স্ট্রিং তত্ত্ব নিয়ে কিছু কথা

পদার্থবিদরা (রাদারফোর্ড,নীলস্ বোর )পরমাণুর যে মডেল বা কাঠামো দিয়েছেন,আমরা জানি যে তাতে ইলেক্ট্রন,প্রোটন ও নিউট্রন আছে।
প্রোটন ও নিউট্রন দিয়ে নিউক্লিয়াস গঠিত,আর ইলেক্ট্রন নিউক্লিয়াস কে কেন্দ্র করে বৃত্তাকার বা উপবৃত্তাকার পথে ঘুরে । ইলেক্ট্রন হচ্ছে মৌলিক কণিকা (অর্থাৎ একে আর ক্ষুদ্র অংশে ভাগ করা যায় না) অথবা আমরা বলতে পারি যে এটি (Lapton) ল্যাপ্টোন পরিবারের একটি সদস্য । কিন্তু প্রোটন ও নিউট্রন , কোয়ার্ক নামক ক্ষুদ্র কণিকা দ্বারা গঠিত ।
কোয়ার্ক হচ্ছে অনেক অনেক ক্ষুদ্রতম কণিকা (Their size is about 10^-18 m) যারা আধুনিক পদার্থ বিজ্ঞান সম্পর্কে জ্ঞাত আছেন,তারা ভাল করেই জানেন তাই আমি আর বিশদ আলোচনায় যাচ্ছি না ।এখন মনে করা হয় যে কোয়ার্ক হচ্ছে Particle Physics এর ক্ষুদ্রতম কণা যা দিয়ে আমাদের এই বিশ্ব জগত বা ইউনিভার্স গঠিত বা কোয়ার্কে বলা যায় Foundamental Building Block (বাংলায় বলা যায় বস্তু সমূহ গঠনের একক) ।
১২টি Foundamental Building Block আছে,তার মধ্যে ৬টি হচ্ছে কোয়ার্ক আর ৬টি হচ্ছে ল্যাপ্টোন । ল্যাপ্টোন গুলো হচ্ছে Electron,Muon,Tauon এবং তিন ধরনের Neutrinos । কোয়ার্ক অনেক ধরনের আছে কিন্তু আমরা তা সংক্ষিপ্ত আকারে আলোচনা করবো , কেননা এটা বিশদভাবে আলোচনা করতে গেলে হয়তো লেখাটা বড় হয়ে যাবে ।আমরা যারা পদার্থবিজ্ঞান পরেছি তারা সবাই জানি যে এই বিশ্ব জগতে ৪ ধরনের মৌলিক বল (Force)আছে ।

১) মহাকর্ষ বল
২) ইলেক্ট্রোম্যাগ্নেটিক বল
৩) সবল নিউক্লিয় বল এবং
৪) দূর্বল নিউক্লিয় বল

