কোয়ান্টামের কড়চা: “হাতে রইল পেন্সিল ” পর্ব – ৩ (অন্তিম পর্ব)

প্রিয়জনদের শেয়ার করুন
489 বার লেখাটি পঠিত হয়েছে ~~~

একটা বেড়াল নিন। আর নিন এক শিশি বিষ। এবারে বেড়াল এবং বিষের শিশি, দুটোকেই একটা বাক্সে পুরে বাক্সের মুখটা বন্ধ করে দিন। কিছুক্ষণ বাদে বাক্সটা খুলে ফেলুন। এবার বলুন তো বেড়ালটা বেঁচে আছে না মরে গেছে? 

আপনি বলবেন – এ আর এমন কি? বিষটা খেলে মরে গেছে, নতুবা বেঁচে আছে। 

আমি বলবো – ঠিক বলেছেন।

এবার আবার আমি জিগ্যেস করবো – আচ্ছা! বাক্সের মুখটা খোলার ঠিক আগে বেড়ালটা কি বেঁচে ছিল না মরে গেছিল?

আপনি বলবেন – এ কেমন প্রশ্ন? বিষটা খেলে মরে গেছিল, নতুবা বেঁচে ছিল। 

আমি বলবো – উঁহু! হল না। বাক্সটা খোলার আগে অব্দি বেড়ালটা বেঁচেও ছিল, মরেও গেছিল একই সঙ্গে। 

বাক্সটা খোলার আগে অব্দি বেড়ালটা বেঁচেও ছিল, মরেও গেছিল একই সঙ্গে।

এই রে! দাঁড়ান দাঁড়ান! সত্যি সত্যি এরকম বেড়াল-টেরাল ধরতে যাবেন না আবার। আমাকে মাথার হাসপাতাল বা পুলিশে দেবার কথা তো মাথাতেই আনবেন না! আমি জানি যে, পাড়া বা বাড়ির আদুরে পোষ্যকে নিয়ে পরীক্ষায় এরকম আজব ফল মেলা অসম্ভব। কিন্তু কি করি বলুন তো! কোয়ান্টাম বলবিদ্যার তাত্ত্বিক-দার্শনিক ব্যাখ্যা দিয়ে যদি আমাদের চারপাশে দেখতে পাওয়া সাধারণ ঘটনাকে বোঝার চেষ্টা করি, তাহলে এরকমই একটা অদ্ভূতুড়ে, বিটকেল ঘটনার সন্ধান পাবো আমরা। এ প্রসঙ্গে বলে রাখি, এহেন বেড়াল কাহনটিও কিন্তু আমার মস্তিস্কপ্রসূত নয়। তবে সে গল্পে আসছি একটু পরে। তার আগে, আজকের কড়চায় কোয়ান্টামের এরকমই আরো কিছু মজাদার চরিত্রের রহস্যভেদ করার চেষ্টা করবো আমরা।  

