আলোর গতি ১০ হাজার ভাগের এক ভাগ কমিয়ে দেখালেন বিজ্ঞানীরা

নির্দিষ্ট মাধ্যম ও পরিস্থিতিতে আলোর গতি কমানো যেতে পারে—এই ধারণা বিজ্ঞানীরা আগেই প্রতিষ্ঠিত করেছেন। এবার আলোর গতি ১০ হাজার ভাগের এক ভাগ কমানোর কৌশল নতুন এক গবেষণায় তুলে ধরেছেন বিজ্ঞানীরা। 

চীনের গুয়াংসি ইউনিভার্সিটি ও চাইনিজ একাডেমি অব সায়েন্সেসের গবেষকেরা গবেষণাটি পরিচালনা করেন। তাঁরা বলেন, এই পদ্ধতি কম্পিউটার ও অপটিক্যাল কমিউনিকেশনের উন্নয়নে ভূমিকা রাখবে। 

আলোর গতি শূন্য মাধ্যমে সেকেন্ডে ২ লাখ ৯৯ হাজার ৭৯২ কিলোমিটার হাজার (১ লাখ ৮৬ হাজার মাইল)। আইনস্টাইনের তত্ত্ব অনুযায়ী, মহাবিশ্বে আলোর গতিই সর্বোচ্চ। তবে আলোর গতিপথে তড়িৎচুম্বক ক্ষেত্র তৈরি করলে আলোর গতি ধীর হতে শুরু করে। 

বেশির ভাগ স্বচ্ছ পদার্থ আলোর গতি অল্প কিছু কমাতে পারে। এই গতির পরিবর্তনই একটি মাধ্যম থেকে অন্য মাধ্যমে (যেমন: বায়ু থেকে কাচ) যাওয়ার সময় আলোকে কিছুটা বাঁকিয়ে দেয়। তবে আলোর গতি কমাতে ফোটোনিক ক্রিস্টাল বা অতিশীতল কোয়ান্টাম গ্যাসের মতো বিশেষ উপাদানের প্রয়োজন হয়। 

গবেষকেরা বলেন, ন্যানোফোটোনিক চিপগুলোতে অতি শক্তিশালী আলো ও বস্তুর মিথস্ক্রিয়া উপলব্ধি করার জন্য একটি সম্পূর্ণ নতুন দিকনির্দেশ দিতে পারে এই গবেষণা। 

নতুন পদ্ধতিটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক্যালি ইনডিউসড ট্রান্সপারেন্সি (ইআইটি) নামে পরিচিত। এই পদ্ধতিতে একটি শূন্য মাধ্যমে সঞ্চিত গ্যাসের ভেতরে ইলেকট্রনগুলোকে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য লেজার রশ্মি ব্যবহার করা হয়। এর মাধ্যমে মাধ্যমটি অস্বচ্ছ থেকে স্বচ্ছ মাধ্যমে পরিণত হয়। 

লেজার রশ্মিগুলো এই মাধ্যমের ভেতর দিয়ে যেতে পারলেও এগুলো এমনভাবে পরিবর্তিত হয় যে আলোক রশ্মিটির গতি ধীর হয়ে যায়। তবে এই পদ্ধতিতে আলো ও শক্তি কিছুটা হারিয়ে যায়। 

এই ক্ষতি কমাতে ও পুরো সিস্টেমের দক্ষতা উন্নত করতে, গবেষকেরা আলো নিয়ন্ত্রণে ইআইটির পদ্ধতির জন্য কিছু নীতি গ্রহণ করেন এবং আলোর গতি কমানোর জন্য একটি নতুন উপাদান ডিজাইন করেছেন। 

এই উপাদান এক ধরনের মেটাসারফেস—এমন বৈশিষ্ট্যযুক্ত কৃত্রিম ও দ্বিমাত্রিক বস্তু যা প্রকৃতিতে পাওয়া যায় না। 

মেটাসারফেসগুলোতে আধুনিক কম্পিউটার চিপের মতো পাতলা স্তরের সিলিকন ব্যবহার করা হয়েছে। এই মেটাসারফেস যেভাবে শক্তি (এই ক্ষেত্রে আলো থেকে) ধারণ ও মুক্ত করে তা বিদ্যমান বিকল্পগুলোর চেয়ে অনেক ভালো। 

গবেষকেরা এই পদ্ধতিতে আলোর গতি ১০ হাজার ভাগের এক ভাগ কমিয়ে ফেলতে সক্ষম হয়েছেন। সেই সঙ্গে অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় আলোর শক্তি হারানোর পরিমাণও পাঁচ গুণেরও বেশি কমাতে পেরেছেন। 

নতুন পদ্ধতির সফল হওয়ার চাবিকাঠি হলো—মেটাসারফেসের ক্ষুদ্রতম ব্লক, এগুলো মেটা পরমাণু নামে পরিচিত। গবেষণার নতুন পদ্ধতিতে মেটা পরমাণুগুলো সহজে একীভূত হতে পারার মতো যথেষ্ট কাছাকাছি থাকে। এই ব্যবস্থার ভেতর দিয়ে প্রবাহিত আলোর গতিপথ ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়। 

এই জটিল বিজ্ঞানের ফলাফল হলো, আলো কীভাবে ভ্রমণ করে তার ওপর আরও বেশি নিয়ন্ত্রণ আরোপ করা। ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেট থেকে কোয়ান্টাম কম্পিউটিং পর্যন্ত সবকিছুতে আলোর ব্যবহার এখন যেভাবে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠেছে, তাতে এই গবেষণা অনেক সম্ভাবনার দ্বার খুলে দিতে পারে। 

পানির মতো প্রবাহী পদার্থে প্রাকৃতিকভাবে আলোর গতি ধীর হয়ে যায়। এই গবেষণায় ব্যবহৃত কৌশলই আলোর গতি কমানোর একমাত্র বিকল্প নয়। তবে এই কৌশলের কার্যকারিতা এবং ব্যবহারযোগ্যতা এটিকে একটি প্রতিশ্রুতিশীল বিকল্প হিসেবে প্রতিষ্ঠিত করতে পারে। 

ন্যানো লেটারস নামের বিজ্ঞান সাময়িকীতে গবেষণাপত্রটি প্রকাশিত হয়েছে।