Question

অ্যান্টিম্যাটার বা প্রতিপদার্থ কি?

Answer 1

একেবারে সহজ কথায় বলতে হলে বলা যায়, অ্যান্টিম্যাটার হচ্ছে সাধারণ ম্যাটেরিয়ালের বিপরীত ম্যাটেরিয়াল। গভিরে গিয়ে চিন্তা করতে হলে, অ্যান্টিম্যাটার সাধারণ সব ম্যাটেরিয়ালের মতই অনু এবং পরমানু দিয়ে তৈরি। গঠনের দিক থেকে সাধারণ যেকোনো ম্যাটেরিয়ালের সাথে এর তেমন কোন পার্থক্যই নেই। তবে এদের মধ্যে প্রধান পার্থক্যটি হচ্ছে, অ্যান্টিম্যাটারে বিপরীতধর্মী চার্জ থাকে। প্রোটন এবং অ্যান্টিম্যাটার একে অপরের বিপরীত এবং একটিকে আরেকটির অ্যান্টিপ্রোটন বলা হয়ে থাকে। আপনি যদি বিজ্ঞানের স্টুডেন্ট হয়ে থাকেন, তাহলে আপনি জানেন যে ইলেকট্রন সবসময়ই নেগেটিভ (-) চার্জজুক্ত হয়। প্রতিপদার্থ(Antimatter) , প্রতিইলেকট্রন(Positron) এবং প্রতিপ্রোটন দ্বারা গঠিত। প্রতিইলেকট্রনকে পজিট্রন বলা হয়, যা প্রোটনের মত পজিটিভ (+) চার্জযুক্ত এবং প্রতিপ্রোটন ইলেকট্রনের মত নেগেটিভ (-) চার্জযুক্ত।প্রতিপদার্থ(Antimatter) এবং পদার্থ(Matter) যেহেতু সম্পূর্ণ বিপরীতধর্মী কণা দ্বারা গঠিত, তাই পরস্পরের সংস্পর্শে আসলে ধ্বংস হয়ে বিপুল পরিমাণ শক্তি উৎপন্ন হয়।
আপনি যদি সবথেকে বিপদজনক নিউক্লিয়ার অস্ত্রের কথা চিন্তা করেন, তাহলে সেগুলো তাদের সম্পূর্ণ মাস এনার্জির মাত্র ৭ থেকে ১০% এনার্জিকে রিলিজ করে ধ্বংসের কাজে। বাকিটুকু এনার্জি রিলিজ করতে পারেনা বা ওয়েস্ট এনার্জিতে রুপান্তর করে। কিন্তু অ্যান্টিম্যাটার তার সম্পূর্ণ এনার্জির ১০০% এনার্জিই রিলিজ করবে যখন সেটি একটি সাধারণ ম্যাটারের সংস্পর্শে আসবে। এবার নিশ্চই কিছুটা হলেও ধারনা করতে পারছেন যে অ্যান্টিম্যাটার আসলে কতটা বিপদজনক ম্যাটেরিয়াল।
এখনো ধারনা করতে পারছেন না? আচ্ছা, বিষয়টিকে আরেকটু সহজ করা যাক। ধরুন, কোনভাবে আপনার কাছে একটি ১ গ্রাম পরিমান অ্যান্টিম্যাটার আছে। শুধুমাত্র কল্পনা করতে বলেছি, কারণ আপনি কখনোই ১ গ্রাম অ্যান্টিম্যাটার রাখতে পারবেন না নিজের কাছে। যাইহোক, ধারনা করুন আপনার কাছে আছে। এবার যদি ভুলক্রমেও আপনি ঐ ১ গ্রাম পরিমান অ্যান্টিম্যাটার মাটিতে ফেলে দেন, তাহলে ঐ অ্যান্টিম্যাটারটি এত বড় একটি বিস্ফোরণ তৈরি করবে যেটি আক্ষরিক অর্থেই হিরোশিমা ও নাগাসাকিতে যে বিস্ফোরণ হয়েছিল, সেই দুটি বিস্ফোরণ একসাথে যোগ করলে যা হবে, তার থেকেও অনেক বড়। এই ১ গ্রাম অ্যান্টিম্যাটার একটি বড়সড় শহরকে একেবারে ধূলিসাৎ করে দিতে যথেষ্ট। সেই হিসেবে আপনি যদি একটি অ্যান্টিম্যাটার বুলেটের কথা চিন্তা করেন, অর্থাৎ সাধারণ একটি বুলেট যার মাথায় খুবই সামান্য পরিমান অ্যান্টিম্যাটার বসানো আছে, ধরুন, একটি বুলেটের মাথায় যদি ১ গ্রামের ১০ কোটি ভাগের এক ভাগ পরিমান অ্যান্টিম্যাটার যুক্ত করে বুলেটটি ফায়ার করা হয়, তাহলে ঐ সিঙ্গেল একটি বুলেট একটি সম্পূর্ণ বাড়িকে ধ্বংস করে দেওয়ার মত যথেষ্ট শক্তিশালী হবে। এমনও ধারনা করা হয় যে, অ্যান্টিম্যাটারকে যদি মহাকাশযানের জ্বালানী হিসেবে ব্যবহার করা যেত তাহলে অ্যান্টিম্যাটারটি রকেটকে প্রায় আলোর গতির ৫০% এর সমান গতিতে চালাতে পারতো। এবার নিশ্চই ধারনা করতে পারছেন যে অ্যান্টিম্যাটার কি এবং কেন এত দাম এটার। এবার যে প্রশ্নটি চলে আসে তা হচ্ছে, এই অ্যান্টিম্যাটার যদি এতই ইউজফুল হয়ে থাকে, তাহলে কেন আমরা বিপুল পরিমান অ্যান্টিম্যাটার তৈরি করছিনা এবং সেগুলো ব্যবহার করে এমন মহাকাশযান চালানোর মত অবিশ্বাস্যরকম কাজ করছিনা? কারণ অ্যান্টিম্যাটার তৈরির অনেক অসুবিধা আছে।

