পারমাণবিক ঘড়ি ও মহাজাগতিক ধ্রুবক: হাইড্রোজেন বিকিরণের মাধ্যমে আলোর গতির নতুন পরিমাপ

আধুনিক বিজ্ঞান পরিমাপ বিজ্ঞানে (মেট্রোলজি) এক নতুন দিগন্ত উন্মোচন করেছে, যেখানে মৌলিক ভৌত ধ্রুবকগুলির ক্রমাঙ্কনের জন্য পারমাণবিক ঘড়ি ব্যবহার করা হচ্ছে। সাম্প্রতিক গবেষণাগুলি শীতল হাইড্রোজেনের ২১ সেন্টিমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণের সাথে সম্পর্কিত একটি সংকীর্ণ পরিসরে আলোর গতি পরিমাপের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে। এই পদ্ধতিটি কেবল আলোর গতিকে সুনির্দিষ্টভাবে নির্ধারণ করতে সাহায্য করে না, বরং মহাবিশ্বের প্রসারণ এবং তড়িৎচুম্বকীয় মিথস্ক্রিয়া নিয়ন্ত্রণকারী প্রক্রিয়াগুলিকেও গভীরভাবে বুঝতে সহায়তা করে। এই মিথস্ক্রিয়াটি সূক্ষ্ম-গঠন ধ্রুবক (আলফা) দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা মহাজাগতিক রহস্য উদঘাটনে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

এই পরীক্ষার মূল ভিত্তি হলো হাইড্রোজেন পরমাণুর ভূমি অবস্থার দুটি অতি-সূক্ষ্ম স্তরের মধ্যে রূপান্তরের ফলে উৎপন্ন বিকিরণ বিশ্লেষণ করা। এই রূপান্তরটি ২১ সেন্টিমিটার রেখা নামে পরিচিত, যা রেডিও জ্যোতির্বিজ্ঞানের ভিত্তি। এর কারণ হলো, আন্তঃনাক্ষত্রিক পদার্থের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ—গ্যালাক্সির মোট হাইড্রোজেনের প্রায় ৮০ শতাংশ—নিরপেক্ষ হাইড্রোজেন দ্বারা গঠিত। এই বিকিরণের কম্পাঙ্ক প্রায় ১৪২০ মেগাহার্টজ (বা ১.৪২ গিগাহার্টজ)। বিজ্ঞানীরা অভূতপূর্ব নির্ভুলতার সাথে সূক্ষ্ম-গঠন ধ্রুবকের মান গণনা করতে বদ্ধপরিকর, যা তড়িৎচুম্বকীয় মিথস্ক্রিয়ার শক্তি নির্ধারণকারী একটি মাত্রাহীন রাশি।

সময় বা স্থান জুড়ে এই ধ্রুবকের সামান্যতম ওঠানামা ঘটলেও প্রতিষ্ঠিত মহাজাগতিক মডেলগুলি পুনর্বিবেচনার প্রয়োজন হতে পারে। এই ধ্রুবকটির গবেষণা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি পরীক্ষা করে যে পদার্থবিজ্ঞানের সূত্রগুলি কোটি কোটি বছর ধরে অপরিবর্তিত রয়েছে কি না। বিদ্যমান বৈজ্ঞানিক তথ্য, যেমন ১৩ বিলিয়ন বছর পর্যন্ত বিস্তৃত দূরবর্তী কোয়াসারগুলির আলো বিশ্লেষণ করে প্রাপ্ত ফলাফল, এবং গত তিন বিলিয়ন বছরে এক মিলিয়ন ভাগের এক ভাগ পর্যন্ত নির্ভুলতার সাথে কোনো পরিবর্তন না হওয়ার প্রমাণ, এর স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে। ল্যান্ডাউ এবং গ্যামোভের মতো পদার্থবিজ্ঞানীদের মনে যে মৌলিক ধ্রুবকগুলির সম্ভাব্য পরিবর্তনশীলতার ধারণা ছিল, তা এই গবেষণার মাধ্যমে সময়ের ঊষালগ্নে তড়িৎচুম্বকীয় শক্তিগুলি কীভাবে পরিবর্তিত হয়েছিল, তা দেখার সুযোগ করে দেয়।

২১ সেন্টিমিটার রেখাটি বেছে নেওয়ার কারণ হলো মহাবিশ্ব জুড়ে এর ব্যাপক উপস্থিতি। যদিও একটি একক পরমাণুতে স্বতঃস্ফূর্ত রূপান্তর অত্যন্ত বিরল—গড়ে প্রতি ১১ মিলিয়ন বছরে একবার ঘটে—মহাজাগতিক মেঘে থাকা বিপুল সংখ্যক পরমাণু দূরবর্তী স্থান থেকেও পর্যাপ্ত তীব্রতার বিকিরণ নিশ্চিত করে। পারমাণবিক ঘড়ি ব্যবহারের ফলে মেট্রোলজিক্যাল বিশুদ্ধতা বজায় থাকে, যা পূর্ববর্তী ফলাফলগুলিকে বিকৃত করতে পারত এমন যন্ত্রগত ত্রুটিগুলি দূর করার জন্য অপরিহার্য। আলোর গতি এবং সূক্ষ্ম-গঠন ধ্রুবকের মতো বিষয়ে এমন নির্ভুল পরিমাপ বাস্তবতার কাঠামোর মধ্যেকার ঐক্যের একটি ব্যারোমিটার হিসেবে কাজ করে। এই ধরনের নির্ভুলতার জন্য প্রচেষ্টা জ্ঞানার্জনের প্রতি দায়বদ্ধতার পরিচায়ক, যা মহাবিশ্বের বিবর্তনের একটি স্পষ্ট চিত্র গঠনে সহায়ক এবং বিজ্ঞানকে নতুন উচ্চতায় নিয়ে যায়।