পদার্থবিজ্ঞান ও জ্যোতির্বিজ্ঞানে, আলোর গতির চেয়ে দ্রুত ভ্রমণ করতে সক্ষম এমন কাল্পনিক কণা নিয়ে গবেষণা করা হয়। এই কাল্পনিক কণাগুলোকে ট্যাকিয়ন বলা হয়। যদিও আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার তত্ত্ব বলে যে কণা আলোর গতির চেয়ে দ্রুত ভ্রমণ করতে পারে না, তবুও এই কণাগুলো বিভিন্ন গবেষণা পরিচালনায় ব্যবহৃত হয় যা থেকে উল্লেখযোগ্য বৈজ্ঞানিক সুবিধা পাওয়া যায়। আপনি যদি আধুনিক পদার্থবিজ্ঞান এবং এর ধারণাগুলো সম্পর্কে আরও জানতে চান, তাহলে " কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞান কী ?" প্রবন্ধটি দেখতে পারেন।
এই নিবন্ধে আমরা আপনাকে ট্যাচইনস এবং তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি সম্পর্কে যা জানা দরকার তা আপনাকে জানাতে যাচ্ছি।
ট্যাচিয়ন কি কি?
পদার্থবিদ্যা বা জ্যোতির্বিদ্যায় যখন আমরা স্থান ও কালের মধ্য দিয়ে ভ্রমণকারী বিভিন্ন কণা বিশ্লেষণ করি, তখন আমরা বলি যে আলোর গতির একটি সীমা আছে। যে কেউ আলোর চেয়ে দ্রুত ভ্রমণ করতে পারে, সে সময়ের মধ্য দিয়েও ভ্রমণ করতে পারে। ট্যাকিয়ন শক্তি ট্যাকিয়ন কণার সমষ্টি থেকে উদ্ভূত হয়, যা উচ্চ গতিতে ভ্রমণ করতে সক্ষম। এই ধরনের শক্তি নিরপেক্ষ এবং এটি আলোর গতির চেয়ে ২৭ গুণ বেশি গতিতে ভ্রমণ করে । ট্যাকিয়ন হলো এই ধরনের শক্তির উপাদান, এবং এটি চিন্তার শক্তির সাথে সম্পর্কিত।
আইনস্টাইনের বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের দৃষ্টিকোণ থেকে, ট্যাকিয়ন হলো একটি কাল্পনিক কণা যার একটি স্থানিক চতুর্ভবতা রয়েছে। এর অর্থ হলো, যদিও এর শক্তি এবং ভরবেগ বাস্তব, এর স্থির ভর কাল্পনিক। এটি এর চতুর্ভবতাকে ঋণাত্মক করে তোলে। এর প্রকৃত সময় বিশ্লেষণ করলে আমরা দেখতে পাই যে এটি এমন একটি ট্যাকিয়ন অনুভব করবে যা কাল্পনিক। এই ধারণাগুলো কীভাবে মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের উপলব্ধিকে প্রভাবিত করে, সে বিষয়ে আরও গভীরভাবে জানতে আপনি জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞান কী , তা পড়তে পারেন ।
ট্যাকিয়নের একটি অদ্ভুত বৈশিষ্ট্য হলো, বাস্তব কণার মতো নয়, এদের শক্তি বাড়ার সাথে সাথে গতিও বৃদ্ধি পায়। এই ঘটনাটি বিশেষ আপেক্ষিকতা তত্ত্বের কারণে ঘটে। ধরা যাক, একটি ট্যাকিয়নের ভর ঋণাত্মক বর্গ। আইনস্টাইনের তত্ত্ব অনুসারে, একটি কণার মোট শক্তি হলো তার স্থির ভর, আলোর গতির বর্গ এবং লরেঞ্জ ফ্যাক্টরের গুণফল।
যখন ট্যাকিওনগুলিকে সাধারণ পদার্থের জন্য ব্যবহার করা হয়, তখন আমরা দেখতে পাই যে শক্তি গতির সাথে বৃদ্ধি পায় এবং আলোর গতির কাছাকাছি পৌঁছানোর সাথে সাথে অসীম হয়ে ওঠে। যদি ভর কাল্পনিক হয়, তাহলে ভগ্নাংশের হরকেও কাল্পনিক হতে হবে যাতে শক্তি একটি বাস্তব সংখ্যা হিসেবে পাওয়া যায়। হরটি কাল্পনিক হতে হলে, বর্গমূল সংখ্যাটি ঋণাত্মক হতে হবে। এটি কেবল তখনই ঘটবে যখন বেগ কণাটিকে আলোর গতির চেয়ে বেশি করে তুলবে। এখান থেকেই এই সত্যের উৎপত্তি যে ট্যাকিয়ন হল একটি কণা যা আলোর গতির চেয়ে বেশি গতিতে ভ্রমণ করে।
সীমাবদ্ধতা এবং ক্ষেত্র তত্ত্ব
এটি লক্ষ্য করা উচিত যে ট্যাচিয়নগুলি গ্রাফাইটের স্থানিক ধরণের অনুপাত দ্বারা সীমাবদ্ধ যা শক্তি এবং মুহুর্ত বিশ্লেষণ করে প্রাপ্ত হয়। অতএব, এই অনুমানক কণা কখনই আলোর গতির চেয়ে ধীর হতে পারে না। একটি কৌতূহলী সত্য হিসাবে, এই কণার শক্তি হ্রাস হওয়ার সাথে সাথে এর গতি বৃদ্ধি পায়।
