আণবিক ইলেকট্রনকে বার্তাবাহক রূপে ব্যবহার করে পরমাণুর নিউক্লিয়াস অনুসন্ধানে এমআইটি বিজ্ঞানীদের নতুন দিগন্ত

ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (এমআইটি)-এর পদার্থবিজ্ঞানীরা এক যুগান্তকারী কৌশল উদ্ভাবন করেছেন, যা ব্যবহার করে অণুর অভ্যন্তরে থাকা ইলেকট্রনগুলিকেই বার্তাবাহক হিসেবে কাজে লাগিয়ে পরমাণুর নিউক্লিয়াসের ভেতরের গঠন পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হচ্ছে। এই অগ্রগতিটি ২০২৪ সালের ২৩শে অক্টোবর বিজ্ঞান জার্নালে প্রকাশিত এক গবেষণাপত্রে বিস্তারিতভাবে তুলে ধরা হয়েছে। গবেষক দলটি একটি ফ্লোরাইড পরমাণুর সাথে একটি রেডিয়াম পরমাণুকে যুক্ত করে রেডিয়াম মনোফ্লোরাইড নামক একটি অণু তৈরি করেন। এই আণবিক কাঠামোর মধ্যে থাকা রেডিয়াম পরমাণুর কক্ষপথে ঘূর্ণায়মান ইলেকট্রনগুলির শক্তির সূক্ষ্ম পরিবর্তন পরিমাপ করা হয়।

এই পরিমাপ থেকে একটি সামান্য শক্তির স্থানচ্যুতি ধরা পড়ে, যা ইলেকট্রনগুলির নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরে ক্ষণিকের জন্য প্রবেশ করার ইঙ্গিত দেয়। এই মিথস্ক্রিয়াটি একটি 'নিউক্লিয়ার বার্তা' প্রদান করে, যা বিশ্লেষণ করে নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরীণ বিন্যাস সম্পর্কে ধারণা লাভ করা যায়। বিশেষত, এই পদ্ধতির মাধ্যমে নিউক্লিয়াসের 'চৌম্বকীয় বন্টন' পরিমাপ করা সম্ভব, যা প্রোটন ও নিউট্রনের বিন্যাসকে বর্ণনা করে। গবেষণার প্রধান লেখক শেন উইলকিন্স উল্লেখ করেছেন যে, রেডিয়ামের মতো একটি তেজস্ক্রিয় পরমাণুকে অণুর মধ্যে স্থাপন করলে তার ইলেকট্রনগুলির উপর প্রযুক্ত অভ্যন্তরীণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বহুগুণ বৃদ্ধি পায়, যা ইলেকট্রনগুলির নিউক্লিয়াসের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সম্ভাবনাকে বাড়িয়ে তোলে।

এই গবেষণার একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হলো, এটি প্রচলিত বিশাল আকারের পরীক্ষাগারগুলির পরিবর্তে একটি টেবিলটপ কৌশলের মাধ্যমে পারমাণবিক নিউক্লিয়াস অনুসন্ধানের সুযোগ করে দিচ্ছে, যা পরীক্ষামূলক কাজের সহজলভ্যতা বাড়ায়। এই পরীক্ষাগুলি সুইজারল্যান্ডের সিইআরএন-এর কলিনিয়ার রেজোন্যান্স আয়োনাইজেশন স্পেকট্রোস্কোপি এক্সপেরিমেন্ট (সিআরআইএস)-এর সহযোগিতায় সম্পন্ন হয়েছিল। দলটি প্রথমবার রেডিয়াম নিউক্লিয়াসের চৌম্বকীয় বন্টন মানচিত্রায়নের পরিকল্পনা করেছে।

ভবিষ্যতে, গবেষকরা নিউক্লিয়াসের অভ্যন্তরে বলের বন্টন মানচিত্র তৈরি করতে এই পদ্ধতিকে আরও উন্নত করার লক্ষ্য স্থির করেছেন। চূড়ান্ত উদ্দেশ্য হলো রেডিয়াম নিউক্লিয়াসের অভিমুখ নিয়ন্ত্রণ করে তার উপাদানগুলির নির্ভুল মানচিত্র তৈরি করা এবং মৌলিক প্রতিসাম্য লঙ্ঘনের অনুসন্ধান করা। এই আবিষ্কার মহাজাগতিক রহস্যের সমাধানে, যেমন মহাবিশ্বের সৃষ্টিলগ্নে পদার্থ ও প্রতিপদার্থের ভারসাম্যের মতো মৌলিক প্রশ্নের সমাধানে গুরুত্বপূর্ণ তথ্য দিতে পারে। রেডিয়াম নিউক্লিয়াসের অস্বাভাবিক আকৃতি মৌলিক প্রতিসাম্য লঙ্ঘনের সূক্ষ্ম প্রভাবগুলিকে বিবর্ধিত করতে পারে, যা এই মহাজাগতিক ভারসাম্যহীনতার ইঙ্গিত দিতে পারে। এই অগ্রগতি পারমাণবিক, নিউক্লিয়ার এবং কণা পদার্থবিদ্যার মধ্যে সেতুবন্ধন তৈরি করছে।