পরম শূন্যের সামান্য ওপরে পরমাণুর মেঘ
চীনা বিজ্ঞানীরা দেশটির মহাকাশ স্টেশনের মেংতিয়ান গবেষণাগার মডিউলে রুবিডিয়াম পরমাণুর একটি মেঘকে ৯.৭ পিকোকেলভিন সমতুল্য তাপমাত্রায় শীতল করেছেন এবং সাত সেকেন্ড ধরে এর প্রসারণ পর্যবেক্ষণ করেছেন বলে জানিয়েছে গবেষক দল। অস্বাভাবিক কম তাপমাত্রা ও দীর্ঘ পর্যবেক্ষণের এই সমন্বয় বিজ্ঞানীদের আরও নিখুঁতভাবে মহাকর্ষ পরিমাপ এবং কোয়ান্টাম আচরণ অনুসন্ধানে সহায়তা করতে পারে।
সূচিপত্র
- পরম শূন্যের সামান্য ওপরে পরমাণুর মেঘ
- পরমাণুকে শীতল করার অর্থ কী
- মহাকাশে সাত সেকেন্ড কেন গুরুত্বপূর্ণ
- লেজারের আলো কীভাবে পরমাণুর ফাঁদ তৈরি করে
- আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনের পরীক্ষার চেয়ে ভিন্ন পদ্ধতি
- গবেষণাগারের কক্ষ থেকে কক্ষপথের ক্যাবিনেটে
- উৎক্ষেপণের আগে একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি
- দীর্ঘ সময়ের পরিমাপে দুর্বলতর প্রভাবও ধরা পড়তে পারে
- কোয়ান্টাম পরীক্ষার প্ল্যাটফর্ম
- মূল বিষয়গুলো
চাইনিজ একাডেমি অব সায়েন্সেসের মহাকাশ ব্যবহারবিষয়ক প্রযুক্তি ও প্রকৌশল কেন্দ্র ২০২৬ সালের ৬ নভেম্বর এই অর্জনের ঘোষণা দেয়। Quantum gases below 10 picokelvin in space শিরোনামের গবেষণাটি Science সাময়িকীতে অনলাইনে প্রকাশিত হয়েছে। পেকিং বিশ্ববিদ্যালয় ও সাংহাই ইনস্টিটিউট অব অপটিকস অ্যান্ড ফাইন মেকানিকসকে সঙ্গে নিয়ে কেন্দ্রটি প্রকল্পটির নেতৃত্ব দিয়েছে।
গবেষক দল এই ফলাফলকে কৃত্রিমভাবে তৈরি পদার্থের সর্বনিম্ন তাপমাত্রার রেকর্ড বলে বর্ণনা করেছে। ৯.৭ পিকোকেলভিনের এই মান ২০২১ সালে ব্রেমেন বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি দলের অর্জিত ৩৮ পিকোকেলভিনের প্রায় এক-চতুর্থাংশ এবং ২০২২ সালে আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে নাসার কোল্ড অ্যাটম ল্যাবরেটরির অর্জিত ৫২ পিকোকেলভিনের এক-পঞ্চমাংশেরও কম।
এক পিকোকেলভিন হলো এক কেলভিনের এক ট্রিলিয়ন ভাগের এক ভাগ। তাই নতুন এই মান পরম শূন্যের ওপরে ০.০০০০০০০০০০০৯৭ কেলভিনের সমান; পরম শূন্যের তাপমাত্রা মাইনাস ২৭৩.১৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস। মুক্ত করা পরমাণুগুলোর অত্যন্ত ধীর প্রসারণ থেকে বিজ্ঞানীরা এই সমতুল্য তাপমাত্রা হিসাব করেন। যন্ত্রের ভেতরে থাকা ক্ষুদ্র পরমাণুর মেঘটির গতিকেই এই তাপমাত্রা নির্দেশ করে।
