ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড 10 সালের জন্য বছরের সেরা 2022টি অগ্রগতি ঘোষণা করতে পেরে আনন্দিত, যা কোয়ান্টাম এবং চিকিৎসা পদার্থবিদ্যা থেকে জ্যোতির্বিদ্যা এবং ঘনীভূত বিষয় পর্যন্ত সমস্ত কিছুকে বিস্তৃত করে৷ সামগ্রিক ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড বছরের ব্রেকথ্রু 14 ডিসেম্বর বুধবার প্রকাশিত হবে।
10টি ব্রেকথ্রু একটি প্যানেল দ্বারা নির্বাচিত হয়েছিল৷ ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড সম্পাদক, যারা পদার্থবিজ্ঞানের সমস্ত ক্ষেত্র জুড়ে এই বছর ওয়েবসাইটে প্রকাশিত শত শত গবেষণা আপডেটের মাধ্যমে sifted. এ রিপোর্ট করা ছাড়াও ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড 2022 সালে, নির্বাচনগুলি অবশ্যই নিম্নলিখিত মানদণ্ড পূরণ করবে:
- জ্ঞান বা বোঝার ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি
- বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি এবং/অথবা বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনগুলির বিকাশের জন্য কাজের গুরুত্ব
- সাধারণ আগ্রহের ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড পাঠকদের
10-এর জন্য সেরা 2022 অগ্রগতিগুলি কোনও নির্দিষ্ট ক্রমে নীচে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে। কোনটি সামগ্রিকভাবে ব্যাগ পেয়েছে তা জানতে পরের সপ্তাহে ফিরে আসুন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড ব্রেকথ্রু অফ দ্য ইয়ার পুরস্কার।
আল্ট্রাকোল্ড রসায়নের জন্য একটি নতুন যুগের সূচনা
থেকে বো ঝাও, জিয়ান-ওয়েই প্যান এবং চীনের ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি (ইউএসটিসি) এবং বেইজিংয়ের চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের সহকর্মীরা; এবং স্বাধীনভাবে জন ডোয়েল এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীরা, প্রথম আল্ট্রাকোল্ড পলিএটমিক অণু তৈরি করার জন্য।
যদিও পদার্থবিজ্ঞানীরা 30 বছরেরও বেশি সময় ধরে পরমাণুগুলিকে পরমাণুগুলিকে পরম শূন্যের উপরে একটি ভগ্নাংশে শীতল করে চলেছে এবং 2000-এর দশকের মাঝামাঝি প্রথম আল্ট্রাকোল্ড ডায়াটমিক অণুগুলি আবির্ভূত হয়েছিল, তিন বা ততোধিক পরমাণু ধারণকারী আল্ট্রাকোল্ড অণু তৈরির লক্ষ্য অধরা প্রমাণিত হয়েছিল।
বিভিন্ন এবং পরিপূরক কৌশল ব্যবহার করে, ইউএসটিসি এবং হার্ভার্ড দল এর নমুনা তৈরি করেছে ট্রায়াটমিক সোডিয়াম-পটাসিয়াম অণু 220 nK এ এবং সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড যথাক্রমে 110 µK এ। তাদের কৃতিত্ব পদার্থবিদ্যা এবং রসায়ন উভয় ক্ষেত্রেই নতুন গবেষণার পথ প্রশস্ত করে, যার মধ্যে আল্ট্রাকোল্ড রাসায়নিক বিক্রিয়া, কোয়ান্টাম সিমুলেশনের অভিনব রূপ, এবং মৌলিক বিজ্ঞানের পরীক্ষাগুলি এই বহু-পরমাণু আণবিক প্ল্যাটফর্মগুলির জন্য ধন্যবাদ উপলব্ধির কাছাকাছি।
টেট্রানিউট্রন পর্যবেক্ষণ করা
থেকে মেইটাল ডুয়ের জার্মানির টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি অফ ডার্মস্টাডের নিউক্লিয়ার ফিজিক্স ইনস্টিটিউটে এবং বাকি সামুরাই সহযোগিতা উন্নত টেট্রানিউট্রন পর্যবেক্ষণ করা এবং দেখায় যে চার্জহীন পারমাণবিক পদার্থ বিদ্যমান, যদি শুধুমাত্র খুব অল্প সময়ের জন্য।
