পৃথিবীর সবচেয়ে বড় ১০ এক্সপেরিমেন্ট

প্র্যাক্টিক্যাল খাতা তো আমরা সবাই লিখেছি। এক্সপেরিমেন্টও করেছি ল্যাবে। কাজেই এক্সপেরিমেন্ট শুনে আমাদের হয়তো মনে হয়, ছোট্ট একটা ল্যাব—তাতে কিছু বিকার, টিউব কিংবা এক-দুটো ছোটখাটো যন্ত্র। এই বুঝি এক্সপেরিমেন্ট। হ্যাঁ, এভাবে এক্সপেরিমেন্ট করা যায় বটে। তবে মহাবিশ্বের রহস্য ভেদ করতে গিয়ে বিজ্ঞানীদের এমন সব এক্সপেরিমেন্ট ডিজাইন করতে হয়েছে, যার কোনো কোনোটা ছোটখাটো শহরের চেয়ে বড়, কোনো কোনো এক্সপেরিমেন্ট পুরো পৃথিবীর আকারের সমান! কী, বিশ্বাস হচ্ছে না? চলুন, শুনে আসি পৃথিবীর সবচেয়ে বড় ১০ এক্সপেরিমেন্টের কথা।

মহকর্ষ তরঙ্গ শিকার

বাঘ-হরিণ নয়, বিজ্ঞানীরা চিন্তা করলেন, মহাকর্ষ তরঙ্গ শিকারে নামবেন। যেনতেন ব্যাপার নয়! আলবার্ট আইনস্টাইন এই মহাকর্ষ তরঙ্গের অস্তিত্ব অনুমান করেছেন সেই ১৯১৬ সালে। কালের আবর্তে বহু দিন পর এসে বিজ্ঞানীরা যখন এই শিকারে নেমেছেন, তখনো কি তাঁরা জানতেন, কাঁটায় কাঁটায় সেই অনুমানের ঠিক ১০০ বছর পর তাঁদের জালে ধরা দেবে এই তরঙ্গ?

বিপুল ভরের দুটি কৃষ্ণগহ্বর বা নিউট্রন তারার মধ্যে সংঘর্ষ হলে স্থানকালে ঢেউ ওঠে। এই ঢেউই মহাকর্ষ তরঙ্গ। মহাজাগতিক তরঙ্গ ধরতে বিশাল যন্ত্রও চাই। সে জন্য বানানো হলো লেজার ইন্টারফেরোমিটার গ্র্যাভিটেশনাল ওয়েভ অবজারভেটরি বা লাইগো।

বিশাল এল (L) আকৃতির একটা যন্ত্র—প্রতিটা বাহু দৈর্ঘ্যে প্রায় ৪ কিলোমিটার। এরকম দুটি যন্ত্র বসানো হলো। একটা যুক্তরাষ্ট্রের ওয়াশিংটনের হ্যানফোর্ডে, আরেকটা লুইজিয়ানার লিভিংস্টোনে। মাঝখানে প্রায় ৩ হাজার কিলোমিটার দূরত্ব।

কীভাবে কাজ করে এটি?  প্রতিটি যন্ত্র তথা ডিটেক্টরে লেজার লাইটকে দুই ভাগে ভাগ করা হয়। এর অর্ধেক অংশ যন্ত্রের এক বাহুর একটা বায়ুশূন্য টিউবের মধ্য দিয়ে পাঠানো হয়, বাকি অর্ধেক পাঠানো হয় অন্য বাহুটি দিয়ে। প্রতিটি বাহুর শেষ প্রান্তে আছে একটা আয়না। এই আয়না আলোটাকে প্রতিফলিত করে, মানে ফেরত পাঠায়। তখন আলোটা আবার এসে একসঙ্গে মিলিত হয়।

