চতুর্থ অধ্যায় – নানোটেকনোলজি : কিছুই নেই থেকে সবকিছু?

যন্ত্রপাতির ব্যবহার আয়ত্ত করা একটি মুকুট অর্জন যা প্রাণী ও মানবকে আলাদা করে। গ্রিক ও রোমান পৌরাণিক কাহিনী অনুসারে, এই প্রক্রিয়াটি তখন শুরু হয়েছিল যখন মানবদের দুর্দশার প্রতি অনুগ্রহ করে প্রমথিউস ভলকানের চুল্লি থেকে আগুনের মূল্যবান উপহার চুরি করেছিলেন। কিন্তু চুরির এই কাজ দেবতাদের রেগে যায়। মানবতাকে শাস্তি দিতে জিউস একটি চতুর কৌশল অবলম্বন করেছিলেন। তিনি ভ্যালকানকে ধাতব বাক্স থেকে একটি বাক্স ও সুন্দরী মহিলা তৈরি করতে বলেছিলেন। ভ্যালকান এ মূর্তিটি তৈরি করেছিলেন, নাম পান্ডোরা এবং তারপরে যাদুকরীভাবেই তাকে প্রাণবন্ত করে তুলেছিল এবং বাক্সটি কখনো খুলবে না বলে জানিয়েছে। কৌতূহলবশত, একদিন তিনি বাক্স খুলে ফেলেন করে এবং বিশ্বে বিশৃঙ্খলা, দুর্দশা এবং দুর্দশার সমস্ত বাতাস ছড়িয়ে দিয়েছেন, কেবল বাক্সে আশা সঞ্চিত রেখেই।

সুতরাং ভলকানের ঐশ্বরিক চুল্লি থেকে মানব জাতির স্বপ্ন এবং দুঃখ উভয়ই উদ্ভাসিত হয়েছিল। আজ আমরা বিপ্লবী নতুন মেশিনগুলো ডিজাইন করছি যা পৃথক পরমাণু থেকে তৈরি, চূড়ান্ত সরঞ্জাম। তবে এসব কি আলো এবং জ্ঞান বা বিশৃঙ্খলার বাতাস সৃষ্টি করবে?

সমগ্র মানব ইতিহাসে, যন্ত্রপাতির ব্যবহারের দক্ষতা আমাদের ভাগ্য নির্ধারণ করেছে। কয়েক হাজার বছর আগে যখন ধনুক এবং তীরটি নিখুঁত হয়েছিল, তখন এর অর্থ হলো যে আমরা আমাদের হাত থেকে ছোঁড়াতে পারে তার থেকে অনেক বেশি দূরে লক্ষ্যবস্তুতে গুলি চালাতে পারি, আমাদের শিকারের দক্ষতা বৃদ্ধি করে এবং আমাদের খাদ্য সরবরাহ বাড়িয়ে তোলে। ধাতববিদ্যার উদ্ভাবন যখন প্রায় ৭০০০ বছর আগে হয়েছিল, এর অর্থ হলো আমরা কাদা ও খড়ের ঝাঁকুনি প্রতিস্থাপন করতে পারি এবং শেষ পর্যন্ত পৃথিবীর ওপরে উঠে আসা দুর্দান্ত ভবনগুলো তৈরি করতে পারি। শীঘ্রই, ধাতু থেকে নির্মিত সরঞ্জাম দ্বারা বন এবং মরুভূমি থেকে সাম্রাজ্যের উত্থান শুরু হয়েছিল।

এখন আমরা আর এক ধরনের সরঞ্জাম আয়ত্তের দ্বারপ্রান্তে এসেছি, আমরা এর আগে যত কিছু দেখেছি তার চেয়ে অনেক বেশি শক্তিশালী। এবার আমরা পরমাণুগুলোকে নিজেরাই আয়ত্ত করতে সক্ষম হব যা থেকে সমস্ত কিছু তৈরি করা হয়েছে। এই শতাব্দীর মধ্যে, আমরা এখন অবধি কল্পনা করা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জামটি ধারণ করতে পারি তা হলো ন্যানো টেকনোলজি যা আমাদের স্বতন্ত্র পরমাণুগুলো পরিচালনা করতে দেয়। এটি দ্বিতীয় শিল্প বিপ্লব শুরু করতে পারে, যেহেতু আণবিক উৎপাদন নতুন উপকরণ তৈরি করে যা আমরা কেবলমাত্র আজকের স্বপ্নের মধ্যে দেখতে পারি যা বিস্ময়কর বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যযুক্ত সুপারস্ট্রাং, সুপারলাইট।