চারটি নিউট্রন সমন্বিত, টেট্রানিউট্রনটি জাপানের RIKEN নিশিনা কেন্দ্রের তেজস্ক্রিয় আয়ন বিম কারখানায় দেখা গেছে। টেট্রানিউট্রনগুলি তরল হাইড্রোজেনের লক্ষ্যবস্তুতে হিলিয়াম -8 নিউক্লিয়াস গুলি করে তৈরি করা হয়েছিল। সংঘর্ষগুলি হিলিয়াম-8 নিউক্লিয়াসকে একটি আলফা কণা (দুটি প্রোটন এবং দুটি নিউট্রন) এবং একটি টেট্রানিউট্রনে বিভক্ত করতে পারে।
রিকোইলিং আলফা কণা এবং হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস শনাক্ত করে, দলটি কাজ করে যে চারটি নিউট্রন একটি সীমাহীন টেট্রানিউট্রন অবস্থায় মাত্র 10টির জন্য বিদ্যমান ছিল।-22 s পর্যবেক্ষণের পরিসংখ্যানগত তাত্পর্য 5σ-এর চেয়ে বেশি, এটিকে কণা পদার্থবিদ্যায় একটি আবিষ্কারের জন্য প্রান্তিক পর্যায়ে রেখে। দলটি এখন টেট্রানিউট্রনগুলির মধ্যে পৃথক নিউট্রনগুলি অধ্যয়ন করার এবং ছয় এবং আটটি নিউট্রন ধারণকারী নতুন কণাগুলির সন্ধান করার পরিকল্পনা করেছে।
অতি দক্ষ বিদ্যুৎ উৎপাদন
থেকে আলিনা লাপোটিন, আসগুন হেনরি এবং ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি এবং ন্যাশনাল রিনিউয়েবল এনার্জি ল্যাবরেটরি, ইউএস-এর সহকর্মীরা 40% এর বেশি দক্ষতা সহ একটি থার্মোফোটোভোলটাইক (TPV) সেল তৈরি করা.
নতুন TPV সেল হল যে কোনো ধরনের প্রথম সলিড-স্টেট হিট ইঞ্জিন যা ইনফ্রারেড আলোকে টারবাইন-ভিত্তিক জেনারেটরের চেয়ে বেশি দক্ষতার সাথে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে এবং এটি সম্ভাব্য তাপ উত্সগুলির বিস্তৃত পরিসরের সাথে কাজ করতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে তাপীয় শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা, সৌর বিকিরণ (একটি মধ্যবর্তী বিকিরণ শোষকের মাধ্যমে) এবং বর্জ্য তাপ পাশাপাশি পারমাণবিক বিক্রিয়া বা জ্বলন। ডিভাইসটি তাই একটি পরিষ্কার, সবুজ বিদ্যুতের গ্রিড এবং দৃশ্যমান-আলো সৌর ফটোভোলটাইক কোষগুলির একটি পরিপূরকের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হয়ে উঠতে পারে।
দ্রুততম সম্ভাব্য অপটোইলেক্ট্রনিক সুইচ
থেকে মার্কাস ওসিয়েন্ডার, মার্টিন শুল্টজে এবং জার্মানির ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক ইনস্টিটিউট ফর কোয়ান্টাম অপটিক্স এবং এলএমইউ মিউনিখের সহকর্মীরা; ভিয়েনা ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি এবং অস্ট্রিয়ার গ্রাজ ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি; এবং ইতালির CNR NANOTEC ইনস্টিটিউট অফ ন্যানোটেকনোলজি, এর জন্য অপটোইলেক্ট্রনিক স্যুইচিংয়ের "গতির সীমা" সংজ্ঞায়িত করা এবং অন্বেষণ করা একটি শারীরিক ডিভাইসে।
দলটি লেজার ডাল ব্যবহার করেছিল মাত্র এক ফেমটোসেকেন্ড (10-15 s) একটি অস্তরক পদার্থের একটি নমুনা একটি অন্তরক থেকে একটি পরিবাহী অবস্থায় স্যুইচ করার জন্য একটি সুইচ উপলব্ধি করার জন্য প্রয়োজনীয় গতিতে যা সেকেন্ডে 1000 ট্রিলিয়ন বার কাজ করে (এক পেটাহার্টজ)। যদিও এই অতি-দ্রুত স্যুইচটি চালানোর জন্য অ্যাপার্টমেন্ট-আকারের যন্ত্রপাতির প্রয়োজন মানে এটি ব্যবহারিক ডিভাইসগুলিতে শীঘ্রই প্রদর্শিত হবে না, ফলাফলগুলি ক্লাসিক্যাল সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি মৌলিক সীমা নির্দেশ করে এবং পরামর্শ দেয় যে পেটাহার্টজ সলিড-স্টেট অপটোইলেক্ট্রনিক্স নীতিগতভাবে, সম্ভাব্য .
