বিজ্ঞান জেউতিত আংশিকভাৱে প্ৰকাশিত (ডিছেম্বৰ-জানুৱাৰী, ২০২১)
মৌলিক কণিকাৰ সন্ধানত
পৰমাণুসমূহ, কোৱাণ্টাম বলবিজ্ঞান আৰু বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বল
কণা পদাৰ্থবিজ্ঞান বুলি ক'লেই সাধাৰণতে ফটকৈ মনলৈ অহা ধাৰণাটো হৈছে প্ৰ'টন আৰু নিউট্ৰনেৰে থুপ খাই থকা নিউক্লীয়াছটো, আৰু তাৰ চাৰিওফালে ঘূৰি থকা সৰু সৰু ইলেক্ট্ৰন কিছুমান। হাইস্কুললৈকে আনুষ্ঠানিকভাৱে বিজ্ঞান পঢ়াসকলে সেইখিনিলৈকে শিকে, আৰু উচ্চতৰ মাধ্যমিকত বিজ্ঞান পঢ়াসকলে কিছু উচ্চ পৰ্যায়ৰ ইলেক্ট্ৰনৰ "ডাৱৰ" থকা কাক্ষিক (orbital) কেইটাৰ চিত্ৰটোলৈকে শিকে। সেই কথাখিনি বিংশ শতিকাৰ মাজভাগলৈকে মানৱ সভ্যতাৰ সন্নিহিত জ্ঞানৰ সমষ্টি। অৱশ্যে মৌলিক কণিকাৰ প্ৰাথমিক ধাৰণাখনি তাতোকৈ পুৰণি। প্ৰাচীন গ্ৰীক আৰু ভাৰতীয় সভ্যতাৰ দাৰ্শনিক আৰু ঋষি-মুনিসকলেও পদাৰ্থৰ মৌলিক গঠনৰ কথা আলোচনা কৰিছিল। পিছে সেই আলোচনাখিনি মূলতঃ দাৰ্শনিক দৃষ্টিভংগীহে আছিল। সেইখিনিক বিজ্ঞান বুলি ক'ব নোৱাৰি, কিয়নো পৰীক্ষামূলক পদ্ধতি আৰু উপযুক্ত যুক্তিগত গাঁঠনিৰ অভাৱত আলোচনা কৰা কথাসমূহৰ পৰা এটা সিদ্ধান্তত উপনীত হ'ব নোৱাৰি। সেইসময়ত সেই কথাখিনিক পৰীক্ষামূলকভাৱে বাচ-বিচাৰ কৰি চাবলৈ প্ৰয়োজনীয় প্ৰযুক্তি আৰু উপযুক্ত পৰিৱেশো নাছিল। প্ৰাচীন যুগৰ কথাখিনিৰ লগত কালক্ৰমত ধৰ্ম, আধ্যাত্মিকতা, ৰহস্যবাদ ইত্যাদিৰ সানমিহলি হ'ল, আৰু সেয়েহে সেই ধাৰণাখিনিৰ পৰা মানৱসভ্যতাই বিশেষ আগবাঢ়িব নোৱাৰিলে। এইধৰণৰ কথাখিনি প্ৰায়েই বিজ্ঞানৰ উন্নতিৰ বাটত হেঙাৰ হৈ উঠা দেখা যায়, কিয়নো পৰীক্ষামূলক পদ্ধতি ব্যৱহাৰ কৰিব নোৱাৰা ঈশ্বৰ জাতীয় ধাৰণাসমূহে প্ৰশ্নসমূহৰ উত্তৰ দিব নোৱাৰাকৈ একপ্ৰকাৰৰ সাঁফৰ মাৰি দিয়ে, আৰু সেই ধাৰণাসমূহৰ বিপৰীতে গৈ স্বাধীনচিতীয়া প্ৰশ্ন কৰা লোকসকলক প্ৰায়েই শাস্তি দিয়া হয়, বা একাষৰীয়া কৰি ৰখা হয়। বৰ্তমান সময়তো ভাৰতবৰ্ষৰ শিক্ষাব্যৱস্থাটোত তাত্ত্বিক বিজ্ঞানৰ প্ৰতি একপ্ৰকাৰৰ পক্ষপাতিত্ব থকা দেখা যায়, আৰু পৰীক্ষামূলক পদ্ধতিবোৰত বিশেষ গুৰুত্ব দিয়া নহয়। কলেজ আৰু ইউনিভাৰ্ছিটি পৰ্যন্ত হাতে কামে কৰিবলগীয়া প্ৰেক্টিকেল শিক্ষাত কমকৈ গুৰুত্ব আৰোপ কৰা দেখা যায়। অৱশ্যে ইয়াৰ বাবে কম-বেছি পৰিমাণে সকলোৱেই দায়ী। প্ৰেক্টিকেলবোৰত ভালদৰে মন নিদিয়াটো ভুল কথা আছিল বুলি গৱেষণাত জড়িত হোৱাৰ পৰাহে ভালদৰে উপলব্ধি কৰিব পাৰিছোঁ। বিজ্ঞানৰ ইতিহাস অধ্যয়ন কৰিলে দেখা যায় যে বিজ্ঞানৰ সকলো তত্ত্বকেই কিছুমান পৰীক্ষামূলক ফলাফলৰ ওপৰত ভিত্তি কৰিহে গঠন কৰা হয়। আৰু সেই তত্ত্বসমূহে নতুন পৰীক্ষামূলক ফলাফল প্ৰাপ্তিত সহায় কৰে। তত্ত্ব আৰু পৰীক্ষা এই দুয়োটাৰ সহযোগিতাক বুজি পোৱাটো অতি প্ৰয়োজনীয়। প্ৰযুক্তিবিদ্যা, গণিত আৰু ধাৰণাসমূহৰ বিকাশৰ লগে লগে বিজ্ঞানৰ তত্ত্বসমূহকো অধিক সঠিক তত্ত্বৰে সলনি কৰা হয়। কিন্তু সেই পৰীক্ষামূলক ফলাফলসমূহেই বিজ্ঞানৰ মূল ভেঁটিটোৰ সৃষ্টি কৰে। সেই ভেটিটোৰ সালসলনি নহয়, কেৱল সেইখিনিক ব্যাখা কৰাৰ পদ্ধতিখিনিৰ সালসলনি ঘটোৱা হয়। পুৰণি তত্ত্ব এটাৰ বিসংগতি আৰু আৰু দুৰ্বলতাখিনিক অধ্যয়ন কৰি সেইখিনিৰ সালসলনি ঘটোৱাটো বিজ্ঞানৰ এটা অতি শক্তিশালী পদক্ষেপ। এই লেখাটোত কণা পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ ক্ৰমবিকাশৰ কথা আলোচনা কৰিবলৈ যাওঁতে পৰীক্ষামূলক ফলাফলবোৰৰ ওপৰত বিশেষভাৱে গুৰুত্ব প্ৰদান কৰিছোঁ, কিয়নো এইখিনি কথা সাধাৰণতে কমকৈ আলোচনা কৰা হয়। তদুপৰি, ক্ৰমবিকাশৰ ধাৰাত অধ্যয়ন কৰোঁতে কোনটো তত্ত্ব কিয় আৰু কিদৰে সালসলনি কৰা হ'ল সেয়া বুজি পাবলৈ সহজ হয়।
পদাৰ্থৰ গাঁঠনি বুলি ক'লে পোনপ্ৰথমে পৰমাণুবোৰৰ কথাই মনলৈ আহে। সেয়েহে, মানুহে পৰমাণুৰ ধাৰণাটো কিয় সৃষ্টি কৰিলে, আৰু কেনেকৈ বিভিন্ন পৰীক্ষা নিৰীক্ষাৰ অন্তত সেই চিত্ৰটোৰ সালসলনি ঘটি বৰ্তমানৰ ৰূপটো পালে, সেয়া প্ৰথমে আলোচনা কৰিবলৈ লৈছোঁ।
ঊনবিংশ শতিকাৰ প্ৰাৰম্ভিক ৰসায়নবিজ্ঞান
দৈনন্দিন জীৱনৰ পদাৰ্থবোৰক ক্ষুদ্ৰৰ পৰা ক্ষুদ্ৰতম অংশত ভাগ কৰি থাকিলে অৱশেষত ৰসায়নবিজ্ঞানৰ বিভিন্নধৰণৰ মৌলসমূহৰ বৈশিষ্ট্যযুক্ত কিছুমান মৌলিক গাঁঠনি পাব পাৰি বুলি ঊনবিংশ শতিকাৰ আৰম্ভণিতেই পোনপ্ৰথমে পৰমাণুৰ বৈজ্ঞানিক ধাৰণাটো আগবঢ়াইছিলে জন ডেল্টনে। সেই সময়ত প্ৰাৰম্ভিক ৰসায়নবিজ্ঞানৰ বৈশিষ্ট্যসমূহ ব্যৱহাৰ কৰি জন ডেল্টনে "গুণ অনুপাত" নামৰ এক নীতি (law of multiple proportions)ক লক্ষ্য কৰিছিল। এই নীতিৰ মতে যিকোনো এটা ৰাসায়নিক পদাৰ্থক কিছুমান মৌলৰ নিৰ্দিষ্ট অনুপাতৰ সংমিশ্ৰণ হিচাপে প্ৰকাশ কৰিব পাৰি (যেনে পানীৰ ক্ষেত্ৰত হাইড্ৰ'জেন আৰু অক্সিজেনৰ অৱস্থিতিৰ অনুপাত ২:১)। সেয়েহে এই পৰীক্ষামূলক বৈশিষ্ট্যটোৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি ডেল্টনে অনুমান কৰিছিল যে পদাৰ্থসমূহ পৰমাণু নামৰ কিছুমান মৌলিক গাঁঠনিৰ সমষ্টি, আৰু এই প্ৰত্যেকবিধ মৌলিক গাঁঠনিৰেই কিছুমান নিৰ্দিষ্ট ৰাসায়নিক বৈশিষ্ট্য আছে। কালক্ৰমত ৰসায়নবিজ্ঞানীসকলে বিভিন্নধৰণৰ মৌলক চিনাক্ত কৰিলে, আৰু মেণ্ডেলিভৰ সেই পৰ্যাবৃত্ত তালিকাখনৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি বিভিন্নধৰণৰ পৰমাণুৰ অৱস্থিতিক অনুমান কৰা হ'ল। অৱশ্যে এই পৰমাণুৰ ধাৰণাটোত পৰমাণুসমূহে কিয় আৰু কিদৰে ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াসমূহত ভাগ লয় সেয়া ব্যাখ্যা কৰিব পৰা হোৱা নাছিল। প্ৰতিটো নতুন মৌলৰ আৱিষ্কাৰৰ লগে লগে মেণ্ডেলিভৰ তালিকাখনৰ দৈৰ্ঘ্য বাঢ়ি গৈ আছিল আৰু, সেইসময়ত নতুনকৈ আৱিষ্কাৰ হোৱা তেজষ্ক্ৰিয়তা (radioactivity), এটা মৌলৰ পৰা আন এটালৈ হোৱা বিটা-ক্ষয়ীভৱন (beta decay) বিক্ৰিয়া ইত্যাদি পৰিঘটনাক ব্যাখ্যা কৰিব পৰা হোৱা নাছিল। সেয়েহে পৰমাণুবোৰক ভাঙিব নোৱাৰা গোটা বস্তু বুলি ভবা ধাৰণাটো বৰ এটা সন্তোষজনক নাছিল। অৱশেষত ১৮৯৭ চনত ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰে এই চিন্তা-ধাৰণাখিনিলৈ এক যুগান্তকাৰী পৰিৱৰ্তন আনিলে।
ইলেক্ট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰ আৰু পৰমাণুৰ প্লাম-পুডিং মডেল