আলো যেহেতু তরঙ্গ—ভাবুন, দুটো তরঙ্গ বা ঢেউ ছুটে এসে একটা আরেকটার ওপর পড়বে। দুটো যেহেতু একই তরঙ্গের অংশ—এগুলোর ঢেউয়ের চূড়া ও খাদ একরকম হবে, অর্থাৎ খাপে খাপে মিলে যাবে। কোনো কারণে যদি যন্ত্রের এল-আকৃতির বাহু দুটির একটি প্রসারিত বা সংকোচিত হয়, তাহলে আলোর অর্ধাংশ দুটোর পাড়ি দেওয়া পথের দূরত্ব সমান হবে না। তখন এগুলো খাপে খাপে মিলবে না। তখন শনাক্ত করা যাবে এই আলোর উজ্জ্বলতা। আর খাপে খাপে মিলে গেলে দুটো তরঙ্গে কাটাকাটি হয়ে যাবে, আলোর উজ্জ্বলতা হবে শূন্য।

সাধারণত শূন্যই পাওয়া যায়। কিন্তু ডিটেক্টর বা যন্ত্রে যদি আলোর উজ্জ্বলতা শূন্য না হয়, তবে বোঝা যাবে, এই ডিটেক্টরে ধরা পড়েছে মহাজাগতিক কোনো তরঙ্গ। এরপর বিষয়টা আরও খতিয়ে দেখা হয়। বিজ্ঞানীরা বোঝার চেষ্টা করেন, ঠিক কী ধরা পড়েছে ডিটেক্টরে। এভাবেই ২০১৬ সালে শনাক্ত করা হয়েছে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ।

এখানে বিষয়টা খুব সংক্ষেপে ও সরল করে বলা হলো—কারণ, সবচেয়ে বড় এক্সপেরিমেন্ট বা যন্ত্রের কথাই এখানে আলোচ্য। লাইগোর মহাকর্ষ তরঙ্গ শনাক্তের রোমাঞ্চকর কাহিনি বিস্তারিত পড়তে ক্লিক করুন এখানে: আইনস্টাইন, মহাকর্ষ তরঙ্গ এবং লাইগো।

পরমাণু চূর্ণবিচুর্ণ করার মজার খেলা!

সবচেয়ে বড় এক্সপেরিমেন্টের কথা উঠবে আর তাতে লার্জ হ্যাড্রন কলাইডার থাকবে না, তা কি হয়? এটি বিশ্বের সবচেয়ে বড় কণাত্বরক যন্ত্র। অনেকে একে অ্যাটম স্ম্যাশার বা কণা চূর্ণকারকও বলেন। ইউরোপিয়ান অর্গানাইজেশন ফর নিউক্লিয়ার রিসার্চ বা সার্নের এই যন্ত্রটির ব্যাস প্রায় ২৭ কিলোমিটার। এর মধ্যে আছে চারটি ডিটেক্টর—অ্যাটলাস, সিএমএস, অ্যালিস ও এলএইচসিবি। আজ পর্যন্ত নির্মিত সবচেয়ে বড় কণাত্বরক যন্ত্র অ্যাটলাস, ওজন প্রায় ৭ হাজার ৭০০ টন। নানা রকম উপপারমাণবিক কণা ছুড়ে দেওয়া হয় এর ভেতরে, তাদের সংঘর্ষ করানো হয়, তারপর বিজ্ঞানীরা বসে বসে দেখেন—কণাগুলো কী করে। এভাবেই ২০১২ সালে বিজ্ঞানীদের হাতে ধরা দেয় হিগস বোসন বা ঈশ্বর কণা।

মিনিয়েচার আমাজন বন

প্রতি বছর বিপুল পরিমাণ কার্বন ডাই-অক্সাইড উৎপাদন করছে মানুষ। আমাজন রেইন ফরেস্ট গোটা বিশ্বের মোট কার্বন ডাই-অক্সাইডের প্রায় ৫ শতাংশ পরিশোধন করে। এর পরিমাণ প্রায় ২ বিলিয়ন বা ২ হাজার কোটি টন। গ্রিন হাউস গ্যাসগুলো আরও ভালোভাবে পরিশোধন করার ব্যাপারে কী করা যায়, তা নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করছেন বিজ্ঞানীরা। সে জন্য তাঁরা বানিয়েছেন আমাজনফেইস নামের ‘খুদে’ আমাজন। এই খুদে আমাজনটি, বলা বাহুল্য, একটি এক্সপেরিমেন্ট।