নোবেলজয়ী রিচার্ড স্মল্লি বলেছেন, ‘ন্যানো প্রযুক্তির দুর্দান্ত স্বপ্নটি বিল্ডিং ব্লক হিসাবে পরমাণু দিয়ে তৈরি করতে সক্ষম হওয়া।’ হিউলেট প্যাকার্ডের ফিলিপ কুইকস বলেছিলেন, ‘পরিণামে লক্ষ্যটি কেবল কম্পিউটারকে আকার ধূলিকণার মতো তৈরি করা নয়, ধারণাটি হলো সহজ কম্পিউটারগুলো ব্যাকটেরিয়ার আকার তৈরি করা। তারপরে তুমি এখন তোমার ডেস্কটপে যা আছে তার মতো শক্তিশালী কিছু পেতে পারো ধূলিকণায়।

এটি কেবল তারার চোখের দূরদর্শীদের আশা নয়। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র সরকার এটিকে গুরুত্ব সহকারে নিচ্ছে। ২০০৯ সালে চিকিৎসা, শিল্প, বৈমানিক এবং বাণিজ্যিক অ্যাপ্লিকেশনগুলোর জন্য ন্যানো প্রযুক্তির অপরিসীম সম্ভাবনার কারণে, জাতীয় ন্যানোপ্রযুক্তি উদ্যোগ গবেষণার জন্য ১.৫ বিলিয়ন ডলার বরাদ্দ করেছে। সরকারের জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন ন্যানো টেকনোলজির প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, ‘ন্যানোটেকনোলজিতে মানুষের কর্মক্ষমতা বাড়াতে নানা উপকরণ, জল, শক্তি এবং খাবারের জন্য টেকসই বিকাশ, অজানা ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাস থেকে রক্ষা করার সম্ভাবনা রয়েছে…’

শেষ পর্যন্ত, বিশ্ব অর্থনীতি এবং দেশগুলোর ভাগ্য এটির ওপর নির্ভর করে। ২০২০ এর কাছাকাছি বা খুব শীঘ্রই, মুরের আইন বিপর্যস্ত হতে শুরু করবে এবং সম্ভবত অবশেষে পতন হবে। পদার্থবিজ্ঞানীরা আমাদের কম্পিউটারগুলোকে শক্তিশালী করার জন্য সিলিকন ট্রানজিস্টারের জন্য উপযুক্ত প্রতিস্থাপন না পাওয়া পর্যন্ত বিশ্ব অর্থনীতি বিপর্যয়ে ডুবে থাকতে পারে। ন্যানো প্রযুক্তি থেকে সমস্যার সমাধান আসতে পারে।

ন্যানো টেকনোলজি সম্ভবত এই শতাব্দীর শেষের মধ্যে এমন একটি মেশিন তৈরি করতে পারে যা কেবলমাত্র দেবতারা চালাতে পারেন, এমন একটি মেশিন যা প্রায় কিছুই না এমন অবস্থা থেকে সবকিছু তৈরি করতে পারে।

কোয়ান্টাম বিশ্ব

পদার্থবিজ্ঞানের এই নতুন ক্ষেত্রের দিকে নজর দেওয়ার প্রথম ব্যক্তি ছিলেন নোবেলজয়ী রিচার্ড ফেনম্যান, যিনি একটি বিভ্রান্তিকর সরল প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করেছিলেন: তুমি কতটা ছোট যন্ত্র তৈরি করতে পারো? এটি কোন একাডেমিক প্রশ্ন ছিল না। কম্পিউটার ধীরে ধীরে ছোট হয়ে উঠছিল, শিল্পের চেহারা বদলাচ্ছিল, তাই এটি স্পষ্ট হয়ে উঠছিল যে এই প্রশ্নের উত্তরটি সমাজ এবং অর্থনীতিতে বিরাট প্রভাব ফেলতে পারে।

১৯৫৯ সালে আমেরিকান ফিজিকাল সোসাইটিতে ‘নিচে রয়েছে প্রচুর পরিমাণে সম্ভাবনা’ শিরোনাম শীর্ষক তাঁর ভবিষ্যদ্বাণীমূলক বক্তব্যে ফেনম্যান বলেছেন, ‘এটি মজার বিষয় যে নীতিগতভাবে, কোনো পদার্থবিজ্ঞানের পক্ষে রসায়নবিদ লিখেছেন এমন পদার্থ কোনো রাসায়নিক সংশ্লেষ করা সম্ভব, (আমার মনে হয়) এটি হতে পারে। রসায়নবিদ আদেশ করতে পারে এবং পদার্থবিদ এটি সংশ্লেষ করে কীভাবে? সুতরাং রসায়নবিদ যেখানে বলেছেন সেখানে পরমাণুগুলোকে রাখো এবং তুমি পদার্থটি তৈরি করো।’ ফেনম্যান এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছিলেন যে পৃথক পরমাণু দিয়ে তৈরি মেশিনগুলো সম্ভব ছিল, তবে পদার্থবিদ্যার নতুন আইনগুলো তাদের তৈরি করা কঠিন, তবে অসম্ভব নয়।