মানুহে দৈনন্দিন জীৱনত অনুভৱ কৰা প্ৰকৃতিৰ দুবিধ মৌলিক বল হৈছে মহাকৰ্ষণ আৰু বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বল। জীৱ জন্তুৰ শাৰীৰিক বল, চৌদিশৰ পদাৰ্থসমূহৰ মাজত পৰমাণুবিলাকক বান্ধি ৰখা বল, ঘৰ্ষণ বল, ৰাসায়নিক ক্ৰিয়া ইত্যাদিবোৰ প্ৰকৃততে বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বলৰেই এক ৰূপ যদিও এইখিনি কথা আমি বহুত পিছলৈহে শিকিছোঁ। আইজাক নিউটনে ১৬৮৭ চনতেই প্ৰকাশ কৰা "পিন্সিপিয়া মেথেমেটিকা" গ্ৰন্থখনত মহাকৰ্ষণ বলৰ এটা অতি সফল তত্ত্বৰ বিস্তৃত বৰ্ণনা কৰিছে। ইয়াৰ তুলনাত, বিদ্যুত-চুম্বকীয় বলৰ জ্ঞান ঊনবিংশ শতিকালৈকে অতি সীমিত আছিল। এসময়ত বিদ্যুত আৰু চুম্বকীয় বলক দুটা পৃথক বৈশিষ্ট্য বুলি ভবা হৈছিল, আৰু মাইকেল ফাৰাডে, এম্পিয়েৰ, অৰষ্টেড আদি বিজ্ঞানীসকলে বিভিন্ন পৰীক্ষা-নিৰীক্ষা কৰি সেইখিনিক ব্যাখা কৰিবলৈ চেষ্টা কৰিছিল। ১৮৭৩ চনত জেমছ ক্লাৰ্ক মেক্সৱেলে এই সকলোবোৰ তথ্যক একেটা গাণিতিক গাঁঠনিৰ সহায়ত বিদ্যুত-চুম্বকীয় তত্ত্বত সন্নিহিত কৰে। বিদ্যুত আৰু চুম্বকীয় বলৰ একত্ৰীকৰণ পদাৰ্থবিজ্ঞান জগতৰ এটা অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ পদক্ষেপ, কিয়নো একত্ৰীকৰণৰ সহায়ত একেটা তত্ত্বৰ জড়িয়তেই অধিক সংখ্যক প্ৰাকৃতিক পৰিঘটনাক ব্যাখ্যা কৰিব পাৰি, আৰু সেয়েহে এনে তত্ত্বসমূহৰ পৰা বিসংগতি আৰু যুক্তিগত মতভেদ হোৱাৰ সম্ভাৱনা কম।
যিয়েই নহওঁক, ঊনবিংশ শতিকাৰ শেষৰ ফালে পৰিবাহী পদাৰ্থৰ মাজেৰে বিদ্যুত কেনেকৈ প্ৰৱাহিত হয় সেয়া জানিবলৈ কেথড ৰশ্মিৰ লগত জড়িত এলানি পৰীক্ষা কৰা হয়। এই পৰীক্ষাত উচ্চ পৰিমাণৰ বিভৱভেদ (voltage)ত ৰখা পৰিবাহীটোৰ ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক অংশদুটাৰ মাজত চুঙা এটাত অতি কম চাপৰ (প্ৰায় বায়ুশুন্য) পৰিৱেশৰ সৃষ্টি কৰিলে সেই চুঙাটোত কেথড ৰশ্মি নামৰ এক প্ৰকাৰৰ পোহৰ দেখা পোৱা যায়। যন্ত্ৰটোৰ ওচৰলৈ চুম্বক এডোখৰ লৈ গ'লে ৰশ্মিখিনি চুম্বকক্ষেত্ৰ দ্বাৰা প্ৰভাৱিত হয়।
অৰ্থাৎ ৰশ্মিখিনি গতি কৰি থকা আধানযুক্ত কণাৰ দৰে। তদুপৰি ৰশ্মিখিনিৰ মাজৰ অংশত পাতলীয়া আধানহীন ফলক ৰাখিলে ৰশ্মিখিনিয়ে ফলকখনত চাপ পেলোৱা দেখা যায়। ৰশ্মিখিনিক আধানযুক্ত কণাৰ সমষ্টি বুলি অনুমান কৰিলে চুম্বকক্ষেত্ৰখনত কোন দিশে কণাখিনিৰ গতিৰ অপসাৰণ ঘটিছে সেয়া লক্ষ্য কৰি কণাখিনি ঋণাত্মক আধানযুক্ত বুলিও বুজিব পাৰি।এই পৰীক্ষাৰ পৰা ১৮৯৭ চনত জে জে থমচন নিশ্চিত হয়, যে কেথড ৰশ্মি নাম দিয়া এই ৰশ্মিবিধ প্ৰকৃততে কিছুমান অতি ক্ষুদ্ৰ কণাৰ সমষ্টি। এই কণাবিধৰ ভৰ হাইড্ৰজেন পৰমাণুতকৈও (সেই সময়ৰ মতে আটাইতকৈ কম ভৰযুক্ত কণা) প্ৰায় ১৮০০ গুণ কম বুলি হিচাপ কৰি উলিওৱা হয়। অৱশেষত বিজ্ঞানীসকলে বুজি পায় যে ইলেক্ট্ৰন নামৰ এই কণাবিধেই পৰিবাহী পদাৰ্থত বিদ্যুৎ-পৰিবহন, আলোক-বিদ্যুৎ ক্ৰিয়া (photoelectric effect), তেজষ্ক্ৰিয় ক্ষয়ীভৱন আদি পৰিঘটনাত জড়িত/সৃষ্টি হোৱা কণাবিধ। ইলেক্ট্ৰনবিলাকৰ সৈতে পৰমাণুবিলাক কিদৰে গঠন হয় সেই বিষয়ে পোনপ্ৰথমে থমছনে প্লাম-পুডিং নামৰ এটা আৰ্হি আগবঢ়ায়। এই আৰ্হিৰ মতে পৰমাণুবিলাকৰ মাজৰ খালী অংশবোৰত ধনাত্মক আধান নিহিত হৈ থাকে, আৰু সেই আধানবোৰৰ মাজে মাজে ঋণাত্মক আধান বিশিষ্ট ইলেক্ট্ৰনবিলাক সিঁচৰতি হৈ থাকে। (অসমীয়াত ক'বলৈ গ'লে খিচিৰি আৰ্হি, কিয়নো ইলেক্ট্ৰনবিলাক খিচিৰিৰ মাজে মাজে থকা কাজুবাদাম বিলাকৰ দৰে সিঁচৰতি হৈ থাকে।) অৱশ্যে সেই আৰ্হিটো সঁচা নে মিছা পৰীক্ষা কৰিবলৈ যাওঁতেই আৰ্হিটো ভুল বুলি প্ৰমাণিত হয়। ৰাডাৰফৰ্ডৰ সেই বিখ্যাত বিক্ষেপণ (scattering) পৰীক্ষাটো সম্পন্ন কৰা হৈছিল ১৯০৮-১৯১৩ চনৰ সময়ছোৱাত।
ৰাডাৰফৰ্ডৰ পৰমাণুৰ আৰ্হিটো
থমছনৰ প্লাম-পুডিং মডেলটো পৰীক্ষা কৰি চাবলৈ ৰাডাৰফৰ্ডে বিক্ষেপণ পদ্ধতিটোৰ সহায় ল'লে। এই পৰীক্ষাটোত, তেনেই পাতলীয়া সোণৰ ফলক এখনত আলফা-ৰশ্মি (প্ৰকৃততে হিলিয়াম পৰমাণুৰ নিউক্লীয়াছ, কিন্ত সেই সময়ত সেই কথা কোনেও জনা নাছিল) পৰিবলৈ দিয়া হ'ল। \(\alpha\)-ৰশ্মিসমূহ ধনাত্মক, উচ্চ ভৰ বিশিষ্ট কণাৰ সমষ্টি বুলি সেই সময়ত জনা গৈছিল, আৰু সেয়েহে সোণৰ ফলকখনত থকা অতি কম ভৰৰ ইলেক্ট্ৰনবোৰে সেইবিলাকক বিক্ষেপণ কৰিব নোৱাৰাৰ বাবে \(\alpha\) কণাসমূহে অতি সহজেই সোণৰ পৰমাণুবিলাকৰ মাজেৰে পাৰ হৈ পিছফালৰ সংবেদনশীল পৰ্দাখনত সংকেতৰ সৃষ্টি কৰিব বুলি ভবা হৈছিল। বাস্তৱত অধিকাংশ \(\alpha\) কণাই গতিপথৰ সালসলনি নোহোৱাকৈ ফলকখন পাৰ হৈ গৈছিল যদিও কিছু সংখ্যক কণাৰ আন দিশত বিক্ষেপণ হোৱা দেখা গ'ল। আনুমানিক ভাৱে, প্ৰতিটো ১২,০০০ \(\alpha\) কণাৰ ভিতৰত অন্ততঃ এটা সম্পূৰ্ণৰূপে উলটি অহা দেখা গ'ল।
এই পৰ্যৱেক্ষণৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি ৰাডাৰফৰ্ড নিশ্চিত হ'ল, যে পৰমাণুবিলাকৰ মাজত নিশ্চয়কৈ কোনো এক ধনাত্মক, অতি সুক্ষ্ম, গোটা অংশ আছে, য'ত পৰমাণুবিলাকৰ অধিকাংশ ভৰ নিহিত হৈ থাকে। সেই গঠনবোৰৰ লগত \(\alpha\) কণাবিলাকৰ সংঘৰ্ষৰ বাবেই কণাবিলাকৰ বিক্ষেপণ ঘটে। যিহেতু ইলেক্ট্ৰনবিলাক ঋণাত্মক আধানযুক্ত, বিদ্যুত-চুম্বকীয় বলৰ নীতিৰ মতে ইহঁতে সেই গোটা নিউক্লীয়াছটোৰ চাৰিওফালে প্ৰদক্ষিণ কৰি থাকে। ৰাডাৰফৰ্ডৰ এই আৰ্হিটোত কিছুমান আঁসোৱাহ আছিল। তেওঁ নিউক্লীয়াছটোৰ আকাৰটো পৰমাণুৰ আকাৰটোৰ তুলনাত অতি সুক্ষ্ম বুলি ঠিকেই অনুমান কৰিছিল যদিও সেই আৰ্হিটোৰ মতে পৰমাণুবিলাক অতি ক্ষণস্থায়ী হ'ব লাগিছিল। কিয়নো, ধ্ৰুপদী বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তত্ত্বৰ মতে, নিউক্লীয়াছৰ চাৰিওফালে ঘূৰ্ণন গতিযুক্ত ইলেক্ট্ৰনবোৰে অবিৰতভাৱে শক্তি বিকিৰণ কৰি নিজৰ গতিশক্তিৰ ক্ষয় কৰি অৱশেষত নিউক্লীয়াছটোত বিলীন হৈ যাব লাগিছিল। নিউক্লীয়াছৰ চাৰিওফালে সুস্থিৰ কক্ষপথেৰে গতি কৰি থকা ইলেক্ট্ৰনৰ সেই সুপৰিচিত চিত্ৰটো পাবলৈ ৰাডাৰফৰ্ডৰ ধাৰণাটোত এটা অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ বৈশিষ্ট্যৰ অভাৱ আছিল; সেইটো নতুন বৈশিষ্ট্যটো হৈছে - কোৱাণ্টাম বলবিজ্ঞান।
কোৱাণ্টাম বলবিজ্ঞানৰ ভুমুকি আৰু নীলছ ব'ৰৰ মডেলটো
