আমরা বৃহৎ ভরের প্রেক্ষাপটে মাধ্যাকর্ষণ সম্পর্কে চিন্তা করতে অভ্যস্ত – গ্রহের ঘূর্ণি, একটি ব্ল্যাক হোলের অদম্য টান।
কিন্তু ভর সহ সবকিছু, যতই ছোট হোক না কেন, অন্য সব কিছুর উপর একটি মহাকর্ষীয় টান প্রয়োগ করে।
যাইহোক, একটি প্রত্যাশিত সীমান্ত রয়েছে যেখানে সাধারণ আপেক্ষিকতার দ্বারা এত মার্জিতভাবে বর্ণিত ধ্রুপদী গতিবিদ্যাকে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের সুন্দর বিশৃঙ্খলার সাথে কোনওভাবে মিলিত হতে হবে।
কিভাবে আমরা এই সীমান্ত খুঁজে পেতে পারি? ছোট এবং ছোট স্কেলে মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়া পরিমাপ করার চেষ্টা করে, সর্বদা কৌশলগুলি পরিমার্জন করে যাতে একদিন, আশা করি, আমরা এর মধ্যে কী রয়েছে তা আভাস দিতে পারি।
এবং এখন, চীনের সান ইয়াত-সেন ইউনিভার্সিটির শান-কিং ইয়াং-এর নেতৃত্বে পদার্থবিজ্ঞানীরা একটি নতুন মাইলফলক ঘোষণা করেছেন – এখনও পর্যন্ত ক্ষুদ্রতম জোড় ভরের মধ্যে মহাকর্ষীয় আকর্ষণের একটি পরিমাপ, দুটি সিলিকন ওয়েফার যার প্রতিটির ওজন মাত্র 7.6 মিলিগ্রাম।
এটা, তারা একটি কাগজে প্রকাশিত হয় প্রকৃতি যোগাযোগ“গ্র্যাভিটেশনের ক্লাসিক্যাল এবং কোয়ান্টাম শাসনের সেতুবন্ধনের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ।”
সাধারণ আপেক্ষিকতা এবং কোয়ান্টাম তত্ত্ব হল গাণিতিকভাবে মহাবিশ্বের আচরণকে বিভিন্ন স্কেলে বর্ণনা করার দুটি ভিন্ন উপায়।
আপেক্ষিকতা মহাকর্ষকে স্থানকালের একটি অবিচ্ছিন্ন ফ্যাব্রিকের বক্রতা হিসাবে বর্ণনা করে, যখন কোয়ান্টাম মেকানিক্স সম্ভাব্যতার গণিত ব্যবহার করে পদার্থ এবং শক্তির আচরণ বর্ণনা করে।
উভয় তত্ত্বই তাদের নিজ নিজ ক্ষেত্রে আশ্চর্যজনকভাবে সফল, কিন্তু তাদের গাণিতিক কাঠামো একসাথে সুন্দরভাবে ফিট করে না, পদার্থবিদরা কোয়ান্টাম প্রভাবগুলি কার্যকর হলে মহাকর্ষ কীভাবে আচরণ করে তার সম্পূর্ণ বিবরণ ছাড়াই।
এই শাসনের একটি দরজা খুঁজে পেতে, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে পদার্থবিজ্ঞানীরা 18 শতকের ইংরেজ বিজ্ঞানী হেনরি ক্যাভেন্ডিশের বিখ্যাত একটি পরীক্ষায় পরিণত হয়েছেন, যা পৃথিবীর অপ্রতিরোধ্য টান থেকে অপেক্ষাকৃত ছোট জনসাধারণের মধ্যে মহাকর্ষীয় আকর্ষণকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে।
ক্যাভেন্ডিশ এক্সপেরিমেন্টে একটি টর্শন ব্যালেন্স ছিল, যেখানে একটি অনুভূমিকভাবে সাসপেন্ড করা রডের প্রতিটি প্রান্তে সীসার ওজন সংযুক্ত ছিল, এবং বৃহত্তর সীসার ওজন কাছাকাছি অবস্থানে ছিল।
