পানি আমাদের জীবনের অপরিহার্য অংশ, কিন্তু এই পানির অণুসমূহ একে অপরের সাথে কিভাবে সংযোগ স্থাপন করে তা এখনো একটি রহস্য। পানির জলীয় অণুগুলোকে একত্রে থাকা সম্ভব করে তোলে যাকে বলে হাইড্রোজেন বন্ড। এটি হলো এক প্রকার বিশেষ ধরনের সংযোগ, যার মাধ্যমে জলীয় অণুর হাইড্রোজেন ও অক্সিজেন পার্শ্ববর্তী অন্য জলীয় অণুর সাথে সম্পর্ক স্থাপন করে। এতে ইলেকট্রনিক চার্জের আদান-প্রদান ঘটে, যা পানির অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলোর মূল কারণ। তবে, এই হাইড্রোজেন বন্ডের মধ্যে থাকা কোয়ান্টাম প্রভাব এতদিন শুধুমাত্র তাত্ত্বিক হিসাবের মাধ্যমেই বোঝা যেত। এখন সিলভি রোক এবং তার দল ইপিএফএল (EPFL) থেকে এই কোয়ান্টাম প্রভাবগুলোকে সরাসরি পর্যবেক্ষণ করতে সমর্থ হয়েছেন। তারা এক নতুন পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন যার নাম ‘করেলেটেড ভাইব্রেশনাল স্পেকট্রোস্কপি (CVS)’। এই পদ্ধতির মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা হাইড্রোজেন বন্ডের সাথে যুক্ত এবং না যুক্ত অণুর আচরণ পৃথকভাবে বিশ্লেষণ করতে সক্ষম হয়েছেন। এটি CVS পদ্ধতির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দিক।
প্রফেসর সিলভি রোকের মতে, প্রচলিত স্পেকট্রোস্কপি পদ্ধতিতে আমরা লেজার আলোর মাধ্যমে সব অণুর কম্পনের মাত্রা পরিমাপ করতে পারি। কিন্তু এতে নির্দিষ্ট অণুর সম্পর্কে ধারণা পাওয়া মুশকিল হয়ে দাঁড়ায়। CVS পদ্ধতিতে প্রতিটি অণুর কম্পনের জন্য আলাদা আলাদা স্পেকট্রাম তৈরি হয়, যার মাধ্যমে সহজেই বোঝা যায় কোন অণু হাইড্রোজেন বন্ডে সংযুক্ত এবং কতটা ইলেকট্রনিক চার্জ সেই বন্ডের মাধ্যমে ভাগাভাগি হচ্ছে।
আরও পড়ুনঃ সমুদ্রের তাপমাত্রা ব্যবধানকে ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন
এই গবেষণার আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হলো, বিজ্ঞানীরা অণুগুলোর মধ্যে ইলেকট্রনিক ও নিউক্লিয়ার কোয়ান্টাম প্রভাব বোঝার জন্য বিভিন্ন পরীক্ষা চালিয়েছেন। উদাহরণস্বরূপ, তারা পানির pH মান পরিবর্তন করেছেন, যাতে হাইড্রক্সাইড আয়ন (OH-) যোগ করে পানিকে ক্ষারীয় (বেসিক) এবং প্রোটন যোগ করে পানিকে অম্লীয় করা যায়। এই পরীক্ষায় দেখা গেছে, হাইড্রক্সাইড আয়ন হাইড্রোজেন বন্ড নেটওয়ার্কে ৮% অতিরিক্ত চার্জ প্রদান করে, যেখানে প্রোটন ৪% চার্জ গ্রহণ করে। এটি ছিল অত্যন্ত সূক্ষ্ম এবং প্রায় অসম্ভব একটি পরিমাপ, যা আগে তাত্ত্বিক হিসাব ছাড়া সম্ভব ছিল না।
এই পদ্ধতি শুধুমাত্র জলীয় অণু নয়, বরং যে কোনো তরলের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, এটি অন্যান্য তরল, ইলেক্ট্রোলাইট, শর্করা, অ্যামিনো অ্যাসিড, ডিএনএ বা প্রোটিনের মত জটিল পদার্থের পারমাণবিক স্তরের বিশ্লেষণে ব্যবহার করা যেতে পারে।
সিলভি রোক এবং তার দলের উদ্ভাবিত CVS পদ্ধতি এমন একটি পদ্ধতি যা ভবিষ্যতে বিভিন্ন পদার্থের বৈশিষ্ট্য নির্ধারণের ক্ষেত্রে বিপ্লব ঘটাতে পারে। এই পদ্ধতির মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা এমন সব তথ্য জানাতে পারছেন যা আগে কখনো তাত্ত্বিক হিসাব ছাড়া বোঝা সম্ভব ছিল না। এতে বিভিন্ন পদার্থের পারমাণবিক স্তরের কোয়ান্টাম প্রভাব সম্পর্কে বিস্তারিত ধারণা পাওয়া সম্ভব হবে, যা ভবিষ্যতে বিজ্ঞানের বিভিন্ন ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখতে পারে।
বিজ্ঞানীরা বলেন যে, এই পদ্ধতি হাইড্রোজেন বন্ডের শক্তি সরাসরি পরিমাপের ক্ষেত্রে অনেক গুরুত্বপূর্ণ। এটি পানির মত একটি সাধারণ পদার্থের এমন সব গুণাবলী উন্মোচন করতে পারছে যা আগে জানা সম্ভব ছিল না। এর মাধ্যমে আমরা পানির ইলেকট্রোলাইট এবং বিভিন্ন রাসায়নিক পদার্থের সাথে এর বিক্রিয়ার বিস্তারিত পর্যালোচনা করতে পারবো।
এই গবেষণাটি আমাদেরকে শুধু পানি নয়, বরং অন্যান্য তরল এবং পদার্থের আণবিক স্তরের তথ্য জানার ক্ষেত্রে একটি নতুন দিগন্তের সূচনা করে দিয়েছে। বিজ্ঞানীরা মনে করছেন, এই পদ্ধতির মাধ্যমে পানির আণবিক কাঠামো এবং এর জটিল কোয়ান্টাম প্রভাব সম্পর্কে আরও গভীর ধারণা পাওয়া যাবে, যা ভবিষ্যতে বিজ্ঞান এবং প্রযুক্তির উন্নয়নে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখতে পারে।