বিংশ শতিকাৰ আৰম্ভণিতেই পদাৰ্থবিজ্ঞান জগতত দুটা যুগান্তকাৰী ধাৰণাৰ সংযোজন হয় - আপেক্ষিকতাবাদ আৰু কোৱাণ্টাম বলবিজ্ঞান। মেক্সৱেলৰ বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তত্ত্বই গণনা কৰা পোহৰৰ ধ্ৰুৱ বেগ, আৰু সেই তত্ত্বক পৰীক্ষামূলকভাৱে স্বীকৃতি প্ৰদান কৰা মাইকেলছন-মৰ্লিৰ সেই বিশ্ববিখ্যাত পৰীক্ষাটোৰ ফলাফলৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি আইনষ্টাইনে আপেক্ষিকতাবাদৰ মূল ভেঁটিটো গঢ়ি তুলিছিল। (প্ৰকৃততে সূৰ্য্যৰ চাৰিওফালে পৃথিৱীয়ে পৰ্যাবৃত্ত গতিৰে গতি কৰি থাকোঁতে মাইকেলছন আৰু মৰ্লিয়ে পৃথিৱীৰ গতিৰ লগত পোহৰৰ গতিবেগৰ আপেক্ষিক পাৰ্থক্যখিনি হিচাপ কৰিবলৈ চেষ্টা কৰিছিলে যদিও এনে কোনোধৰণৰ তাৰতম্য তেওঁলোকে দেখা নাপালে, আৰু অৱশেষত ক'বলৈ বাধ্য হ'ল, যে মেক্সৱেলৰ তত্ত্বত ব্যাখ্যা কৰাৰ দৰেই পোহৰৰ বেগৰ জোখমাখ খিনিয়ে পৰ্যৱেক্ষকৰ গতিৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ নকৰে।) পোহৰৰ বেগ পৰ্যৱেক্ষক নিৰ্বিশেষে ধ্ৰুৱ হোৱাৰ বৈশিষ্ট্যটোৰ বাবেই অৱশেষত গতানুগতিক ধাৰণাৰ বিপৰীতে যোৱা নতুন ধাৰণা কিছুমানৰো সৃষ্টি হ'ল। উদাহৰণস্বৰূপে, পোহৰৰ বেগৰ লগত তুলনা কৰিব পৰাকৈ অতি উচ্চ বেগেৰে গতি কৰি থকা বস্তু এটাই পৰ্যৱেক্ষকৰ দৃষ্টিভংগীৰ তুলনাত লেহেমীয়াকৈ সময়ৰ পৰিবৰ্তন অনুভৱ কৰে, গতিৰ দিশত ইয়াৰ দৈৰ্ঘ্য কমি যায়, আৰু ইয়াৰ ভৰৰ মানো বৃদ্ধি হয়। বস্তুটোৰ গতিশক্তি আৰু ভৰৰ মাজৰ সম্পৰ্কটোৰ বাবে এনে হোৱা দেখা যায়। এই সমীকৰণটোক সাধাৰণতে \(E=mc^2\) বুলিয়েই সকলোৱে জানে যদিও, সমীকৰণটোৰ সাধাৰণ ৰূপটো তলত দিয়াৰ দৰে। \[ E^2=p^2c^2 + m^2c^4 \] এই সমীকৰণটোত \(E\) হৈছে মুঠ শক্তি, \(m\) হৈছে স্থিতি-ভৰৰ পৰিমাণ, আৰু \(p\) হৈছে ভৰবেগ। পোহৰৰ সমানেই গতিবেগ লাভ কৰিবলৈ বস্তু এটাৰ ভৰৰ পৰিমাণ অসীম হ'ব লগীয়া হয়, আৰু সেয়েহে কোনো ভৰযুক্ত পদাৰ্থই পোহৰৰ সমান বা তাতকৈ অধিক বেগেৰে গতি কৰিব নোৱাৰে। ১৯০০ চনত, উচ্চ-উষ্ণতাৰ পদাৰ্থৰ পৰা পৰা বিকিৰণ (বিজ্ঞানৰ ভাষাত, কৃষ্ণ-পদাৰ্থ বিকিৰণ) হোৱা বিভিন্ন তৰংগ দৈৰ্ঘ্যৰ পোহৰৰ বিতৰণ (distribution)ৰ লেখচিত্ৰটোক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ যাওঁতে মেক্স-প্লাংকে পোহৰক কিছুমান ক্ষুদ্ৰ কণাৰ সমষ্টি বুলি অনুমান কৰে, আৰু সেই অনুমানটো ব্যৱহাৰ কৰিয়েই তেওঁ সেই বিতৰণ নীতিটোক সফলভাৱে ব্যাখ্যা কৰিবলৈ সক্ষম হয়। সমসাময়িকভাৱে, সেই পোহৰৰ কণাৰ ধাৰণাটোক ব্যৱহাৰ কৰিয়েই আইনষ্টাইনে পদাৰ্থত উচ্চ-শক্তিৰ পোহৰ পেলাই ইলেক্ট্ৰন নিৰ্গত কৰিব পৰা আলোক-বিদ্যুৎ প্ৰক্ৰিয়াটোকো ব্যাখা কৰিবলৈ সফল হয়। আকৰ্ষণীয় কথাটো হ'ল, আইনষ্টাইনে এই আলোক-বিদ্যুৎ প্ৰক্ৰিয়াটোৰ সফল ব্যাখ্যা কৰাৰ বাবেহে ন'বেল বঁটা লাভ কৰিছিল। ইয়াৰ তুলনাত আপেক্ষিকতাবাদৰ ধাৰণাখিনিক সেইসময়ত কোনেও সহজে ল'ব পৰা নাছিল আৰু ১৯২০ দশকৰ পূৰ্বে ইয়াৰ কোনো পৰীক্ষামূলক প্ৰমাণ কৰিব পৰা হোৱা নাছিল। আলোক-বিদ্যুৎ প্ৰক্ৰিয়াটোৰ এইধৰণৰ ব্যাখ্যাৰ আগতে পোহৰক সকলোৱেই তৰংগ বুলিয়েই অভিহিত কৰিছিল আৰু মেক্সৱেলৰ তত্ত্বটোৱেও পোহৰৰ এই তৰংগ চৰিত্ৰটোক সমৰ্থন কৰিছিল। আলোক-বিদ্যুৎ প্ৰক্ৰিয়া আৰু কৃষ্ণ-পদাৰ্থৰ পৰীক্ষাখিনিয়ে অৱশেষত পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলক দোমোজাত পেলায়। পোহৰ প্ৰকৃততে কণা নে তৰংগ?
মেক্স প্লাংকৰ "পেকেট শক্তি"ৰ অনুমানটো কিমান সঠিক সেয়া মহাজাগতিক মাইক্ৰ'ৱেভ বিকিৰণ(Cosmic Microwave Background)ৰ লগত জড়িত FIRAS (Far Infrared Absolute Spectrometer) নামৰ পৰীক্ষাটোৰ পৰা বুজিব পাৰি। বিগ-বেং পৰিঘটনাটোত পিচত উৎপত্তি হোৱা অতি কম তৰংগদৈৰ্ঘ্যৰ (উচ্চ কম্পনাংকৰ) পোহৰকণা সমূহেৰে এই CMB বিকিৰণখিনি গঠিত, আৰু এই বিকিৰণে বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডৰ লগতেই সম্প্ৰসাৰিত হৈ বৰ্তমান মাইক্ৰ'ৱেভ তৰংগ (কেই ছেন্টিমিটাৰ মান দৈৰ্ঘ্যৰ তৰংগ, অতি কম কম্পনাংক)ৰ ৰূপ পাইছে। এই বিকিৰণ সমগ্ৰ বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডতেই বিস্তৃত, আৰু ইয়াৰ লগত জড়িত উষ্ণতাৰ পৰিমাণ হৈছে ২.৭২৫ কেলভিন (অৰ্থাৎ, প্ৰায় -২৭০ \(^o\) ছেলছিয়াছ)। এই পৰীক্ষাটোত CMB বিকিৰণত কিমান কম্পনাংকৰ পোহৰ কিমান পৰিমাণে বিস্তৃত হৈ আছে সেয়া গণনা কৰা হৈছে (লেখচিত্ৰটোৰ \(x\) অক্ষত কম্পনাংকৰ মান, \(y\) অক্ষত পোহৰৰ পৰিমাণ বা প্ৰাৱল্যক প্ৰকাশ কৰা হৈছে)।
চিত্ৰত দেখুওৱা ক'লা বিন্দু কেইটা হৈছে পৰীক্ষাৰ তথ্য, আৰু অবিৰত ৰেখাডাল মেক্স প্লাংকৰ কোৱাণ্টাম ধাৰণাৰ অনুমান। ক'লা বিন্দুকেইটাত থকা সৰু থিয় ৰেখাকেইডাল হৈছে পৰীক্ষাটোৰ তথ্যৰ অনিশ্চয়তাৰ পৰিমাণ (৪০০ গুণ ডাঙৰকৈ দেখুওৱা হৈছে)। এই পৰীক্ষাটোৰ পৰা বুজা যায় যে মেক্স প্লাংকৰ ধাৰণাটো কিমান সঠিক। পোহৰক কণাৰ সলনি অবিৰত তৰংগ বুলি অনুমান কৰিলে সেই অবিৰত ক'লা ৰেখাডালৰ আকৃতিটো বেলেগ হয়, আৰু সেই ৰেখাই পৰীক্ষাৰ পৰা পোৱা তথ্য (বিন্দুকেইটা)ৰ লগত সহৱস্থান নকৰে। এই পৰীক্ষাটো মাত্ৰ এটা উদাহৰণহে। CMB বা আন কোনো পদাৰ্থৰেই উষ্ণতাৰ বাবে সৃষ্টি হোৱা বিকিৰণে প্লাংকৰ কোৱান্টাম নিয়মখিনি মানি চলে বুলি বিভিন্ন পৰীক্ষা-নিৰীক্ষাৰ পৰা দেখা গৈছে। পোহৰৰ এই কণাৰ দৰে "পেকেট" হৈ থকা নিৰ্দিষ্ট পৰিমাণৰ শক্তিৰ ধাৰণাটো নীলছ ব'ৰে ১৯১৩ চনত নিউক্লীয়াছৰ চাৰিওফালে থকা ইলেক্ট্ৰনবোৰৰ ক্ষেত্ৰত ব্যৱহাৰ কৰে। ব'ৰৰ এই কোৱাণ্টাম (অৰ্থাৎ, টোপোলা হিচাপে থকা শক্তি) তত্ত্বৰ মতে নিউক্লীয়াছৰ চাৰিওফালে কিছুমান নিদিৰ্ষ্ট শক্তিৰ কক্ষপথেৰেহে ইলেক্ট্ৰনবোৰে প্ৰদক্ষিণ কৰে, কিয়নো ইলেক্ট্ৰনৰ গতিশক্তি বিলাকো পেকেটৰ দৰে, আৰু দুটা পৃথক কক্ষপথৰ মাজৰ অংশটোত ইলেক্ট্ৰনবিলাকে যিকোনো যাদৃচ্ছিক শক্তিৰে প্ৰদক্ষিণ কৰিব নোৱাৰে। সেয়েহে ইলেক্ট্ৰনবিলাকে অবিৰতভাৱে শক্তি ক্ষয় কৰি নিউক্লীয়াছত বিলীন হ'ব নোৱাৰে। এই অতি সৰু সংযোজনটোৱেই পৰমাণুৰ গাঁঠনিৰ ছবিটোত এক বৃহৎ পৰিৱৰ্তনৰ সূচনা কৰিলে। এই নতুন কোৱাণ্টাম তত্ত্বক ব্যৱহাৰ কৰি পদাৰ্থৰ পৰা কিদৰে পোহৰ নিৰ্গত হয়, কিদৰে পৰমাণুবিলাকে এটাই আনটোৰ লগত আন্তঃক্ৰিয়া কৰে, কিদৰে ৰাসায়নিক আন্তঃক্ৰিয়াবিলাক সংঘটিত হয়, এনে বহুতখিনি কথা ব্যাখ্যা কৰিব পৰা গ'ল। নিউক্লীয়াছৰ চাৰিওফালে স্থায়ী কক্ষপথেৰে ইলেক্ট্ৰন সমূহে প্ৰদক্ষিণ কৰি থকা এই পৰমাণুৰ চিত্ৰটোৱেই বৰ্তমান সময়তো আটাইতকৈ জনপ্ৰিয়। অৱশ্যে সেই সময়ত নিউক্লীয়াছটো কিহেৰে গঠিত সেয়া জানিব পৰা হোৱা নাছিল। হাইড্ৰজেনৰ নিউক্লীয়াছটোৱেই প্ৰ'টন কণা হোৱাৰ বাবে সেই সৰল পৰিস্থিতিটোৰ লগত বিশেষ সমস্যা নাছিল। পিছে আনবিলাকৰ পৰমাণুৰ নিউক্লীয়াছৰ ভৰক কেৱল প্ৰ'টনৰ অৱস্থিতিৰে ব্যাখ্যা কৰিব পৰা হোৱা নাছিল।