এই খুদে বনে রয়েছে ১২টি সারি। এগুলো ৬টি ৯৮ ফুট বা ৩০ মিটার জমিতে বিভক্ত। এর তিনটিতে বর্তমানে কার্বন ডাই-অক্সাইডের যে ঘনত্ব, সেরকম ঘনত্বের গ্যাস নিয়ে গবেষণা চলছে। বাকি তিনটিতে আছে অতি উচ্চ ঘনত্বের কার্বন ডাই-অক্সাইড। এতে ঘনত্ব ৬১৫ পার্টস পার মিলিয়ন (প্রতি ১০ লাখ ঘনএককে ৬১৫ ঘনএকক)। ধারণা করা হচ্ছে, ২০৭০ সালে বিশ্বের কার্বন ঘনত্ব বেড়ে এই রূপ ধারণ করতে পারে—যদি তার আগেই নিয়ন্ত্রণমূলক ব্যবস্থা নেওয়া না যায়।

প্রতিটি জমিতে আছে ৪০০ প্রজাতির উদ্ভিদ ও নানা রকম ছত্রাক এবং ভূমিজ অণুজীব। অর্থাৎ প্রতিটি একেকটি আলাদা বাস্তুতন্ত্র। কার্বন ডাই-অক্সাইড বাড়লে উদ্ভিদগুলোর সালোকসংশ্লেষণের হার বেড়ে যায়, কমে পানি ছাড়ার হার। এভাবে বিজ্ঞানীরা বনকে একটা ভারসাম্যে রাখা যায় কীভাবে, তা বোঝার চেষ্টা করছেন। বাস্তবে অবশ্য আমাজনে বেড়েই চলেছে কার্বন ডাই-অক্সাইডের ঘনত্ব। এতে ধীরে ধীরে ঝুঁকিতে পড়ছে আমাজন।

বিশাল এক কার্বন-ক্যাপচার প্রকল্প

মানুষ যে হারে কার্বন ডাই-অক্সাইড উৎপাদন করে, সে হারে তা শুষে নিয়ে পরিশোধন করতে পারে না উদ্ভিদ। অর্থাৎ মানুষের নির্মমতার বলি হচ্ছে বিশ্ব। জলবায়ুকর্মী ও বিজ্ঞানীদের কথা কানে তুলছে না অনেক দেশ ও বড় কলকারখানা। এই কথা মাথায় রেখে অ্যাকুয়াটিক নামের একটি প্রতিষ্ঠান নতুন ধরনের উদ্ভিদ উৎপাদন করেছে। প্রতিষ্ঠানটির পরীক্ষামূলক এ কাজে কতটা লাভ হতে পারে? অ্যাকুয়াটিকের চিফ অপারেটিং অফিসার (সিওও) এডওয়ার্ড স্যান্ডার্স বলছেন, ‘অ্যাকুয়াটিকের ব্যবসায়িক উদ্দেশ্যে উৎপাদিত উদ্ভিদগুলো এক টন কার্বন কার্বন পরিশোধনের জন্য পাঁচ মিনিট সময় নেয়। এ জন্য উদ্ভিদগুলোতে সমুদ্রের পানি পাম্প করা হয়, প্রবাহিত করা হয় বিদ্যুৎ, পাশাপাশি সমুদ্রের পানির সংস্পর্শে আসে বায়ুমণ্ডলের বাতাস। সত্যিকার খোলা সমুদ্রের এ পরিমাণ, অর্থাৎ এক টন কার্বন পরিশোধন করতে প্রায় ১ বছর সময় লাগবে।’