যদি ট্যাকিয়নের অস্তিত্ব থাকত এবং তা সাধারণ পদার্থের সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে পারত, তবে কার্যকারণ নীতি লঙ্ঘিত হতে পারত। এই নীতিটি কারণ ও কার্যফলের মধ্যকার সম্পর্ক বর্ণনা করে। এটি সকল প্রাকৃতিক বিজ্ঞানের, বিশেষ করে পদার্থবিজ্ঞানের একটি মৌলিক নীতি। দর্শন, কম্পিউটার বিজ্ঞান এবং পরিসংখ্যানের মতো অন্যান্য দৃষ্টিকোণ থেকেও কার্যকারণ সম্পর্ক অধ্যয়ন করা যেতে পারে।
সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্ব অনুসারে, এমন স্থানকাল নির্মাণ করা সম্ভব যেখানে কণাগুলো আলোর গতির চেয়েও দ্রুত গতিতে চলাচল করতে পারে। এটি একজন দূরবর্তী পর্যবেক্ষকের সাপেক্ষে একটি স্থানকাল। কণার আচরণ সম্পর্কে আরও বিস্তারিত জানতে, আমরা আকর্ষণীয় কেলভিন-হেলমহোল্টজ মেঘপুঞ্জ সম্পর্কে পড়ার পরামর্শ দিই ।
যদি আমরা ফিল্ড থিওরিতে যাই, তাহলে আমরা দেখতে পাব যে ট্যাকিয়নগুলি সাধারণত একটি স্কেলার ফিল্ড। এই ক্ষেত্রে, এর একটি ঋণাত্মক বর্গ ভর আছে। এই ধরণের একটি নির্দিষ্ট অস্তিত্বের অর্থ হল স্থান-কাল শূন্যতার একটি অস্থিরতা রয়েছে। কারণ ভ্যাকুয়াম শক্তির সর্বনিম্নের পরিবর্তে সর্বোচ্চ শক্তি থাকে। এই স্থান-কালের সামান্য ধাক্কার ফলে সূচকীয় প্রশস্ততার ক্ষয় হতে পারে যা ট্যাকিয়নের ঘনীভবন তৈরি করে।
স্ট্রিং থিওরির অনেক সংস্করণেও ট্যাকিয়নের দেখা মেলে। এই তত্ত্ব অনুসারে, আমরা যা কিছু দেখি তা সবই কণা, যা ইলেকট্রন, ফোটন, গ্র্যাভিটন ইত্যাদিতে বিভক্ত। এই সমস্ত কণা আসলে একই স্ট্রিং-এর বিভিন্ন কম্পন অবস্থা। সুতরাং, একটি কণার ভরকে স্ট্রিং-এর কম্পন হিসেবে নির্ণয় করা যায়। ট্যাকিয়ন অনুমোদিত স্ট্রিং অবস্থাগুলোর বর্ণালীতে উপস্থিত থাকে, যার অর্থ হলো কিছু অবস্থার ভর ঋণাত্মক বর্গীকৃত হয়। তাই, এগুলো হলো কাল্পনিক ভর।
ট্যাকিওনরা কি মহাবিশ্ব সম্পর্কে প্রশ্নের উত্তর দিতে পারে?
ব্রাউন ইউনিভার্সিটির বিজ্ঞানী হার্ব ফ্রিড এবং আইএনএলএন-ইউনিভার্সিটি ডি নিসের বিজ্ঞানী ইভ গ্যাবেলিনি বিশ্বাস করেন যে ট্যাকিয়নের মাধ্যমে স্ট্যান্ডার্ড মডেলের রহস্য সমাধান করা সম্ভব। মহাকাশে ডার্ক এনার্জির ব্যাখ্যা খোঁজার সময় এই বিজ্ঞানীরা একটি ট্যাকিয়ন-ভিত্তিক মডেল তৈরি করেন। সম্পূর্ণ অপ্রত্যাশিত কাল্পনিক সংখ্যার উপস্থিতির কারণে তাদের তৈরি মডেলটি বেশ কিছু গাণিতিক সমস্যার সম্মুখীন হয়।
আমরা জানি যে ট্যাকিয়নের স্থির ভর একটি কাল্পনিক সংখ্যা। সাধারণ কণার ক্ষেত্রে এমনটা হয় না। বিজ্ঞানীরা বুঝতে পারলেন যে, ট্যাকিয়ন ও অ্যান্টিট্যাকিয়নের পরিবর্তনশীল জোড়া অন্তর্ভুক্ত করার মাধ্যমে তাঁরা সেই কাল্পনিক সংখ্যাগুলোকে দূর করতে পারেন, যা তাঁদের গণনায় বাধা দিচ্ছিল। এটি মহাবিশ্ব সৃষ্টির প্রাথমিক মুহূর্তগুলোতে এর দ্রুত প্রসারণকেও ব্যাখ্যা করতে পারে।
এই অনুমানগুলি কোনও পরীক্ষামূলক পরীক্ষা দ্বারা অস্বীকার করা যায় না। যাইহোক, মডেলটি অন্ধকার শক্তি এবং মুদ্রাস্ফীতিতে যে সমস্ত মহাবিশ্ব সৃষ্টি করেছিল তখন ঘটেছিল এমন সমস্ত পরীক্ষামূলক তথ্যগুলির সাথে পুরোপুরি ফিট করে।
এই সমস্ত গণনা থেকে বোঝা যায় যে, উচ্চ-শক্তির ট্যাকিয়নগুলো নির্গত প্রায় সমস্ত ফোটন পুনরায় শোষণ করে অদৃশ্য হয়ে যেতে পারে।