পৃথিবী থেকে প্রায় ৪০০ কিলোমিটার ওপরে, পরীক্ষাটিতে স্টেশনের মাইক্রোগ্রাভিটি পরিবেশ কাজে লাগানো হয়েছে। এতে পরমাণুগুলোকে ধরে রাখার বল দুর্বল করা যায় এবং মাটির পরীক্ষাগারের ছোট যন্ত্রে যতক্ষণ সম্ভব হতো, তার চেয়ে বেশি সময় ধরে তাদের পর্যবেক্ষণ করা যায়।
পরমাণুকে শীতল করার অর্থ কী
রুবিডিয়াম পরমাণু সাধারণত বিভিন্ন দিকে, বিভিন্ন গতিতে চলাচল করে। শীতল করলে পরমাণুর একটি দলের মধ্যে এলোমেলো গতি কমে যায়। অত্যন্ত কম তাপমাত্রা ও উপযুক্ত ঘনত্বে এগুলো বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট তৈরি করতে পারে। এই অবস্থায় অনেক পরমাণু একই কোয়ান্টাম অবস্থা ভাগ করে এবং সমষ্টিগতভাবে আচরণ করে।
কনডেনসেট গবেষকদের এমন একটি বড় ও নিয়ন্ত্রণযোগ্য ব্যবস্থা দেয়, যার সাহায্যে সাধারণত একক কণার সঙ্গে সম্পর্কিত প্রভাবগুলো অনুসন্ধান করা যায়। দ্রুতগতির মধ্যে একটি পরমাণুকে অনুসরণ করার বদলে বিজ্ঞানীরা একটি সুসংগঠিত মেঘ তৈরি করতে পারেন, তার চারপাশের পরিবেশ বদলাতে পারেন এবং এর প্রতিক্রিয়া পরিমাপ করতে পারেন।
মেঘটি ছেড়ে দেওয়ার পর কত ধীরে ছড়িয়ে পড়ে, তা থেকে পরীক্ষাটির সমতুল্য তাপমাত্রা নির্ণয় করা হয়। পরমাণুগুলোর আপেক্ষিক গতি খুব কম হলে মেঘটি অত্যন্ত ধীরে প্রসারিত হয়। সেই প্রসারণ পর্যবেক্ষণ করে বিজ্ঞানীরা গতির সঙ্গে সম্পর্কিত শক্তি নির্ধারণে সহায়তা পান।
তাপগতিবিদ্যার সূত্র অনুযায়ী পরম শূন্যে পৌঁছানো সম্ভব নয়। বাস্তব লক্ষ্য হলো পরমাণুর গতি এতটাই কমানো, যাতে দুর্বল প্রভাবগুলো প্রকাশ পায় এবং দীর্ঘ সময় ধরে কার্যকর পরীক্ষার পরিবেশ বজায় থাকে। এই পরীক্ষায় সাত সেকেন্ডের পর্যবেক্ষণ অর্জনটির একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ।
মহাকাশে সাত সেকেন্ড কেন গুরুত্বপূর্ণ
পৃথিবীর মহাকর্ষ শীতলীকরণ পরীক্ষায় পরস্পর-সম্পর্কিত দুটি সমস্যা তৈরি করে। গবেষকেরা পরমাণু আটকে রাখার ফাঁদ দুর্বল করলে এটি পরমাণুগুলোকে নিচের দিকে টানে, আর ছেড়ে দেওয়া মেঘটি পর্যবেক্ষণ কক্ষে কতক্ষণ থাকতে পারবে তা সীমিত করে। দুর্বল ফাঁদ শীতলীকরণে সহায়তা করে, কিন্তু মহাকর্ষের বিপরীতে পরমাণুগুলোকে ধরে রাখার ক্ষমতাও কমিয়ে দেয়।
মহাকাশ স্টেশন ও এর গবেষণাগারের সরঞ্জাম একসঙ্গে পৃথিবীকে প্রদক্ষিণ করে। এতে মাইক্রোগ্রাভিটি তৈরি হয়, ফলে পরমাণুগুলোকে অনেক দুর্বলভাবে আটকে রেখেও যন্ত্রের কাছাকাছি রাখা যায়। তখন বিজ্ঞানীরা সেগুলোকে আরও শীতল করতে এবং দীর্ঘ সময় ধরে প্রসারণ পর্যবেক্ষণ করতে পারেন।
ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অব টেকনোলজির পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক এবং ২০০১ সালের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কারপ্রাপ্ত উলফগ্যাং কেটারলে পৃথিবীতে সাত সেকেন্ড স্থায়ী পরীক্ষার সমস্যাটির ব্যাপ্তি ব্যাখ্যা করেছেন:
পৃথিবীতে এটি প্রায় ২৫০ মিটার নিচে পড়ে যেত। তাই ২৫০ মিটার উঁচু ভ্যাকুয়াম চেম্বার না থাকলে এটি আসলে মাটিতে আছড়ে পড়ত,
কক্ষপথের গবেষণাগারটি ছোট যন্ত্রের মধ্যেই দীর্ঘ সময় পর্যবেক্ষণের সুযোগ দেয়। মাটিতে থাকা গবেষকেরা স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করে এর সরঞ্জাম দূর থেকে চালান এবং নির্দিষ্ট সময় মেনে শীতলীকরণ প্রক্রিয়া সম্পন্ন করেন।
লেজারের আলো কীভাবে পরমাণুর ফাঁদ তৈরি করে
যন্ত্রটিতে পরমাণুর উৎস হিসেবে প্রায় ৫ গ্রাম ধাতব রুবিডিয়াম রয়েছে। ধাতু গরম করে বাষ্প তৈরি করার মাধ্যমে প্রক্রিয়াটি শুরু হয়। এরপর লেজার ও চৌম্বকক্ষেত্র সেই বাষ্প থেকে পরমাণু ধরে প্রাথমিকভাবে শীতল করে। পরে গবেষক দল সেগুলোকে লেজারের আলো দিয়ে তৈরি ফাঁদে স্থানান্তর করে।
গবেষকেরা পরপর দুটি পর্যায়ে ছেদকারী আলোকীয় ফাঁদ ব্যবহার করেন। আলোকীয় ফাঁদে সুনির্দিষ্টভাবে সাজানো লেজার রশ্মি বল প্রয়োগ করে পরমাণুগুলোকে ছোট একটি এলাকায় আটকে রাখে। আলোর তীব্রতা কমালে ফাঁদটি অগভীর হয়, ফলে বেশি শক্তিসম্পন্ন পরমাণুগুলো বেরিয়ে যেতে পারে। বাকি পরমাণুগুলোর গড় শক্তি কমে যায়; এই প্রক্রিয়াকে বাষ্পীভবনজনিত শীতলীকরণ বলে।
শেষ পর্যায়ে ব্যবহার করা হয় নন-অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রসারণ। এতে নিয়ন্ত্রিতভাবে আবদ্ধ রাখার মাত্রা বদলে মেঘটিকে প্রসারিত হতে দেওয়া হয়, যা এর কার্যকর তাপমাত্রার সঙ্গে সম্পর্কিত গতি আরও কমায়। এই পর্যায়গুলো মিলিয়ে রুবিডিয়ামের মেঘটির তাপমাত্রা ১০ পিকোকেলভিনের নিচে নামানো হয়।
মাইক্রোগ্রাভিটি একটি কারিগরি চ্যালেঞ্জও তৈরি করে: আলোকীয় ফাঁদে বাষ্পীভবনের প্রক্রিয়া কম কার্যকর হয়ে পড়ে। এ সমস্যা সামাল দিতে দলটি অতিরিক্ত চৌম্বকীয় গ্রেডিয়েন্ট ব্যবহার করে একটি পদ্ধতি তৈরি করে। চৌম্বকীয় গ্রেডিয়েন্ট হলো এমন চৌম্বকক্ষেত্র, যার শক্তি স্থানভেদে পরিবর্তিত হয়। এটি প্রক্রিয়াটিতে সহায়তা করে এবং উচ্চ বিশুদ্ধতার কনডেনসেট তৈরি করে।