অর্থাৎ অ্যাকুয়াটিকের উদ্ভিদ সমুদ্রের পানি থেকে কার্বন ডাই-অক্সাইড শুষে নেয়। এ সময় তৈরি হয় হাইড্রোজেন। অনেক ইন্ডাস্ট্রিতে এই হাইড্রোজেন জ্বালানি হিসেবে ব্যবহৃত হয়। পুরো প্রক্রিয়াটির ৪০ শতাংশ জ্বালানি খরচ তুলে আনা সম্ভব কেবল এই হাইড্রোজেন সেসব ইন্ডাস্ট্রিতে সরবরাহ করে।

বাবুদের বিশ্ব

শিশুরা কেমন করে ভাষা শেখে? কীভাবে শেখে অঙ্গভঙ্গি? তারা কি বড়দের অনুকরণ করে আপনাতেই? প্রায় ৫০টি দেশের গবেষকেরা একসঙ্গে মিলে শিশুদের আরও ভালো করে বুঝতে পরিচালনা করছেন ‘মেনিবেবিস’ প্রকল্প। শিশুদের বাবা-মায়েদের রাজি করিয়ে, নানা জটিলতা সামলে এগোচ্ছে প্রকল্পটি।

টেলিস্কোপের সংজ্ঞা বদলে দেওয়া শহর আকারের দুরবিন

অদ্ভুতুড়ে নিউট্রিনোদের ধরতে ফাঁদ পেতেছেন বিজ্ঞানীরা। অ্যান্টার্কটিক বরফের ওপর গবেষণাগার, কিন্তু ফাঁদ পাতা হয়েছে নিচে। প্রায় ৪ হাজার ৮০০ থেকে ৮ হাজার ফুট গভীরে, প্রায় ৫০০ বর্গকিলোমিটার বিস্তৃত একগাদা আলোকসংবেদী ডিটেক্টর। এই আলো মানে দৃশ্যমান আলো নয়, অদৃশ্য আলো। আইসকিউবের জালে অবশেষে ২০১৩ সালের নভেম্বরে ধরা দেয় উচ্চ শক্তির নিউট্রিনো। বিস্তারিত পড়ুন: টেলিস্কোপের সংজ্ঞা বদলে দেওয়া আইসকিউব অবজারভেটরি।

বিশ্বজুড়ে বিস্তৃত মনস্তত্ত্ব গবেষণা

করোনা বহু মানুষের মনস্তত্ত্বে বড় ধাক্কা দিয়েছে। এই ধাক্কা কোনো নির্দিষ্ট শহর বা দেশে সীমাবদ্ধ নয়। গোটা বিশ্বই মুখোমুখি হয়েছে এর। মনস্তত্ত্ববিদেরা এই সুযোগটি কাজে লাগিয়ে মানুষের মনস্তত্ত্বকে বুঝতে চাইছেন আরও ভালোভাবে। ৬৭টি দেশের প্রায় ৫০ হাজার মানুষের অংশগ্রহণে তাই চলছে একটি গবেষণা—মানুষের ব্যক্তি-মানসিকতা, সামাজিক ও সমন্বিত আচরণসহ নানা বিষয় খতিয়ে দেখা হচ্ছে এ গবেষণায়।

শতবর্ষ ধরে চলছে যে গবেষণা

এই গবেষণাটি চলছে ১০০ বছরেরও বেশি সময় ধরে। শুরুটা হয়েছিল ১৮৭৯ সালে। উইলিয়াম জেমস বিল, যুক্তরাষ্ট্রের মিশিগান স্টেটের এক উদ্ভিদবিদ, বিশটি বোতল ভর্তি করে মিশিগান স্টেট ইউনিভার্সিটির এক জায়গায় এক সারিতে মাটিতে পুঁতে রাখেন। প্রতিটি বোতলে এক হাজারের বেশি বীজ আছে, ২১টি প্রজাতির ৫০টি করে। বিল চিন্তা করেছিলেন, তাঁর উত্তরসূরীরা পরে এই বোতল খুঁড়ে বের করে দেখবেন, কী হলো। গবেষকেরা প্রতি ২০ বছর পর এই বোতলগুলো খুঁড়ে বের করে দেখেন। শেষবার এ বোতল খোলা হয়েছে ২০২১ সালে। পরেরবার খোলা হবে ২০৪০ সালে! বিজ্ঞানীদের পরিকল্পনা, ২১০০ সাল পর্যন্ত গবেষণাটি চালু রাখবেন তাঁরা। এই গবেষণায় কী পাওয়া গেল, লাভ কী ইত্যাদি নিয়ে বিস্তারিত জানতে পড়ুন: শতবর্ষ ধরে চলা বিজ্ঞান গবেষণা