ইতিমধ্যে পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলে বুজি উঠিছিল যে পোহৰ প্ৰকৃততে কণা আৰু তৰংগ এই দুয়োটা বৈশিষ্ট্যযুক্ত পদাৰ্থ। ঠিক সেইদৰে, থমাছ ইয়ঙৰ সেই বিখ্যাত দুটা ছিদ্ৰ যুক্ত পৰীক্ষাটোত ইলেক্ট্ৰনৰ ক্ষেত্ৰতো তৰংগ বৈশিষ্ট্য কিছুমান ইতিমধ্যে ধৰা পেলোৱা হৈছিলে। দুটা ছিদ্ৰৰ মাজেৰে পাৰ হৈ অহা ইলেক্ট্ৰনবোৰে পোহৰ তৰংগৰ দৰেই ব্যতিচাৰী বিন্যাস (interference pattern) কিছুমানৰ সৃষ্টি কৰে। অৱশেষত এইধৰণৰ বহুতো পৰীক্ষা-নিৰীক্ষাৰ অন্তত পদাৰ্থৰ ক্ষুদ্ৰ গাঁঠনিবিলাকৰ এই দ্বৈত চৰিত্ৰক পদাৰ্থবিজ্ঞান জগতত স্বীকৃতি দিয়া হ'ল আৰু ইয়াৰ ওপৰত ভিত্তি কৰিয়েই কোৱাণ্টাম পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ গাণিতিক গাঁঠনিখিনি সৃষ্টি কৰা হ'ল।
১৯৩০ৰ দশকৰ আধুনিক কোৱাণ্টাম মডেল
১৯৩০ৰ দশকলৈকে কোৱাণ্টাম বলবিজ্ঞানৰো যথেষ্টখিনি তাত্ত্বিক উন্নতি সাধন হৈছিল। হাইজেনবাৰ্গৰ অনিশ্চয়তাৰ সূত্ৰ, পদাৰ্থৰ তৰংগ-কণা দ্বৈত চৰিত্ৰ আদি বৈশিষ্ট্যক পৰমাণুৰ আৰ্হিত সংযোজন কৰাৰ লগে লগে পৰমাণুবিলাকৰ চিত্ৰসমূহো সলনি হৈছিল। ঘূৰণীয়া কক্ষপথেৰে ইলেক্ট্ৰনবোৰে পৰ্যাবৃত্তভাৱে গতি কৰি থকা সেই ধ্ৰুপদী চিত্ৰটোক কোৱাণ্টাম-সম্ভাৱনা জড়িত "ডাৱৰ" কিছুমানেৰে সালসলনি কৰা হৈছিল। এই ডাৱৰবিলাক পিছে কোনো বাস্তৱ ডাৱৰ নহয়, ইলেক্ট্ৰনটোক ধৰা পেলাবলৈ যাওঁতে নিউক্লীয়াছটোৰ চাৰিওফালে বিভিন্ন ঠাইত ধৰা পেলোৱাৰ সম্ভাৱনাৰ মানহে। ইলেক্ট্ৰন-ডাৱৰখিনিৰ আটাইতকৈ ঘন অঞ্চলটোত ইলেক্ট্ৰনটো বিচাৰি পোৱাৰ সম্ভাৱনা বেছি, আৰু পাতল অংশটোত ইলেক্ট্ৰনটো পোৱাৰ সম্ভাৱনা কম। এই ইলেক্ট্ৰন-ডাৱৰৰ ধাৰণা অনুসৰি, নিউক্লীয়াছটোৰ চাৰিওফালে বিভিন্ন ধৰণৰ শক্তিৰ ইলেক্ট্ৰনবিলাকৰ বিতৰণ বেলেগ বেলেগ ধৰণৰ হয়।
এই নতুন চিত্ৰটো পৰমাণুৰ গাঁঠনিৰ এটা অতি বিমূৰ্ত গাণিতিক চিত্ৰ যদিও, পূৰ্বৰ কক্ষপথ থকা চিত্ৰটোতকৈ এইটো অধিক অৰ্থৱহ। অৱশ্যে বাস্তৱ জীৱনত পৰমাণুটো দেখিবলৈ এনেকুৱা বুলি ক'লে ভুল হ'ব, কিয়নো আমি খালী চকুৰে কেতিয়াও পৰমাণু এটা দেখা নাপাওঁ। এই বিমূৰ্ত চিত্ৰখিনিয়ে পৰমাণু বিলাকৰ লগত জড়িত বাস্তৱ পৰিঘটনাবিলাক ব্যাখ্যা কৰোঁতে আমাক সহায় কৰে বাবেই এইকেইটা চিত্ৰক আমি ব্যৱহাৰ কৰোঁ। ১৯৩০ৰ এই সময়ছোৱালৈকে পদাৰ্থৰ মৌলিক গাঁঠনি বুলি ক'বলৈ প্ৰটন, নিউট্ৰন, ইলেক্ট্ৰন এইকেইটাই আছিল। এইটো পৰ্যায়লৈকে আমিও কেৱল ইলেক্ট্ৰন, প্ৰ'টন, নিউট্ৰন আৰু এইবিলাকৰ মাজৰ বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় ক্ৰিয়াৰ কথাহে আলোচনা কৰিছোঁ। অৱশ্যে সেইসময়ৰ পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলে লাহে লাহে প্ৰ'টন আৰু নিউট্ৰন বিলাকো কিহেৰে গঠিত বুলি প্ৰশ্ন কৰিবলৈ আৰম্ভ কৰিছিল আৰু এইটো দশকৰ পৰাই পদাৰ্থবিজ্ঞান জগতখনত বহুতো নতুন কণা আৰু নতুন প্ৰকাৰৰ মৌলিক বলৰ প্ৰৱেশ ঘটে। বৰ্তমান সময়লৈকে আমাৰ সাধাৰণ বিজ্ঞান শিক্ষাত এই প্ৰ'টন-নিউট্ৰন-ইলেক্ট্ৰনতেই কথাখিনিৰ সমাপ্তি ঘটোৱা হয়, কিয়নো নিউক্লীয় পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ উন্নতিৰ লগে লগে এই মৌলিক গাঁঠনি বিছৰাৰ প্ৰক্ৰিয়াটো যথেষ্ট জটিল হৈ পৰে।
নিউক্লীয়াছৰ অন্তৰ্ভাগ আৰু নিউক্লীয় বল
নীলছ ব'ৰৰ পৰমাণুৰ আৰ্হি, কোৱাণ্টাম বলবিজ্ঞান আদিৰ দৰে ধাৰণা সমূহ ব্যৱহাৰ কৰি বিংশ শতিকাৰ প্ৰথমভাগতেই পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলে পদাৰ্থৰ গাঁঠনি আৰু ৰাসায়নিক ক্ৰিয়া-বিক্ৰীয়া সমূহৰ লগত জড়িত ভালেখিনি প্ৰশ্নৰ অতি সঠিকভাৱে উত্তৰ দিব পাৰিছিল। অৱশ্যে, ১৯৩০ৰ দশকটোৰ পদাৰ্থবিজ্ঞান জগতত আটাইতকৈ ডাঙৰ সাঁথৰটো আছিল পৰমাণুৰ নিউক্লীয়াছটোৰ বৈশিষ্ট্যখিনি। ধণাত্মক নিউক্লীয়াছটোৰ চাৰিওফালে বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বলেৰে বান্ধ খাই থকা ইলেক্ট্ৰনবোৰৰ বৈশিষ্ট্যক ব্যাখ্যা কৰাটো তুলনামূলক ভাৱে সহজ। পিছে নিউক্লীয়াছটোৰ দৰে অতি ক্ষুদ্ৰ অঞ্চল এটাত ধণাত্মক প্ৰ'টন আৰু আধানহীন নিউট্ৰন বিলাকৰ মাজৰ বান্ধনিক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ সেই সময়ৰ মহাকৰ্ষণ আৰু বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বল যথেষ্ট নহয় বুলি সকলোৱেই বুজি উঠিছিল। এই ধৰণৰ প্ৰশ্নবোৰৰ উত্তৰ দিয়াৰ প্ৰচেষ্টাতেই নিউক্লীয় পদাৰ্থবিজ্ঞান বিষয়টো গঢ় লৈ উঠিছিল।
নিউক্লীয় পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ বিস্ময়কৰ বৰ্ষটো
১৯৩০ৰ দশকটোত কণা পদাৰ্থবিজ্ঞানত নিউট্ৰন আৰু পজিট্ৰন কণা দুবিধৰ সংযোজন ঘটে। পল ডিৰাকে কোৱাণ্টাম বলবিজ্ঞানৰ লগত আইনষ্টাইনৰ বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদৰ একত্ৰীকৰণ কৰাৰ তাত্ত্বিক প্ৰচেষ্টাটোত ইলেক্ট্ৰনৰ দৰেই, অথচ ইয়াৰ বিপৰীত বৈদ্যুতিক আধানযুক্ত এবিধ কণাৰ উপস্থিতিক অনুমান কৰিছিল। এই কণাবিধ হৈছে প্ৰতিকণা (anti-particle) নামৰ এক শ্ৰেণীৰ কণাৰ প্ৰথমটো উদাহৰণ। এই প্ৰতিকণাবিলাকে ইহঁতৰ প্ৰতিৰূপ কণাবিধৰ সংস্পৰ্শলৈ আহিলে ইটোৱে সিটোক ধ্বংস কৰি পোহৰকণালৈ ৰূপান্তৰিত হ'ব পাৰে, নাইবা পোহৰ কণাৰ পৰা কণা-প্ৰতিকণাৰ যোৰা এটা সৃষ্টি হ'ব পাৰে।
১৯৩২ চনত এণ্ডাৰছনৰ ডাৱৰ-কক্ষৰ পৰীক্ষাটোত পোন প্ৰথমবাৰৰ বাবে এনেদৰে ইলেক্ট্ৰন-পজিট্ৰনৰ যোৰা সৃষ্টি হোৱা দেখা যায়। পৰীক্ষাটোত থকা চুম্বকক্ষেত্ৰখনত এই দুয়োটা বিপৰীত আধানযুক্ত কণাই বিপৰীত দিশত বক্ৰভাৱে গতি কৰে। ইলেক্ট্ৰনৰ সমান ভৰযুক্ত এই পজিট্ৰনবোৰেও একেই বক্ৰতাৰে বিপৰীতমূখী গতি কৰাৰ বাবে ইহঁতক ইলেক্ট্ৰনৰ দৰেই, কিন্তু বিপৰীত আধানযুক্ত কণা হিচাপে চিনাক্ত কৰা হয়। একেটা বছৰতেই জেমছ ছেডৱিকে বেৰিলিয়াম জাতীয় মৌলবিলাকৰ লগত আলফা ৰশ্মিৰ আন্তঃক্ৰিয়াৰ বিষয়ে গৱেষণা কৰি আছিল। ছেডৱিকৰ পৰীক্ষাটোত বেৰিলিয়াম অণুবোৰত উচ্চ শক্তিৰ আলফা ৰশ্মি (অৰ্থাৎ হিলিয়ামৰ নিউক্লিয়াছ)ৰ সংঘৰ্ষ হ'বলৈ দিয়া হৈছিল, আৰু ইয়াৰ ফলস্বৰূপে বেৰিলিয়াম অণুবিলাকে সেই আলফা ৰশ্মিক শোষণ কৰি কাৰ্বনলৈ পৰিৱৰ্তিত হোৱা দেখা গৈছিল। সেই প্ৰক্ৰিয়াটোত তেওঁ প্ৰায় প্ৰ'টনৰ সমানেই ভৰযুক্ত, অথচ বৈদ্যুতিক আধানবিহীন কণা এবিধৰ উপস্থিতিক লক্ষ্য কৰিছিল। সেই নিউক্লীয়-ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াটোক এইদৰে প্ৰকাশ কৰিব পাৰি।