মহাবিশ্বে একটি নতুন জানালা খোলা
নাসা, কানাডিয়ান স্পেস এজেন্সি এবং ইউরোপিয়ান স্পেস এজেন্সির কাছে স্থাপনার জন্য এবং থেকে প্রথম ছবি জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ (JWST)।
কয়েক বছর বিলম্ব এবং খরচ বৃদ্ধির পর, $10bn JWST অবশেষে চালু হয়েছে 25 ডিসেম্বর 2021 তারিখে। অনেক মহাকাশ অনুসন্ধানের জন্য, উৎক্ষেপণটি মিশনের সবচেয়ে বিপজ্জনক অংশ, কিন্তু JWST-কে বিপজ্জনক গভীর-স্পেস আনপ্যাকিং কৌশলগুলির একটি সিরিজ থেকেও বেঁচে থাকতে হয়েছিল, যার মধ্যে এটির 6.5 মিটার প্রাথমিক আয়না উন্মোচন করার পাশাপাশি এটিকে উন্মোচন করা জড়িত ছিল। টেনিস-কোর্ট-আকারের সানশিল্ড।
উৎক্ষেপণের আগে, প্রকৌশলীরা 344টি "একক-পয়েন্ট" ব্যর্থতা চিহ্নিত করেছিলেন যা মানমন্দিরের মিশনকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে, বা খারাপ, এটিকে অব্যবহারযোগ্য করে তুলতে পারে। লক্ষণীয়ভাবে, কোন সমস্যার সম্মুখীন এবং অনুসরণ করা হয়নি কমিশনিং JWST-এর বিজ্ঞানের যন্ত্রগুলির মধ্যে, মানমন্দিরটি শীঘ্রই ডেটা নেওয়া শুরু করে এবং মহাজাগতিক দর্শনীয় ছবি ক্যাপচার.
প্রথম JWST ছবি মার্কিন প্রেসিডেন্ট জো বিডেন হোয়াইট হাউসে একটি বিশেষ অনুষ্ঠানে ঘোষণা করেছিলেন এবং এরপর থেকে অনেক জমকালো ছবি প্রকাশিত হয়েছে। মানমন্দিরটি 2030-এর দশকে ভালভাবে কাজ করবে বলে আশা করা হচ্ছে এবং ইতিমধ্যেই জ্যোতির্বিদ্যায় বিপ্লব ঘটাতে চলেছে৷
প্রথম মানুষের মধ্যে ফ্ল্যাশ প্রোটন থেরাপি
থেকে এমিলি ডগারটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের সিনসিনাটি বিশ্ববিদ্যালয় থেকে এবং সহযোগীরা কাজ করছে FAST-01 ট্রায়াল সম্পাদনের জন্য ফ্ল্যাশ রেডিওথেরাপির প্রথম ক্লিনিকাল ট্রায়াল এবং ফ্ল্যাশ প্রোটন থেরাপির প্রথম-মানুষের ব্যবহার।
ফ্ল্যাশ রেডিওথেরাপি হল একটি উদীয়মান চিকিত্সার কৌশল যেখানে বিকিরণ অতি উচ্চ মাত্রার হারে বিতরণ করা হয়, এমন একটি পদ্ধতি যা ক্যান্সার কোষকে কার্যকরভাবে হত্যা করার সময় সুস্থ টিস্যুকে বাঁচাতে পারে বলে মনে করা হয়। আল্ট্রাহাই-ডোজ-রেট রেডিয়েশন দেওয়ার জন্য প্রোটন ব্যবহার করা শরীরের গভীরে অবস্থিত টিউমারগুলির চিকিত্সার অনুমতি দেবে।
ট্রায়ালে তাদের বাহু ও পায়ে বেদনাদায়ক হাড়ের মেটাস্টেস সহ 10 জন রোগীকে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল, যারা 40 Gy/s বা তার বেশি সময়ে একটি একক প্রোটন চিকিত্সা পেয়েছিল - প্রচলিত ফোটন রেডিওথেরাপির ডোজ হারের প্রায় 1000 গুণ। দলটি ক্লিনিকাল কর্মপ্রবাহের সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করেছে এবং দেখিয়েছে যে ফ্ল্যাশ প্রোটন থেরাপি অপ্রত্যাশিত পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি না করেই ব্যথা উপশমের জন্য প্রচলিত রেডিওথেরাপির মতোই কার্যকর।
নিখুঁত আলো সংক্রমণ এবং শোষণ
