আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনের (ISS) quantum ল্যাবরেটরির একটি নতুন আপগ্রেড নাসাকে আগের চেয়ে আরও গভীরভাবে পরমাণুর আচরণ অনুসন্ধান করতে সক্ষম করছে বলে মহাকাশ সংস্থাটি ঘোষণা করেছে।

ISS-এর নতুন আপগ্রেড করা Cold Atom Laboratory-কে নিম্ন-পৃথিবী কক্ষপথের প্রায় শূন্য-মাধ্যাকর্ষণের সঙ্গে একত্রিত করে, বিজ্ঞানীরা তথাকথিত "ultracold" পরমাণুর বৈশিষ্ট্য বোঝার চেষ্টা করছেন এমন একটি পরিবেশে যা পৃথিবীতে পুনরুত্পাদন করা অসম্ভব। মিশনের লক্ষ্য হলো পরমাণুর মেঘ কীভাবে absolute zero (মাইনাস ৪৫৯.৬৭ ডিগ্রি ফারেনহাইট বা মাইনাস ২৭৩.১৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস)-এর কাছাকাছি তাপমাত্রায় আচরণ করে তা অধ্যয়ন করা—মহাবিশ্বের coldest সম্ভাব্য তাপমাত্রা, যেখানে পরমাণু তাদের সমস্ত গতিশক্তি হারায়।

"coldest তাপমাত্রায়, পদার্থ আমাদের অভিজ্ঞতার চেয়ে সম্পূর্ণ আলাদাভাবে আচরণ করে," বলেছেন জেসন উইলিয়ামস, নাসার জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরির Cold Atom Lab-এর প্রকল্প বিজ্ঞানী, যা এই সুবিধাটি তৈরি করেছে। "পদার্থের তরঙ্গ-সদৃশ প্রকৃতি প্রভাবশালী হয়ে ওঠে, এবং ultracold পদার্থ এমনভাবে আচরণ করতে পারে যা কেবল অপ্রত্যাশিত নয়, বরং সময়, মাধ্যাকর্ষণ এবং গতির অত্যন্ত নির্ভুল পরিমাপ সক্ষম করে। ল্যাবে অনেক সরঞ্জাম রয়েছে—বিশেষ করে এই সর্বশেষ আপগ্রেডের সাথে—যা আমাদের মহাবিশ্বের প্রকৃতি অনুসন্ধান করতে দেয়।"

নিয়ম-ভাঙা কণা

পরমাণু এবং তাদের subatomic কণাগুলি quantum mechanical বস্তু যাদের আচরণ বৃহৎ-স্কেলের জগতের থেকে মৌলিকভাবে আলাদা। উদাহরণস্বরূপ, quantum mechanics-এর নিয়ম预测 করে যে কণাগুলি একই সময়ে একাধিক স্থানে থাকতে পারে (quantum superposition); মহান দূরত্বে রহস্যজনকভাবে একে অপরের সাথে সংযুক্ত থাকতে পারে (quantum entanglement); এবং স্থির, কঠিন বস্তুর মতো চলার পাশাপাশি তরঙ্গ হিসেবেও spacetime-এর মধ্য দিয়ে চলতে পারে।

কিন্তু এই আচরণগুলি পর্যবেক্ষণ করা কুখ্যাতভাবে কঠিন। প্রথমত, পরমাণুগুলি এত ছোট যে যদি একটি পরমাণু একটি গলফ বলের আকারের হয়, তবে একটি গলফ টি-অফ করা মানুষ পৃথিবী থেকে চাঁদের দূরত্বের প্রায় সমান লম্বা হবে। দ্বিতীয়ত, "স্বাভাবিক" পরিবেশে (যেমন পৃথিবীতে) পরমাণুর জন্য এই আচরণগুলির পরিমাপ বিচ্ছিন্ন করা অসম্ভব, কারণ কাঙ্ক্ষিত quantum আচরণ তাপ ও মাধ্যাকর্ষণ থেকে শক্তি দ্বারা বিঘ্নিত হয়।

এই চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে, ISS-এর Cold Atom Laboratory—যা একটি মিনি-ফ্রিজের আকার—লেজার ব্যবহার করে রুবিডিয়াম এবং পটাশিয়াম গ্যাসকে absolute zero-এর ঠিক উপরে ঠান্ডা করে। এই তাপমাত্রায়, পরমাণুগুলি Bose-Einstein condensate নামে পরিচিত পদার্থের একটি অবস্থা তৈরি করে, যেখানে অনেক পরমাণু একটি একক quantum পদার্থের তরঙ্গের মতো আচরণ করে।

এই সেটআপ শুধুমাত্র বিজ্ঞানীদের একক পরমাণুর চেয়ে অনেক বড় স্কেলে quantum আচরণ পর্যবেক্ষণ করতে দেয় না, বরং হ্রাসকৃত মাধ্যাকর্ষণ condensate পদার্থ তরঙ্গগুলিকে পৃথিবীতে সম্ভব হওয়ার চেয়ে অনেক দীর্ঘ সময় ধরে অবিচ্ছিন্নভাবে প্রসারিত এবং বিকশিত হতে সক্ষম করে।

চতুর্থ বড় আপগ্রেড

এটি ২০১৮ সালে ISS-এ পৌঁছানোর পর থেকে নাসার Cold Atom Laboratory-এর চতুর্থ বড় আপগ্রেড। নাসার মতে, এই সাম্প্রতিক আপগ্রেডে উল্লেখযোগ্য উন্নতির মধ্যে রয়েছে পরমাণুর মেঘ ধারণের জন্য একটি redesigned magnetic trap, উন্নত atom source এবং আরও ভাল পরিমাপ ক্ষমতা।

বিজ্ঞানীরা এপ্রিল ২০২৬-এ এই আপগ্রেডগুলি ISS-এ পাঠিয়েছেন, এবং তারপর থেকে সেগুলি ইনস্টল, চালু এবং state-of-the-art পরিমাপ শুরু করেছে। মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের নতুন পরীক্ষা সক্ষম করার পাশাপাশি, এই প্রভাবগুলির পরিমাপ ভবিষ্যতের, মহাকাশ-ভিত্তিক, অত্যন্ত নির্ভুল quantum প্রযুক্তি প্রদর্শনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ যা positioning, navigation, timing এবং gravity sensing-এর সঙ্গে সম্পর্কিত। এই প্রযুক্তিগুলি একদিন মহাকাশচারীদের GPS ছাড়াই চাঁদে navigate করতে এবং পৃথিবীর মাধ্যাকর্ষণের উচ্চ-নির্ভুল মানচিত্র তৈরি করতে সক্ষম করতে পারে।

"গত শতাব্দীতে, একটি quantum বিপ্লব ছিল যা লেজার, সেলফোন এবং মেডিকেল ইমেজিংয়ের জন্য MRI-এর দিকে পরিচালিত করেছিল," বলেছেন ইথান এলিয়ট, নাসার জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরির ডেপুটি প্রজেক্ট সায়েন্টিস্ট। "আমরা Quantum 2.0 সম্পাদন করছি—বৃহৎ quantum অবস্থার সরাসরি ম্যানিপুলেশন—এবং আমরা কক্ষপথে এই বিজ্ঞান অগ্রসর করে quantum প্রযুক্তিতে অনুরূপ লাভের আশা করি।"