সুতরাং শেষ পর্যন্ত, বিশ্ব অর্থনীতি এবং দেশগুলোর ভাগ্য কোয়ান্টাম তত্ত্বের উদ্ভট এবং প্রতিবিম্বের নীতিগুলোর ওপর নির্ভর করতে পারে। সাধারণত আমরা মনে করি যে তুমি যদি আরও ছোট স্কেলে যাও তবে পদার্থবিজ্ঞানের আইন একই থাকে। কিন্তু এটা সত্য না, ডিজনি’স হানি, আই স্রাংক দি কিডজ, এবং দ্য ইনক্রিডিবল স্ট্রিংকিং ম্যান এর মতো সিনেমাগুলোতে আমরা ভুল ধারণাটি পেয়েছি যে ক্ষুদ্র মানুষেরা আমাদের মতো পদার্থবিজ্ঞানের আইনগুলো অনুধাবন করবে। উদাহরণস্বরূপ, ডিজনি সিনেমার একটি দৃশ্যে, আমাদের সঙ্কুচিত নায়করা বৃষ্টির ঝড়ের সময় পিঁপড়ে চড়ে। বৃষ্টি মাটিতে পড়ে এবং ছোট ছোট জাল তৈরি করে, ঠিক যেমন আমাদের পৃথিবীতে ঘটে। তবে বাস্তবে বৃষ্টিপাত পিঁপড়ের চেয়ে বড় হতে পারে। সুতরাং যখন একটি পিঁপড়া একটি বৃষ্টির ফোঁটার মুখোমুখি হয়, তখন এটি জলের বিশাল গোলার্ধ দেখতে পাবে। জলের গোলার্ধটি ধসে পড়ে না কারণ পৃষ্ঠটান জালের মতো কাজ করে যা ফোঁটাটি একসাথে ধরে রাখে। আমাদের বিশ্বে জলের পৃষ্ঠটান বেশ কম, তাই আমরা এটি লক্ষ্য করি না। কিন্তু একটি পিঁপড়ের স্কেলে, পৃষ্ঠটান আনুপাতিকভাবে বিশাল, তাই বৃষ্টি ফোঁটাগুলো বড় রুটির মতো মনে হবে।

(তদ্ব্যতীত, যদি তুমি পিঁপড়াকে স্কেল করার চেষ্টা করো যাতে এটি বাড়ির আকার হয় তবে তোমার আরও একটি সমস্যা রয়েছে: এর পা ভেঙে যাবে, পিঁপড়ার আকার বাড়ানোর সাথে সাথে তার ওজন এর শক্তির চেয়ে অনেক দ্রুত বাড়বে পা। যদি তুমি একটি পিঁপড়ার আকার ১০ এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা বাড়ান, এর আয়তন এবং এর ওজন ১০×১০×১০ = ১০০০ গুণ বেশি ভারী হবে। তবে এর শক্তি এর পেশিগুলোর বেধের সাথে সম্পর্কিত, যা কেবল ১০×১০ = ১০০ গুণ বেশি শক্তিশালী। সুতরাং, দৈত্য পিঁপড়া একটি সাধারণ পিঁপড়ের তুলনায় ১০ গুণ দুর্বল, তুলনামূলকভাবে বলার অপেক্ষা রাখে না এর অর্থ হলো কিং কং নিউইয়র্ক সিটিকে আতঙ্কিত করার পরিবর্তে ভেঙে পড়বে যদি সে এম্পায়ার স্টেট বিল্ডিংয়ে আরোহণের চেষ্টা করত।)

ফেনম্যান উল্লেখ করেছেন যে অন্যান্য বাহিনীও পারমাণবিক স্কেল, যেমন হাইড্রোজেন বন্ধন এবং ভ্যান ডার ওয়েলস বলের ওপর প্রভাব ফেলে, যা পরমাণু এবং অণুর মধ্যে বিদ্যমান ক্ষুদ্র বৈদ্যুতিক বল দ্বারা ঘটে। পদার্থগুলোর শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলোর অনেকগুলো এই বল দ্বারা নির্ধারিত হয়।