এই আধানবিহীন n কণাবিধেই আমাৰ সকলোৰে চিনাকি নিউট্ৰন। অৱশেষত এই নিউট্ৰনবিলাক নিউক্লীয়াছৰেই গাঁঠনিৰ অন্তৰ্ভুক্ত বুলি পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকল নিশ্চিত হৈছিল। এই নিউট্ৰনৰ সহায় লৈয়েই পৰ্যাবৃত্ত তালিকাৰ মৌলসমূহৰ ভৰবিলাক সঠিকভাৱে ব্যাখ্যা কৰিব পৰা হয়। আনকি এনেধৰণৰ পৰীক্ষাবিলাকৰ পৰাই এটা মৌলৰ পৰা আন এটালৈ পৰিৱৰ্তন কৰিব পৰাৰ ধাৰণা খিনি সৃষ্টি হয়। এই নিউট্ৰন আৱিষ্কাৰৰ পৰাই নিউক্লীয় পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ আৰম্ভণি ঘটে। নিউট্ৰন আৰু পজিট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰৰ বাবে ১৯৩২ চনটোত বহুতে নিউক্লীয় পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ বিস্ময়কৰ বৰ্ষ বুলিও কয়। নিউট্ৰনৰ আৱিষ্কাৰৰ কেইমাহমানৰ পাছতেই ৱাৰ্ণাৰ হাইজেনবাৰ্গে নিউক্লীয়াছৰ প্ৰ'টন-নিউট্ৰন আৰ্হি এটা গঠন কৰে। অৱশ্যে সেই তত্ত্বটোত নিউট্ৰন বিলাকক প্ৰ'টন আৰু ইলেক্ট্ৰনৰ সমষ্টি বুলিহে ভবা হৈছিল, কিয়নো নিউট্ৰনৰ ভৰ প্ৰটনতকৈ সামান্য পৰিমাণে বেছি, আৰু এইবিলাক বৈদ্যুতিকভাৱে আধানহীন। এই আৰ্হিটোৰ সহায়ত নিউট্ৰনবিলাকে কিদৰে বিটা-অৱক্ষয় প্ৰক্ৰিয়াৰে উচ্চ শক্তিৰ ইলেক্ট্ৰন এটা বিকিৰণ কৰি প্ৰ'টনলৈ ৰূপান্তৰিত হয় সেয়া ব্যাখা কৰিবলৈ চেষ্টা চলোৱা হৈছিল। অৱশ্যে এই তত্ত্বটোৰ পৰীক্ষামূলক প্ৰমাণ নাছিল, আৰু ১৯৩৪ চনত এনৰিক' ফাৰ্মিৰ বিটা-অৱক্ষয় তত্ত্বটোৰ আগমনৰ লগে লগে এই প্ৰ'টন-নিউট্ৰন আৰ্হিটোৰ সামৰণি ঘটিছিল।
দুৰ্বল নিউক্লীয় বল আৰু নিউট্ৰিন'বিলাক
১৯৩০ৰ দশকত কণা পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ আটাইতকৈ ডাঙৰ প্ৰশ্নটো আছিল - পৰমাণু বিলাকৰ নিউক্লীয়াছটোত অতি সৰু স্থান এটাতেই কিদৰে প্ৰ'টন আৰু নিউট্ৰন বিলাক বান্ধ খাই থাকে? সেইসময়ত যিহেতু পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলে কেৱল বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বল আৰু মহাকৰ্ষণৰ কথাহে জানিছিল, গতিকে আধানহীন নিউট্ৰন বিলাকে কিদৰে প্ৰ'টন আৰু নিজৰ লগত আন্তঃক্ৰিয়া কৰে সেয়া জানিব পৰা হোৱা নাছিল। ঠিক সেইদৰে, কিদৰে বিটা অৱক্ষয় (\(\beta\) decay) হৈ নিউট্ৰন কণাবিলাক প্ৰ'টনলৈ (আৰু বিপৰীত-বিটা অৱক্ষয়ৰ দ্বাৰা প্ৰ'টন বিলাক নিউট্ৰনলৈ) পৰিৱৰ্তিত হৈছিল সেয়া এক ডাঙৰ সাঁথৰ আছিল। মহাকৰ্ষণ আৰু বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বলৰ সহায় লৈ নিউক্লীয়াছৰ মাজৰ এই তীব্ৰ বলক ব্যাখ্যা কৰিব পৰা হোৱা নাছিল আৰু সেয়েহে তেওঁলোকে নিউক্লীয়াছৰ মাজৰ অংশত কাৰ্য্যকৰী হোৱাকৈ কোনো নতুন প্ৰকাৰৰ "নিউক্লীয় বল"ৰ সন্ধান কৰিছিল। সেই সময়তেই, ১৯৩৩ চনত এনৰিক' ফাৰ্মিয়ে বিটা অৱক্ষয়ক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ ৪-ফাৰ্মিয়ন আন্তঃক্ৰিয়া (four fermion interaction) নামৰ এটা নিৰ্দিষ্ট প্ৰক্ৰিয়াৰ গাণিতিক গাঁঠনি এটা গঢ়ি তুলিলে। এই প্ৰক্ৰিয়াটোত ৪ টা ফাৰ্মিয়ন প্ৰকৃতিৰ (অৰ্থাৎ ফাৰ্মি-ডিৰাক পৰিসংখ্যাৰ নিয়ম মানি চলা কণা - যিবিলাকে একে সময়তেই একেটা শক্তিকক্ষ আৰু কৌণিক ভৰবেগৰ স্থিতিত থাকিব নোৱাৰে) কণাৰ মাজত এটা নিৰ্দিষ্ট স্থানত আন্তঃক্ৰিয়া হয়, আৰু কণাবিলাকৰ মাজত শক্তি, ভৰবেগ আদিৰ আদান-প্ৰদান হয়। এই প্ৰক্ৰিয়াটোক এইদৰে প্ৰকাশ কৰিব পাৰি।
এই প্ৰক্ৰিয়াটোত এটা আধানবিহীন নিউট্ৰন কণা, এটা ধনাত্মক আধানযুক্ত প্ৰ'টন আৰু এটা ঋণাত্মক আধানযুক্ত ইলেক্ট্ৰনলৈ ৰূপান্তৰিত হৈছে, আৰু সেই ইলেক্ট্ৰনটোৱেই বিটা ৰশ্মি হিচাপে আত্মপ্ৰকাশ কৰিছে। কিন্তু এই গাণিতিক গাঁঠনিটোত, কিছুমান প্ৰায়োগিক কাৰণত আন এটা আধানহীন, স্থিতি-ভৰহীন কণাক স্থান দিবলগীয়া হয়। এই নতুন কণাটোৰ নাম দিয়া হয় নিউট্ৰিন' (নিউট্ৰনতকৈ পৃথক), কিয়নো ই বৈদ্যুতিকভাৱে আধানহীন (neutral) আৰু ভৰ হিচাপেও অতি ক্ষুদ্ৰ। এই গাণিতিক গাঁঠনিটোৱে অতি সুন্দৰকৈ বিটা ক্ষয়ীভৱন প্ৰক্ৰিয়াটো ব্যাখ্যা কৰিছিল যদিও নিউট্ৰিন' (\(\nu\)) নামৰ এই নতুন কণাবিধৰ অৱস্থিতিক ধৰা পেলাব পৰা হোৱা নাছিল। কিয়নো, আধানবিহীন কণাবিলাকক ধৰা পেলোৱাটো বৰ কঠিন, আৰু ভৰহীন-আধানহীন কণাবোৰক ধৰা পেলোৱাটো তাতোকৈ কঠিন। যিয়েই নহওঁক, এই গাণিতিক গাঁঠনিটোৱে নিউক্লীয় জগতখনৰ কিছুমান আন্তঃক্ৰিয়াক সফলভাৱে ব্যাখ্যা কৰিব পাৰিছিল। তথাপিও, প্ৰ'টন আৰু নিউট্ৰনবিলাকৰ মাজৰ বান্ধোন খিনিক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ বিজ্ঞানীসকলে ইয়াতকৈ শক্তিশালী নিউক্লীয় বলৰ সন্ধান কৰিছিল। ফাৰ্মিৰ তত্ত্বটোৰ এই বলটোক অৱশেষত "দুৰ্বল নিউক্লীয় বল" নাম দিয়া হয়। নিউক্লীয়াছৰ মাজৰ সবল নিউক্লীয় বলক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ বিজ্ঞানীসকলে পাছলৈ কোৱাণ্টাম ফিল্ড থিয়ৰি নামৰ এটা গাণিতিক আহিলাৰ সহায় লয়।
মহাজাগতিক ৰশ্মিত থকা আচৰিত কণাসমূহ
সবল নিউক্লীয় বলৰ বিষয়ে যোৱাৰ আগতে, ১৯৩০ৰ দশকটোত কণা পদাৰ্থবিজ্ঞান জগতত দেখা নতুন সাঁথৰ কেইটামানৰ কথা ক'ব লাগিব। ১৯৩৬ চনত Caltechৰ এটা পৰীক্ষাগাৰত মহাকাশৰ পৰা পৃথিৱীৰ বায়ুমণ্ডলত প্ৰৱেশ কৰা মহাজাগতিক ৰশ্মি সমূহৰ অধ্যয়ন কৰোঁতে সেই ৰশ্মিবোৰত সাধাৰণতে থকা উচ্চ শক্তিৰ প্ৰ'টন, ইলেক্ট্ৰন বা পজিট্ৰনৰ লগতে এবিধ নতুন ধৰণৰ কণা আৱিষ্কাৰ কৰা হৈছিল। এই নতুন কণাবিধ ইলেক্ট্ৰনৰ দৰেই ঋণাত্মক আধানযুক্ত, কিন্তু চুম্বকক্ষেত্ৰ এখনত কণাবিধে ইলেক্ট্ৰনতকৈ কম পৰিমাণৰ বক্ৰতাৰে গতিপথ সলনি কৰে। এই বক্ৰতাৰ তুলনা কৰি গম পোৱা গ'ল যে এই নতুন কণাবিধৰ ভৰ ইলেক্ট্ৰনতকৈ প্ৰায় ২০০ গুণ বেছি। ইলেক্ট্ৰনতকৈ বেছি, অথচ প্ৰ'টনতকৈ কম ভৰ বিশিষ্ট হোৱাৰ বাবে এই কণাবিধৰ নাম দিয়া হৈছিল - মেজট্ৰন (গ্ৰীক ভাষাত meso মানে মধ্যমীয়া), পিছে অৱশেষত মিউৱন (\(\mu\)) নামটো বাছি লোৱা হয়। ১৯৩৫ চনত জাপানৰ হিদেকি য়ুকাৱাই নিউক্লীয়াছৰ মাজৰ সবল নিউক্লীয় বল ব্যাখ্যা কৰিবলৈ মেজন নামৰ এক শ্ৰেণীৰ মধ্যমীয়া ভৰৰ কণাৰ অস্তিত্বক অনুমান কৰিছিল। সেয়েহে ১৯৩৬ চনৰ এই মিউৱনৰ কণাবিলাককেই সকলোৱে সেই প্ৰ'টন আৰু নিউট্ৰনৰ মাজত সবল বল কঢ়িওৱা সেই মেজন শ্ৰেণীটোৰ কণা বুলি ভাবিছিল। সেইকাৰণে সেই সময়ত বহুতে ইয়াক মিউ-মেজন বুলিও কৈছিল। পিছে লাহে-ধীৰে বুজা গ'ল যে এই মিউৱন কণাবিধ ইলেক্ট্ৰনৰ দৰেহে, কেৱল উচ্চ ভৰ বিশিষ্ট। ইহঁতে সবল নিউক্লীয় প্ৰক্ৰিয়াবোৰত ভাগ নলয়। ১৯৪৭ চনতহে পোনপ্ৰথমবাৰৰ বাবে য়ুকাৱাই বৰ্ণনা কৰা মেজন শ্ৰেণীৰ কণাবিধৰ এটা উদাহৰণক আৱিষ্কাৰ কৰা হয়। সেই কণাবিধৰ নাম দিয়া হয় পাই-মেজন বা পাইয়ন। ১৯৫০ চনলৈকে ধণাত্মক, ঋণাত্মক আৰু আধানহীন, এই তিনি প্ৰকাৰৰ পাইয়নক আৱিষ্কাৰ কৰা হয় (\(\pi^+, \pi^-, \pi^0\))। প্ৰযুক্তিবিদ্যাৰ উন্নতিৰ লগে লগে কণা পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলে এটাৰ পাছত আনটো নতুন কণাৰ আৱিষ্কাৰ কৰিবলৈ ধৰিলে। পাইয়ন বিলাকৰ পাছতেই একেধৰণৰ সবল-নিউক্লীয় বলেৰে আন্তঃক্ৰিয়া কৰিব পৰা কেঅন (kaon) বা কে-মেজন আন কিছুমান মেজন শ্ৰেণীৰ (মধ্যমীয়া ভৰৰ) কণাৰ আৱিষ্কাৰ কৰা হ'ল। পৰ্যাবৃত্ত তালিকাখনৰ মৌলবিলাকৰ দৰেই, এই নতুন উপ-পাৰমাণৱিক কণাবিলাকৰ তালিকাখনো দীঘল হৈ গৈ আছিল। এই সময়ছোৱাত কণা পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলে বুজি উঠিছিল যে এই উপ-পাৰমাণৱিক কণাবিলাকৰো অন্তৰ্ভাগৰ গাঁঠনিৰ বিষয়ে প্ৰশ্ন কৰাৰ সময় আহি পৰিছে।