এর আগে ম্যাক্স প্লাঙ্কের হাত ধরে শুরু হয়েছিল আমাদের হাঁটি হাঁটি কোয়ান্টা কোয়ান্টা (পর্ব -১) করে পা ফেলা। অ্যালবার্ট আইনস্টাইন, লুই দ্য ব্রয়-এর মত বিজ্ঞানীরা শোনালেন কণা ও তরঙ্গের “ইচ্ছাধারী নাগরূপী”  দ্বৈত চরিত্রের গল্প (পর্ব -২)। বিজ্ঞানের যে ফাটলগুলোর মেরামতি আমাদের চেনা জানা সনাতনী নিউটনীয় বলবিদ্যা করতে পারেনি এতদিন, বিংশ শতকের প্রথম তিন দশক ধরে কোয়ান্টাম তত্ত্বের হাত ধরে চলতে লাগলো সেই মেরামতির কাজ। ১৯১৩ সালে ড্যানিশ পদার্থবিদ নিলস্ বোর পরমাণুর গঠনের প্রাথমিক ব্যাখ্যা দিতে ধার করলেন কোয়ান্টামের ধারণা। সনাতনী বিজ্ঞানের ধারণা এবং কোয়ান্টামের তত্ত্বকে মিশিয়ে তিনি তৈরি করলেন পরমাণুর নতুন মডেল, যা বোর পরমাণু মডেল নামে পরিচিত হল। বিভিন্ন আণুবীক্ষণিক ঘটনাকে ব্যাখ্যা করতে কোয়ান্টামের তত্ত্ব হয়ে উঠল অন্ধের যষ্ঠি। কিন্তু যে কোনো তত্ত্ব আমরা তখনি হৃদয়ঙ্গম করতে পারি, যখন চারপাশে দেখতে বা শুনতে পাওয়া চেনাজানা ঘটনার সাহায্যে আমরা তাকে ব্যাখ্যা করতে পারি। এখানেই  বাধলো সবথেকে বড় সমস্যা। পরমাণু বা তার থেকেও সূক্ষ্ম পরিসরে বসে থাকা কণা বা তরঙ্গকে চোখে দেখা তো অসম্ভব! কোন যন্ত্র দিয়ে দেখব তাদের? সম্বল বলতে তো শুধু অঙ্ক আর মগজাস্ত্র। কোয়ান্টামের চরিত্র বুঝতে তাই যে পরীক্ষা নিরীক্ষাগুলো শুরু হল, তার গবেষণাগারগুলো বানানো হল একটু অন্যরকম ভাবে। এগুলো তৈরি হল বিজ্ঞানীদের শাণিত মস্তিষ্কের অন্দরমহলে। কোয়ান্টাম তত্ত্বের জুতসই ব্যাখ্যা পেতে শুরু হল বিভিন্ন চিন্তন পরীক্ষা (থট্ এক্সপেরিমেন্ট) এই মগজ গবেষণাগারে। কোয়ান্টামের সত্যে পৌঁছানোর জন্য অঙ্কও নিল বিভিন্ন পথ (ম্যাট্রিক্স বলবিদ্যা এবং তরঙ্গ বলবিদ্যা এরকমই দু’টি ভিন্নধর্মী অঙ্কের পথ, যাদের উদ্দেশ্য এই কোয়ান্টামের সত্যতা উদ্ঘাটন করা। তবে এখন আমরা সে গল্পে যাব না)। 

কোয়ান্টাম তত্ত্বের জুতসই ব্যাখ্যা পেতে শুরু হল বিভিন্ন চিন্তন পরীক্ষা (থট্ এক্সপেরিমেন্ট) এই মগজ গবেষণাগারে।

এই সত্য সন্ধানের পথেই জার্মান পদার্থবিদ ওয়ার্নার হেইজেনবার্গ ১৯২৭ সালে অদ্ভুত এক তত্ত্বের কথা শোনালেন। সেটা কেমন? আমরা চারপাশে যে বস্তুজগৎ দেখতে পাই, তা মূলত নিউটনীয় বলবিদ্যার আজ্ঞাবহ। সেখানে কোনো একটা সময়ে বস্তুর অবস্থান ও ভরবেগ (ভর এবং গতিবেগের গুণফল) জেনে ফেলা খুবই সহজ এবং তা ভীষণ নিখুঁতভাবেই। হেইজেনবার্গ বললেন, আণুবীক্ষণিক জগতে একই সঙ্গে বস্তুর অবস্থান এবং ভরবেগ মাপতে গেলেই বিপদ! বস্তুটার অবস্থান যতটা নিখুঁত ভাবে মাপতে যাব, ভরবেগের হিসেবে ততটাই ভুল হয়ে যাবে। আবার যেই না ভরবেগকে ধরে বেঁধে  ঠিকঠাক মাপতে নেব, অবস্থানের হিসেবে হয়ে যাবে গোলমাল। একটা মাপ যতটা নিপুণ ভাবে মাপতে যাব, অন্যটার মাপ হয়ে যাবে ততটাই অনিশ্চিত। তরঙ্গ কণার দ্বৈত চরিত্রকেই উনি দায়ী করলেন এই অদ্ভুত ঘটনাটির জন্য। হেইজেনবার্গ এই অঙ্কের যৌক্তিকতা বোঝানোর জন্য করে ফেললেন একটি চিন্তন পরীক্ষাও, একটি কাল্পনিক ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্র নিয়ে। হেইজেনবার্গের এই প্রস্তাবনা “অনিশ্চয়তা নীতি” (আনসার্টেনটি হাইপোথিসিস) নামে পরিচিত হল।     