উন্নত পর্যায়ের শীতলীকরণে আলোকীয় ফাঁদই প্রধান উপকরণ, আর প্রস্তুতির কিছু অংশে চৌম্বকক্ষেত্র সহায়তা করে। লেজারের তীব্রতা, সময় নির্ধারণ ও পারিপার্শ্বিক বিঘ্ন সূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রণ করে এই দুই ব্যবস্থার সমন্বয় বজায় রাখতে হয়।
আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনের পরীক্ষার চেয়ে ভিন্ন পদ্ধতি
নাসার কোল্ড অ্যাটম ল্যাবরেটরি অ্যাটম চিপ দিয়ে তৈরি চৌম্বকীয় ফাঁদ, রেডিওফ্রিকোয়েন্সি বাষ্পীভবন এবং স্বল্প সময়ের পালস-নির্ভর চূড়ান্ত শীতলীকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করেছে। চীনা দলটি এর বদলে আলোকীয় আবদ্ধকরণ, আলোর তীব্রতা নিয়ন্ত্রণ করে বাষ্পীভবন এবং প্রসারণের মাধ্যমে গভীর শীতলীকরণ বেছে নিয়েছে।
গবেষকদের মতে, আলোকীয় ফাঁদ ভবিষ্যৎ পরীক্ষায় কার্যকর নমনীয়তা দেয় এবং আবদ্ধ অবস্থায় চৌম্বকীয় বিঘ্নের প্রতি সংবেদনশীলতা কমায়। একাধিক লেজার রশ্মি দিয়ে এমন কাঠামোও তৈরি করা যায়, যা কোয়ান্টাম সিমুলেশনে কাজে আসবে। এই পদ্ধতিতে নিয়ন্ত্রণযোগ্য পরমাণু ব্যবস্থা ব্যবহার করে অন্য কোনো ভৌত ব্যবস্থার নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য পুনরুৎপাদন করা হয়।
আগের রেকর্ডগুলো তুলনার দুটি ভিত্তি দেয়। ২০২১ সালে ব্রেমেনের ৩৮ পিকোকেলভিনের ফলাফল পেতে স্বল্প সময়ের মাইক্রোগ্রাভিটি তৈরির জন্য ড্রপ টাওয়ার ব্যবহার করা হয়েছিল। ২০২২ সালে আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনের পরীক্ষায় ৫২ পিকোকেলভিনে পৌঁছানো হয়। চীনের জানানো ৯.৭ পিকোকেলভিন ব্রেমেনের ফলাফলের তুলনায় প্রায় ৩.৯ গুণ এবং আগের কক্ষপথের ফলাফলের তুলনায় প্রায় ৫.৪ গুণ কম।
নতুন পরীক্ষায় তাপমাত্রার ফলাফলের সঙ্গে মেঘের প্রসারণ সাত সেকেন্ড ধরে পর্যবেক্ষণের সুযোগও মিলেছে। নিখুঁত পরিমাপের পরীক্ষা প্রস্তুত করছেন এমন গবেষকদের জন্য, শুধু তাপমাত্রার রেকর্ডের চেয়ে দীর্ঘ সময় ধরে ধীরগতির মেঘ পর্যবেক্ষণ করতে পারা বেশি কার্যকর হতে পারে।
গবেষণাগারের কক্ষ থেকে কক্ষপথের ক্যাবিনেটে
মাটিতে ব্যবহৃত যন্ত্রটির আয়তন ছিল প্রায় ২০ ঘনমিটার এবং ওজন প্রায় ১০ টন। প্রকৌশলবিষয়ক বিবরণে কক্ষপথে ব্যবহারের সমন্বিত ক্যাবিনেটটির আয়তন প্রায় ০.৭ ঘনমিটার এবং ওজন ৫০০ কিলোগ্রাম বলা হয়েছে। কেন্দ্রের ঘোষণায় আয়তন এক ঘনমিটারের কম, ওজন প্রায় ৩০০ কিলোগ্রাম এবং বিদ্যুৎ চাহিদা প্রায় ৭০০ ওয়াট বলেও উল্লেখ আছে; উদ্ধৃত ওজনের এই পার্থক্যের ব্যাখ্যা দেওয়া হয়নি।
