ইসরায়েলি রসায়নবিদদের যুগান্তকারী আবিষ্কার: কোয়ান্টাম টানেলিং ব্যবহার করে আণবিক সুইচ যা অ্যারোমেটিক অবস্থা পরিবর্তন করে

ইসরায়েলি বিজ্ঞানীরা একটি গুরুত্বপূর্ণ সাফল্য অর্জন করেছেন যা আণবিক সিস্টেমের গতিশীলতা অধ্যয়নের ক্ষেত্রে এক নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে। বেন-গুরিয়ন ইউনিভার্সিটি এবং টেকনিয়ন টেকনোলজিক্যাল ইনস্টিটিউটের গবেষকরা যৌথভাবে এমন একটি অণুর সন্ধান পেয়েছেন যা অত্যন্ত দ্রুত গতিতে অ্যারোমেটিক এবং অ্যান্টি-অ্যারোমেটিক অবস্থার মধ্যে পরিবর্তন করতে সক্ষম। এই প্রক্রিয়াটি কোয়ান্টাম টানেলিং-এর মৌলিক নীতির দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় এবং এটি বস্তু বিজ্ঞানের (material science) ভবিষ্যতের উন্নয়নে বিশাল সম্ভাবনা বহন করে।

এই গবেষণার মূল লক্ষ্য ছিল ডাইন্যাপথো-[2,1-a: 1,2-f]পেন্টালিন নামক বিশেষ অণুটি। এর কেন্দ্রে রয়েছে পেন্টালিন নামক একটি কাঠামো, যা একটি দ্বৈত বলয় কাঠামোর সাথে সংযুক্ত। গবেষকদের দ্বারা পরিচালিত গণনাগুলি ইলেকট্রনিক গঠনে একটি সুস্পষ্ট অসামঞ্জস্যতা প্রকাশ করেছে: একটি বলয় অ্যারোমেটিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, যেখানে অন্যটি অ্যান্টি-অ্যারোমেটিক বৈশিষ্ট্য দেখায়। এই অভ্যন্তরীণ কাঠামোগত বৈপরীত্য বা দ্বন্দ্বই সিস্টেমটিকে কোয়ান্টাম টানেলিং-এর মাধ্যমে এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় বিদ্যুৎ গতিতে পরিবর্তন ঘটাতে সাহায্য করে।

গবেষণার প্রধান তথ্যগুলি কার্বন পরমাণুর টানেলিং-এর ব্যতিক্রমী দ্রুত গতির দিকে ইঙ্গিত করে। প্রধান গবেষক সেবাস্তিয়ান কোজুচ এই দ্রুততার কারণ ব্যাখ্যা করতে গিয়ে বলেছেন যে এটি মূলত শক্তি বাধার সংকীর্ণতার ফল। তিনি আরও উল্লেখ করেন যে এত দ্রুত টানেলিং একটি অত্যন্ত বিরল ঘটনা, যা শুধুমাত্র এই অণুটি এবং আরও কয়েকটি নির্দিষ্ট ধরণের রাসায়নিক বিক্রিয়ায় পরিলক্ষিত হয়। সারকথা হলো, অণুটি সুপারপজিশন অবস্থায় বিদ্যমান থাকে, অর্থাৎ একই সময়ে এটি অ্যারোমেটিক এবং অ্যান্টি-অ্যারোমেটিক উভয়ই। এই ধারণাটি শ্রডিঙ্গারের বিড়াল (Schrödinger's cat) সম্পর্কিত বিখ্যাত মানসিক পরীক্ষার সঙ্গে তুলনীয়।

ঐতিহ্যগতভাবে, বেনজিনের মতো অ্যারোমেটিক কাঠামোকে অত্যন্ত স্থিতিশীল বলে মনে করা হয়, অন্যদিকে পেন্টালিনের মতো অ্যান্টি-অ্যারোমেটিক কাঠামো সাধারণত অস্থিরতা দ্বারা চিহ্নিত। বৈজ্ঞানিক মহলে দ্বিতীয় অবস্থার সঠিক প্রকৃতি নিয়ে কিছু বিতর্ক সৃষ্টি হয়েছে: মিকেল সোলা এই বিষয়ে মতামত দিয়েছেন যে সূচকগুলি হয়তো সত্যিকারের অ্যান্টি-অ্যারোমেটিক অবস্থার পরিবর্তে নন-অ্যারোমেটিক অবস্থার দিকে নির্দেশ করতে পারে। তা সত্ত্বেও, কোজুচ উপসংহারে এসেছেন যে পরিভাষা বা শব্দগত মতপার্থক্য যাই থাকুক না কেন, দুটি অবস্থার মধ্যে অ্যারোমেটিকতা পরিবর্তনের পর্যবেক্ষণটি নিজেই একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক ফলাফল।

রসায়নে কোয়ান্টাম প্রভাবগুলি, যার মধ্যে টানেলিংও অন্তর্ভুক্ত—যেখানে একটি কণা পর্যাপ্ত চিরায়ত শক্তি ছাড়াই একটি বাধা অতিক্রম করে—তার জ্ঞান এবং প্রয়োগের ক্ষেত্র ক্রমাগত প্রসারিত হচ্ছে। এই যুগান্তকারী আবিষ্কার কাস্টমাইজযোগ্য ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্যযুক্ত অত্যাধুনিক উপকরণ তৈরির পথ প্রশস্ত করে। কোজুচ আরও অনুমান করেছেন যে কম চাপ ও তাপমাত্রায় গ্যাসীয় দশায় এই সুপারপজিশন অবস্থাটি পরীক্ষামূলকভাবে পুনরায় তৈরি করা সম্ভব হতে পারে, যা ভবিষ্যতের প্রযুক্তিগত অগ্রগতির জন্য নতুন দিগন্ত উন্মোচন করবে এবং রাসায়নিক গবেষণায় নতুন মাত্রা যোগ করবে।