(এটি দেখার জন্য, উত্তর-পূর্বের মহাসড়কগুলোতে কেন এতগুলো গর্ত রয়েছে তার সাধারণ সমস্যাটি বিবেচনা করো। প্রতি শীতে, জল ডুবে থাকা ছোট ছোট ফাটলগুলোতে ডুবে থাকে; জলটি জমা হয়ে যাওয়ার সাথে সাথে ডামালটি ভেঙে পড়ে এবং গর্ভের বাইরে বেরিয়ে আসে। কিন্তু জল জমে গেলে প্রসারণ ঘটে তা ভাবতে সাধারণ জ্ঞান লঙ্ঘন হয়। হাইড্রোজেন বন্ধন এর কারণ। জলের অণুটি ভি-এর মতো আকারের, গোড়ায় অক্সিজেন পরমাণুর সাথে। জলের অণুটির নিচে কিছুটা ঋণাত্মক চার্জ এবং শীর্ষে একটি ধণাত্মক চার্জ রয়েছে। অতএব, তুমি যখন জল জমাট কর এবং জলের অণুগুলো সজ্জিত করেন তখন এগুলো বিস্তৃত হয় এবং নিয়মিত জালিকাকে বরফের মধ্যে প্রচুর পরিমাণে ফাঁক করে অণুর মধ্যে রাখে। জলের অণুগুলো হেক্সাগনগুলোর মতো সাজানো হয়েছে। জলের প্রসারিত হওয়ায় এর মধ্যে আরও স্থান রয়েছে একটি ষড়ভুজ মধ্যে পরমাণু। তুষারপাতের ছয়টি দিকও এ কারণেই এবং কেন বরফ জলে ভাসতে থাকে তা ব্যাখ্যা করে, যখন সাধারণ সূত্র অনুসারে এটি ডুবে থাকে)

দেয়ালে হেঁটে বেড়ানো

পৃষ্ঠটান, হাইড্রোজেন বন্ধন এবং ভ্যান ডার ওয়েলস বল ছাড়াও পরমাণু স্কেলে উদ্ভট কোয়ান্টাম প্রভাব রয়েছে। সাধারণত আমরা প্রতিদিনের জীবনে কাজের পরিমাণে কোয়ান্টাম বলগুলো দেখতে পাই না। তবে কোয়ান্টাম বল সর্বত্র রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ নিয়ম অনুসারে, যেহেতু পরমাণুগুলো মূলত খালি, তাই আমাদের প্রাচীরের মধ্য দিয়ে চলতে সক্ষম হওয়া উচিত। পরমাণুর কেন্দ্রস্থলে নিউক্লিয়াস এবং ইলেকট্রন শেলগুলোর মধ্যে কেবল একটি শূন্যস্থান থাকে। যদি পরমাণুটি ফুটবল স্টেডিয়ামের আকার হয় তবে স্টেডিয়ামটি খালি ছিল, যেহেতু নিউক্লিয়াসটি মোটামুটি বালির দানার মতো।

(আমরা মাঝে মাঝে একটি সাধারণ বিক্ষোভ দিয়ে আমাদের শিক্ষার্থীদের বিস্মিত করি। আমরা একটি জাইগার কাউন্টার গ্রহণ করি, এটি একটি শিক্ষার্থীর সামনে রাখি এবং কোনো নিরীহ তেজস্ক্রিয় বস্তু পিছনে রাখি, ছাত্রটি হতবাক হয়ে যায় যে কিছু কণা তার শরীরের ঠিক পাশ দিয়ে যায় এবং জাইগার কাউন্টারকে ট্রিগার করে, যেন বেশিরভাগ শূন্য, বাস্তবে যেমনটি নয়।)

তবে আমরা যদি বেশিরভাগ শূন্যই থাকি তবে কেন আমরা দেয়াল দিয়ে হাঁটতে পারি না? ঘোস্ট মুভিতে, প্যাট্রিক সোয়াইজের চরিত্রটি একটি প্রতিদ্বন্দ্বী দ্বারা খুন হয়ে ভূতের মধ্যে পরিণত হয়েছে। ডেমি মুর অভিনীত তার প্রাক্তন বাগদত্তাকে স্পর্শ করার চেষ্টা করার সময় তিনি হতাশ হন। সাধারণ হাত থেকে বিচ্ছিন্ন তার হাত চলে যায়; তিনি দেখতে পান যে তার কাছে কোনো পদার্থ নেই এবং কেবল শক্ত বস্তুর মাধ্যমে ভেসে বেড়ান। একটি দৃশ্যে, তিনি একটি চলন্ত পাতাল রেল গাড়িতে মাথা রেখেছিলেন। মাথার ভিতর দিয়ে ট্রেন চলে যায়, তবুও সে কিছুই অনুভব করে না। (মুভিটি ব্যাখ্যা করে না, কেন কোন মাধ্যাকর্ষণ বল তাকে মেঝেতে টানবে না তাই তিনি পৃথিবীর কেন্দ্রে পড়ে যান, ভূতরা সম্ভবত দৃশ্যত মেঝ বাদে অন্য কোনো কিছুর মধ্য দিয়ে যেতে পারে)।