কাছাকাছি ওজন এবং রডের মধ্যে আকর্ষণের কারণে রডটি ঘোরানো হয়েছিল, যার উপর এটি স্থগিত ছিল তারটি মোচড় দিয়েছিল, ক্যাভেন্ডিশকে তারটি কতটা বাঁকানো হয়েছিল তার উপর ভিত্তি করে মহাকর্ষীয় আকর্ষণ পরিমাপ করতে দেয়।
2021 সালে, পদার্থবিদদের একটি দল বর্ণনা করেছিল যে সেই সময়ে ক্যাভেন্ডিশের সবচেয়ে হালকা প্রদর্শনী কী ছিল – দুটি ক্ষুদ্র সোনার গোলকের মধ্যে মাধ্যাকর্ষণ আকর্ষণের একটি পরিমাপ, প্রতিটির ওজন প্রায় 92 মিলিগ্রাম।
এবং, তাদের কাগজে, তারা খামটিকে আরও এগিয়ে নেওয়ার জন্য একটি চ্যালেঞ্জ তৈরি করেছিল।
ইয়াং এবং তার সহকর্মীরা দৃশ্যত গ্রহণ করেছিলেন।
তাদের ক্যাভেন্ডিশ পরীক্ষার সংস্করণটি কিছু বিশেষ ফ্লেয়ার নিয়ে এসেছিল।
ডিপ সিলিকন এচিং নামক একটি কৌশল ব্যবহার করে, গবেষকরা একটি ক্ষুদ্রাকৃতির টর্শন ব্যালেন্স তৈরি করেছেন, একটি স্থগিত রডের এক প্রান্তে মাত্র 7.6 মিলিগ্রাম ওজনের একটি ক্ষুদ্র সিলিকন ওয়েফার এবং অন্যটিতে একটি কাউন্টারওয়েট।
দুটি 7.6-মিলিগ্রাম সিলিকন ওয়েফারের মধ্যে মহাকর্ষীয় আকর্ষণ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত ক্ষুদ্রাকৃতির টরশন ভারসাম্য এবং ঘূর্ণায়মান চাকার চিত্র। চাকাটি 16টি ওয়েফার বহন করে যা পর্যায়ক্রমে পরীক্ষার ভর পাস করে, একটি পুনরাবৃত্তিমূলক মহাকর্ষীয় টাগ তৈরি করে। (এট আল।, প্রকৃতি যোগাযোগ2026)
কিন্তু একটি মহাকর্ষীয় টান প্রয়োগ করার জন্য কাছাকাছি একটি একক ভর রাখার পরিবর্তে, দলটি একটি ঘূর্ণায়মান চাকা তৈরি করেছে, যার পরিধির চারপাশে 16টি অভিন্ন সিলিকন ওয়েফার সাজানো হয়েছে।
চাকা ঘুরানোর সাথে সাথে প্রতিটি ওয়েফার একটি ক্ষুদ্র মহাকর্ষীয় টাগ প্রয়োগ করে পর পর পরীক্ষণ ভরের কাছাকাছি চলে যায়।
চাকাটি প্রতি 10 মিনিটে একটি ঘূর্ণন সম্পন্ন করে, যার অর্থ মহাকর্ষীয় টাগ প্রতি ঘূর্ণন প্রতি 16 বার পুনরাবৃত্তি হয় – একটি স্পষ্ট পুনরাবৃত্তি সংকেত যা গবেষকরা পটভূমির শব্দ থেকে আলাদা করতে পারেন।
সম্পূর্ণ যন্ত্রপাতিটি একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে আবদ্ধ ছিল, একটি পাতলা, সোনার প্রলেপযুক্ত সিলিকন ঝিল্লি যা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক শক্তির হস্তক্ষেপ কমানোর জন্য টর্শন ভারসাম্য থেকে ঘূর্ণায়মান জনগণকে আলাদা করে।
এবং ভারসাম্যকে অবাধে বাঁকানোর অনুমতি দেওয়ার পরিবর্তে, গবেষকরা এটিকে প্রায় পুরোপুরি স্থির রাখতে একটি বৈদ্যুতিন প্রতিক্রিয়া সিস্টেম ব্যবহার করেছিলেন, মহাকর্ষীয় আকর্ষণকে প্রতিহত করার জন্য প্রয়োজনীয় বল পরিমাপ করে।
