ফরমিক অ্যাসিডের গতিশীল কাইরালিটি: কোয়ান্টাম কম্পনের নতুন বৈজ্ঞানিক দৃষ্টিভঙ্গি

রসায়ন বিজ্ঞানের একটি মৌলিক ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করে সাম্প্রতিক গবেষণা প্রকাশিত হয়েছে, যেখানে ফরমিক অ্যাসিড (মিথানোয়িক অ্যাসিড, HCOOH) অণুর গঠন নিয়ে দীর্ঘদিনের স্থির ধারণা পরিবর্তিত হয়েছে। পূর্বে এই অণুকে নিখুঁতভাবে সমতলীয় হিসেবে গণ্য করা হতো, কিন্তু নতুন তথ্য প্রমাণ করে যে পারমাণবিক স্তরের অবিরাম ক্ষুদ্র কম্পনের কারণে এটি বেশিরভাগ সময়ই গতিশীলভাবে ত্রিমাত্রিক রূপ ধারণ করে, যার ফলে এর প্রতিসাম্য নষ্ট হয়। এই ফলাফলটি ২০২৬ সালের জানুয়ারী মাসে বিখ্যাত জার্নাল ফিজিক্যাল রিভিউ লেটার্স-এ প্রকাশিত হয়।

এই উচ্চ-নির্ভুল পরিমাপের জন্য প্রয়োজনীয় উপাত্ত সংগ্রহ করা হয়েছিল হামবুর্গের ডিইএসওয়াই (DESY) অ্যাক্সিলারেটর সেন্টারের পেট্রা III (PETRA III) এক্স-রে উৎস ব্যবহার করে। গবেষকরা এক্স-রে রশ্মি ব্যবহার করে অণুর উপর ফটোইলেকট্রিক এবং অগারের প্রভাব সৃষ্টি করেন, যা অণুর কুলম্ব বিস্ফোরণের দিকে পরিচালিত করে। এই ধারাবাহিক প্রক্রিয়াগুলিকে কোলটিআরআইএমএস (COLTRIMS) রিঅ্যাকশন মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে যুগপৎভাবে পরিমাপ করার মাধ্যমে অণুটির আদি জ্যামিতি গণনা করা সম্ভব হয়। গবেষণার মূল উপাত্তে দেখা যায় যে ফরমিক অ্যাসিডের দুটি হাইড্রোজেন পরমাণু নগণ্যভাবে কম্পিত হয়, যার ফলে অণুটি প্রায় প্রতিটি মুহূর্তে একটি কাইরাল (অ-দর্পণ প্রতিবিম্ব) আকার ধারণ করে।

এই গবেষণার নেতৃত্বে ছিলেন গোয়েথে বিশ্ববিদ্যালয়ের ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার ফিজিক্সের অধ্যাপক ডঃ রেইনহার্ড ডোর্নার। এই গুরুত্বপূর্ণ কাজে গোয়েথে বিশ্ববিদ্যালয় ছাড়াও কাসেল, মারবার্গ এবং নেভাডা বিশ্ববিদ্যালয়, ফ্রিটজ হেবার ইনস্টিটিউট এবং ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর নিউক্লিয়ার ফিজিক্সের গবেষকরাও অংশ নিয়েছিলেন। গবেষকদের সিদ্ধান্ত হলো, কোয়ান্টাম জগতের জ্যামিতি একটি স্থির বৈশিষ্ট্য নয়, বরং একটি গতিশীল ঘটনা; একটি সমতলীয় অণু আসলে সকল দিকে কম্পনের সময়-গড় ফলাফল মাত্র। ফরমিক অ্যাসিডকে এতদিন ধরে এমন একটি আদর্শ সমতলীয় অণু হিসেবে পাঠ্যপুস্তকে দেখানো হতো যেখানে সমস্ত পরমাণু একটি একক তলে অবস্থান করে।

এই আবিষ্কার রাসায়নিক বিজ্ঞানে একটি গভীর প্রশ্ন উত্থাপন করে: কোয়ান্টাম প্রভাবের কারণে যখন একটি অণুর জ্যামিতি ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়, তখন তাকে কীভাবে সংজ্ঞায়িত করা যায়? এর অন্তর্নিহিত ভৌত প্রেক্ষাপট হলো, এই অবিরাম নড়াচড়া কোয়ান্টাম ভৌত প্রভাবের, বিশেষত জিরো-পয়েন্ট কম্পনের, প্রত্যক্ষ বহিঃপ্রকাশ, যা নির্দেশ করে যে কণাগুলি কখনোই সম্পূর্ণরূপে স্থির থাকতে পারে না। সাধারণত, কাইরালিটি অণুর স্থির গঠনের মাধ্যমে প্রতিষ্ঠিত হয়, যা এই গতিশীলভাবে উদ্ভূত হস্তকারিতার (handedness) সাথে বৈসাদৃশ্য তৈরি করে। অধ্যাপক ডোর্নারের গবেষণা দল কোলটিআরআইএমএস পরিমাপ পদ্ধতির সহ-প্রতিষ্ঠাতা ছিল, যা এই উচ্চ-নির্ভুল পরীক্ষার জন্য অপরিহার্য ছিল।

কাইরালিটি হলো এমন একটি বৈশিষ্ট্য যেখানে কোনো কাঠামোর বাম-হাতি এবং ডান-হাতি দর্পণ প্রতিবিম্বকে একে অপরের উপর স্থাপন করা যায় না, যা জীববিজ্ঞানে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই গবেষণা কোয়ান্টাম স্তরে আণবিক গতিবিদ্যা বোঝার ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি উপস্থাপন করে, যা আদর্শায়িত স্থির মডেলগুলিকে অতিক্রম করে। এই অনুসন্ধান যে কেবল কোয়ান্টাম কম্পনই কাইরালিটির মতো একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্যকে প্ররোচিত করতে পারে, তা প্রকৃতিতে প্রতিসাম্য এবং অপ্রতিসাম্য কীভাবে উদ্ভূত হয় সে সম্পর্কে বিস্তৃত প্রভাবের ইঙ্গিত দেয়। এই ফলাফলগুলি কাইরালিটির একটি নতুন কৌশলকে গ্রহণ করতে সাহায্য করে, যেখানে কাইরালিটিকে কেবল আণবিক কাঠামোর একটি স্থির বৈশিষ্ট্য হিসেবে নয়, বরং কাইরাল সিস্টেমে ইলেকট্রনের গতিশীল আচরণ হিসেবেও দেখা হয়। এটি ফার্মাসিউটিক্যাল শিল্পে কাইরাল ঔষধের সঠিকতা মূল্যায়নের জন্য নতুন দিগন্ত উন্মোচন করতে পারে।