ফ্যারাডে প্রভাবে আলোর চৌম্বকীয় উপাদানের ভূমিকা উন্মোচন: নতুন গবেষণা

পদার্থবিজ্ঞানের একটি সুপ্রতিষ্ঠিত ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করে নতুন গবেষণা প্রকাশিত হয়েছে, যা নির্দেশ করে যে আলোর চৌম্বকীয় অংশ পদার্থের সাথে আলোর মিথস্ক্রিয়াকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। এই আবিষ্কারটি ফ্যারাডে প্রভাবের উপর আলোকপাত করে, যা মাইকেল ফ্যারাডে কর্তৃক ১৮৪৫ সালে আবিষ্কৃত হয়েছিল এবং এতদিন ধরে মনে করা হতো এর জন্য কেবল আলোর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দায়ী। হিব্রু ইউনিভার্সিটি অফ জেরুজালেমের গবেষক ডঃ আমির কাপুয়া এবং ডক্টরেট শিক্ষার্থী বেঞ্জামিন আসসুলিনের নেতৃত্বে এই গবেষণাটি আলোর দোদুল্যমান চৌম্বকীয় ক্ষেত্র কীভাবে পদার্থের চৌম্বকীয় স্পিনগুলির সাথে ক্রিয়া করে তা তাত্ত্বিকভাবে প্রমাণ করেছে।

গবেষকদের ফলাফলগুলি ২০১৯ সালের ১৯শে নভেম্বর জার্নাল সায়েন্টিফিক রিপোর্টস-এ প্রকাশিত হয়। এই অনুসন্ধানের মূল বিষয় হলো, আলোর চৌম্বকীয় ক্ষেত্র ফ্যারাডে প্রভাবের জন্য প্রথম-ক্রমের অবদান রাখে, যা পূর্ববর্তী অনুমানগুলিকে বাতিল করে দেয়। গবেষকরা তাদের মডেল প্রয়োগের জন্য টার্ক্রিয়াম গ্যালিয়াম গার্নেট (TGG) নামক একটি স্ফটিক ব্যবহার করেন, যা ফ্যারাডে প্রভাবের পরীক্ষায় বহুল ব্যবহৃত। প্রাপ্ত তথ্য অনুযায়ী, এই চৌম্বকীয় উপাদানটি ইনফ্রারেড বর্ণালীতে ঘূর্ণনের প্রায় ৭০ শতাংশ এবং দৃশ্যমান বর্ণালীতে প্রায় ১৭ শতাংশের জন্য দায়ী। ডঃ কাপুয়া মন্তব্য করেন যে, আলোর এই চৌম্বকীয় যোগাযোগ প্রমাণ করে যে আলো কেবল বৈদ্যুতিকভাবে নয়, বরং চৌম্বকীয়ভাবেও পদার্থের উপর প্রভাব ফেলে। এই গবেষণাটি প্রায় ১৮০ বছর ধরে চলে আসা একটি বৈজ্ঞানিক বিশ্বাসকে সরাসরি চ্যালেঞ্জ জানাচ্ছে।

এই তাত্ত্বিক সংশোধনের তাৎপর্য সুদূরপ্রসারী, বিশেষত উন্নত অপটিক্যাল এবং চৌম্বকীয় প্রযুক্তির ক্ষেত্রে। এই আবিষ্কার স্পিনট্রনিক্স, আলো-ভিত্তিক চৌম্বকীয় নিয়ন্ত্রণ এবং স্পিন-ভিত্তিক কোয়ান্টাম কম্পিউটিং-এর মতো উদীয়মান ক্ষেত্রগুলিতে নতুন পথের উন্মোচন করতে পারে। পূর্বে, ফ্যারাডে প্রভাবকে কেবল আলোর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং পদার্থের বৈদ্যুতিক চার্জের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া হিসাবে ব্যাখ্যা করা হতো, যা জেমস ক্লার্ক ম্যাক্সওয়েলের তাত্ত্বিক কাঠামোর অংশ ছিল। তবে, আসসুলিন এবং কাপুয়ার কাজ দেখায় যে আলোর চৌম্বকীয় ক্ষেত্র স্পিনগুলির উপর সরাসরি টর্ক (মোচড় সৃষ্টিকারী বল) প্রয়োগ করে, যা ল্যান্ডাউ-লিফশিৎজ-গিলবার্ট সমীকরণের উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়েছে।

টার্ক্রিয়াম গ্যালিয়াম গার্নেট (TGG) একটি সিন্থেটিক গার্নেট স্ফটিক যা এর উচ্চ ভেরডেট ধ্রুবকের কারণে ফ্যারাডে রোটেশন উপাদান হিসাবে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষত ৪০০ ন্যানোমিটার থেকে ১১০০ ন্যানোমিটার পরিসরে। TGG-এর উচ্চ ভেরডেট ধ্রুবক এটিকে ফ্যারাডে আইসোলেটর এবং অপটিক্যাল সার্কুলেটরের মতো যন্ত্রাংশে ব্যবহারের জন্য আদর্শ করে তোলে, যা লেজার সিস্টেমের জন্য অপরিহার্য। গবেষণায় দেখা গেছে যে TGG-এর ক্ষেত্রে দৃশ্যমান আলোতে এই চৌম্বকীয় প্রভাবের অবদান ১৭ শতাংশ হলেও, দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যে এটি আরও জোরালো হয়। এই নতুন উপলব্ধি প্রকৌশলীদের এমন ডিভাইস তৈরি করতে সাহায্য করতে পারে যা আলোর চৌম্বকীয় আচরণকে আরও সূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম। এই গবেষণা কেবল মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের ধারণাকেই সমৃদ্ধ করছে না, বরং ব্যবহারিক প্রয়োগের ক্ষেত্রেও নতুন দিগন্ত দেখাচ্ছে। যেহেতু আলোর চৌম্বকীয় ক্ষেত্র স্পিন গতিবিদ্যাকে প্রভাবিত করতে পারে, এটি উপাদান এবং ডিভাইসগুলির নকশার জন্য একটি অতিরিক্ত নিয়ন্ত্রণের সুযোগ তৈরি করে। এই আবিষ্কারের ফলে ফ্যারাডে ঘূর্ণন কোণ এবং চৌম্বকীয় টর্ক বর্ণনাকারী প্রচলিত সমীকরণগুলি সংশোধিত হবে।