বিস্তারিত প্রকৌশলগত পরিসংখ্যান অনুযায়ী, কক্ষপথের ব্যবস্থাটি মাটির ব্যবস্থার প্রায় ২৯ ভাগের এক ভাগ জায়গা নেয় এবং এর ওজন মাটির ব্যবস্থার এক-বিশমাংশ। এই হ্রাস অর্জনের জন্য সীমিত জায়গার মধ্যে লেজার, নিখুঁত আলোকবিজ্ঞান, ভ্যাকুয়াম সরঞ্জাম ও ইলেকট্রনিক নিয়ন্ত্রণব্যবস্থার সমন্বয়ে কাজ করার প্রয়োজন হয়েছে।
উন্নয়নকারীরা লেজার ব্যবস্থার জন্য অপটিক্যাল ফাইবার সংযোগ, লেজারের নিখুঁত নিয়ন্ত্রণ, অতি-উচ্চ ভ্যাকুয়াম, স্বয়ংক্রিয় ইলেকট্রনিক ব্যবস্থা এবং কম্পন বিচ্ছিন্নকরণ ব্যবহার করেছেন। ভ্যাকুয়ামের ফলে অবাঞ্ছিত গ্যাসকণার সঙ্গে সংঘর্ষ কমে, আর কম্পন বিচ্ছিন্নকরণ সূক্ষ্ম মেঘটিকে বিঘ্নিত করতে পারে এমন যান্ত্রিক নড়াচড়া সীমিত করে।
ক্যাবিনেটটির নকশাও মডুলার। গবেষকেরা বিভিন্ন গবেষণার জন্য পরীক্ষার মডিউল ও সময়ক্রম বেছে নিতে পারেন। ফলে একই প্ল্যাটফর্ম শুধু একটি শীতলীকরণ প্রদর্শনের বদলে বিভিন্ন ধরনের কোয়ান্টাম গবেষণায় ব্যবহার করা সম্ভব।
উৎক্ষেপণের আগে একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি
যন্ত্রটি কক্ষপথে পৌঁছানোর অনেক আগেই, ২০১১ সালে প্রকল্পটির প্রাথমিক মূল্যায়ন শুরু হয়। ২০২১ সালের শেষ দিকে একটি গুরুতর জটিলতা দেখা দেয়: পরবর্তী শীতলীকরণ পর্যায়ের জন্য প্রয়োজনীয় বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেট তৈরি করতে দলটি বারবার ব্যর্থ হয়।
যন্ত্রটিকে পরিকল্পিত মহাকাশযাত্রায় অন্তর্ভুক্ত করা হবে কি না, সে বিষয়ে সিদ্ধান্তের আগে সমস্যা সমাধানে উন্নয়নকারীরা অতিরিক্ত ১০ দিন সময় পান। তারা পুরো ব্যবস্থার হার্ডওয়্যার ও সফটওয়্যার পরীক্ষা করে সমন্বয় করেন। ২০২২ সালের ৮ জানুয়ারির প্রথম প্রহরে অবশেষে কনডেনসেট তৈরি হয়, যা উৎক্ষেপণের পথে একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ সম্পন্ন করে।
প্রধান মাইলফলকগুলো এক দশকেরও বেশি সময়জুড়ে বিস্তৃত:
- ২০১১: মহাকাশ স্টেশনের অতি-শীতল পরমাণুর পরীক্ষা নিয়ে প্রাথমিক মূল্যায়ন শুরু হয়।
- ২০২১ সালের শেষ দিকে: কনডেনসেট তৈরির জটিলতা মহাকাশযাত্রায় যন্ত্রটির পরিকল্পিত অন্তর্ভুক্তিকে অনিশ্চিত করে তোলে।
- ৮ জানুয়ারি, ২০২২: নিবিড়ভাবে ত্রুটি অনুসন্ধানের পর দলটি প্রয়োজনীয় কনডেনসেট তৈরি করে।
- ২০২২: মেংতিয়ান গবেষণাগার মডিউলে করে পরীক্ষাগারটি মহাকাশ স্টেশনে যায়।
- ৬ নভেম্বর, ২০২৬: ৯.৭ পিকোকেলভিনের ফলাফল ঘোষণা করা হয় এবং গবেষণাটি Science সাময়িকীতে অনলাইনে প্রকাশিত হয়।