এইখিনিতেই, মৌলিক কণা বুলি ক'লে আমি বুজি উঠা উচিত যে প্ৰ'টন-নিউট্ৰনৰ দৰে এক নিৰ্দিষ্ট ব্যাসাৰ্দ্ধ আৰু আকাৰ থকা কণাবিলাকক মৌলিক বুলিব নোৱাৰি। মৌলিক হ'বলৈ হ'লে সিহঁত প্ৰকৃততে আকাৰহীন, বিন্দুসম হ'ব লাগিব; কিয়নো আকাৰ থকা বস্তু এটাৰ গাঁঠনি সম্পৰ্কে প্ৰশ্ন কৰিব পাৰি। আনহাতে প্ৰকৃত মৌলিক কণা এটা "কিহেৰে গঠিত" বুলি প্ৰশ্ন কৰাটোৱেই অৰ্থহীন, কিয়নো মৌলিক শব্দটোৰ অৰ্থমতেই ইহঁত গাঁঠনিহীন। The Principles of Quantum Mechanics গ্ৰন্থখনত পল ডিৰাকে এইদৰে কৈছে -
"পদাৰ্থৰ মৌলিক গঠনৰ প্ৰকৃতিক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ ধ্ৰুপদী চিন্তাধাৰাখিনিৰ পৰা ফালৰি কাটি অহাটো কেৱল পৰীক্ষাগাৰৰ ফলাফলেই নহয়, দাৰ্শনিক দৃষ্টিভংগীয়েও সূচায়। কিয়নো, ধ্ৰুপদী অধ্যয়নত পদাৰ্থৰ কোনো এটা গোটা আকাৰক 'এটা বস্তু' বুলি ধৰি লৈ তাৰ বলবিজ্ঞানখিনি অধ্যয়ন কৰা হয়; সেই গোটা পদাৰ্থটো 'কিহেৰে গঠিত' বুলি সোধা প্ৰশ্নটোৰ উত্তৰ দিবলৈ যাওঁতে গোটা পদাৰ্থটোক নিৰন্তৰে ক্ষুদ্ৰৰ পৰা ক্ষুদ্ৰতমলৈ ভাগ কৰিব পাৰি। ধ্ৰুপদী চিন্তাত পদাৰ্থৰ মৌলিক গাঁঠনি বা বিন্দুসম কণা এইবোৰৰ কোনো ধাৰণা নাই আৰু সেয়ে 'ডাঙৰ' বা 'সৰু' আদিৰ দৰে কথাবোৰ আপেক্ষিক মাথোন! সেয়েহে ধ্ৰুপদী চিন্তাই পদাৰ্থৰ মৌলিক গঠনৰ বিষয়ে আমাক একো তথ্য নিদিয়ে। আনহাতে পদাৰ্থৰ মৌলিক গঠনৰ অধ্যয়নৰ বাবে এই আকাৰৰ এটা বাস্তৱ, পৰম অৰ্থৰ অতিকৈ প্ৰয়োজনীয়। উদাহৰণস্বৰূপে, ধ্ৰুপদী ধাৰণাৰ মতে ইলেক্ট্ৰনবোৰক আকাৰ থকা গোটা পদাৰ্থ বুলি ধৰি ল'লে সিঁহতকো ক্ষুদ্ৰাতিক্ষুদ্ৰ ভাগ কৰি সিঁহতৰ মৌলিক গাঁঠনি বিচাৰিব পৰা গ'লহেঁতেন। এই প্ৰক্ৰিয়াটো অসীমবাৰ পুনৰাবৃত্তি কৰিব পাৰি, আৰু সেয়েহে 'পদাৰ্থ কিহেৰে গঠিত' প্ৰশ্নটোৰ শেষ উত্তৰটো আমি কেতিয়াও বিচাৰি নাপাম। সেইকাৰণে, আকাৰৰ এটা পৰম ধাৰণা সৃষ্টিৰ বাবে ধ্ৰুপদী চিন্তাধাৰাৰ পৰা ফালৰি কটাতো অতি প্ৰয়োজনীয়।"
এই মৌলিকতাৰ ধাৰণা অনুসৰি, ইলেক্ট্ৰন, পোহৰকণা বা ফ'টন, নিউট্ৰন'বিলাক, মিউৱন - এইকেইটা কণাক বৰ্তমানলৈকে আমি লাভ কৰা জ্ঞানৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি মৌলিক কণা বুলি ক'ব পাৰি। কিন্তু, ১৯৫০-৬০ৰ দশকত কৰা বিক্ষেপণ পৰীক্ষা কিছুমানৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি, প্ৰ'টন, নিউট্ৰন, বিভিন্ন প্ৰকাৰৰ মেজন কণা ইত্যাদিৰ কিছুমান উপ-গাঁঠনি থাকিব পাৰে বুলি অনুমান কৰা হৈছিল। ৰিছাৰ্ড ফাইনমেনে প্ৰ'টনৰ গাঁঠনি বিলাকক "পাৰ্টন" (parton) বুলি কৈছিল আৰু কোৱাণ্টাম ফিল্ড থিয়ৰি নামৰ গাণিতিক আহিলাটোৰ সহায় লৈ এইবিলাকৰ মাজৰ সবল আন্তঃক্ৰিয়াবোৰক বৰ্ণনা কৰিবলৈ চেষ্টা কৰিছিল।
প্ৰ'টন আৰু পাৰ্টন
প্ৰ'টনৰ আভ্যন্তৰীণ গঠন হিচাপে পাৰ্টন নামৰ আকাৰহীন বিন্দুসম কণা সমূহৰ ধাৰণাটোক ৰিচাৰ্ড ফাইনমেনে পোন প্ৰথমবাৰৰ বাবে ১৯৬৯ চনত প্ৰকাশ কৰিছিল। প্ৰ'টনৰ দৰে সসীম আকাৰযুক্ত কণাবিলাকে অস্থিতিস্থাপক বিক্ষেপণ (inelastic scattering) প্ৰক্ৰিয়াত অংশগ্ৰহণ কৰিছিল। অৰ্থাৎ, এনে কণা-সংঘৰ্ষৰ পৰীক্ষাবোৰত প্ৰ'টনৰ গতিশক্তিৰ লগতে ইয়াৰ আভ্যন্তৰীণ গঠনৰ লগত জড়িত স্থিতি-শক্তিৰো আদান প্ৰদান হৈছিল। পিছে মৌলিক কণাবিলাক আকাৰবিহীন হোৱাৰ বাবে এইবিলাকে কেৱল স্থিতিস্থাপক ভাৱেহে শক্তিৰ আদান প্ৰদান কৰিব লাগিছিল। সেয়েহে এনেধৰণৰ অস্থিতিস্থাপক বিক্ষেপণ পৰিঘটনাবোৰক ফাইনমেনে পাৰ্টন নামৰ প্ৰ'টনৰ ভিতৰত থকা মৌলিক কণা কিছুমানৰ লগত হোৱা স্থিতিস্থাপক বিক্ষেপণ বুলি প্ৰকাশ কৰিছিল। অৱশেষত, প্ৰ'টনৰ ভিতৰত কিমান ভৰৰ কণা কিদৰে বিস্তৃত হৈছে সেয়া বুজিব পৰাকৈ পাৰ্টন বিতৰণ ফলন (parton distribution function) বুলি এক গাণিতিক ৰাশিৰ সৃষ্টি কৰা হয়। অৱশ্যে পৰমাণুৰ ভিতৰত যিদৰে ইলেক্ট্ৰন বা প্ৰ'টন নিউট্ৰন খিনি বিস্তৃত হৈ থাকে, সিমান "সহজ" ছবি এটাৰে প্ৰ'টনৰ মাজৰ কণাসমূহৰ মাজৰ গাঁঠনিখিনিক প্ৰকাশ কৰিব নোৱাৰি। এই পাৰ্টন সমূহে কিদৰে নিজৰ মাজত আন্তঃক্ৰিয়া কৰে, সেয়া অৱশেষত কোৱাণ্টাম ফিল্ড থিয়ৰিৰ সহায়ত প্ৰকাশ কৰা হয়।
কোৱাৰ্ক, কোৱাণ্টাম ফিল্ড থিয়ৰি আৰু ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেল
১৯৩০ চনত পোনপ্ৰথমবাৰৰ বাবে যেতিয়া পল ডিৰাকে কোৱাণ্টাম বলবিজ্ঞান আৰু বিশেষ আপেক্ষিকতাবাদৰ সংযোজন ঘটাইছিল, সেই আপেক্ষিক-কোৱাণ্টাম তত্ত্বৰ সহায় লৈ তেওঁ ইলেক্ট্ৰনৰ প্ৰতিকণা - পজিট্ৰনৰ উপস্থিতিক অনুমান কৰিব পাৰিছিল। আপেক্ষিক-কোৱান্টাম তত্ত্বৰেই কিছুমান প্ৰায়োগিক সমস্যাৰ সংশোধনী ঘটাই কোৱাণ্টাম ক্ষেত্ৰ তত্ত্ব (Quantum Field Theory, QFT) নামৰ এটা নতুন গাণিতিক গাঁঠনিৰ বিকাশ ঘটোৱা হয়। এই নতুন পদ্ধতিটোত প্ৰতিটো মৌলিক কণাৰ অৱস্থিতিকেই এখন সৰ্বব্যাপী থকা গাণিতিক ক্ষেত্ৰৰ "উত্তেজনা" বুলি অভিহিত কৰা হয়। (অৰ্থাৎ, কণাটোৰ অৱস্থানটোত সেই গাণিতিক ক্ষেত্ৰখনৰ সাংখ্যিক মান আনবোৰ অৱস্থানতকৈ বেলেগ।) এই QFT পদ্ধতিটো ব্যৱহাৰ কৰি উপ-পাৰমাণৱিক কণাবিলাকৰ মাজৰ বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় আন্তঃক্ৰিয়া বিলাক সফলভাৱে ব্যাখ্যা কৰিবলৈ কোৱাণ্টাম বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তত্ত্বৰ (Quantum Electrodynamics, QED) সৃষ্টি কৰা হয়। এই তত্ত্বৰ মতে আধানযুক্ত কণাবিলাকৰ মাজত ফ'টন (পোহৰ) কণাবিধে বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বলৰ আদান প্ৰদান কৰে। ৰিছাৰ্ড ফাইনমেনেও নিজা পদ্ধতিৰে QEDৰ যথেষ্টখিনি বিকাশ ঘটাইছিল। তেওঁ কণাবিলাকৰ মাজৰ আন্তঃক্ৰিয়াৰ সমীকৰণবোৰক তেনেই সৰল চিত্ৰ কিছুমানৰ সহায়ত