একটি লেজার রশ্মির মাধ্যমে, পরমাণুর মেরুকরণ সম্ভব যাতে তারা একদিকে ইতিবাচকভাবে চার্জিত হয় এবং অন্যদিকে ঋণাত্মকভাবে চার্জিত হতে পারে। ফলস্বরূপ, তারা একে অপরের কাছে টানা হয়, একটি অনন্য বন্ধন অবস্থা তৈরি করে যা একটি নির্দিষ্ট অণুর মধ্যে দুটি পরমাণুর মধ্যে সংযোগের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে দুর্বল কিন্তু এখনও পরিমাপযোগ্য। লেজার রশ্মি, যাকে আলো এবং পদার্থের একটি "অণু" হিসাবে ভাবা যেতে পারে, একটি উপায়ে মেরুকৃত পরমাণুগুলিকে একে অপরকে আকর্ষণ করার শক্তি দেয়।
এই ঘটনাটি দীর্ঘদিন ধরে তাত্ত্বিকভাবে প্রত্যাশিত হয়েছে, তবে গবেষকরা ইনসব্রুক বিশ্ববিদ্যালয় এবং ভিয়েনা সেন্টার ফর কোয়ান্টাম সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি (ভিসিকিউ) এ টিইউ ওয়েন এখন এই অস্বাভাবিক পারমাণবিক সংযোগের প্রথম পরিমাপ অর্জন করেছে। তারা প্রথমবারের মতো পরীক্ষাগারে পরমাণুর মধ্যে একটি বিশেষ বন্ধন অবস্থা তৈরি করেছিল। এই মিথস্ক্রিয়াটি খুব ঠান্ডা পরমাণুগুলি পরিচালনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং মহাকাশে অণুগুলি কীভাবে তৈরি হয় তাও প্রভাবিত করতে পারে।
প্রফেসর ফিলিপ হাসলিঙ্গার, যার গবেষণা টিইউ ভিয়েনের অ্যাটোমিনস্টিটুতে এফডব্লিউএফ START প্রোগ্রাম দ্বারা সমর্থিত, বলেন, "একটি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ পরমাণুতে, একটি ইতিবাচক চার্জযুক্ত পারমাণবিক নিউক্লিয়াস নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেকট্রন দ্বারা বেষ্টিত থাকে, যা পারমাণবিক নিউক্লিয়াসকে অনেকটা মেঘের মতো ঘিরে থাকে। আপনি যদি এখন একটি বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের স্যুইচ করেন, তাহলে এই চার্জ বন্টন একটু বদলে যায়।"
"ধনাত্মক চার্জটি এক দিকে সামান্য স্থানান্তরিত হয়, নেতিবাচক চার্জটি অন্য দিকে সামান্য স্থানান্তরিত হয়, পরমাণুর হঠাৎ একটি ধনাত্মক এবং একটি ঋণাত্মক দিক রয়েছে, মেরুকরণ করা হয়েছে।"
লেজার আলো দিয়ে একটি মেরুকরণ প্রভাব তৈরি করা সম্ভব কারণ আলো কেবল একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড যে দ্রুত পরিবর্তন হয়। আলো একইভাবে সমস্ত পরমাণুকে (যখন একে অপরের পাশে রাখা হয়) মেরুকরণ করে- বাম দিকে ধনাত্মক এবং ডানদিকে ঋণাত্মক, বা বিপরীতে। উভয় ক্ষেত্রে, দুটি প্রতিবেশী পরমাণু একে অপরের দিকে বিভিন্ন চার্জ ঘুরিয়ে দেয়, তাদের মধ্যে একটি বল তৈরি করে।