নেতৃত্বাধীন একটি দলের কাছে স্টেফান রটার অস্ট্রিয়ার টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি অফ ভিয়েনা এবং ম্যাথিউ ডেভি ফ্রান্সের রেনেস বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি অ্যান্টি-প্রতিফলন কাঠামো তৈরি করার জন্য যা সক্ষম করে জটিল মিডিয়ার মাধ্যমে নিখুঁত সংক্রমণ; রটার এবং এর নেতৃত্বে একটি সহযোগিতা সহ অরি কাটজ ইস্রায়েলের জেরুজালেমের হিব্রু বিশ্ববিদ্যালয় থেকে, একটি "উন্নয়নের জন্যবিরোধী লেজার” যে কোনো উপাদানকে বিস্তৃত কোণ থেকে সমস্ত আলো শোষণ করতে সক্ষম করে।
প্রথম তদন্তে, গবেষকরা একটি অ্যান্টি-প্রতিফলন স্তর ডিজাইন করেছেন যা গাণিতিকভাবে অপ্টিমাইজ করা হয়েছে যে কোনও বস্তুর সামনের পৃষ্ঠ থেকে তরঙ্গগুলি যেভাবে প্রতিফলিত হবে তার সাথে মেলে। এলোমেলোভাবে বিশৃঙ্খল মাধ্যমের সামনে এই কাঠামোটি স্থাপন করা সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলন দূর করে এবং সমস্ত আগত আলোক তরঙ্গের কাছে বস্তুটিকে স্বচ্ছ করে তোলে।
দ্বিতীয় গবেষণায়, দলটি একটি সুসংগত নিখুঁত শোষক তৈরি করেছে, যা আয়না এবং লেন্সগুলির একটি সেটের চারপাশে ভিত্তি করে, যা একটি গহ্বরের ভিতরে আগত আলোকে আটকে রাখে। সুনির্দিষ্টভাবে গণনা করা হস্তক্ষেপ প্রভাবের কারণে, ঘটনা রশ্মি আয়নার মধ্যে প্রতিফলিত মরীচিতে হস্তক্ষেপ করে, যাতে প্রতিফলিত মরীচি প্রায় সম্পূর্ণরূপে নিভে যায়।
কিউবিক বোরন আর্সেনাইড একটি চ্যাম্পিয়ন সেমিকন্ডাক্টর
নেতৃত্বাধীন স্বাধীন দলগুলোর কাছে গ্যাং চেন মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিতে এবং জিনফেং লিউ চীনের বেইজিং-এ ন্যাশনাল সেন্টার ফর ন্যানোসায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির কিউবিক বোরন আর্সেনাইড দেখানোর জন্য বিজ্ঞানের কাছে পরিচিত সেরা সেমিকন্ডাক্টরগুলির মধ্যে একটি.
দুটি গোষ্ঠী পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছে যা প্রকাশ করেছে যে উপাদানটির ছোট, বিশুদ্ধ অঞ্চলে সিলিকনের মতো অর্ধপরিবাহীগুলির তুলনায় অনেক বেশি তাপ পরিবাহিতা এবং গর্তের গতিশীলতা রয়েছে, যা আধুনিক ইলেকট্রনিক্সের ভিত্তি তৈরি করে। সিলিকনের নিম্ন গর্তের গতিশীলতা সিলিকন ডিভাইসগুলি যে গতিতে কাজ করে তা সীমিত করে, যখন এর কম তাপ পরিবাহিতা ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকে অতিরিক্ত গরম করে।
কিউবিক বোরন আর্সেনাইড, এর বিপরীতে, দীর্ঘকাল ধরে এই ব্যবস্থাগুলিতে সিলিকনকে ছাড়িয়ে যাওয়ার পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছিল, তবে গবেষকরা এর বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করার জন্য উপাদানটির যথেষ্ট বড় একক-ক্রিস্টাল নমুনা তৈরি করতে লড়াই করেছিলেন। এখন, যাইহোক, উভয় দলই এখন এই চ্যালেঞ্জ অতিক্রম করেছে, ঘন বোরন আর্সেনাইডের ব্যবহারিক ব্যবহারকে এক ধাপ কাছাকাছি নিয়ে এসেছে।
একটি গ্রহাণু এর কক্ষপথ পরিবর্তন
নাসার কাছে এবং জনস হপকিন্স মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ফলিত পদার্থবিজ্ঞান পরীক্ষাগার উন্নত প্রথম প্রদর্শনী একটি গ্রহাণুর কক্ষপথ সফলভাবে পরিবর্তন করে "কাইনেটিক ইমপ্যাক্ট" এর।