পেকিং বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক ঝৌ শিয়াওজি এবং সাংহাই ইনস্টিটিউট অব অপটিকস অ্যান্ড ফাইন মেকানিকসের গবেষক চেন ওয়েইবিয়াও গবেষণাটির সংশ্লিষ্ট লেখকদের মধ্যে ছিলেন। যৌথভাবে প্রথম লেখকের স্বীকৃতি পাওয়া গবেষকদের মধ্যে রয়েছেন সাংহাই ইনস্টিটিউটের লি তাং এবং পেকিং বিশ্ববিদ্যালয়ের সিয়ং ওয়েই ও জিন শেংজিয়ে।
দীর্ঘ সময়ের পরিমাপে দুর্বলতর প্রভাবও ধরা পড়তে পারে
নতুন প্ল্যাটফর্ম থেকে উপকৃত হতে পারে এমন যন্ত্রগুলোর মধ্যে রয়েছে পরমাণু ইন্টারফেরোমিটার। এতে পরমাণুর তরঙ্গধর্ম ব্যবহার করা হয়। পরমাণুর তরঙ্গকে ভাগ করে আবার একত্র করলে তৈরি হওয়া বিন্যাস থেকে ত্বরণ বা মহাকর্ষের মতো প্রভাব বোঝা যায়।
জার্মানির লাইবনিজ ইউনিভার্সিটি হ্যানোভারের পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক আর্নস্ট এম. রাসেল এই যন্ত্রগুলোর প্রয়োজনীয় পরিবেশ ব্যাখ্যা করেছেন:
অতি-শীতল পরমাণুর সমষ্টিতে বিপুল সংখ্যক পরমাণু এবং দীর্ঘ পর্যবেক্ষণকাল সরবরাহ করতে পারে, এমন উৎস থেকে পরমাণু ইন্টারফেরোমিটার বিশেষভাবে উপকৃত হয়,
রাসেল ব্যাখ্যা করেছেন, পরমাণুগুলো যন্ত্রটির ভেতরে যতক্ষণ থাকে, ইন্টারফেরোমিটারের সংবেদনশীলতা সেই সময়ের বর্গের সঙ্গে বাড়ে। অন্য শর্ত অপরিবর্তিত থাকলে, সময় দ্বিগুণ করলে পরিমাপ করা প্রভাবের প্রতি সাড়া চার গুণ বাড়তে পারে। ফলে অত্যন্ত ক্ষুদ্র সংকেত শনাক্ত করতে দীর্ঘ পর্যবেক্ষণ বিশেষভাবে মূল্যবান।
রাসেলের চিহ্নিত পরবর্তী ধাপ হলো এমন একটি কক্ষপথের ইন্টারফেরোমিটার তৈরি করা, যেখানে পরমাণুর তরঙ্গ কয়েক সেকেন্ড ধরে সুসংগতভাবে বিভক্ত থাকবে। সুসংগতি বলতে তরঙ্গগুলোর মধ্যকার সম্পর্ক অক্ষুণ্ণ থাকাকে বোঝায়, যাতে সেগুলোকে আবার একত্র করলে কার্যকর পরিমাপ পাওয়া যায়। মেঘটিকে সাত সেকেন্ড পর্যবেক্ষণ করার সুযোগ এই সক্ষমতা তৈরির প্রাথমিক ভিত্তি।
গবেষকেরা পৃথিবীর মহাকর্ষের মানচিত্র তৈরি, নেভিগেশন এবং উপগ্রহের কক্ষপথ নির্ধারণে এর সম্ভাব্য ব্যবহার দেখছেন। আরও উন্নত মহাকর্ষ পরিমাপ হিমবাহ ও সমুদ্রস্রোতের পরিবর্তন অনুসরণেও সহায়তা করতে পারে, কারণ পানি ও বরফের চলাচলে পৃথিবীর ভরের বণ্টন বদলে যায়।
কোয়ান্টাম পরীক্ষার প্ল্যাটফর্ম
আলোকীয় ব্যবস্থাটি অপটিক্যাল ল্যাটিসে ব্যবহার করা যেতে পারে। এগুলো লেজারের আলো দিয়ে তৈরি এমন বিন্যাস, যেখানে পরমাণুকে স্ফটিকের মতো সাজানো যায়। বিন্যাস ও পারস্পরিক ক্রিয়া বদলে নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে কণার সমষ্টি কীভাবে আচরণ করে, তা গবেষকেরা অনুসন্ধান করতে পারেন।
