মহাবিশ্বে হাইড্রোজেনের সবচেয়ে সাধারণ রূপটি রঙ- এবং গন্ধহীন গ্যাস নয় বা জলের মতো হাইড্রোজেন-ধারণকারী অণুগুলি যা পৃথিবীতে সুপরিচিত। এটি উষ্ণ, ঘন হাইড্রোজেন যা তৈরি করে নক্ষত্র এবং গ্রহ. কিছু পরিস্থিতিতে, এই হাইড্রোজেন এমনকি ধাতুর মত বিদ্যুৎ সঞ্চালন করতে পারে।
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) এ সেন্টার ফর অ্যাডভান্সড সিস্টেমস আন্ডারস্ট্যান্ডিং (CASUS) এর বিজ্ঞানীরা উষ্ণ ঘন হাইড্রোজেনকে আগের মতো সঠিকভাবে বর্ণনা করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ নিয়েছেন। তারা এলোমেলো সংখ্যার উপর ভিত্তি করে একটি সিমুলেশন পদ্ধতি ব্যবহার করেছিল।
প্রথমবারের মতো, তাদের পদ্ধতি মৌলিক সমাধান করতে পারে ইলেকট্রনের কোয়ান্টাম গতিবিদ্যা যখন অনেক হাইড্রোজেন পরমাণু এমন পরিস্থিতিতে ইন্টারঅ্যাক্ট করে যা সাধারণত গ্রহের অভ্যন্তরীণ বা ফিউশন চুল্লিতে পাওয়া যায়।
বিজ্ঞানীরা দেখিয়েছেন যে উষ্ণ ঘন হাইড্রোজেনের বৈশিষ্ট্যগুলি তথাকথিত কোয়ান্টাম মন্টে কার্লো (QMC) সিমুলেশনের সাথে সুনির্দিষ্টভাবে বর্ণনা করা যেতে পারে।
বোহমে, CASUS-এ তার কাজের সাথে ডক্টরেট করার জন্য, বলেন, “আমাদের পদ্ধতি পূর্ববর্তী পন্থাগুলির অনুমানগুলির উপর নির্ভর করে না। এটি পরিবর্তে সরাসরি মৌলিক কোয়ান্টাম গতিবিদ্যা গণনা করে এবং তাই খুব সুনির্দিষ্ট। যাইহোক, আমাদের পদ্ধতি স্কেলিংকে সীমাবদ্ধ করে, কারণ এটি গণনাগতভাবে তীব্র। যদিও বৃহত্তম সুপার কম্পিউটারের উপর নির্ভর করে, আমরা কেবলমাত্র ডাবল-ডিজিটের পরিসরে কণা সংখ্যাগুলি পরিচালনা করতে পারি।"
প্রাথমিকভাবে, বিজ্ঞানীরা চরম পরিস্থিতিতে হাইড্রোজেন এবং অন্যান্য পদার্থের বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাখ্যা করার জন্য সিমুলেশনের উপর নির্ভর করে। একজন জনপ্রিয় হিসেবে পরিচিত ঘনত্ব কার্যকরী তত্ত্ব (DFT)। এর সাফল্য সত্ত্বেও, উত্তপ্ত ঘন হাইড্রোজেন পর্যাপ্তভাবে বর্ণনা করা হয়নি। মৌলিক ন্যায্যতা হল সঠিক মডেলের জন্য উষ্ণ, ঘন হাইড্রোজেনে ইলেক্ট্রনগুলি কীভাবে মিথস্ক্রিয়া করে তার একটি বিশদ বোঝার প্রয়োজন।
নতুন পদ্ধতির তাৎপর্য ব্যাপক হতে পারে। পিআইএমসি এবং ডিএফটি বুদ্ধিমত্তার সাথে একত্রিত করার মাধ্যমে, পিআইএমসি পদ্ধতির নির্ভুলতা এবং ডিএফটি পদ্ধতির গতি এবং অভিযোজনযোগ্যতা অর্জন করা সম্ভব হতে পারে, যার জন্য অনেক কম গণনামূলক প্রচেষ্টা প্রয়োজন।
ইয়ং ইনভেস্টিগেটর গ্রুপ লিডার ডঃ টোবিয়াস ডর্নহাইম বলেছেন, “এখন পর্যন্ত, বিজ্ঞানীরা তাদের ডিএফটি সিমুলেশনে ইলেক্ট্রন পারস্পরিক সম্পর্কের জন্য নির্ভরযোগ্য অনুমান খুঁজে পেতে কুয়াশার মধ্যে ঘুরে বেড়াচ্ছিলেন। একটি রেফারেন্স হিসাবে খুব কম কণার জন্য PIMC ফলাফল ব্যবহার করে, তারা এখন তাদের DFT সিমুলেশনের সেটিংস টিউন করতে পারে যতক্ষণ না তারা PIMC ফলাফলের সাথে মেলে। উন্নত ডিএফটি সিমুলেশনের সাথে, আমাদের শত শত থেকে হাজার হাজার কণার সিস্টেমে সঠিক ফলাফল দিতে সক্ষম হওয়া উচিত।"
এই পদ্ধতির সাথে মানিয়ে নেওয়ার মাধ্যমে, বিজ্ঞানীরা উল্লেখযোগ্যভাবে ডিএফটি উন্নত করতে পারে, যার ফলে যেকোন ধরণের পদার্থ বা উপাদানের আচরণের উন্নত সিমুলেশন হয়। মৌলিক গবেষণায়, এটি ভবিষ্যদ্বাণীমূলক সিমুলেশনগুলিকে অনুমতি দেবে যা পরীক্ষামূলক পদার্থবিদদের হামবুর্গ (জার্মানি) এর কাছে ইউরোপীয় এক্স-রে ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজার ফ্যাসিলিটি (ইউরোপিয়ান এক্সএফইএল) এর মতো বৃহৎ মাপের অবকাঠামো থেকে তাদের অভিজ্ঞতামূলক ফলাফলের সাথে তুলনা করতে হবে, লিনাক কোহেরেন্ট লাইট সোর্স। (এলসিএলএস) মেনলো পার্কের ন্যাশনাল অ্যাক্সিলারেটর ল্যাবরেটরিতে বা লিভারমোরের লরেন্স লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিতে (উভয় ইউএসএ) জাতীয় ইগনিশন ফ্যাসিলিটি (এনআইএফ)।
জার্নাল রেফারেন্স:
- Maximilian Böhme, Zhandos A. Moldabekov et al. উষ্ণ ঘন হাইড্রোজেনের স্ট্যাটিক ইলেক্ট্রনিক ঘনত্বের প্রতিক্রিয়া: অ্যাব ইনটিও পাথ ইন্টিগ্রাল মন্টে কার্লো সিমুলেশন। শারীরিক। রেভ। লেট 129, 066402। DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.066402
