস্তে নিম্ন এনার্জীতে চলে যাবার কারনে অর্থাৎ স্ট্যাবিলিটির কারনে এই আজন্ম যুক্ত প্রতিসাম্যটা ভেঙ্গে যায় এবং চারটি বলে ভেঙ্গে পড়ে। এই ধ্বজভঙ্গ প্রতিসাম্যের কারনেই প্রকৃতিতে চারটি মৌলিক বলের সৃষ্টি!

এক অর্থে কোয়ান্টাম গ্রাভিটি তত্বের লক্ষ্য এভাবে বলা যায় যে সময়ের পিছনে ঘুরে তাকানো যখন এই চারটি বল এক হয়ে ছিলো।যদি পারি টাহলে বলতে পারবো মহাবিশ্বের প্রথম দিকটা আসলেই কি ঘটেছিলো যেটা হয়তো মহাবিশ্ব যদি কখনো ধ্বংস হয় তাহলে এটাও দেখবো...একটা পৌনপুনিক প্রক্রিয়া!

কিছু তত্বগত জটিলতা: আমরা কি আসলেই স্ট্রিং থিওরীটা ধরতে পেরেছি?

প্রথমে কিছু কথা বলি যদি দেখা গেলো কালকে সকালে উঠে শুনতে পেলাম যে স্ট্রিং থিওরী ভুল প্রমানিত তাহলে কি হবে:
১) তাহলে এটা একটা উচ্চমান সম্পন্ন কোনো স্ট্রাকচার দাড় কারনোতে অক্ষম যেমনটা হেটারোটিক অথবা হাইব্রিড স্ট্রিং থিওরী দিতে সক্ষম হয়েছে স্ট্রিং থিওরীর মধ্যে রেখেই স্ট্যান্ডার্ড মডেলটাকে সুন্দর ভাবে ব্যাখ্যা করতে!
২) তাহলে এটা কোয়ান্টাম ফিল্ড থিওরী, কোয়ান্টাম ক্রোমোডাইনামিক্স অথবা ব্লাক হোলের কোয়ান্টাম স্টেটটাকে ভালোভাবে বোঝাতে সক্ষম হয়নি যেটা লিওনার্ড সুসনিক (স্টানফোর্ড ইউনির প্রফ), জুয়ান মালডাসেনার মতো প্রমুখেরা ইতিমধ্যে সবার সামনে তুলে এনেছেন!
৩) এটা অনেক আগেই ধ্বসে পড়তো, এতটা সময়ের এক্সপেরিমেন্টের রেজাল্ট আসবার আগেই এবং যত দিন যাচ্ছে এম থিওরীরর মধ্যে থাকা দ্বৈততা এবং প্রতিসাম্যগুলো আরো সুনিপুনভাবে ব্যাখ্যা করতে পারতো না!

বর্তামান মহাবিশ্বে ডার্ক ম্যাটারের পরিমান কত হবে সেটাও কিন্তু এই থিওরীর জন্যই সম্ভব হয়েছে।
স্ট্রিং থিওরীর বর্তমান ভার্সন হলো এম-থিওরী। এই থিওরীতে ৫ টি অতি প্রতিসাম্য অর্থাৎ সুপার সিমেট্রিক স্ট্রিং তত্ব সন্বিবেশিত আছে এবং সাথে ১১ টা ডাইমেনশন।একটাই সমস্যা এখানে (ভাই কেউ হাইসেন না, এইটা আমার মনে হয়) অখনো কেউ জানে না এই এম-থিওরী খানা কি!

আমাদের সামনে কার্জ হেড্রন কোলাইডার আছে, ২০২৫ সালের পর দক্ষিন আফ্রিকা আইএলসিতে হাত যেটা শেষ হবে ২০৪০ সালে। যতদিন স্ট্রিং থিওরীর স হযোগী কনিকা গুলো খুজে না পাওয়া যায় ততদিন পর্যন্ত আমরা কেউ বলতে পারবো না আসলে স্ট্রিং থিওরীটা কি অথবা এটা সম্পূর্ন কিছু কিনা। ততদিন এটা গানিতিক মরিচিকা হিসেবেই থেকে যাবে!



আজকে এখানেই শেষ করি।অনেক লেখা বাকি, কতটা বাকি আমি নিজেও শিউড়ে যাচ্ছি যদিও লেখছি আমি। এখনো মনে হয় কিছু বলা হলো না তার আগে আমি এখনো কিছুই জানি না! তবে গজ থিওরীটা বুঝাইতে গিয়া জগাখিচূড়ি কইরা ফেলাইছি বলে ক্ষমাপ্রার্থী!


চলবে!