দৃশ্যমান টাইম ক্রিস্টাল তৈরিতে যুগান্তকারী সাফল্য: পদার্থবিদ্যায় নতুন দিগন্ত উন্মোচন

ইউনিভার্সিটি অফ কলোরাডো বোল্ডারের গবেষকরা লিকুইড ক্রিস্টাল ব্যবহার করে দৃশ্যমান টাইম ক্রিস্টাল তৈরিতে এক যুগান্তকারী সাফল্য অর্জন করেছেন। এই উদ্ভাবনী পদ্ধতিটি সাধারণ পরীক্ষাগার পরিস্থিতিতে টাইম ক্রিস্টালের সরাসরি পর্যবেক্ষণকে সম্ভব করে তুলেছে, যা পূর্বের জটিল কোয়ান্টাম সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তা থেকে একটি উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন। "স্পেস-টাইম ক্রিস্টাল ফ্রম পার্টিকেল-লাইক টপোলজিক্যাল সলিটনস" শীর্ষক এই গবেষণাটি ৪ সেপ্টেম্বর, ২০২৫ তারিখে নেচার ম্যাটেরিয়ালস জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।

টাইম ক্রিস্টাল হলো পদার্থের একটি অনন্য অবস্থা যা শক্তি ইনপুট ছাড়াই পর্যায়ক্রমিক গতি প্রদর্শন করে, যা ভারসাম্যের প্রচলিত ধারণাকে চ্যালেঞ্জ করে। স্থানের মতো পর্যায়ক্রমিক প্যাটার্নযুক্ত স্থানিক ক্রিস্টালের বিপরীতে, টাইম ক্রিস্টাল একটি গতিশীল, সময়-ভিত্তিক শৃঙ্খলা বজায় রাখে। যদিও পূর্ববর্তী গবেষণাগুলি কোয়ান্টাম সিস্টেমের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছিল, এই গবেষণাটি লিকুইড ক্রিস্টাল ব্যবহার করে ক্লাসিক্যাল সিস্টেমে টাইম ক্রিস্টালের পর্যবেক্ষণযোগ্যতা প্রদর্শন করে।

গ্র্যাজুয়েট ছাত্র হানকিং ঝাও এবং অধ্যাপক ইভান স্মালিখের নেতৃত্বে গবেষণা দলটি গ্লাস সেলের মধ্যে রড-আকৃতির লিকুইড ক্রিস্টাল অণু ব্যবহার করেছে। নির্দিষ্ট আলোর উৎসের সংস্পর্শে এনে, তারা স্থায়ী গতির ধরণ তৈরি করেছে যা সময়ের সাথে সাথে বিকশিত কাঠামোর মতো। এই ধরণগুলি বাহ্যিক শক্তি ইনপুট ছাড়াই কয়েক ঘন্টা ধরে স্থিতিশীল ছিল, যা টাইম ক্রিস্টাল দশার দৃঢ়তা প্রদর্শন করে। এই অগ্রগতির ফলে "কিঙ্কস" নামে পরিচিত কাঠামোর সৃষ্টি হয়েছে, যা আণবিক বিন্যাসে স্থানীয় বিকৃতি। আলোর সংস্পর্শে এলে, কাঁচের উপর লেপা ডাই অণুগুলি লিকুইড ক্রিস্টালের উপর যান্ত্রিক শক্তি প্রয়োগ করে, যার ফলে এই কিঙ্কগুলি তৈরি হয়, চলাচল করে এবং জটিল উপায়ে একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। এই কণা-সদৃশ আচরণ লিকুইড ক্রিস্টালকে সুসংহতভাবে choreographed ক্রম প্রদর্শন করতে প্ররোচিত করে, যা একটি বলরুমের মতো যেখানে অংশীদাররা ক্রমাগত বিচ্ছিন্ন হচ্ছে এবং পুনরায় মিলিত হচ্ছে।

এই অগ্রগতি আল্ট্রা-সিকিউর অথেন্টিকেশন মেজার এবং উন্নত ডেটা স্টোরেজ প্রযুক্তিসহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির দ্বার উন্মোচন করেছে। সাধারণ মাইক্রোস্কোপের নিচে টাইম ক্রিস্টাল সরাসরি পর্যবেক্ষণ করার ক্ষমতা পরীক্ষামূলক সেটআপকে সহজ করে তোলে এবং এই ঘটনাটিকে ব্যবহারিক প্রযুক্তিতে একীভূত করার পথ প্রশস্ত করে। নোবেল বিজয়ী ফ্র্যাঙ্ক উইলচেকের ২০১২ সালের দূরদর্শী প্রস্তাবনা থেকে এই গবেষণার অনুপ্রেরণা এসেছে, যিনি টাইম ক্রিস্টালকে পদার্থের একটি নতুন পর্যায় হিসেবে প্রস্তাব করেছিলেন যা টেম্পোরাল সিমেট্রি ভঙ্গ করে। স্থানিক ক্রিস্টালের মতো, যাদের পর্যায়ক্রমিক স্থানিক বিন্যাস তাদের অনন্য বৈশিষ্ট্য প্রদান করে, টাইম ক্রিস্টালের পর্যায়ক্রম সময়কে কেন্দ্র করে থাকে, যেখানে এর উপাদান কণাগুলি শক্তি খরচ ছাড়াই অবিরামভাবে স্পন্দিত হয়।