তাহলে কেন আমরা ভূতের মতো শক্ত বস্তুর মধ্য দিয়ে যেতে পারি না? উত্তরটি একটি কৌতূহল- কোয়ান্টাম ঘটনা। পাউলি বর্জন নীতিতে বলা হয়েছে যে একই কোয়ান্টাম অবস্থায় দুটি ইলেকট্রন থাকতে পারে না। সুতরাং প্রায় দুটি অভিন্ন ইলেকট্রন যখন খুব কাছাকাছি আসে, তারা একে অপরকে পিছনে ফেলে দেয়। এ কারণেই বস্তুগুলো দৃশ্যমান হিসাবে প্রতীয়মান হয় যা একটি বিভ্রম। বাস্তবতা হলো বিষয়টি মূলত শূন্য।

আমরা যখন চেয়ারে বসে থাকি, তখন আমাদের মনে হয় আমরা এটি স্পর্শ করছি। প্রকৃতপক্ষে, আমরা চেয়ারের ওপরে ঘুরে বেড়াচ্ছি, এর উপরে ন্যানোমিটারের চেয়ে কম উচ্চতায় ভাসছি, চেয়ারটির বৈদ্যুতিক এবং কোয়ান্টাম বল দ্বারা তাড়িত। এর অর্থ হলো আমরা যখনই কোনো কিছু ‘স্পর্শ’ করি তখনই আমরা সরাসরি যোগাযোগ করতে পারি না তবে এই ক্ষুদ্র পরমাণু শক্তি দ্বারা পৃথক হয়েছি। (এর অর্থ হলো আমরা যদি কোনোভাবেই বাদ পড়ার নীতিটি নিরপেক্ষ করতে পারি, তবে আমরা দেয়ালগুলো পেরিয়ে যেতে সক্ষম হতে পারি। তবে এটি কীভাবে করতে হয় তা কেউ জানে না)।

কোয়ান্টাম থিওরি পরমাণুকে একে অপরের মাধ্যমে ক্রাশ হওয়া থেকে বিরত রাখে তা নয়, এগুলো অণুতেও একত্রে আবদ্ধ করে। মুহূর্তের জন্য কল্পনা করো যে একটি পরমাণু একটি ক্ষুদ্র সৌরজগতের মতো, গ্রহগুলো একটি সূর্যের চারদিকে ঘোরে। এখন যদি এরকম দুটি সৌরজগতের সংঘর্ষ হয়, তবে গ্রহগুলো হয় একে অপরের সাথে বিপর্যস্ত হয়ে পড়ত বা সমস্ত দিকে উড়ে যেত, যার ফলে সৌরজগৎটি ভেঙে পড়ত। সৌরজগৎগুলো যখন অন্য সৌরজগতের সাথে সংঘর্ষ হয় তখন কখনই স্থিতিশীল হয় না, সুতরাং নিয়ম অনুসারে পরস্পর একে অপরের সাথে ধাক্কা খেলে পরমাণুগুলো ভেঙে যাওয়া উচিত।

বাস্তবে, যখন দুটি পরমাণু খুব কাছাকাছি আসে, তারা হয় একে অপরকে ছুড়ে মারে বা তারা স্থির অণু গঠন করে। পরমাণুগুলো স্থিতিশীল অণু গঠনের কারণ হলো ইলেকট্রন দুটি পরমাণুর মধ্যে ভাগ করা যায়। সাধারণত দুটি পরমাণুর মধ্যে একটি ইলেক্ট্রন ভাগ হওয়ার ধারণাটি হতাশাব্যঞ্জক। যদি ইলেকট্রন নিউটনের কমনসেন্স আইনটি মেনে চলে তবে এটি অসম্ভব। তবে হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তার নীতির কারণে তুমি ইলেক্ট্রনটি কোথায় তা সুনির্দিষ্টভাবে জানো না। পরিবর্তে এটি দুটি পরমাণুর মধ্যে সম্পর্কযুক্ত, যা এগুলো একসাথে রাখে।

অন্যকথায়, তুমি যদি কোয়ান্টাম তত্ত্বটি বন্ধ করে দেও, তখন তোমার অণুগুলো একে অপরের সাথে ঝাঁপিয়ে পড়লে বিচ্ছিন্ন হয়ে যাবে এবং তুমি কণার গ্যাসে দ্রবীভূত হয়ে যাবে। সুতরাং কোয়ান্টাম তত্ত্বটি ব্যাখ্যা করেছে যে কেন পরমাণুগুলো বিচ্ছিন্ন হওয়ার পরিবর্তে কঠিন পদার্থকে হিসেবে সংগঠিত করে।