© Aoulad Hossain

Answer 2

পদার্থবিজ্ঞানের অত্যন্ত আলোচিত একটি বিষয় হলো প্রতি পদার্থ।

এটি হলো পদার্থের বিপরীত, যা পদার্থের সংস্পর্শে আসলে প্রচন্ড বিস্ফোরণে উভয়েই ধ্বংস হয়ে শক্তি উৎপন্ন হয়।

ইলেক্ট্রন আর পজিট্রন পরস্পরের সংস্পর্শে আসা মাত্রই একে অপরকে ধ্বংস করে দেয় এবং তাদের সমস্ত ভর শক্তিতে রূপান্তরিত হয়ে যায়। আর এই শক্তির পরিমাণ হচ্ছে E=mc^2। বিগ-ব্যাং থিওরিকে প্রমান করতে প্রতিপদার্থের ভূমিকা ব্যাপক।

আমরা জানি, আমাদের চারপাশের দৃশ্যমান জগৎ যা কিছু নিয়ে তৈরি, তার সবকিছুই সৃষ্টি হয়েছে ইলেক্ট্রন, প্রোটন এবং নিউট্রন দিয়ে। ইলেক্ট্রনের প্রতি পদার্থ যেমন পজিট্রন, ঠিক তেমনি প্রোটন এবং নিউট্রনেরও প্রতি পদার্থ রয়েছে, যাদের নাম যথাক্রমে এন্টি-প্রোটন এবং এন্টি-নিউট্রন।