উল্লেখ্য, ২০২১ সালে, গুগল-এর সাইকামোর কোয়ান্টাম প্রসেসর ব্যবহার করে একদল পদার্থবিজ্ঞানী লেজার-প্ররোচিত ওঠানামার মাধ্যমে টাইম-ক্রিস্টালাইন বৈশিষ্ট্য প্রদর্শনকারী পরমাণুর একটি নেটওয়ার্ক তৈরি করেছিলেন। সিইউ বোল্ডার গ্রুপের উদ্ভাবন ক্লাসিক্যাল লিকুইড ক্রিস্টাল ব্যবহার করে এটিকে আলাদা করে তুলেছে, যা সরাসরি পর্যবেক্ষণকে সম্ভব করে এবং পরীক্ষামূলক সেটআপকে উল্লেখযোগ্যভাবে সরল করে। এটি বিমূর্ত কোয়ান্টাম ঘটনা থেকে টাইম ক্রিস্টালের অধরা প্রতিশ্রুতিকে ব্যবহারিক, বাস্তব প্রযুক্তির দিকে স্থানান্তরিত করার একটি গুরুত্বপূর্ণ মাইলফলক।

ঝাও এবং স্মালিখের তৈরি পরীক্ষামূলক সেটআপে দুটি কাঁচের প্লেটের মধ্যে লিকুইড ক্রিস্টালের একটি দ্রবণ রাখা হয়েছিল, প্রতিটি প্লেট নির্দিষ্ট ডাই অণু দ্বারা আবৃত ছিল যা আলোর প্রতি গতিশীলভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়। যখন আলোকিত করা হয়, তখন এই ডাই অণুগুলি আণবিক পুনঃবিন্যাস ঘটায়, যা লিকুইড ক্রিস্টাল ম্যাট্রিক্সের উপর ভৌত সীমাবদ্ধতা আরোপ করে, যা কিঙ্কগুলির স্বতঃস্ফূর্ত উত্থানকে ট্রিগার করে। এই টপোলজিক্যাল সলিটনগুলি, যা লিকুইড ক্রিস্টাল ফিল্ডের মধ্যে স্থিতিশীল, গিঁট-সদৃশ কনফিগারেশন, বিচ্ছিন্ন, আধা-কণা সত্তা হিসাবে কাজ করে যাদের মিথস্ক্রিয়া সম্মিলিত আচরণ তৈরি করে। এই কণা-সদৃশ পদ্ধতিটি ক্লাসিক্যাল ফিজিক্সের উপর ভিত্তি করে জটিল টেম্পোরাল অর্ডারিংয়ের স্বজ্ঞাত বোঝাপড়া প্রদান করে, যা কোয়ান্টাম টাইম ক্রিস্টাল এবং ম্যাক্রোস্কোপিক পর্যবেক্ষণযোগ্য প্রভাবগুলির মধ্যে পূর্বে চ্যালেঞ্জিং ব্যবধানকে সেতু বন্ধন করে।

এই ধরনের টাইম ক্রিস্টালের সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি বিশাল এবং বৈচিত্র্যময়। উদাহরণস্বরূপ, এই উপকরণগুলিকে মুদ্রায় অন্তর্ভুক্ত করা জালিয়াতি-প্রতিরোধী প্রযুক্তিকে বিপ্লব করতে পারে। ঐতিহ্যবাহী ওয়াটারমার্ক বা হলোগ্রামের বিপরীতে, "টাইম ওয়াটারমার্ক"-এর আলো-সক্রিয়, সময়-পরিবর্তনশীল প্যাটার্নটি প্রতিলিপি করা অত্যন্ত কঠিন হবে। গুরুত্বপূর্ণভাবে, এই টাইম ক্রিস্টালগুলি তৈরি করার আপাত সরলতা—কেবলমাত্র একটি নির্দিষ্ট আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য দিয়ে একটি নির্দিষ্ট আলোতে প্রকাশ করা—এই পদ্ধতির সহজলভ্যতা এবং পরিমাপযোগ্যতা তুলে ধরে। গবেষকরা জোর দেন যে কোনও চরম পরিবেশ বা বহিরাগত উপাদানের প্রয়োজন নেই; বরং, ঘটনাটি অপটিক্যালি প্রতিক্রিয়াশীল ডাইগুলির সাথে মিলিত হলে লিকুইড ক্রিস্টালের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যগুলি থেকে স্বাভাবিকভাবে উদ্ভূত হয়।

প্রযুক্তিগত প্রভাবের বাইরে, এই আবিষ্কারটি ক্লাসিক্যাল সিস্টেমে সময়-অনুবাদ প্রতিসাম্য ভাঙনের একটি বাস্তব প্রকাশ প্রদান করে মৌলিক পদার্থবিদ্যাকে সমৃদ্ধ করে। পদার্থের সময়-অনুবাদ প্রতিসাম্য ভাঙনের মাধ্যমে একটি নন-ইকুইলিব্রিয়াম স্টেডি স্টেট বজায় রাখতে পারে এই ধারণাটি দীর্ঘদিনের অনুমানকে চ্যালেঞ্জ করে এবং নতুন তাত্ত্বিক মডেল এবং পরীক্ষামূলক অনুসন্ধানের জন্ম দেবে। ঝাও এবং স্মালিখ জাপানের হিরোশিমা বিশ্ববিদ্যালয়ে অবস্থিত ইন্টারন্যাশনাল ইনস্টিটিউট ফর সাসটেইনেবিলিটি উইথ নটেড কাইরাল মেটা ম্যাটার (WPI-SKCM2)-এর সাথে যুক্ত। তাদের সহযোগিতামূলক প্রচেষ্টা মহাদেশ জুড়ে দক্ষতা মিশ্রিত করে, মহাকাশ-সময় পদার্থবিদ্যার অনাবিষ্কৃত ক্ষেত্রগুলি অন্বেষণ করার জন্য অত্যাধুনিক গবেষণার ক্রমবর্ধমান বিশ্বব্যাপী প্রকৃতিকে উদাহরণ করে।