চীনের দানবাকার রেডিও টেলিস্কোপ

চীনের ফাইভ-হান্ড্রেড মিটার অ্যাপার্চার স্ফেরিক্যাল টেলিস্কোপ বা ফাস্ট পৃথিবীর সবচেয়ে বড় একক-ডিশবিশিষ্ট রেডিও টেলিস্কোপ। এর ব্যাস ১ হাজার ৬৪০ ফুট। ডিশটাকে ধরে রেখেছে ৩২৮ ফুটের ইস্পাতের টাওয়ার এবং ৬ হাজার ৬৭০টা কেব্‌ল। এই ফ্যাসিলিটিতে বর্তমানে যুক্ত হচ্ছে ১৩১ ফুটের ২৪টি নড়নক্ষম রেডিও টেলিস্কোপ।

২০২০ সালে এই টেলিস্কোপ কাজ শুরু করে। ইতিমধ্যে এটি ২০০টির বেশি পালসার আবিষ্কার করেছে। পালসার হলো ঘূর্ণমান নিউট্রন তারা। সামনে যে টেলিস্কোপটি আরও অনেক কিছু করবে, তা বোধ হয় আলাদা করে বলার দরকার নেই। বিজ্ঞানীরাও এ নিয়ে বেশ রোমাঞ্চিত।

এক বিশ্ব, এক টেলিস্কোপ

‘এক পরিবার, এক শিশু’ মডেলের মতো নয়; আসলে বিজ্ঞানীরা গোটা পৃথিবীটাকেই একটি একক টেলিস্কোপ বানিয়ে ফেলেছিলেন! তাঁদের দৃষ্টি ছিল বহু দূরে, ধরতে চাইছিলেন কৃষ্ণগহ্বরকে, তুলতে চাইছিলেন তার সীমানা তথা ঘটনা দিগন্তের ছবি।

ছোটখাটো টেলিস্কোপ দিয়ে তা সম্ভব নয়। ফলে উত্তরের গ্রিনল্যান্ড থেকে দক্ষিণ মেরু; পুবে স্পেন থেকে পশ্চিমে হাওয়াই পর্যন্ত ৮টি টেলিস্কোপ বসানো হয়। এই টেলিস্কোপগুলো কাজ করে একটি একক টেলিস্কোপ হিসাবে। লক্ষ্য যার কৃষ্ণগহ্বরের ঘটনা দিগন্ত, ইংরেজিতে বলে ইভেন্ট হরাইজন; তার নামেই এই টেলিস্কোপ নেটওয়ার্কের নাম দেওয়া হয় ইভেন্ট হরাইজন টেলিস্কোপ বা ইএইচডি। এই টেলিস্কোপ প্রথম কৃষ্ণগহ্বরের ঘটনা দিগন্তের ছবি তোলে। ২০১৯ সালের ১০ এপ্রিল বিজ্ঞানীরা এম৮৭* নামের নামের সেই কৃষ্ণগহ্বরের ছবি উন্মুক্ত করে দেন। কৃষ্ণগহ্বরটি রয়েছে ৫৩.৪৯ বিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরের এম৮৭ গ্যালাক্সির কেন্দ্রে।

সূত্র: লাইভ সায়েন্স, বিবিসি সায়েন্স ফোকাস, উইকিপিডিয়া ও বিজ্ঞানচিন্তা