প্ৰকাশ কৰিছিল। এইবিলাক অৱশেষত ফাইনমেন চিত্ৰ হিচাপে জনপ্ৰিয় হৈ পৰিল, আৰু আজিও কণা-পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলে এই ফাইনমেনৰ ভাষাকেই ব্যৱহাৰ কৰি আহিছে। এই বল কঢ়িওৱা মাধ্যমৰ সহায়ত আন্তঃক্ৰিয়া সমূহ ব্যাখ্যা কৰাৰ প্ৰক্ৰিয়াটো অতি সফল হোৱাৰ বাবে দুৰ্বল নিউক্লীয় বলৰ ক্ষেত্ৰতো এই পদ্ধতিটো ব্যৱহাৰ কৰিবলৈ চেষ্টা কৰা হয়। ১৯৬০ৰ দশকত আব্দুছ ছালাম, শ্চেল্ডন গ্লাছো আৰু জন ৱাৰ্ডে এই কোৱাণ্টাম বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তত্ত্বটোৰ লগত দুৰ্বল নিউক্লীয় বলৰ একত্ৰীকৰণ কৰিবলৈ সক্ষম হয়, আৰু তেওঁলোকৰ এই নতুন তত্ত্বটোৰ নাম দিয়ে দুৰ্বল বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তত্ত্ব (Electro-Weak Theory, EWT)। এই তত্ত্বটোত দুৰ্বল নিউক্লীয় বল কঢ়িয়াব পৰাকৈ \(W^+, W^-\) আৰু \(Z^0\) - এইকেইবিধ নতুন, ভৰযুক্ত মৌলিক কণাৰ অস্তিত্বক অনুমান কৰা হয়। এই সময়ছোৱালৈকে, সবল নিউক্লীয় বলবিধেই আটাইতকৈ ৰহস্যময় হৈ আছিল।
সবল নিউক্লীয় বলক সফলভাৱে ব্যাখ্যা কৰাৰ পথটো বেছি জটিল আছিল। ১৯৫০ চন মানৰ পৰা কণা পদাৰ্থবিজ্ঞানী সকলে বহুতো উচ্চ-ভৰৰ কণিকা আৱিষ্কাৰ কৰিছিল। প্ৰ'টন, নিউট্ৰনকে আদি কৰি এই সকলো উচ্চ ভৰৰ কণিকাক হেড্ৰণ (অৰ্থাৎ, উচ্চ ভৰ বিশিষ্ট) নামৰ এটা শ্ৰেণীৰ অন্তৰ্ভুক্ত কৰি হৈছিল। প্ৰ'টনৰ দৰেই এইবিলাক উচ্চ ভৰৰ কণাৰো আভ্যন্তৰীণ গঠন আছে বুলি অস্থিতিস্থাপক বিক্ষেপণ পৰীক্ষাবোৰৰ পৰা তেওঁলোক নিশ্চিত হৈছিল। কেইবাটাও বিভিন্ন শ্ৰেণীবিভাজন প্ৰক্ৰিয়া ব্যৱহাৰ কৰি এই হেড্ৰণ বিলাকৰ বৈশিষ্ট্যবিলাক অধ্যয়ন কৰি থাকোঁতে, মুৰে গেল মেনে তেওঁৰ বিমূৰ্ত গাণিতিক হিচাপ-নিকাচবোৰত কিছুমান নিৰ্দিষ্ট আদৰ্শ লক্ষ্য কৰে। সমমিতি আৰু গ্ৰুপ থিয়ৰিৰ সহায়ত কৰা কিছুমান গাণিতিক হিচাপ নিকাছৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি গেলমেনে কোৱাৰ্ক নামৰ এক শ্ৰেণীৰ কণাৰ ধাৰণাটো সৃষ্টি কৰে। তেওঁ পোনপ্ৰথমে `"আপ", "ডাউন" আৰু "ষ্ট্ৰেঞ্জ" নামৰ তিনি প্ৰকাৰৰ কোৱাৰ্ক কণাৰ সহায়ত বিভিন্ন ধৰণৰ হেড্ৰণ কণাৰ গাঁঠনি সৃষ্টি কৰি সেইবিলাকৰ বৈশিষ্ট্য কিছুমানক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ সফল হয়। তেওঁ \(\pi\) আৰু \(K\) জাতীয় মেজন বিলাকক এটা কোৱাৰ্ক আৰু প্ৰতি-কোৱাৰ্কৰ আৱদ্ধ স্থিতি বুলি প্ৰকাশ কৰে আৰু প্ৰ'টন নিউট্ৰনৰ দৰে হেড্ৰণ বিলাকক তিনিটা কোৱাৰ্কৰ আৱদ্ধ স্থিতি হিচাপে প্ৰকাশ কৰে। তিনিটা ষ্ট্ৰেঞ্জ কোৱাৰ্কৰ সমষ্টি হিচাপে \(\Omega^-\) নামৰ এটা নতুন হেড্ৰণৰো তাত্ত্বিক অনুমান কৰা হয়, আৰু সেইটো কণা অৱশেষত পৰীক্ষাগাৰত ধৰা পৰে। QEDৰ সৈতে একেটা গাণিতিক পদ্ধতি ব্যৱহাৰ কৰি এই কোৱাৰ্ক-প্ৰতিকোৱাৰ্ক বিলাকৰ মাজৰ সবল নিউক্লীয় বলক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ যাওঁতে, "ৰং" নামৰ একপ্ৰকাৰৰ নতুন আধানৰ ধাৰণাটো সৃষ্টি কৰা হয়। বিদ্যুত-চুম্বকীয় বলৰ লগত জড়িত ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক বৈদ্যুতিক আধানৰ দৰেই সবল নিউক্লীয় বলৰ লগত ৰঙা, নীলা আৰু সেউজীয়া (লগতে প্ৰতি-ৰঙা, প্ৰতি-নীলা আৰু প্ৰতি-সেউজীয়া) নামৰ এই তিনিপ্ৰকাৰৰ ৰং-আধান জড়িত আছে বুলি অনুমান কৰা হয়। এই ৰঙা-নীলা ৰংবোৰৰ লগত বাস্তৱ জীৱনৰ ৰঙৰ কোনো সম্পৰ্ক নাই, সেয়া মাথোন উপযুক্ত শব্দৰ অভাৱত বিজ্ঞানী সকলে সৃষ্টি কৰি লোৱা ভাষাহে। ফটন কণাই যিদৰে বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় বলক কঢ়িয়াব পাৰে, বা \(W^{\pm}\) আৰু \(Z^0\) কণাবিলাকে যিদৰে দুৰ্বল নিউক্লীয় বলক কঢ়িয়াব পাৰে, ঠিক সেইদৰেই এই কোৱাণ্টাম ৰং-বলবিজ্ঞান (Quantum Chromodynamics, QCD) নামৰ তত্ত্বটোত, গ্লুৱন নামৰ মৌলিক কণা কিছুমানে এই ৰং আধান কঢ়িয়াই কোৱাৰ্ক বিলাকৰ মাজত সবল বান্ধনিৰ সৃষ্টি কৰে। অৱশেষত এই কোৱাৰ্ক আৰু গ্লুৱন বিলাকেই যে ৰিছাৰ্ড ফাইনমেনৰ পাৰ্টন কণিকাসমূহ সেয়া নিশ্চিত কৰা হ'ল।
কোৱাৰ্কৰ আৱিষ্কাৰ : ১৯৭০ৰ দশকটো
উচ্চ-ভৰবিশিষ্ট হেড্ৰণবিলাকৰ গাঁঠনিত ব্যাখা কৰিবলৈ ১৯৬১ চনতেই মুৰে গেলমেনে \(SU(3)\) নামৰ গণিতৰ গ্ৰুপ এটা ব্যৱহাৰ কৰি আপ (u), ডাউন (d) আৰু ষ্ট্ৰেঞ্জ (s) নামৰ কোৱাৰ্ক তিনিটাৰ ধাৰণাটো আগবঢ়াইছিল যদিও সেই সময়ত সেইকেইটাক পৰীক্ষাগাৰত ধৰা পেলাব পৰা হোৱা নাছিল। প্ৰ'টনৰ গাঁঠনিৰ বিষয়ে পৰীক্ষা কৰিবলৈ ১৯৬৮ চনৰ পৰা ষ্টেনফৰ্ডৰ কণাত্বৰক যন্ত্ৰটোত (Stanford Linear Accelerator Centre, SLAC) প্ৰ'টন কণাৰ লগত উচ্চ শক্তিৰ ইলেক্ট্ৰনৰ অস্থিতিস্থাপক সংঘৰ্ষ ঘটাই এলানি পৰীক্ষা সম্পন্ন কৰা হৈছিল। এই পৰীক্ষাখিনিৰ মূল ধাৰণাটো ৰাডাৰফৰ্ডে পৰমাণুৰ গাঁঠনিৰ বিষয়ে জানিবলৈ সম্পন্ন কৰা পৰীক্ষাটোৰ দৰেই। সেই পৰীক্ষাখিনিৰ অন্তত বিজ্ঞানীসকলে প্ৰ'টনৰ অন্তৰ্ভাগত মুৰে গেলমেনে কোৱাৰ দৰেই দুটা u-কোৱাৰ্ক আৰু এটা d-কোৱাৰ্কৰ অৱস্থিতি ধৰা পেলাবলৈ সক্ষম হ'ল। অৱশ্যে, ইতিমধ্যে নতুন নতুন হেড্ৰণ কণা আৱিষ্কাৰ হ'বলৈ লোৱাৰ বাবে এই সকলোখিনিক ব্যাখ্যা কৰিবলৈ ছাৰ্ম (c) নামৰ এটা নতুন কোৱাৰ্ক কণাৰ অনুমান কৰা হ'ল, আৰু সেইটোক অৱশেষত ১৯৭৪ চনত SLAC আৰু BNL (Brookhaven National Laboratory) এই দুটা গৱেষণাগাৰত পৃথককৈ ধৰা পেলোৱা হ'ল। এই কোৱাৰ্কৰ তালিকাখনত পাছলৈ সংযোগ হোৱা বটম (b) আৰু টপ (t) কোৱাৰ্ক কণাকেইটাৰ সৈতে এতিয়ালৈকে আৱিষ্কাৰ কৰা মুঠ কোৱাৰ্কৰ সংখ্যা ৬টা। এই আটাইকেইটাই বৰ্তমানৰ তথ্য অনুসৰি মৌলিক কণা। শেষৰ ফালে আৱিষ্কাৰ কৰা কণাকেইটাৰ স্থিতিভৰৰ পৰিমাণ বহুত বেছি হোৱাৰ বাবে সেইকেইটাক পৰীক্ষাগাৰত ধৰা পেলাবলৈ অধিক পৰিমাণৰ শক্তিৰ প্ৰয়োজন হয়। সেয়েহে, এই প্ৰযুক্তিগত কাৰণতেই ৭০ দশকৰ আগতে এইকেইটা কোৱাৰ্কক আৱিষ্কাৰ কৰিব পৰা হোৱা নাছিল। উদাহৰণস্বৰূপে, কেৱল এটা টপ কোৱাৰ্কৰ ভৰেই এটা সোণৰ পৰমাণুৰ প্ৰায় সমান! অৰ্থাৎ ৭৯ টা প্ৰ'টন আৰু ১১৮ টা নিউট্ৰন, আৰু ৭৯টা ইলেক্ট্ৰনৰ বান্ধনিটোৰ ভৰৰ লগত এটা টপ কোৱাৰ্কৰ ভৰৰ তুলনা কৰিব পাৰি। ইয়াৰ তুলনাত, আপ, ডাউন আৰু ষ্ট্ৰেঞ্জ কোৱাৰ্কৰ ভৰকেইটা যোগ কৰিলেও সেয়া এটা প্ৰ'টনৰ ভৰৰ প্ৰায় ২%হে হয়। (প্ৰ'টন এটাৰ মুঠ ভৰৰ প্ৰায় ৯৮%ই মূলতঃ কোৱাৰ্কবিলাকৰ বান্ধনিত নিহিত হৈ থকা স্থিতিশক্তিৰ হিচাপহে। অৰ্থাৎ, আমাৰ দেহটোৰ অধিকাংশ ভৰেই সবল নিউক্লীয় বান্ধনিবোৰত নিহিত হৈ থকা স্থিতিশক্তিৰ পৰিমানহে!)