(এই কারণেই তুমি পৃথিবীর মধ্যে পৃথিবী রাখতে পারবে না! কিছু লোক ধারণা করে যে আমাদের সৌরজগৎ বা ছায়াপথ অন্য কারও বিশালাকার মহাবিশ্বে পরমাণু হতে পারে। এটি আসলে মেন ইন ব্ল্যাক সিনেমার চূড়ান্ত দৃশ্য ছিল যেখানে সমস্ত পরিচিত মহাবিশ্ব আসলে কিছু এলিয়েনের বল খেলার কেবলমাত্র একটি পরমাণু ছিল। কিন্তু পদার্থবিজ্ঞানের মতে এটি অসম্ভব, যেহেতু পদার্থবিজ্ঞানের বিধিগুলো স্কেল থেকে স্কেলে যেতে যেতে পরিবর্তিত হয়। পরমাণু শাসনের নিয়মগুলো ছায়াপথ পরিচালনার নিয়ম থেকে একেবারেই আলাদা।)

কোয়ান্টাম তত্ত্বের কিছু কল্পনাতীত নীতি হলো :

তুমি কোনো কণার সঠিক গতি এবং অবস্থান জানতে পারবে না-সবসময় অনিশ্চয়তা থাকে।

কণা এক অর্থে একই সাথে দুটি স্থানে থাকতে পারে।

সমস্ত কণা একই সাথে বিভিন্ন অবস্থার মিশ্রণ হিসাবে বিদ্যমান; উদাহরণস্বরূপ, স্পিনিং কণা এমন কণাগুলোর মিশ্রণ হতে পারে যার অক্ষগুলো একই সাথে উপরে এবং নিচে উভয়দিকে স্পিন করে।

তুমি অদৃশ্য করতে পারো এবং অন্য কোথাও প্রদর্শিত হবে।

এসব বিবৃতি হাস্যকর মনে হয়। আসলে আইনস্টাইন একবার বলেছিলেন, ‘কোয়ান্টাম তত্ত্বটি যত বেশি সফল হয়, ততই তুচ্ছ দেখায়।’ এই উদ্ভট আইনগুলো কোথা থেকে এসেছে কেউ জানে না। এগুলো কেবল স্বীকার্য, কোনো ব্যাখ্যা ছাড়াই। কোয়ান্টাম তত্ত্বের জন্য এটির জন্য কেবল একটি জিনিস রয়েছে: এটি সঠিক। এর যথার্থতা দশ বিলিয়নে এক অংশ পরিমাপ করা হয়েছে, এটি এটিকে সর্বকালের সবচেয়ে সফল বস্তুগত তত্ত্ব হিসাবে গড়ে তুলেছে।

প্রতিদিনের জীবনে আমরা এ অবিশ্বাস্য ঘটনাটি না দেখার কারণ হলো আমরা ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন পরমাণুর ওপর গঠিত এবং এ প্রভাবগুলো কিছুটা অর্থে গড় হিসেবে প্রদর্শিত হয়।

স্বতন্ত্র পরমাণু পরিচালনা

রিচার্ড ফেনম্যান সেদিনের স্বপ্ন দেখেছিলেন যখন কোনো পদার্থবিজ্ঞানী পরমাণু থেকে কোনো অণু, পরমাণু তৈরি করতে পারবে। ১৯৫৯ সালে এটি অসম্ভব বলে মনে হয়েছিল, তবে সেই স্বপ্নের একটি অংশ এখন বাস্তব।

আমি ক্যালিফোর্নিয়ার সান জোসে আইবিএম আলমাদেন রিসার্চ সেন্টারে গিয়েছিলাম, তখন আমার কাছে এটি খুব কাছ থেকে দেখার সুযোগ হয়েছিল। আমি একটি উল্লেখযোগ্য উপকরণ, স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ পর্যবেক্ষণ করতে এসেছি, যা দ্বারা বিজ্ঞানীরা পৃথক পরমাণু দেখতে এবং পরিচালনা করতে সক্ষম করে। এই ডিভাইসটি আইবিএমের গার্ড বিনিনিগ এবং হেনরিচ রোহরার দ্বারা উদ্ভাবিত হয়েছিল, যার জন্য তারা ১৯৮৬ সালে নোবেল পুরষ্কার জিতেছিল। (আমার মনে আছে, ছোটবেলায় আমার শিক্ষক বলেছিলেন যে আমরা কখনই পরমাণু দেখতে পাব না। তিনি বলেছিলেন- এগুলো খুব ছোট। ততক্ষণে, আমি ইতিমধ্যে একটি পরমাণু বিজ্ঞানী হওয়ার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলাম। আমি বুঝতে পেরেছিলাম যে আমি আমার বাকী জীবন এমন কিছু অধ্যয়নের জন্য ব্যয় করব যা আমি প্রত্যক্ষভাবে পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হব না। কিন্তু আজ আমরা কেবল পরমাণু দেখতে পাচ্ছি না, তবে আমরা এগুলোর সাথে পারমাণবিক চিমটেচিমটি নিয়ে খেলতে পারি)।