হেইজেনবার্গই, ১৯২৫ থেকে ১৯২৭ সালের মধ্যে, নিলস্ বোরের সঙ্গে মিলে কোয়ান্টাম বলবিদ্যার একটি বৈজ্ঞানিক দর্শন দেওয়ার চেষ্টা করলেন। এই ব্যাখ্যাটিই এখনো পর্যন্ত কোয়ান্টামের সবথেকে জনপ্রিয় তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা হিসেবে বিদিত। কোপেনহেগেনে নিলস্ বোরের গবেষণাগারে জন্মানো এই কোয়ান্টাম নীতিগুলো “কোপেনহেগেন ইন্টারপ্রিটেশন” নামে পরিচিত হল। এই ব্যাখ্যান অনুসারে, আমরা কোনো বস্তুর গতি প্রকৃতিকে একটা কোয়ান্টাম অবস্থা (স্টেট) হিসেবে মনে করতে পারি। একটি কোয়ান্টাম অবস্থা আবার একাধিক কোয়ান্টাম অবস্থার সমষ্টি বা উপরিপাতন (সুপারপজিশন)। কিন্তু যদি আমরা সেগুলো দেখার বা মাপার চেষ্টা করি, আমরা সবকটা অবস্থাকে দেখতে পাবো না, পাবো কেবল একটি অবস্থাকে। বাকি অবস্থাগুলো বেমালুম গায়েব হয়ে যাবে। সব ঘেঁটে গেল তো! আচ্ছা আচ্ছা, একটা ছোট্ট উদাহরণ দিয়ে বোঝানোর চেষ্টা করি তাহলে। ওই ছড়াটা মনে আছে তো? “একটি আছে দুষ্টু মেয়ে, একটি ভারি শান্ত, একটি মিঠে দখিন হাওয়া, আরেকটি দুর্দান্ত।” এবার ধরা যাক, এই মেয়েটা একটা কোয়ান্টাম অবস্থা যে একই সঙ্গে ‘দুষ্টু’, ‘শান্ত’, ‘মিঠে’ ও ‘দুর্দান্ত’ – এই চারটি অবস্থার অদ্ভুত মিশেল। কিন্তু দিদিমনি পড়াতে আসতেই সে একদম শান্ত। অন্য গুণাবলী দিদিমনি দেখতেই পান না। অর্থাৎ কে দেখছেন, তার উপর ভিত্তি করে মেয়েটা অন্যান্য চারিত্রিক গুণাবলী ত্যাগ করে ফেলে। অনেকটা একাধিক কোয়ান্টাম অবস্থার উপরিপাতন থেকে একটায় চলে আসার মত। তবে ব্যাপারটা এতটাও সহজ না। বাস্তবের মেয়েটা দিদিমনি চলে গেলে স্বমহিমায় নিজের অন্য অবস্থাগুলো ফেরত পেতে পারবে, কিন্তু আণুবীক্ষণিক কোয়ান্টাম অবস্থাকে একবার ‘দিদিমনি’ দেখে (মেপে) ফেললে সে আর নিজের পুরনো মিশেল চেহারায় ফিরতে পারবে না। 

