নতুন উদ্ভাবনের দ্বার খুলতে পারে কোয়ান্টাম আলো

বিজ্ঞানীরা আলোর নতুন রূপ ‘কোয়ান্টাম লাইট’ সৃষ্টি করতে চান। আশ্চর্যজনক এই কোয়ান্টাম আলোর মাধ্যমে পরমাণুর ভেতরের অবস্থা পর্যবেক্ষণ ও কোয়ান্টাম স্কেলে আলোর কণা বা ফোটনের শক্তি নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব হতে পারে।

নতুন এক গবেষণা প্রতিবেদনে এ কথা বলা হয়েছে। যদিও কোয়ান্টাম আলোর বিষয়টি এখনও তাত্ত্বিক পর্যায়ে রয়ে গেছে। বিজ্ঞানীদের ধারণা, বিদ্যমান সরঞ্জামগুলোর মাধ্যমে শিগগিরই কোয়ান্টাম আলো পরীক্ষামূলকভাবে সৃষ্টি করা হতে পারে, যা আনুবীক্ষণিক ও কোয়ান্টাম গণনায় অভিনব প্রযুক্তি উদ্ভাবনে সাহায্য করবে। পাশাপাশি পদার্থের পদার্থবিজ্ঞানে দীর্ঘস্থায়ী অনেক রহস্য সমাধান করতে পারবে।

আলো আমাদের জীবনে এতটাই সর্বব্যাপী যে, একে ভুলে যাওয়া সহজ। বৃহত্তর স্কেলে আলোর ফোটনগুলো ক্লাসিক্যাল পদার্থবিজ্ঞানের বিদ্যমান আইন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। তবে একে যদি পরমাণুর স্কেলে সংকুচিত করা যায়, তবে তা কোয়ান্টাম মেকানিকসের নিয়মগুলো গ্রহণ করে। তখন আর পদার্থবিজ্ঞানের ক্লাসিক্যাল তত্ত্ব দ্বারা একে ব্যাখ্যা করা যায় না। এখন বিজ্ঞানীরা আলোর একটি সম্পূর্ণ নতুন রূপ কল্পনা করেছেন, যা হাই-হারমোনিক জেনারেশন নামের একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি করতে চান। এই হাই-হারমোনিক জেনারেশন নিয়ে ক্লাসিক্যাল ফিজিক্সে ইতোমধ্যেই ভালোভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে, পরীক্ষা হয়েছে। এই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আলোর কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যগুলোকে কাজে লাগাতে চান বিজ্ঞানীরা। 

আলোর এই নতুন অবস্থা (কোয়ান্টাম লাইট) কোয়ান্টাম অপটিকস এবং ‘অ্যাটোসায়েন্স’-এ বিরাট অবদান রাখতে পারে।

এই গবেষণার সহলেখক হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের জুনিয়র ফেলো নিকোলাস রিভেরা বলেন, “কোয়ান্টাম পর্যায়ে আলো নতুন ধরনের আচরণ করে, যা ক্লাসিক্যাল তত্ত্ব দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায় না। আমরা আলোর সেই সব বৈশিষ্ট্যকে ‘আলোর কোয়ান্টাম স্টেট’ বলে থাকি। এই কোয়ান্টাম আলো যোগাযোগব্যবস্থা, কোয়ান্টাম গণনা এবং অতি নির্ভুল গণনার কাজে ব্যাপক অগ্রগতি সাধন করতে পারে।”

ক্লাসিক্যাল ফিজিক্সের পরীক্ষায়, কঠিন বা গ্যাসের মতো পদার্থের পরমাণু থেকে ইলেকট্রন আলাদা করে অত্যন্ত শক্তিশালী লেজার বিস্ফোরণের মাধ্যমে ইলেকট্রনগুলোকে হাই হারমোনিকস দ্বারা প্ররোচিত করা হয়। এটা করার পর ইলেকট্রনগুলো পরমাণুর সঙ্গে পুনরায় মিলিত হয় এবং ফোটনগুলো ছেড়ে দেয়। এসব ফোটনের ফ্রিকোয়েন্সি লেজার আলোর চেয়ে অনেক বেশি। 

রিভেরা বলেন, হাই হারমোনিক জেনারেশন হলো এমন এক প্রক্রিয়া, যার মাধ্যমে কম তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের ফোটনকে উচ্চ তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের ফোটনে রুপান্তর ঘটায়। রিভেরা ও তার সহকর্মীরা কয়েক বছর আগে বিষয়টি নিয়ে গবেষণা করেন এবং ২০২০ সালে গবেষণা প্রতিবেদন প্রকাশ করেন। নতুন গবেষণায় তারা বলেছেন, এই হাই হারমোনিক জেনারেশন ব্যবহার করে কোয়ান্টাম আলো সৃষ্টি করা সম্ভব এবং বিদ্যমান সরঞ্জামগুলো দিয়ে তারা শিগগিরই কোয়ান্টাম আলো সৃষ্টি করবেন বলে আশা প্রকাশ করেন।

সূত্র : ন্যাচার ফিজিক্স