কোন পরমাণুর ভিতরে ইলেক্ট্রন, প্রোটন যদি তাদের বিপরীত আধান  ধারণ করে তাহলে তাদেরকে এন্টি পার্টিকেল বলে। এরকম এন্টি পার্টিকেল দিয়ে তৈরী পদার্থের নাম এন্টি ম্যাটার। সাধারণ অবস্থায় ইলেক্ট্রনের আধান হয় মাইনাস (-)। কিন্তু এন্টিম্যাটারে এটার আধান হবে পজেটিভ(+ )। যেমনিভাবে কণা দ্বারা পদার্থ গঠিত হয় ঠিক তেমনিভাবে প্রতিকণা দ্বারা প্রতিপদার্থ গঠিত হয়। উদাহরণস্বরুপ, একটি প্রতিইলেকট্রন (পজিট্রন) এবং একটি প্রতিপ্রোটন মিলিত হয়ে গঠন করে একটি প্রতিহাইড্রোজেন পরমাণু । যেমন করে একটি ইলকট্রন ও প্রোটন মিলে তৈরি করে একটি হাইড্রোজেন পরমাণু।

বিজ্ঞানীদের কাছে প্রতিপদার্থ এত গুরুত্বপূর্ণ হবার অন্যতম কারন হলো এর অকল্পনীয় শক্তি উৎপন্ন করার ক্ষমতা।

এন্টি ম্যাটারের ধারনা তৈরি হওয়ার কারন হচ্ছে পদার্থবিদরা এন্টিম্যাটারের অস্তিত্ব আবিষ্কার করেছেন। ১৮৯৮ সালে জার্মান বিজ্ঞানী আর্থার শুস্টার প্রথম এন্টিম্যাটারের ধারনা দেন এবং এন্টিএটম বা প্রতিপরমানুর অস্তিত্ব অনুমান করেন। তবে তাঁর অনুমান নির্ভর তত্ত্বের অনেকাংশই পরবর্তীতে বিজ্ঞানীরা পরিমার্জন করেন। ১৯২৮ সালে বিজ্ঞানী পল ডিরাক তাঁর একটিগবেষণাপত্রে এন্টিম্যাটারের আধুনিক তত্ত্ব ব্যখ্যা করেন। তিনি ইলেক্ট্রনের জন্য কোয়ান্টাম মেকানিক্স ব্যবহার করতে গিয়ে সেখানে আইনস্টাইনের থিওরী অব রিলেটিভিটি ব্যবহার করে ১৯৩১ সালে সর্বপ্রথম ইলেক্ট্রনের প্রতি-পদার্থের অস্তিত্বের কথা ধারণা করেছিলেন। তিনি ইলেক্ট্রনের এ প্রতি-পদার্থের নাম দেন “পজিট্রন"। এর ধারাবাহিকতায় শ্রডিঞ্জারের তরঙ্গতত্ত্বের আলোকে ইলেক্ট্রনের বিপরীত পদার্থ পজিট্রন তৈরির সম্ভাবনা দেখা যায় এবং ১৯৩২ সালে বিজ্ঞানী কার্ল ডি এন্ডারসন পজিট্রন আবিষ্কার করেন। পরবর্তিতে আরো কিছু পারমানবিক মূল কণিকা যেমন, এন্টিপ্রোটন, এন্টিনিউট্রন এবং এদের সমন্বয়ে এন্টি নিউক্লিয়াস তৈরি করা হয়। এন্টিনিউক্লিয়াস এবং পজিট্রনের সমন্বয়ে পরমানুর বিপরীত কণিকা এন্টিএটম বা প্রতিপরমানু তৈরি করা হয় ১৯৯৫ সালে। প্রযুক্তিগত উন্নতির সাথে সাথে গবেষণাগারে তুলনামূলক বড় আঙ্গিকে(সেই বড় আঙ্গিকের পরিমানও বেশ সামান্য) এন্টিম্যাটার তৈরি করা হয়। এন্টিম্যাটার তৈরির পর সবচেয়ে বড় চ্যালেঞ্জ এটাকে টিকিয়ে রাখা। কারন একে যে পাত্রে রাখা হবে সেটা কোন না কোন পদার্থ দ্বারা তৈরি করতে হবে। ফলে সেই পদার্থ প্রতিপদার্থের সাথে মিলে নিশ্চিন্থ করে ফেলবে। তবে বিজ্ঞানীরা এই সমস্যার সমাধান করেন। তাঁরা বিশেষ স্থিতিশীল চৌম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে তার ভিতরে এন্টিম্যাটার সংরক্ষণ করেন। চৌম্বকক্ষেত্র কোন পদার্থ দিয়ে তৈরি হয় না। এটা শুধুমাত্র একটি বলক্ষেত্র যেখানে প্রতিপদার্থ আকৃষ্ট হয়ে আটকে যায় এবং কোন পদার্থের সংস্পর্শে না আসতে পারায় সংরক্ষিত থাকে। অতি সম্প্রতি বিজ্ঞানীরা অনেক প্রচেষ্টার পরে এন্টি-হিলিয়াম নিউক্লিয়াস তৈরি করতে পেরেছেন। এটাই এখনো পর্যন্ত তৈরি করা সব থেকে জটিল প্রতিকনা। বিগব্যাং এর ফলে যেমন পদার্থ দিয়ে আমাদের মহাবিশ্ব সৃষ্টি হয়েছে, সেরকমভাবে এন্টিম্যাটার বা প্রতিপদার্থ দিয়ে সৃষ্ট আরেকটা মহাবিশ্ব থাকার বিপুল সম্ভবনা রয়েছে যা দেখতে আমাদের মহাবিশ্বেরই প্রতিরূপ। তাই কোন দিন ঘুম থেকে উঠে যদি দেখেন হুবহু আপনার মত দেখতে কেউ আপনার দিকে তার বাম হাত বাড়িয়ে দিয়েছে, ভুলেও হাত মিলাবেন না। কারণ ম্যাটার এবং এন্টিম্যাটার পরষ্পর সংস্পর্শে এলে উভয়েই ধ্বংস হয়ে যায় এবং Annihilation এর মাধ্যমে বিপুল পরিমান শক্তি উৎপন্ন হয়।