কি? আবার সব গুলিয়ে গেল! তবে এরকম করুণ অবস্থা শুধু আমাদের একারই নয়! যে কোয়ান্টামের অস্তিত্ব নিয়ে বিজ্ঞানীরা সবাই প্রায় সহমত হতে শুরু করেছিলেন, সেই কোয়ান্টামের তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা (দর্শনও বলা চলে) বিজ্ঞানী মহলে হৈচৈ ফেলে দিল। প্রায় কেউই একে অপরের তত্ত্বে পূর্ণাঙ্গ আস্থা রাখতে পারলেন না। এমনকি নিলস্ বোর যে সহকর্মীর সাথে গবেষণা করলেন এত বছর, সেই হেইজেনবাবার্গের ইলেকট্রন অণুবীক্ষণ যন্ত্রের চিন্তন পরীক্ষা সব থেকে বেশি সমালোচিত হল তাঁর কাছেই। বোর এবং হেইজেনবার্গ প্রদত্ত তত্ত্বের সমালোচনা করলেন “বস্তু তরঙ্গ” খ্যাত লুই দ্য ব্রয়। কোয়ান্টামের ইতিহাসে সবথেকে বড় সমালোচকের ভূমিকায় অবতীর্ণ হলেন অ্যালবার্ট আইনস্টাইন স্বয়ং। হেইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতির বিরোধিতা করে তিনিও দুই সহকর্মীর সঙ্গে মিলে একটি চিন্তন পরীক্ষা করে ফেললেন (ই পি আর প্যারাডক্স)। এই পরীক্ষায় তাঁরা কোয়ান্টামের তাত্ত্বিক ব্যাখ্যাটিকে অসম্পূর্ণ প্রমাণ করার চেষ্টা করলেন। কিন্তু তাঁদের চিন্তন পরীক্ষাটিতে ধরা পড়লো বেশ কিছু ভুল ত্রুটি। তবুও জীবনের শেষ দিন অব্দি  কোয়ান্টাম  তত্ত্বের প্রতি বিশ্বাস করতে পারলেন না আইনস্টাইন। অথচ ইনিই তো সেই মানুষ, যিনি আলোকতড়িৎ ক্রিয়ায় আলোর কোয়ান্টা বা ফোটনের সত্যতা উদ্ঘাটন করেছিলেন। আইনস্টাইনের সঙ্গে চিঠি মারফত এ বিষয়ে আলোচনার সূত্র ধরেই অস্ট্রিয়ান – আইরিশ পদার্থবিদ এরউইন শ্রাওডিংগার একটি চিন্তন পরীক্ষা করে ফেললেন। এই পরীক্ষার মূল চরিত্রাভিনেতা একটি কাল্পনিক বাক্সবন্দী বেড়াল। এই সেই বেড়াল, যাকে ধরেই শুরু হয়েছিল আমাদের আজকের গল্প। “কোপেনহেগেন ইন্টারপ্রিটেশন”কে বাস্তব জগতে প্রয়োগ করলে যে ফলাফল পাওয়া সম্ভব, তারই নিদর্শন: বাক্স খোলার ঠিক আগের মুহূর্তেও একই সঙ্গে জীবিত ও মৃত বেড়ালের উপস্থিতি। একবার বাক্স খুললেই দিদিমনি শুধু দেখতে পাবেন একটি জীবিত অথবা একটি মৃত বেড়ালকে। 