2021 নভেম্বর চালু হয়েছিল, দ্য ডাবল গ্রহাণু পুনর্নির্দেশ পরীক্ষা (DART) ক্রাফট ছিল একটি গ্রহাণুর গতিগত প্রভাবের তদন্ত করার প্রথম মিশন। এটির লক্ষ্য ছিল একটি বাইনারি কাছাকাছি-পৃথিবীর গ্রহাণু সিস্টেম যার মধ্যে একটি 160-মিটার-ব্যাসের শরীর রয়েছে যার নাম Dimorphos যা Didymos নামক একটি বৃহত্তর 780-মিটার-ব্যাসের গ্রহাণুকে প্রদক্ষিণ করে।
গ্রহাণু ব্যবস্থায় 11-মিলিয়ন-কিলোমিটার যাত্রার পর, অক্টোবরে DART সফলভাবে ডিমারফোসকে প্রায় 6 কিমি/সেকেন্ড গতিতে ভ্রমণ করার সময় প্রভাবিত করেছিল। দিন পরে, নাসা নিশ্চিত যে DART সফলভাবে Dimorphos এর কক্ষপথকে 32 মিনিটে পরিবর্তন করেছে - কক্ষপথটিকে 11 ঘন্টা এবং 55 মিনিটের কক্ষপথ থেকে 11 ঘন্টা 23 মিনিটে সংক্ষিপ্ত করেছে।
এই পরিবর্তনটি 25 সেকেন্ডের চেয়ে 73 গুণ বেশি ছিল যা NASA ন্যূনতম সফল কক্ষপথ সময়ের পরিবর্তন হিসাবে সংজ্ঞায়িত করেছিল। আমাদের গ্রহকে রক্ষা করার জন্য গতিগত প্রভাব কৌশলটি কীভাবে সর্বোত্তম প্রয়োগ করা যায় তা মূল্যায়ন করতেও ফলাফলগুলি ব্যবহার করা হবে।
মাধ্যাকর্ষণ জন্য একটি Aharonov-বোহম প্রভাব সনাক্ত করা
থেকে ক্রিস ওভারস্ট্রিট, পিটার অ্যাসেনবাউম, মার্ক কাসেভিচ এবং যুক্তরাষ্ট্রের স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটির সহকর্মীরা অভিকর্ষের জন্য একটি আহরনভ-বোহম প্রভাব সনাক্ত করার জন্য।
1949 সালে প্রথম ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছিল, আসল আহারোনভ-বোহম প্রভাব হল একটি কোয়ান্টাম ঘটনা যেখানে একটি চার্জযুক্ত কণার তরঙ্গ ফাংশন একটি বৈদ্যুতিক বা চৌম্বক সম্ভাবনা দ্বারা প্রভাবিত হয় এমনকি যখন কণাটি শূন্য বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি অঞ্চলে থাকে। 1960 এর দশক থেকে, ইলেকট্রনের একটি রশ্মিকে বিভক্ত করে এবং একটি সম্পূর্ণভাবে রক্ষিত চৌম্বক ক্ষেত্রযুক্ত অঞ্চলের উভয় পাশে দুটি রশ্মি পাঠানোর মাধ্যমে প্রভাব পরিলক্ষিত হয়েছে। যখন বিমগুলিকে একটি ডিটেক্টরে পুনরায় সংযুক্ত করা হয়, তখন আহারোনভ-বোহম প্রভাবটি বিমের মধ্যে একটি হস্তক্ষেপ হিসাবে প্রকাশিত হয়।
এখন, স্ট্যানফোর্ড পদার্থবিদরা পর্যবেক্ষণ করেছেন একটি প্রভাবের মহাকর্ষীয় সংস্করণ আল্ট্রাকোল্ড পরমাণু ব্যবহার করে। দলটি পরমাণুগুলিকে দুটি দলে বিভক্ত করেছে যা প্রায় 25 সেমি দ্বারা বিভক্ত ছিল, একটি দল একটি বৃহৎ ভরের সাথে মহাকর্ষীয়ভাবে মিথস্ক্রিয়া করে। যখন পুনরায় সংযুক্ত করা হয়, তখন পরমাণুগুলি একটি হস্তক্ষেপ প্রদর্শন করে যা অভিকর্ষের জন্য একটি আহারোনভ-বোহম প্রভাবের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। প্রভাবটি নিউটনের মহাকর্ষীয় ধ্রুবক থেকে খুব উচ্চ নির্ভুলতা নির্ধারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
- যে সমস্ত দলকে সম্মানিত করা হয়েছে তাদের অভিনন্দন - এবং সামগ্রিক বিজয়ীর জন্য সাথে থাকুন, যা বুধবার 14 ডিসেম্বর 2022-এ ঘোষণা করা হবে।
