কোয়ান্টাম ফিজিক্সে আরও একটি উল্লেখযোগ্য আবিষ্কার রয়েছে যা রিপোর্ট করার যোগ্য, এবং এটি সবই ইলেক্ট্রন স্পিন এর সাথে সম্পর্কিত: এই কণাগুলির ক্ষুদ্র, অন্তর্নির্মিত চুম্বকত্ব, যেন প্রতিটি একটি মাইক্রোস্কোপিক কম্পাস সুই বহন করে।

পূর্বে, এই ঘূর্ণনগুলির শক্তি শুধুমাত্র পৃথক পরমাণুগুলিকে এক দিক বা অন্য দিকে ঠেলে দেওয়ার জন্য যথেষ্ট ছিল। যাইহোক, এখন গবেষকরা অনেক বড় কিছু পরিবর্তন করতে পেরেছেন।

জাপানের ওকিনাওয়া ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি (ওআইএসটি) এর একটি দল একটি নতুন গবেষণা প্রকাশ করেছে। বিজ্ঞানের অর্জন এই কোয়ান্টাম ফোর্স দ্বারা একটি সেন্টিমিটার আকারের বস্তুকে কীভাবে ধাক্কা দেওয়া যায় তা এই বিবরণ দেয়।

কোয়ান্টাম (খুব ছোট স্কেল) এবং ক্লাসিক্যাল (অন্য সবকিছু) সীমান্তে বিজ্ঞানের জন্য এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে পরীক্ষাটি মহাকর্ষের সাপেক্ষে যথেষ্ট বড় একটি বস্তুর সাথে সম্পর্কিত, একটি মৌলিক শক্তি যা সর্বদা কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানের তত্ত্বের সাথে ভালভাবে খাপ খায় না।

“কয়েনটাম মেকানিক্স কয়েক দশ ন্যানোমিটারের চেয়ে বড় কিছুর জন্য ধারণ করে কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য অনেক প্রচেষ্টা করা হয়েছে, কিন্তু এখনও পর্যন্ত সফল হয়নি,” বলেছেন তাত্ত্বিক পদার্থবিদ জেসন টোয়ামলি।

“আমরা এখন একটি বস্তুর উপর কোয়ান্টাম বলের একটি ধ্রুপদী যান্ত্রিক প্রতিক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করেছি যা আধুনিক স্পিন-যান্ত্রিক পরীক্ষাগুলির চেয়ে আট থেকে নয়টি মাত্রার মাত্রা বেশি।”

গবেষকরা একটি সেন্টিমিটার-আকারের বস্তু দিয়ে শুরু করে তাদের ফলাফল পেতে বেশ কয়েকটি চতুর পরীক্ষামূলক নকশাকে একত্রিত করেছেন: একটি গ্রাফাইট প্লেট চুম্বকের চেকারবোর্ডের উপরে স্থাপন করা হয়েছে যা এটিকে বাতাসে তুলেছে।

প্লেট থেকে ঝুলন্ত একটি 3 মিমি হীরা ছিল বিশেষ পারমাণবিক ত্রুটি যা নাইট্রোজেন ভ্যাকেন্সি (NV) সাইট হিসাবে পরিচিত। এই ত্রুটিগুলি হীরার ইলেকট্রন নিয়ন্ত্রিত স্পিন দেয়, যা পরে লেজারের আলোর সাহায্যে চালিত হয়। এই ঘূর্ণনগুলিকে গতিতে পরিণত করতে অন্য একটি চুম্বক ব্যবহার করা হয়েছিল।

পুরো সমাবেশটির ওজন ছিল প্রায় 128 মিলিগ্রাম (বা মাত্র কয়েক দানা চাল) এবং এর শক্তি ছিল প্রায় 100 ন্যানোমিটার – একটি মানুষের চুলের প্রায় এক হাজার ভাগ। এটা অনেক না, কিন্তু এটা যথেষ্ট.