যখন তারা টর্শন ভারসাম্যের টর্কের দিকে তাকালো, তারা নিউটনের ভবিষ্যদ্বাণীর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ একটি মহাকর্ষীয় আকর্ষণ খুঁজে পেয়েছিল – যার মধ্যে একটি মিনিট টাগ গণনা করা হয়েছে মাত্র 471 অ্যাটোনিউটন, বা 0.000000000000000471 নিউটন, নিকটতম বিভাজনে।
প্রেক্ষাপটের জন্য, এটি পৃথিবীর পৃষ্ঠে একক 1-মিলিগ্রাম বালি ধারণ করে মহাকর্ষীয় শক্তির তুলনায় প্রায় 20 বিলিয়ন গুণ দুর্বল।
গবেষকরা দেখেছেন যে, এমনকি এই প্রায় জ্যোতির্বিদ্যাগতভাবে ক্ষুদ্র স্কেলগুলিতে, নিউটনের মহাকর্ষের সর্বজনীন সূত্র এখনও দৃঢ় রয়েছে।
তাদের পরিমাপ থেকে, তারা এমনকি 5.3 শতাংশ অনিশ্চয়তার সাথে আন্তর্জাতিকভাবে প্রস্তাবিত মানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ একটি মান অর্জন করে মহাকর্ষীয় ধ্রুবক (G) গণনা করতে সক্ষম হয়েছিল।
এটি, পরিষ্কার হতে, এখনও কোয়ান্টাম মহাকর্ষের কাছাকাছি কোথাও নেই। কিন্তু এটি আমাদের চেয়ে কাছাকাছি একটি উল্লেখযোগ্য পদক্ষেপ।
আরও কাছাকাছি যাওয়ার জন্য, পদার্থবিদরা কখনও ছোট স্কেলে মাধ্যাকর্ষণ পরিমাপ করার জন্য বিভিন্ন কৌশল বিকাশ করছেন, ইয়াং এর মতো টর্শন ব্যালেন্স থেকে শুরু করে এমন সিস্টেম যা আলো বা চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে ক্ষুদ্র বস্তুকে স্থগিত করে।
প্রতিটি পদ্ধতির নিজস্ব চ্যালেঞ্জ নিয়ে আসে, বিশেষ করে হস্তক্ষেপ দূর করার এবং অধ্যয়ন করা বস্তুর সূক্ষ্ম কোয়ান্টাম অবস্থা সংরক্ষণের প্রয়োজন।
অবশেষে, লক্ষ্য হল বস্তুর মধ্যে মাধ্যাকর্ষণ পরিমাপ করা যার আচরণ কোয়ান্টাম মেকানিক্স দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, মাধ্যাকর্ষণ নিজেই কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্য আছে কিনা তা দেখতে।
একসাথে, এই ভিন্ন পন্থা আশা করে যে এই ধরনের পরিমাপ নাগালের মধ্যে হতে পারে।
“এই পদ্ধতির ক্রমাগত অগ্রগতি, প্রতিটি ভিন্ন ভিন্ন কিন্তু ক্রমবর্ধমান ওভারল্যাপিং ভর শাসন জুড়ে কাজ করে, প্রতিশ্রুতি দেয় যে কোয়ান্টাম-স্টেট বস্তুর মধ্যে মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়া অদূর ভবিষ্যতে পরিলক্ষিত হতে পারে,” ইয়াং এবং তার সহকর্মীরা লিখেছেন।
গবেষণাটি প্রকাশিত হয়েছে প্রকৃতি যোগাযোগ.
ScienceAlert গল্পগুলি মানুষের দ্বারা লেখা, সত্য-পরীক্ষা করা এবং সম্পাদনা করা হয়, কখনও AI দ্বারা তৈরি হয় না৷ একটি গল্প মিস করবেন না, এখানে সদস্যতা.