প্রকাশনার প্রথম লেখক টিইউ ভিয়েনের মীরা মাইওগার বলেছেন, "এটি একটি খুব দুর্বল আকর্ষণীয় শক্তি, তাই এটি পরিমাপ করতে সক্ষম হওয়ার জন্য আপনাকে খুব সাবধানে পরীক্ষা করতে হবে। যদি পরমাণুর প্রচুর শক্তি থাকে এবং দ্রুত গতিশীল হয়, তবে আকর্ষক শক্তি অবিলম্বে চলে যায়। এই কারণেই আল্ট্রাকোল্ড পরমাণুর একটি মেঘ ব্যবহার করা হয়েছিল।"
প্রকাশনার প্রথম লেখক টিইউ ভিয়েনের মীরা মাইওগার বলেছেন, "এটি একটি খুব দুর্বল আকর্ষণীয় শক্তি, তাই এটি পরিমাপ করতে সক্ষম হওয়ার জন্য আপনাকে খুব সাবধানে পরীক্ষা করতে হবে। যদি পরমাণুর প্রচুর শক্তি থাকে এবং দ্রুত গতিশীল হয়, তবে আকর্ষক শক্তি অবিলম্বে চলে যায়। এই কারণেই আল্ট্রাকোল্ড পরমাণুর একটি মেঘ ব্যবহার করা হয়েছিল।"
বিজ্ঞানীরা একটি কৌশল ব্যবহার করেছিলেন যাতে তারা প্রথমে বন্দী করে এবং তারপর একটি পরমাণু চিপের চৌম্বকীয় ফাঁদে পরমাণুগুলিকে শীতল করে। ফাঁদ বন্ধ করার পর পরমাণুগুলিকে মুক্ত অবস্থায় ছেড়ে দেওয়া হয়। "আল্ট্রাকোল্ড" হওয়া সত্ত্বেও - একটি কেলভিনের এক মিলিয়নেরও কম তাপমাত্রা সহ - পরমাণু মেঘের পতনের সময় বৃদ্ধির জন্য যথেষ্ট শক্তি রয়েছে। যাইহোক, এই পরমাণু মেঘের বৃদ্ধি ধীর হয়ে যায় যদি এই পর্বে পরমাণুগুলিকে লেজার রশ্মি দিয়ে মেরুকরণ করা হয়, তাদের মধ্যে একটি আকর্ষণীয় শক্তি তৈরি করে। এইভাবে আকর্ষণীয় বল পরিমাপ করা হয়।
ম্যাথিয়াস সোনলেইটনার, যিনি পরীক্ষার জন্য তাত্ত্বিক ভিত্তি স্থাপন করেছিলেন, বলেছিলেন, “লেজার রশ্মি দিয়ে পৃথক পরমাণুকে পোলারাইজ করা নতুন কিছু নয়। তবে আমাদের পরীক্ষার গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল যে আমরা প্রথমবারের মতো বেশ কয়েকটি মেরুকরণ পরমাণুকে নিয়ন্ত্রিত উপায়ে একসাথে করতে সফল হয়েছি, তাদের মধ্যে একটি পরিমাপযোগ্য, আকর্ষণীয় বল তৈরি করেছি।"
ফিলিপ হাসলিঙ্গার বলেছেন, "এই আকর্ষণীয় বল ঠান্ডা পরমাণু নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি পরিপূরক হাতিয়ার। তবে এটি জ্যোতির্পদার্থবিদ্যাতেও গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে: মহাকাশের বিশালতায়, ক্ষুদ্র শক্তিগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে। এখানে, আমরা প্রথমবারের মতো দেখাতে সক্ষম হয়েছি যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ পরমাণুর মধ্যে একটি বল তৈরি করতে পারে, যা এখনও ব্যাখ্যা করা হয়নি এমন অ্যাস্ট্রোফিজিক্যাল পরিস্থিতিতে নতুন আলো ফেলতে সাহায্য করতে পারে।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- মিরা মাইওগার, ম্যাথিয়াস সোনলিটনার এবং অন্যান্য। আল্ট্রাকোল্ড পারমাণবিক গ্যাসে আলোক-প্ররোচিত ডাইপোল-ডাইপোল বাহিনীর পর্যবেক্ষণ। শারীরিক রেভ. এক্স 12, 031018 – 27 জুলাই 2022 প্রকাশিত। DOI: 10.1103/PhysRevX.12.031018