এই প্রতিটি বলের উৎপত্তি স্তল বা বলগুলো তৈরি হয় Foundamental Particle হতে । আমরা আমাদের প্রাত্যহিক জীবনে যে বলগুলো দেখতে পাই তার বেশির ভাগই হচ্ছে ইলেক্ট্রোম্যাগ্নেটিক বল শুধু মহাকর্ষ বল ছাড়া । আমরা নবম-দশম শ্রেণীতে পড়েছি কোন বস্তুর আকারের জন্য আন্তঃআণবিক বল দ্বায়ী আবার ইলেক্ট্রন ও প্রোটন এর মধ্যে যে বল ,এ সবই ইলেক্ট্রোম্যাগ্নেটিক বল । মহাকর্ষ বল Graviton Particle এর জন্য উৎপন্ন হয় । সবল নিউক্লিয় বল Gluons নামক ৮ধরনের Particle বহন করে , এছাড়াও নিউক্লিয়াসে প্রোটন ও নিউট্রন মধ্যে যে বল তাও এই বলের অন্তর্ভূক্ত । সর্বশেষে দূর্বল নিউক্লিয় বল উৎপন্ন হয় W+,W- Z-Bosons particle হতে ।
পূর্বে মহাকর্ষ বলকে কখনই আমরা একটি ক্ষূদ্র স্কেলে প্রকাশ করতে পারতাম না , কারন মহাকর্ষ বলকে সকল বলের মৌলিক কাঠামো মনে করা হতো । আমরা যদি মহাকর্ষ বলকে Quantum Physics অথবা neutron ও proton এর মতো বল দিয়ে প্রকাশ করতে পারতাম , তা হলে হয়তো আমরা এই বিশ্বনিখীলের (Cosmos) সব বড়-ছোট বস্তু কে একটি সূত্রের মাধ্যমে বর্ণনা করতে পারতাম , Gravity এবং Quantum Physics এর মধ্যে একটি সম্পর্ক স্থাপিত হতো । তাহলে বিখ্যাত পদার্থবিদ আলবার্ট আইনস্টাইনের Theory of everything এর কথা আর চিন্তা করতে হতো না কারণ তখন quantum mechanics এবং Theory of relativity এর মধ্যে দা-কুমড়ার সম্পর্কটি আর থাকত না ।
এই বিখ্যাত দুইটি তত্ত্ব এর মধ্যে যে সংঘাত তা নিরসনের জন্য একটি নতূন তত্ত্বের প্রয়োজন হয়ে পড়ে আর তখনই String Theory এগিয়ে আসে । String Theory হচ্ছে Gravity এর Microscopic theory , এই theory এর সাহায্যে আমরা এই Universe এর মৌলিক গঠন খুব ভাল ভাবেই প্রকাশ করতে পারি । যেহেতু এই তত্ত্ব quantum mechanics এবং Theory of relativity এর মধ্যে সম্পর্ক স্থাপন করে তাই একে Theory of everything ও বলা হয় ।
স্ট্রিং তত্ত্ব প্রধানত এটা প্রমাণ করে যে ইলেক্ট্রন ও কোয়ার্ক শূন্য মাত্রিক নয় অর্থাৎ এদের মাত্রা আছে , আর এদের কে বলা যায় এক মাত্রিক কম্পমান সুতা বা রজ্জু (String অর্থ দড়ি ,ফিতা, রজ্জু , সুতা)। এটা হলো এমন এক ধরনের রজ্জু যার শুধু দৈর্ঘ্য আছে , কোন প্রস্থ নাই ।Basonic string theory হচ্ছে প্রাথমিক স্ট্রিং তত্ত্বের আভাস , যা ১৯৬০ সালে প্রকাশ করা হয় । এই তত্ত্ব দ্বারা Bosons গুলো কিভাবে একীভুত হয় তা ব্যাখ্যা করা হয় । Particle physics এ Bosons (Bosons কণাগুলোর নামকরণ করা হয়েছে বাঙালী বিজ্ঞানী সতেন্দ্রনাথ বোস এর নামানুসারে যে কিনা বেতার যন্ত্র আবিস্কার করে ছিলেন । IEEE তে বিজ্ঞানী মার্কনীর সাথে তার নামটিও বেতার যন্ত্রের জনক হিসাবে উল্লেখ করা আছে) হচ্ছে Subatomic particle যা বোস-আইনস্টাইন পরিসংখ্যান মেনে চলে । কিছু Bosons আছে যারা একই Quantum State এ থাকতে পারে অর্থাৎ এরা পাউলীর বর্জন নীতি মেনে চলে না । আর এই অভিমত হতেই String theory এর উৎপত্তি । Particle physics এ Fermions নামে আরেক ধরনের Particle আছে যা Fermi-Dirac পরিসংখ্যান মেনে চলে । Super string theory এই Bosons এবং Fermions এর মধ্যে একটি সম্পর্কের আভাস দেয় । string theory ব্যাখ্যা করার জন্য এমন একটি নতূন মাত্রার প্রয়োজন হয় , যা পর্যাবেক্ষণ করা যায় না বা অতিরিক্ত মাত্রা । যাকে আমরা বলতে পারি স্থান-কালের চতুর্মাত্রিক অবস্থা । ১৯৬৯ সালে Dual resonance model এর সাহায্যে সর্ব প্রথম string theory এর উৎপত্তি হয় । সেই সময়ে ৫টি string theory প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল , তাই সব string theory গুলোকে একত্রে করে একটি Super string theory দরকার হয়ে পড়েছিল । তাদের মধ্যে প্রধান পার্থক্য রজ্জু গুলোর প্রকৃতির এবং মাত্রা সংখ্যার । আসলে বলা যায় সবগুলো তত্ত্বই সঠিক ছিল ।১৯৯০ সালে সবগুলো String theory একত্রে করে একটি Theory প্রতিষ্ঠিত হয় যা M-theory(Maxwell's Theory) নামে পরিচিত । M-theory দৃঢ়ভাবে প্রস্তাব করে যে এই ৬-মাত্রিক রজ্জু , ১১-মাত্রিক স্থানে কম্পিত অবস্থায় অবস্থান করে , যা মূলত ২-মাত্রিক ছিল । এই স্ট্রিং তত্ত্ব এর সাহায্যে আমরা আমাদের বিশ্বব্রহ্মান্ডের একটি সঠিক কাঠামো দাড় করাতে পারি ।
আজ আমরা বলতে পারি স্ট্রিং তত্ত্ব Gravity ও Particle physics কে একত্রে করে অর্থাৎ এই তত্ত্বের সাহায্যে সব কিছুর সাথে যেমন মহাকর্ষ বলের সাথে Building block এর সম্পর্ক স্থাপিত করতে পারি ।
এক সময় আমরা স্বপ্ন দেখতাম এই বিশ্বব্রহ্মান্ডের গতিবিধি আমরা কটি তত্ত্বের সাহায্য ব্যাখ্যা করতে পারবো বিখ্যাত পদার্থবিদ আলবার্ট আইনস্টাইনেরও স্বপ্ন ছিল এমন একটি তত্ত্বের আর এই স্ট্রিং তত্ত্ব আমাদের স্বপ্ন বাস্তবের দোরগোড়ায় নিয়ে আসছে ।

MAHMUDUL HASAN NAYEEM