ইউনিভার্সিটি অফ শিকাগোর বিজ্ঞানীরা এক যুগান্তকারী গবেষণা সম্পন্ন করেছেন, যেখানে তারা একটি জৈবিক প্রোটিনকে সম্পূর্ণ কার্যকরী কোয়ান্টাম সেন্সরে রূপান্তরিত করেছেন। এই আবিষ্কারটি কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং জীববিজ্ঞানের মধ্যে বিদ্যমান দীর্ঘদিনের বিভেদ দূর করেছে। পূর্বে, কোয়ান্টাম সেন্সরগুলির কার্যকারিতার জন্য পরম শূন্যের কাছাকাছি তাপমাত্রা এবং সম্পূর্ণ শূন্যতার মতো চরম পরিবেশের প্রয়োজন হত, যা জীবনের জন্য প্রতিকূল। কিন্তু এই নতুন পদ্ধতিটি জীবন্ত কোষের মধ্যেই কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাজে লাগাতে সক্ষম হয়েছে।
গবেষণার মূল বিষয়বস্তু হলো একটি "জীবন্ত" কোয়ান্টাম বিট বা কিউবিট তৈরি করা, যা কোয়ান্টাম তথ্যের মৌলিক একক। বিজ্ঞানীরা একটি জটিল যন্ত্র তৈরির পরিবর্তে, জীবনকেই তাদের যন্ত্রের অংশ হিসেবে ব্যবহার করেছেন। এই "ভেতর থেকে বাইরে" পদ্ধতিটি, যেখানে একটি অণুর স্বাভাবিক কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যগুলিকে সক্রিয় করা হয়েছে যা ইতিমধ্যেই একটি জৈবিক সিস্টেমে উপস্থিত, তা এক গভীর সম্ভাবনার ইঙ্গিত দেয়। এটি বোঝায় যে প্রকৃতি হয়তো দীর্ঘকাল ধরেই জৈবিক কার্যাবলী সম্পাদনের জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্স ব্যবহার করে আসছে, এবং আমরা কেবল এখন সেই ভাষাটি পড়তে শিখছি।
একটি জৈবিক প্রোটিনকে কিউবিটে রূপান্তরিত করার ক্ষমতা ইঙ্গিত দেয় যে এর গঠন ইতিমধ্যেই কোয়ান্টাম অবস্থা বজায় রাখার জন্য অভিযোজিত। এর অর্থ হতে পারে যে এনজাইম কার্যকলাপ বা প্রোটিন ফোল্ডিংয়ের মতো প্রক্রিয়াগুলি, যা বর্তমানে ক্লাসিক্যাল রসায়ন দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়, সেগুলির একটি লুকানো কোয়ান্টাম স্তর থাকতে পারে যা আমরা দেখতে পাচ্ছি না। এই পদ্ধতির সুবিধাগুলি অসাধারণ। হীরা জালির ত্রুটির মতো কৃত্রিমভাবে তৈরি কোয়ান্টাম সেন্সরগুলির বিপরীতে, এই প্রোটিন কিউবিটগুলি সরাসরি কোষ দ্বারা উৎপাদিত হতে পারে। সঠিক জিন কোষে প্রবেশ করানোর মাধ্যমে, কোষের নিজস্ব যন্ত্রগুলি এই অত্যন্ত সংবেদনশীল সেন্সরগুলি ব্যাপক হারে উৎপাদন করতে পারে। এর ফলে, এগুলিকে নিখুঁত নির্ভুলতার সাথে স্থাপন করা যেতে পারে – সরাসরি একটি জীবন্ত সিস্টেমের ভিতরে।