একবার বাক্স খুললেই দিদিমনি শুধু দেখতে পাবেন একটি জীবিত অথবা একটি মৃত বেড়ালকে।

তবে এত আলোচনা – সমালোচনার মধ্যে দিয়েও তরতরিয়ে বয়ে চলছিল কোয়ান্টামের অঙ্ক। আগেই বলেছিলাম, কোয়ান্টামের অঙ্ক মূলত দু’টো শাখায় ভাগ হয়ে গিয়েছিল। এর মধ্যে একটি শাখা ছিল তরঙ্গ বলবিদ্যা (ওয়েভ মেকানিক্স)। এই ধারায়, আণুবীক্ষণিক বস্তুর তরঙ্গধর্মকে হাতিয়ার করে, বস্তুর গতিবিধিকে প্রকাশ করা হল তরঙ্গের সমীকরণ দিয়ে। তরঙ্গটির উপস্থিতির সম্ভাবনা যে জায়গায় সবথেকে বেশি, সেই জায়গাটাকেই  আমরা আণুবীক্ষণিক বস্তুটির অবস্থান হিসেবে ধরে নিলাম। এখানে কিন্তু আরেকটা মজার শব্দের উল্লেখ করলাম – ‘সম্ভাবনা’। সেটা কেমন? ধরুন, আমার প্রিয় গল্পের বইখানা চোখের সামনে রাখা আছে। অর্থাৎ বলা চলে, অন্য কোথাও এর থাকার সম্ভাবনা নেই। কিন্তু তরঙ্গ বলবিদ্যা কি বলে? এই অঙ্ক দেখায়, বইটার আমার চোখের সামনে থাকার সম্ভাবনা সবথেকে বেশি। কিন্তু আমাদের চিন্তা যতদূর প্রসার করতে পারি, সেই অসীম অব্দি যে কোনো জায়গাতেই  বইটার থাকার সম্ভাবনা আছে, অতি সামান্য হলেও। মানে বইটার থাকার অল্প সম্ভাবনা পাশের বাড়িতেও আছে, আবার ভীষণ কম সম্ভাবনা হলেও আন্টার্টিকাতে বইটাকে খুঁজে পাওয়া অসম্ভব নয়। তবে তরঙ্গের এই আজব খেলাটা তখনই ধরা যাবে, যখন বইটা ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র আণুবীক্ষণিক মাত্রা (ডিমেনশন) ধারণ করবে। আমাদের চেনা নিউটনীয় বলবিদ্যার চোখে কিন্তু একে ধরা যাবে না। এরউইন শ্রাওডিংগার, আমাদের সেই বেড়াল পরীক্ষা খ্যাত বিজ্ঞানী, এই তরঙ্গের সমীকরণটির সঙ্গে পরিচয় করালেন আমাদের। এই সমীকরণটি যেন একটা বিশাল দৃশ্যপট। আমাদের গতিবিধি যে নিউটনীয় তত্ত্বের আধীন, সেটা এই বিশাল দৃশ্যপটেরই একটা ছোট অংশমাত্র, যা শুধু দৃশ্যমান, আণুবীক্ষণিক নয় এমন বিস্তৃত (ম্যাক্রোস্কোপিক) পরিসরেই সীমাবদ্ধ। (১. চুলের ব্যাসার্ধ থেকে রেলগাড়ি, সবাই এই ম্যাক্রোস্কোপিক সীমানার অন্তর্গত। ২. আমরা “মহাকর্ষের মহা গাথা” প্রবন্ধটিতে দেখেছি নিউটনের মহাকর্ষের ছবিও আইনস্টাইনের বর্ণিত বিশাল মহাকর্ষের ছবির একটা ছোট অংশ মাত্র।)

তিনটি পর্বের লম্বা যাত্রার পর কোয়ান্টামের সঙ্গে যেটুকু পরিচয় হয়েছে আমাদের, তাতে এটা হয়তো বলাই যায় যে, বিজ্ঞানের এই শাখাটি কোনো একজন বিজ্ঞানীর কাজের একক ফসল নয়। বিংশ শতকের প্রথম তিন-চার দশক ধরে বিজ্ঞানের বহু অমীমাংসিত প্রশ্নের উত্তর খুঁজতে গিয়ে বহু বিজ্ঞানীর যৌথ প্রচেষ্টায় অবয়ব পেয়েছে এই কোয়ান্টাম বিজ্ঞান। প্লাঙ্ক, আইনস্টাইন, ব্রয়-এর পদাঙ্ক অনুসরণ করে যে পথের শুরু হয়েছিল; বর্ন, হেইজেনবার্গ, পাওলি প্রমুখ পদার্থবিদদের হাত ধরে যে “কোয়ান্টাম বলবিদ্যা”র (জার্মান নাম Quantenmechanik এর বাংলা) নামকরণ হয়; শ্রাওডিংগারের তরঙ্গ সমীকরন সেই বিজ্ঞানের রাজপথে এক দিক নির্ণায়ক মাইলফলক হয়ে থাকলো। সেখান থেকে শুরু হল কোয়ান্টাম বলবিদ্যার এক নতুন অধ্যায়। 

————————————-

~ কলমে এলেবেলে চিরশ্রী ~

এলেবেলের দলবল

► লেখা ভাল লাগলে অবশ্যই লাইক করুন, কমেন্ট করুন, আর সকলের সাথে শেয়ার করে সকলকে পড়ার সুযোগ করে দিন। 

► এলেবেলেকে ফলো করুন। 

Leave a Reply

free hit counter
error

লেখা ভালো লেগে থাকলে দয়া করে শেয়ার করবেন।