স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ আসলে কোনো মাইক্রোস্কোপ নয়। এটি একটি পুরানো ফোনোগ্রাফের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। একটি সূক্ষ্ম সূঁচ (একটি ডগা যা কেবলমাত্র একটি একক পরমাণুর সাথে জুড়ে) বিশ্লেষণযোগ্য উপাদানটির ওপর দিয়ে ধীরে ধীরে চলে যায়। একটি ছোট বৈদ্যুতিক প্রবাহ সুচ থেকে, উপাদানের মাধ্যমে, যন্ত্রের গোড়ায় ভ্রমণ করে। সূচটি যখন বস্তুর ওপর দিয়ে যায়, তড়িৎ প্রবাহের সাথে প্রতিবার পরমাণুর উপর দিয়ে যাওয়ার সময় সামান্য পরিবর্তন হয়। একাধিক প্রবাহের পরে, যন্ত্রটি পরমাণুর নিজেই অত্যাশ্চর্য রূপরেখা মুদ্রণ করে। অভিন্ন সূঁচ ব্যবহার করে, অণুবীক্ষণ যন্ত্রটি কেবল এই পরমাণুগুলো রেকর্ডিংয়ের জন্য নয় তবে তাদের চারদিকে ঘোরাতে সক্ষম। এইভাবে, কেউ অক্ষরগুলো যেমন আদ্যক্ষর আইবিএম এর বানান তৈরি করতে পারে এবং বাস্তবে এমনকি পরমাণুর বাইরে নির্মিত আদিম মেশিনগুলোও নকশা করে।

(সাম্প্রতিক আর একটি উদ্ভাবন হলো পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপ, যা আমাদেরকে পরমাণুর অ্যারেগুলোর অত্যাশ্চর্য থ্রি-ডি ছবি দিতে পারে। পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপটি খুব ছোট পয়েন্টসহ সুইও ব্যবহার করে, তবে এটি একটি লেজার জ্বলিয়ে দেয়। সূচটি পাস হওয়ার সাথে সাথে পড়াশোনা করা সামগ্রীর উপরে, সুই জিগলস করে এবং এই গতিটি লেজার বিম চিত্র দ্বারা রেকর্ড করা হয়)।

আমি দেখতে পেয়েছি যে পৃথক পরমাণুগুলোর চারপাশে সরানো বেশ সহজ ছিল। আমি কম্পিউটারের স্ক্রিনের সামনে বসে বেশ কয়েকটি সাদা গোলকের দিকে তাকিয়ে ছিলাম, প্রতিটিই প্রায় এক ইঞ্চি জুড়ে পিং-পং বলটির অনুরূপ। আসলে প্রতিটি বল ছিল একটি পৃথক পরমাণু। আমি কার্সারটিকে একটি পরমাণুর উপরে রাখলাম এবং তারপরে কার্সারটিকে অন্য অবস্থানে নিয়ে গেলাম। আমি একটি বোতাম চাপলাম যা পরমাণুটি সরাতে সুইকে সক্রিয় করে তুলেছিল। মাইক্রোস্কোপটি পদার্থটি পুনরুদ্ধার করে। স্ক্রিনটি পরিবর্তিত হয়েছে, এটি দেখিয়েছে যে বলটি যেখানে আমি চেয়েছিলাম ঠিক সেখানে চলে গেছে।

পুরো প্রক্রিয়াটি প্রতিটি পরমাণু যে কোনো অবস্থানে যেতে চাইলে কেবল একটি মিনিট সময় নেয়। আসলে প্রায় ত্রিশ মিনিটের মধ্যে, আমি পৃথক পরমাণুর তৈরি পর্দায় কিছু অক্ষর খুঁজে পেলাম। এক ঘণ্টার মধ্যে, আমি দশ বা ততোধিক পরমাণুগুলোর সাথে জটিল জটিল নিদর্শনগুলো তৈরি করতে পারি।

আমি যে ধাক্কাটি দিয়েছিলাম তা প্রকৃতপক্ষে পৃথক পরমাণুগুলোকে সরিয়ে নিয়েছি, একসময় যা অসম্ভব বলে মনে করা হয়েছিল।

মেমস এবং ন্যানোপার্টিক্যালস

যদিও ন্যানো টেকনোলজি এখনও শৈশবকালে রয়েছে, এটি ইতিমধ্যে রাসায়নিক ক্ষেত্রে একটি উদীয়মান বাণিজ্যিক শিল্প তৈরি করেছে। বাণিজ্যিক পণ্যগুলোতে কেবল কয়েকটি অণু রাসায়নিকের পাতলা স্তর স্প্রে করে, কেউ এটিকে মরিচা প্রতিরোধ করতে বা এর অপটিকাল বৈশিষ্ট্যগুলো পরিবর্তন করতে পারে। অন্যান্য বাণিজ্যিক ব্যবহারগুলো হলো দাগ-প্রতিরোধক পোশাক, উন্নত কম্পিউটারের পর্দা, শক্তিশালী ধাতব- কাটার সরঞ্জাম এবং স্ক্র্যাচ-প্রতিরোধী আবরণ। আসন্ন বছরগুলোতে আরও বেশি সংখ্যক অভিনব বাণিজ্যিক পণ্য বাজারজাত করা হবে যা তাদের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে সূক্ষ্ম প্রলেপ রয়েছে।

বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, ন্যানো টেকনোলজি এখনও একটি খুব তরুণ বিজ্ঞান। ন্যানো টেকনোলজির একটি দিক এখন সবার জীবনকে প্রভাবিত করতে শুরু করেছে এবং ইতিমধ্যে বিশ্বব্যাপী লাভজনক ৪০ বিলিয়ন ডলারে পরিণত হয়েছে-এতে কালি-জেট কার্তুজ, এয়ার ব্যাগ সেন্সর এবং জাইরস্কোপে প্রদর্শিত সমস্ত কিছু অন্তর্ভুক্ত রয়েছে এমনকি গাড়ি এবং বিমান। এমইএমএস ছোট মেশিনগুলো এত ছোট তা সহজেই সুইয়ের ডগায় স্থাপন করতে পারে। এগুলো কম্পিউটার ব্যবসায় ব্যবহৃত একই এচিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে। ট্র্যাঞ্জিস্টরগুলো পরিবর্তনের পরিবর্তে ইঞ্জিনিয়াররা ক্ষুদ্র যান্ত্রিক উপাদানগুলো আটকে রাখে, মেশিনের অংশগুলো এত ছোট করে তোলে সেগুলো দেখার জন্য তোমার একটি মাইক্রোস্কোপ দরকার পড়বে।

বিজ্ঞানীরা অ্যাবাকাসের একটি পারমাণবিক সংস্করণ তৈরি করেছেন, যা পুজ্যতুল্য একটি এশিয়ান গণনা যন্ত্র, যা কাঠের পুঁতিযুক্ত তারের কয়েকটি উল্লম্ব কলাম দ্বারা গঠিত। ২০০০ সালে আইবিএম জুরিখ রিসার্চ ল্যাবরেটরির বিজ্ঞানীরা স্ক্যানিং মাইক্রোস্কোপ দিয়ে স্বতন্ত্র পরমাণুগুলোতে হেরফের করে অ্যাবাকাসের একটি পারমাণবিক সংস্করণ তৈরি করেছিলেন। উল্লম্ব তারের ওপরে এবং নিচে সরানো কাঠের পুঁতির পরিবর্তে, পারমাণবিক অ্যাবাকাস বাকিবলস ব্যবহার করেছে, যা কার্বন পরমাণুগুলো সাজানো রয়েছে একটি সকার বলের মতো আকারের একটি অণু তৈরি করতে, একটি মানুষের চুলের প্রস্থের চেয়ে ৫০০০ গুণ ছোট হবে।

কার্নেলে বিজ্ঞানীরা এমনকি একটি পারমাণবিক গিটারও তৈরি করেছিলেন। এটিতে ছয়টি স্ট্রিং রয়েছে, প্রতিটি স্ট্রিং মাত্র ১০০ পরমাণু প্রশস্ত। শেষ অবধি, এই গিটারগুলোর মধ্যে একটি মানুষের বিশটি চুল ভিতরে স্থাপন করতে পারে। গিটারটি আসল, আসল স্ট্রিং সহ যা উৎসর্গযোগ্য হতে পারে (যদিও এই পারমাণবিক গিটারের ফ্রিকোয়েন্সিটি মানুষের কানের দ্বারা শোনা যায় না)।

তবে এই প্রযুক্তির সর্বাধিক বিস্তৃত ব্যবহারিকটি এয়ার ব্যাগগুলোতে রয়েছে, এতে ক্ষুদ্র এমইএম অ্যাক্সিলোমিটার থাকে যা তোমার গাড়ির হঠাৎ ব্রেকিং শনাক্ত করতে পারে। এমইএম অ্যাক্সিলোমিটারে একটি স্প্রিং বা লিভারের সাথে সংযুক্ত একটি মাইক্রোস্কোপিক বল থাকে। যখন তুমি ব্রেক উপর সবলে কাজ করবে, হঠাৎ একটি ক্ষুদ্র বৈদ্যুতিক চার্জ তৈরি করে। এই চার্জটি পরে একটি রাসায়নিক বিস্ফোরণ ঘটায় যা এক সেকেন্ডের ১/২৫ এর মধ্যে প্রচুর পরিমাণে নাইট্রোজেন গ্যাস নিঃসরণ করে। ইতিমধ্যে, এ প্রযুক্তি হাজার হাজার জীবন বাঁচিয়েছে।