এই প্রক্রিয়াটি একটি একক কারখানা তৈরির চেয়ে এমন বীজ রোপণের মতো যা কারখানা তৈরি করে। সম্ভাব্যভাবে, আমরা জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে স্ব-সংগঠিত কোয়ান্টাম নেটওয়ার্ক তৈরি করতে পারি যা ভেতর থেকে পুরো টিস্যু বা অঙ্গগুলি নিরীক্ষণ করতে পারে। এছাড়াও, এই জৈবিক সেন্সরগুলি বর্তমান প্রযুক্তির চেয়ে হাজার হাজার গুণ বেশি শক্তিশালী সংকেত সনাক্ত করার সম্ভাবনা রাখে। এটি জৈবিক প্রক্রিয়াগুলি পর্যবেক্ষণে অভূতপূর্ব সংবেদনশীলতার দ্বার উন্মোচন করে। মূলত, আমরা জীবনের কার্যকারিতার গভীরতম রহস্যগুলি পারমাণবিক স্তরে দেখার জন্য একটি সরঞ্জাম পেয়েছি।
এই প্রযুক্তির সবচেয়ে বৈপ্লবিক প্রয়োগ হল "ন্যানো-স্কেল কোয়ান্টাম ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স" এর ধারণা। কল্পনা করুন, একটি জীবন্ত এবং কার্যকরী কোষে প্রোটিন ফোল্ডিং প্রক্রিয়ার মতো সেলুলার যন্ত্রপাতির পারমাণবিক কাঠামো ট্র্যাক করার ক্ষমতা। পূর্বে, এই ধরনের পর্যবেক্ষণগুলির জন্য কোষকে মেরে ফেলে স্থির করতে হত, যা কেবল একটি স্থির চিত্র দিত। এই নতুন প্রযুক্তির মাধ্যমে, আমরা রোগের প্রথম আণবিক লক্ষণগুলি সনাক্ত করতে পারি, যেমন প্রথম ভুল ভাঁজ হওয়া প্রোটিন যা বছরের পর বছর পরে একটি টিউমার সৃষ্টি করতে পারে।
যদিও এই প্রোটিন সেন্সরগুলির নির্ভুলতা এখনও সেরা হীরার সেন্সরগুলির সাথে মেলে না, তবে জীবন্ত সিস্টেমের মধ্যে সরাসরি কাজ করার তাদের ক্ষমতা বিজ্ঞানীদের মতে একটি "অনেক বেশি আমূল" প্রতিশ্রুতি বহন করে। এই আবিষ্কারটি চিকিৎসা নির্ণয়ের সংজ্ঞা মৌলিকভাবে পরিবর্তন করতে পারে। বিদ্যমান অসুস্থতা সনাক্ত করার পরিবর্তে, আমরা আণবিক স্তরে এর ঘটনার সম্ভাব্যতা সনাক্ত করতে সক্ষম হব, যা উপসর্গ প্রকাশের আগেই হস্তক্ষেপের সুযোগ দেবে। এইভাবে, ঔষধের ধারা চিকিৎসার পরিবর্তে প্রতিরোধমূলক আণবিক সংশোধনের দিকে প্রবাহিত হতে পারে, যা স্বাস্থ্যসেবায় একটি সম্পূর্ণ নতুন যুগের সূচনা করবে।
এই গবেষণাটি জৈবিক প্রক্রিয়াগুলি বোঝার ক্ষেত্রে একটি নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে, যা রোগ নির্ণয় এবং চিকিৎসার পদ্ধতিতে বিপ্লব ঘটাতে পারে। এই যুগান্তকারী গবেষণাটি, যা Nature জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে, তা জৈবিক সিস্টেমগুলির মধ্যে কোয়ান্টাম স্তরে কাজ করার এক নতুন পথের সন্ধান দিয়েছে। এটি কেবল রোগ নির্ণয়ের ক্ষেত্রেই নয়, বরং কোয়ান্টাম প্রযুক্তির নকশা এবং বিকাশেও নতুন ধারণা প্রদান করে। ইউনিভার্সিটি অফ শিকাগোর গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে এই পদ্ধতিটি প্রোটিন ফোল্ডিং এবং এনজাইম কার্যকলাপের মতো জৈবিক প্রক্রিয়াগুলিকে কোয়ান্টাম স্তরে পর্যবেক্ষণ করার সুযোগ করে দেবে, যা পূর্বে সম্ভব ছিল না। এই অগ্রগতিগুলি স্বাস্থ্যসেবায় একটি নতুন যুগের সূচনা করতে পারে, যেখানে রোগ প্রতিরোধ এবং নিরাময় আরও উন্নত ও সুনির্দিষ্ট হবে।