চেন ওয়েইবিয়াও সম্ভাব্য গবেষণাক্ষেত্র হিসেবে কোয়ান্টাম দশা-রূপান্তর, পারস্পরিক ক্রিয়াশীল বহু কোয়ান্টাম কণার আচরণ এবং মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের তত্ত্ব যাচাইয়ের কথা উল্লেখ করেছেন। প্রকল্পটির প্রস্তাবিত দিকনির্দেশনার মধ্যে রয়েছে আদি মহাবিশ্ব-সম্পর্কিত সিমুলেশন, অতি-হালকা ডার্ক ম্যাটারের অনুসন্ধান এবং হিগস মডেল-সম্পর্কিত গবেষণা।
এগুলো ভবিষ্যৎ সম্ভাব্য পরীক্ষা, যেগুলোর জন্য আলাদা নকশা ও পরিমাপ দরকার। তাৎক্ষণিক অর্জন হলো অত্যন্ত ধীরগতির পরমাণুর একটি উৎস এবং সেগুলো অধ্যয়নের জন্য দীর্ঘ সময়ের সুযোগ। গবেষকেরা মহাকাশে কোয়ান্টাম সেন্সর ও পারমাণবিক ঘড়িতেও এর সম্ভাব্য ব্যবহার দেখছেন।
চীনের মানববাহী মহাকাশ কর্মসূচির মহাকাশ প্রয়োগব্যবস্থার প্রধান নকশাবিদ এবং মহাকাশ ব্যবহার কেন্দ্রের উপপরিচালক ল্যু ছোংমিন বিশ্বের গবেষকদের এই স্থাপনা ব্যবহার করে পরীক্ষা চালানো এবং গবেষণার সুযোগ ভাগ করে নেওয়ার আহ্বান জানিয়েছেন। প্রস্তাবিত পরবর্তী পরীক্ষাগুলোর আবেদন গ্রহণের সময়সূচি বা তারিখ ঘোষণা করা হয়নি।
কেটারলে এই অর্জনকে "পরমাণু-ভিত্তিক তাপমাত্রা পরিমাপ ও নিখুঁত পরিমাপের উন্নয়নে একটি চমৎকার সূচনা" বলে বর্ণনা করেছেন। পারমাণবিক ব্যবস্থায় তাপমাত্রা পরিমাপের পদ্ধতি, পারমাণবিক তাপমাত্রামিতি, এ ধরনের পরীক্ষা বোঝা ও উন্নত করার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ থাকবে।
মূল বিষয়গুলো
- চীনের মহাকাশ স্টেশনের গবেষক দল জানিয়েছে, তারা রুবিডিয়াম পরমাণুর একটি মেঘকে ৯.৭ পিকোকেলভিন সমতুল্য তাপমাত্রায় শীতল করেছে এবং সাত সেকেন্ড ধরে এর প্রসারণ পর্যবেক্ষণ করেছে।
- পরীক্ষাটি মেংতিয়ান গবেষণাগার মডিউলে হয়েছে; ব্যবহৃত স্থাপনাটি ২০২২ সালে মহাকাশে পাঠানো হয়।
- জানানো তাপমাত্রা ২০২১ সালে ব্রেমেনে অর্জিত ৩৮ পিকোকেলভিন এবং ২০২২ সালে আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে অর্জিত ৫২ পিকোকেলভিনের চেয়ে কম।
- শীতলীকরণ প্রক্রিয়ায় রয়েছে আলোকীয় ফাঁদ, চৌম্বকীয় গ্রেডিয়েন্টের সহায়তায় বাষ্পীভবনজনিত শীতলীকরণ এবং নন-অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রসারণ।
- ভবিষ্যৎ গবেষণায় কোয়ান্টাম সিমুলেশন, পরমাণু ইন্টারফেরোমিটার, মহাকর্ষ পরিমাপ এবং মৌলিক পদার্থবিজ্ঞানের তত্ত্ব যাচাই অন্তর্ভুক্ত হতে পারে।






