বিজ্ঞানীরা প্রথমবারের মতো আলো বা ফোটনকে সুপারসোলিডে রূপান্তর করতে সক্ষম হয়েছেন। এটি এক বিশেষ ধরনের কোয়ান্টাম পদার্থ, যা কঠিনের মতো স্ফটিক কাঠামো ধরে রাখে, আবার তরলের মতো প্রবাহিত হতে পারে। সাধারণত, আমরা কঠিন, তরল, গ্যাস এবং প্লাজমা এই চারটি প্রধান অবস্থার পদার্থ সম্পর্কে জানি। তবে এর বাইরেও বেশ কিছু জটিল অবস্থা রয়েছে, যেগুলো বিশেষ পরিস্থিতিতে দেখা যায়। সুপারসোলিড হলো এমন একটি বিরল অবস্থা, যা একই সঙ্গে কঠিনের মতো গঠন ধরে রাখতে পারে এবং তরলের মতো প্রবাহিত হতে পারে। এই ধারণাটি দীর্ঘদিন ধরে তাত্ত্বিকভাবে আলোচনা করা হচ্ছিল, কিন্তু বাস্তবে তা তৈরি করা অত্যন্ত কঠিন ছিল। এর আগে শুধুমাত্র পরমাণু ব্যবহার করে সুপারসোলিড তৈরি করা সম্ভব হয়েছিল। কিন্তু এবার বিজ্ঞানীরা আলো বা ফোটন ব্যবহার করে এটি তৈরি করেছেন, যা পদার্থবিজ্ঞানের এক অনন্য সাফল্য।
কিভাবে ফোটনকে সুপারসোলিডে রূপান্তর করা হয়েছে?
ফোটন, যা আলোর মৌলিক কণা, এটি ভরহীন এবং সর্বদা আলোর গতিতে চলে। একে সাধারণ পদার্থের মতো পরিচালনা করা কঠিন। কিন্তু বিজ্ঞানীরা একটি বিশেষ কৌশল ব্যবহার করেছেন, যেখানে তারা ফোটনকে পদার্থের সাথে সংযুক্ত করেছেন। এই গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা একটি লেজার রশ্মি ব্যবহার করেছেন এবং সেটি গ্যালিয়াম আর্সেনাইড নামক একটি সেমিকন্ডাক্টরে নিক্ষেপ করেছেন।
এই প্রক্রিয়ায়, লেজার থেকে নির্গত ফোটন গ্যালিয়াম আর্সেনাইডের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে পোলারিটন নামক কোয়াসিপার্টিকল তৈরি করে। পোলারিটন হলো ফোটন এবং পদার্থের উত্তেজনার একটি মিশ্রণ, যা নতুন ধরনের কণার মতো আচরণ করে। আগে এই ধরনের সেটআপ ব্যবহার করে বিজ্ঞানীরা ফোটনকে সুপারফ্লুইডে রূপান্তর করেছিলেন। তবে এবার, তারা আরও কিছু অতিরিক্ত পদক্ষেপ গ্রহণ করে এটিকে সুপারসোলিডে রূপান্তর করেছেন। গবেষকরা গ্যালিয়াম আর্সেনাইডের একটি নির্দিষ্ট কাঠামো ডিজাইন করেছেন, যা ফোটনগুলোকে তিনটি ভিন্ন কোয়ান্টাম অবস্থায় পরিচালিত করে। প্রথমে, ফোটনগুলো শূন্য মোমেন্টাম অবস্থায় স্থির থাকে, কিন্তু এই অবস্থাটি পূর্ণ হলে, ফোটন জোড়াগুলি দুটি সংলগ্ন অবস্থায় প্রবেশ করে। এর ফলে, পোলারিটনগুলো একটি নিরবচ্ছিন্ন অবস্থায় আবদ্ধ হয়, যাকে বলে “বাউন্ড স্টেট ইন দ্য কন্টিনিউয়াম (BiC)।” এই অবস্থায়, পোলারিটনগুলোকে সেমিকন্ডাক্টরের প্রতিটি অবস্থায় সীমাবদ্ধ করা হয়, যা তাদের কঠিনের মতো কাঠামো প্রদান করে। অন্যদিকে, তাদের স্বাভাবিক প্রবাহিত হওয়ার ক্ষমতা তাদেরকে সুপারফ্লুইডে রূপান্তরিত করে। এই দুটি বৈশিষ্ট্য একত্রিত হয়ে সম্পূর্ণ সিস্টেমটিকে একটি সুপারসোলিডে পরিণত করে।
এই গবেষণার সত্যতা নিশ্চিত করতে বিজ্ঞানীরা বেশ কয়েকটি পরীক্ষা চালিয়েছেন। প্রথমে, তারা ফোটনের ঘনত্ব মানচিত্রায়ণ করেন এবং দেখেন দুটি উচ্চ শিখর এবং মাঝখানে একটি নিম্নমানের অঞ্চল রয়েছে। এর পাশাপাশি, সেখানে একটি নির্দিষ্ট মডুলেশন প্যাটার্ন দেখা গেছে, যা সুপারসোলিডের একটি স্বাক্ষর। এরপর, তারা ইন্টারফেরোমেট্রি প্রযুক্তি ব্যবহার করে সিস্টেমের কোয়ান্টাম অবস্থার পরিমাপ করেন। তারা দেখেন যে ফোটনগুলোর অবস্থা স্থানীয়ভাবে প্রতিটি অংশে এবং পুরো সিস্টেমে সুসংগঠিত ছিল। এই ফলাফলগুলো নিশ্চিত করেছে যে তারা সত্যিই একটি সুপারসোলিড তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন।
এই নতুন সুপারসোলিড কৌশল পদার্থবিজ্ঞানের ক্ষেত্রে একটি নতুন সম্ভাবনা। বিজ্ঞানীরা মনে করছেন, এই গবেষণার মাধ্যমে কোয়ান্টাম পর্যায়ের পদার্থের অনুসন্ধান আরও সহজ হবে বিশেষ করে, কোয়ান্টাম এবং অপটিক্যাল প্রযুক্তির ক্ষেত্রে।
বিশেষজ্ঞদের মতে, এই পদ্ধতিটি মৌলিক বিজ্ঞান এবং ব্যবহারিক প্রযুক্তির মধ্যে সেতুবন্ধন তৈরি করতে পারে। ভবিষ্যতে, এই গবেষণার ভিত্তিতে নতুন ধরনের আলো নির্গমনকারী ডিভাইস তৈরি করা সম্ভব হতে পারে, যা আধুনিক প্রযুক্তিতে বিপ্লব ঘটাতে পারে।