মৌলিক কণাৰ এই তালিকাখনত ৭০ দশকৰেই আন এটা গুৰুত্বপূৰ্ণ সংযোজন হৈছে টাউ (\(\tau\)) লেপ্টন কণাটো (১৯৭৭)। ইলেক্ট্ৰন আৰু মিউৱনৰ দৰেই বৈশিষ্ট্য থকা এই কণাটোক লেপ্টন নামৰ শ্ৰেণীটোত ৰখা হয়। এই কণাটো ইলেক্ট্ৰনৰ দৰেই, কিন্তু ইয়াৰ স্থিতিভৰ ইলেক্ট্ৰনতকৈ প্ৰায় ৩৫,০০০ গুণ বেছি! ইয়াৰোপৰি, এই সময়লৈকে এই প্ৰতিটো লেপ্টন কণাৰ লগতেই দুৰ্বল নিউক্লীয় বলেৰে আন্তঃক্ৰিয়া কৰিব পৰা তিনি প্ৰকাৰৰ নিউট্ৰিন'ৰ অৱস্থিতিক ধৰা পেলাব পৰা হৈছিল। এই তিনিটা নিউট্ৰিন'ক ক্ৰমে ইলেক্ট্ৰন নিউট্ৰিন', মিউৱন নিউট্ৰিন' আৰু টাউ নিউট্ৰিন' নাম দিয়া হৈছিল। ইলেক্ট্ৰন, মিউৱন, টাউ আৰু এই তিনি প্ৰকাৰৰ নিউট্ৰিন'ৰ সৈতে এই ৬টা লেপ্টনো মৌলিক।
বল কঢ়িওৱা কণাসমূহ : \(W^{\pm}\) আৰু \(Z^0\)ৰ আৱিষ্কাৰ :
দুৰ্বল নিউক্লীয় ক্ৰিয়াবোৰত মধ্যস্থতা স্থাপন কৰা \(W^{\pm}\) আৰু \(Z^0\) কণাকেইটাৰ আৱিষ্কাৰ ইউৰোপীয় প্ৰতিস্থান CERNৰ এক বৃহৎ সাফল্য আছিল। ১৯৮৩ চনত CERNত অৱস্থিত UA1 আৰু UA2 পৰীক্ষাগাৰ দুটাত \(W^{\pm} \rightarrow e^\pm\bar{\nu_e}(\nu_e) \) আৰু \(Z^0\rightarrow e^+e^-\) প্ৰক্ৰিয়া দুটাৰ বাবে গণনা-পদ্ধতি ব্যৱহাৰ কৰি গৱেষণা কৰা হৈছিল। উদাহৰণস্বৰূপে, \(Z^0\rightarrow e^+e^-\) প্ৰক্ৰিয়াটোত বিজ্ঞানী সকলে ডিটেক্টৰটোত ধৰা পৰা \(e^+e^-\) যোৰাটোৰ স্থিতি-ভৰ যোগ কৰিছিল, আৰু ডিটেক্টৰটোত সংঘটিত প্ৰক্ৰিয়া সমূহৰ ভিতৰত \(e^+e^-\) যোৰা সৃষ্টি হোৱা প্ৰক্ৰিয়াবিলাকক চিনাক্ত কৰি, এনে যোৰাবোৰৰ মুঠ ভৰৰ বিতৰণখিনি বাৰলেখ চিত্ৰ হিচাপে প্ৰকাশ কৰা হৈছিল, অৰ্থাৎ এই যোৰাটোৰ ভৰে কিমান সংখ্যক ঘটনাত কিমান মান লয় সেয়া হিচাপ কৰা হৈছিল। ইয়াত প্ৰায় ৯০ GeV পৰিমাণৰ ভৰৰ মানটোত যথেষ্ট সংখ্যক এনেকুৱা যোৰা সৃষ্টি হোৱা দেখা গৈছিল। যিকোনো যাদৃচ্ছিক উৎসৰ পৰা সৃষ্টি হোৱা \(e^+e^-\) যোৰাই এইদৰে এটা নিৰ্দিষ্ট পৰিমাণৰ ভৰত এইধৰণৰ লেখচিত্ৰত শৃংগৰ সৃষ্টি নকৰে, বৰঞ্চ ৯০ GeV ভৰৰ কোনো এটা কণাৰ পৰা হোৱা ক্ষয়ীভৱন ক্ৰিয়াৰ বাবেহে এনে সংঘটিত হয়। এই পৰ্যৱেক্ষণৰ পৰা বিজ্ঞানী সকলে ৯০ GeV ভৰৰ \(Z^0\) কণাটোৰ অস্তিত্বৰ সম্পৰ্কে অৱগত হৈছিল। একেধৰণৰ পদ্ধতিৰে \(W^{\pm}\) কেইটাৰো অৱস্থিতিক ধৰা পেলোৱা হৈছিল। বৰ্তমান সময়তো এইধৰণৰ গণনা পদ্ধতিৰ সহায়ত কণা পৰীক্ষাগাৰ বোৰত গৱেষণা কৰা হয়। অৱশ্যে উন্নত প্ৰযুক্তিবিদ্যাৰ সহায়ত এই পদ্ধতিসমূহ এতিয়া যথেষ্ট পৰিমাণে কাৰ্য্যক্ষম হৈ পৰিছে। একেধৰণৰ পদ্ধতিৰেই সবল আন্তঃক্ৰিয়াৰ লগত জড়িত ৮ প্ৰকাৰৰ গ্লুৱন কণাৰ অৱস্থিতিকো থিৰাং কৰা হৈছিল।
একত্ৰীকৰণ, হিগছ-ব'ছন আৰু ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেল
১৯৭০ দশকৰ মাজভাগৰ পৰাই আটাইকেইটা মৌলিক কণা আৰু মৌলিক আন্তঃক্ৰিয়াক একেলগ কৰি একেটা গাণিতিক গাঁঠনিৰে ব্যাখ্যা কৰাৰ প্ৰচেষ্টা চলোৱা হৈছিল। সেই সময়লৈকে মানৱ সভ্যতাই আৱিষ্কাৰ কৰা উপ-পাৰমাণৱিক কণাসমূহক (মৌলিক বা যৌগিক) আৰু মৌলিক আন্তঃক্ৰিয়া সমূহক তলত দেখুওৱাৰ দৰে শ্ৰেণীবিভাজন কৰিব পাৰি।
| মৌলিক আন্তঃক্ৰিয়া | তত্ত্ব | বল কঢ়িওৱা কণা | প্ৰভাৱিত কণাবিলাক | আপেক্ষিক প্ৰৱলতা | পৰিসৰ |
|---|---|---|---|---|---|
| সবল নিউক্লীয় ক্ৰিয়া | QCD | গ্লুৱনবিলাক | ৰং-আধানযুক্ত কণা (কোৱাৰ্ক) | ১ | \(১০^{-১৫}\) মিটাৰ |
| বিদ্যুত-চুম্বকীয় ক্ৰিয়া | QED | ফ'টন | বৈদ্যুতিক আধানযুক্ত কণা | \(\dfrac{১}{১৩৭}\) | অসীম |
| দুৰ্বল নিউক্লীয় ক্ৰিয়া | EWT | \(W^{\pm}\) আৰু \(Z^0\) | সকলো কণা | \(১০^{-৫}\) | \(১০^{-১৮}\) মিটাৰ |
| মহাকৰ্ষণ | GTR | গ্ৰেভিটন (প্ৰকল্পিত) | ভৰ/শক্তিযুক্ত কণা | \(১০^{-৩৯}\) | অসীম |
অৱশ্যে এই মৌলিক কণা আৰু তত্ত্বসমূহৰ একত্ৰীকৰণত প্ৰয়োজনীয় গণিতখিনিক ইয়াৰ আগতেই বিকাশ ঘটোৱা হৈছিল। ১৯৫৪ চনতেই ছেন য়াং আৰু ৰবাৰ্ট মিলছে কোৱাণ্টাম বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তত্ত্বৰ লগত জড়িত "এবেলিয়ান" প্ৰকৃতিৰ গাণিতিক গ্ৰুপ নামৰ বৈশিষ্ট্যটোৰ সাধাৰণীকৰণ কৰি কোৱাণ্টাম ৰং-বলবিজ্ঞানৰ বিকাশৰ বাট মুকলি কৰিছিল। ১৯৬৭ চনত ষ্টিফেন ৱাইনবাৰ্গ, আব্দুছ ছালামে শ্বেল্ডল গ্লাছ'ৰ দুৰ্বল বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় তত্ত্বটোত "হিগছ পদ্ধতি" নামৰ এটা বিশেষ পদ্ধতিৰ সংযোজন কৰে। পিটাৰ হিগছে পোনপ্ৰথমে বৰ্ণনা কৰা এই পদ্ধতিটোত সৰ্বব্যাপী থকা "হিগছ ফিল্ড" নামৰ গাণিতিক ক্ষেত্ৰ এখনৰ লগত মৌলিক কণাবোৰে আন্তঃক্ৰিয়া কৰি নিজৰ স্থিতিভৰ সমূহ লাভ কৰে। সেইদৰেই কোনো আন্তঃগাঁথনি নথকা এই মৌলিক কণাবোৰ ভৰযুক্ত হয়। অৱশ্যে এই একত্ৰীকৰণত আটাইতকৈ ডাঙৰ বাধা হিচাপে ঠিয় দিছিল আইনষ্টাইনৰ সাধাৰণ আপেক্ষিকতাবাদ (General Theory of Relativity, GTR) তত্ত্বটো। গ্ৰেভিটন নামৰ এক প্ৰকাৰৰ কণাৰ ধাৰণা এটা সৃষ্টি কৰি এই তত্ত্বক আনকেইটা তত্ত্বৰ লগত একত্ৰিত কৰাৰ প্ৰচেষ্টা চলোৱা হৈছে যদিও বৰ্তমানলৈকে বিজ্ঞানীসকল সফল হ'ব পৰা নাই।
একবিংশ শতিকাৰ কণা পদাৰ্থবিজ্ঞান জগতৰ লগতে জনসাধাৰণৰ মাজত আলোড়ন সৃষ্টি কৰা আটাইতকৈ গুৰুত্বপূৰ্ণ আৱিষ্কাৰটো হ'ল ২০১২ চনত হিগছ-ব'ছন কণাটোৰ আৱিষ্কাৰ। ইয়াৰ পূৰ্বে, বিদ্যুত-চুম্বকীয়, দুৰ্বল আৰু সবল নিউক্লীয় বলৰ তত্ত্বকেইটাক একত্ৰীকৰণ কৰি গঠন কৰা ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেলটোৰ আন আটাইকেইটা মৌলিক কণাকেই পৰীক্ষাগাৰত ধৰা পেলোৱা হৈছিল। পিছে পিটাৰ হিগছৰ সেই হিগছ-ক্ষেত্ৰখনৰ লগত জড়িত হোৱা আধানহীন, ভৰহীন, ব'ছন প্ৰকৃতিৰ কণাটোক ধৰা পেলাবলৈ পূৰ্বৰ কণাত্বৰক যন্ত্ৰবোৰ সফল হোৱা নাছিল। সেই হিগছ কণাটোক ধৰা পেলোৱাৰ উদ্দেশ্যৰেই ২০০৯ চনৰ পৰা ইউৰোপৰ CERNত বৃহৎ-হেড্ৰণ সংঘৰ্ষক(Large Hadron Collider, LHC) নামৰ যন্ত্ৰটোত উচ্চ-শক্তিৰ প্ৰ'টন কণাৰ সংঘৰ্ষ ঘটাই গৱেষণা চলাই অহা হৈছে। ২০১২ চনত CMS আৰু ATLAS নামৰ দুয়োটা ডিটেক্টৰে স্বাধীনচিতিয়াকৈ হিগছ কণাৰ কেইবাটাও ক্ষয়ীভৱন প্ৰক্ৰিয়া অধ্যয়ন কৰি কণাটোৰ অস্তিত্বক থিৰাং কৰে। উদাহৰণস্বৰূপে, \(H\rightarrow \gamma \gamma\) প্ৰক্ৰিয়াটোত \(\gamma \gamma\) যোৰাটোৰ মুঠ ভৰ-শক্তিয়ে কিদৰে ১২৫ GeV মানটোত এটা শৃংগৰ সৃষ্টি কৰে, সেয়া চিত্ৰত দেখুওৱা হৈছে। এই চিত্ৰটো CMSৰ পৰা প্ৰকাশিত গৱেষণা-পত্ৰখনৰ পৰা তুলি দিয়া হৈছে। এই কণাবিধৰ আৱিষ্কাৰৰ লগে লগে "ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেল" তালিকাখনৰ মৌলিক কণাবিলাকক পৰীক্ষাগাৰত আৱিষ্কাৰ কৰা কাৰ্য্য সম্পূৰ্ণ হয়।
বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডৰ পদাৰ্থসমূহ "কিহেৰে গঠিত" বুলি ক'লে বৰ্তমান সময়ত পদাৰ্থবিজ্ঞানী এজনে এই ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেল তালিকাখনলৈকে আঙুলিয়াই দিব। বৰ্তমান সময়লৈকে পৃথিৱীৰ সকলো কণা পৰীক্ষাগাৰত ধৰা পৰা প্ৰতিটো কণা-উপকণাৰ অৱস্থিতিক এই ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেলটোৰ সহায়তেই বৰ্ণনা কৰিব পাৰি, আৰু এই তালিকাখনৰ বাহিৰৰ কোনো বহিৰাগত মৌলিক কণা এতিয়ালৈকে আৱিষ্কাৰ কৰা হোৱা নাই। আমাৰ চাৰিওফালে দৈনন্দিন জীৱনত দেখা পোৱা পদাৰ্থসমূহক এই তালিকাখনৰ একেবাৰেই বাওঁফালে থকা "প্ৰথম প্ৰজন্ম"ৰ কণা কেইটাৰ সহায়তেই ব্যাখ্যা কৰিব পাৰি। আপ আৰু ডাউন কোৱাৰ্ক কেইটাই সবল নিউক্লীয় বান্ধনিৰ সহায়ত প্ৰ'টন (uud) আৰু নিউট্ৰন (ddu) কণা দুটা গঠন কৰে, আৰু পৰমাণুৰ নিউক্লীয়াছত থুপ খাই থকা এই প্ৰ'টন-নিউট্ৰন কেইটাৰ লগত বিদ্যুৎ-চুম্বকীয় আন্তঃক্ৰিয়াৰ দ্বাৰা জড়িত হৈ ইলেক্ট্ৰনকেইটাই পৰ্যাবৃত্ত তালিকাৰ মৌলবিলাক সৃষ্টি কৰে। এই মৌলবিলাকৰ বিভিন্ন ধৰণৰ সংমিশ্ৰণৰ পৰাই আমাৰ চৌদিশৰ বিভিন্ন ধৰণৰ পদাৰ্থ বিলাক সৃষ্টি হয়। অৱশ্যে এতিয়াও পদাৰ্থবিজ্ঞানে নজনা বহুতো প্ৰশ্নৰ উত্তৰ দিবলৈ এই ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেলটোৰ সংশোধনী কৰাৰ কাৰ্য্য চলি আছে। পিছে এই সংশোধনীখিনিৰ পৰীক্ষামূলক প্ৰমাণ নোপোৱালৈকে এই ষ্টেণ্ডাৰ্ড মডেলটোকেই পদাৰ্থৰ গাঁঠনিৰ বৰ্ণনা বুলি কোৱাটো যুক্তিসংগত।
তথ্যসূত্ৰ
- Introduction to Elementary Particles - David Griffiths
- The Principles of Quantum Mechanics - Paul Dirac
- FIRAS CMB measurement
- Particle Physics Lectures at CERN - David Tong
- The CMS Higgs Discovery paper
- Some of the facts are taken from Wikipedia