“এনভি হীরা ভালভাবে অধ্যয়ন করা হয় এবং নিয়ন্ত্রণ করা সহজ,” পদার্থবিদ দাহেই কিম বলেছেন।

“এটি, এবং সত্য যে এনভি কেন্দ্রগুলির একটি দীর্ঘতম সুসংগত সময় রয়েছে, যা তাদের অন্যান্য সিস্টেমের তুলনায় কক্ষ তাপমাত্রায় কোয়ান্টাম সুপারপজিশন বজায় রাখতে দেয়, ভবিষ্যতের গবেষণায় গতি বা বস্তুর ম্যাক্রোস্কোপিক সুপারপজিশন তৈরি করার জন্য তাদের বিশেষভাবে আকর্ষণীয় করে তোলে।”

যখন সাবঅ্যাটমিক এবং কোয়ান্টামের সাথে বিশাল (গ্রহের মাধ্যাকর্ষণ প্রভাবের মতো কিছু) সমন্বয় করার কথা আসে, তখন বিজ্ঞানীরা প্রায়শই ছোট শুরু করার চেষ্টা করেন এবং তারপরে তাদের পথে কাজ করেন। এখানে, গবেষণা দল বিপরীত পদ্ধতি গ্রহণ করেছে: তাদের সেটআপটি গ্রহের আকারের ছিল না, তবে কোয়ান্টাম পদে খুব বড় আকারের ছিল।

“আমরা বিপরীত শিবিরে – বড় থেকে ছোটে যাচ্ছি,” বলেছেন পদার্থবিদ আংশুমান নায়ক৷

“ডায়াম্যাগনেটিক লেভিটেশন যেমন ম্যাগলেভ ট্রেনকে উত্তোলন করতে পারে, তেমনি এটি হীরা সম্বলিত সেন্টিমিটার-প্রশস্ত বস্তুগুলিকে উত্তোলন করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে, যেখানে মহাকর্ষের প্রভাব অত্যন্ত শক্তিশালী হতে পারে, কিন্তু কোয়ান্টাম প্রভাব পরিলক্ষিত হয়নি।”

কোয়ান্টাম গবেষণার ক্ষেত্রে প্রায়শই যেমন হয়, আমরা যারা পদার্থবিজ্ঞানী নই তাদের কাছে এটি বেশ রহস্যময় এবং দূরবর্তী বলে মনে হতে পারে, কিন্তু এই ধরনের মাইলফলক অর্জন করা আমাদের মহাবিশ্ব সম্পর্কে কিছু গভীর প্রশ্নের উত্তর দিতে সাহায্য করবে, যার মধ্যে মহাকর্ষ কোয়ান্টাম নিয়ম অনুসরণ করে কিনা।

এটি মনে রাখা মূল্যবান যে এখানে আন্দোলনটি ক্লাসিক্যাল ছিল – এটি কোয়ান্টাম প্রভাব যা আন্দোলনটিকে গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে। এগিয়ে যাওয়া, গবেষকরা আশা করেন যে তাদের পদ্ধতি বৃহত্তর বস্তুকে কোয়ান্টাম অবস্থায় ঠেলে দিতে সাহায্য করবে, যেমন সুপারপজিশন, যেখানে তারা আসলে একই সময়ে দুটি রাজ্য দখল করে।

“আমরা একটি ছোট কোয়ান্টাম প্রভাব থেকে একটি শক্তিশালী শাস্ত্রীয় প্রতিক্রিয়া প্রদর্শন করেছি,” Twamley বলেছেন। “প্রশ্নটি আর নেই যে এই ধরনের প্রযুক্তি সম্ভব কিনা, তবে আমরা কীভাবে আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্বের শাসনের মধ্যে কোয়ান্টাম সুপারপজিশন অর্জনের জন্য পরীক্ষামূলক অবস্থার উন্নতি করতে পারি।”

“আমরা বারটিকে ন্যানোমিটার থেকে সেন্টিমিটারে বাড়িয়ে দিচ্ছি। আমাদের যা দরকার তা হল আরও একটি মাত্রার ক্রম এবং আমরা অবশেষে বাস্তব জীবনে শ্রোডিঞ্জারের বিড়ালটি পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম হব।”

গবেষণাটি প্রকাশিত হয়েছিল বিজ্ঞানের অর্জন.