তথ্যসূত্র : গুগল, উইকিপিডিয়া।

Comments

তাই কোন দিন ঘুম থেকে উঠে যদি দেখেন হুবহু আপনার মত দেখতে কেউ আপনার দিকে তার বাম হাত বাড়িয়ে দিয়েছে, ভুলেও হাত মিলাবেন না। কারণ ম্যাটার এবং এন্টিম্যাটার পরষ্পর সংস্পর্শে এলে উভয়েই ধ্বংস হয়ে যায় এবং Annihilation এর মাধ্যমে বিপুল পরিমান শক্তি উৎপন্ন হয়।

Answer 3

ধারণা করা হয়েছে যেভাবে কণা দ্বারা পদার্থ গঠিত হয় ঠিক তেমনিভাবে প্রতিকণা দ্বারা প্রতিপদার্থ গঠিত হয়। উদাহরণস্বরুপ, একটি প্রতিইলেকট্রন (পজিট্রন) এবং একটি প্রতিপ্রোটন মিলিত হয়ে গঠন করে একটি প্রতিহাইড্রোজেন পরমাণু, যেমন করে একটি ইলকট্রন ও প্রোটন মিলে তৈরি করে একটি হাইড্রোজেন পরমাণু। উপরন্তু কণা এবং প্রতিকণা মিলিত হলে যেভাবে পূর্ণবিলয়ের মাধ্যমে সকল শক্তি বিমুক্ত হয়, তেমনি পদার্থ এবং প্রতিপদার্থের মিলনে পূর্ণবিলয়ের সৃষ্টি হয় বলে ধারণা করা হয়েছে। এ ধরনের পূর্ণবিলয়ের ফলে প্রকৃতপক্ষে উচ্চ শক্তির ফোটন (গামা রশ্মি) এবং বহু কণা-প্রতিকণা জোড়ার সৃষ্টি হয়। এই পূর্ণবিলয়ে বিমুক্ত কণাগুলোর মধ্যে বিপুল পরিমাণ শক্তি থাকে। এই শক্তির মান পূর্ণবিলয়ের ফলে সৃষ্ট বস্তুসমূহের নিশ্চল ভর এবং মূল পদার্থ-প্রতিপদার্থ জোড়ার অন্তর্ভুক্ত বস্তুসমূহের নিশ্চল ভরের পার্থক্যের সমান।