পদার্থবিজ্ঞানে নোবেল পুরস্কার পেয়েছেন ফ্রান্সিস হালজেন। আইসকিউব নিউট্রিনো অবজারভেটরিতে তাঁর গুরুত্বপূর্ণ অবদান এবং জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক উৎস থেকে আসা উচ্চশক্তির নিউট্রিনো আবিষ্কারের স্বীকৃতিস্বরূপ তাঁকে এ পুরস্কার দেওয়া হয়েছে।

আজ মঙ্গলবার সুইডেনের স্টকহোমে রয়্যাল সুইডিশ একাডেমি অব সায়েন্সেস বাংলাদেশ সময় বিকেল ৩টা ৪৫ মিনিটের দিকে এবারের পদার্থবিজ্ঞানে নোবেলজয়ীর নাম ঘোষণা করে।

নোবেল কমিটির ভাষ্য অনুযায়ী, ফ্রান্সিস হালজেন দেখিয়েছেন, দক্ষিণ মেরুর বরফ নিউট্রিনো শনাক্তের জন্য কার্যকরভাবে ব্যবহার করা সম্ভব। তাঁর দূরদৃষ্টি ও নেতৃত্বে গড়ে ওঠে আইসকিউব নিউট্রিনো অবজারভেটরি।

দক্ষিণ মেরুর প্রায় এক ঘনকিলোমিটার বরফের মধ্যে স্থাপিত এ পর্যবেক্ষণাগারে আলোক সংবেদকের মাধ্যমে মহাবিশ্বের দূরবর্তী ও শক্তিশালী জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক উৎস থেকে আসা উচ্চশক্তির নিউট্রিনো শনাক্ত করা হয়।

মহাবিশ্বের রহস্য অনুসন্ধানে নিউট্রিনো

নিউট্রিনো মহাবিশ্বজুড়ে ছড়িয়ে থাকা অত্যন্ত ক্ষুদ্র কণা। প্রতিনিয়ত অসংখ্য নিউট্রিনো মানুষের শরীর ও পৃথিবীর ভেতর দিয়ে কোনো ধরনের প্রতিক্রিয়া ছাড়াই চলে যায়। তবে খুবই বিরল ক্ষেত্রে কোনো নিউট্রিনো পরমাণুর নিউক্লিয়াসের সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া করে। তখন বিশেষায়িত যন্ত্রের সাহায্যে তা শনাক্ত করা সম্ভব হয়।

বিজ্ঞানীরা বহু আগে থেকেই জানেন, মহাবিশ্বে এমন প্রাকৃতিক কণা ত্বরণকারী রয়েছে, যেগুলো পৃথিবীর গবেষণাগারে উৎপাদিত শক্তির চেয়েও প্রায় ১০ লাখ গুণ বেশি শক্তিসম্পন্ন কণা ছড়িয়ে দেয়। কিন্তু এসব মহাজাগতিক উৎসের প্রকৃতি, অবস্থান এবং সেখানে সংঘটিত প্রধান প্রক্রিয়া এখনো অনেকটাই রহস্যময়।

অত্যন্ত উচ্চশক্তির নিউট্রিনো এসব মহাজাগতিক পরিবেশেই তৈরি হয়। অন্য অনেক কণার বিপরীতে নিউট্রিনো মহাকাশে চলার সময় সাধারণত দিক পরিবর্তন করে না বা উল্লেখযোগ্য শক্তি হারায় না। ফলে এগুলো সরাসরি নিজেদের উৎসের তথ্য বহন করতে পারে। এ কারণে মহাবিশ্বের শক্তিশালী জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক উৎস সম্পর্কে এমন তথ্য পাওয়া সম্ভব হয়, যা অন্য উপায়ে পাওয়া কঠিন।

১৯৮৮ সালে হালজেনের পরিকল্পনা

ফ্রান্সিস হালজেন ১৯৮৮ সালে দক্ষিণ মেরুর বরফ ব্যবহার করে নিউট্রিনো শনাক্তের পরিকল্পনা প্রথম উপস্থাপন করেন। কোনো নিউট্রিনো পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের সঙ্গে সংঘর্ষ করলে যে ক্ষীণ আলোর ঝলক তৈরি হয়, স্বচ্ছ বরফের মধ্যে স্থাপন করা বিশেষ সেন্সরের মাধ্যমে তা শনাক্ত করার ধারণা দেন তিনি।

দক্ষিণ মেরুর বরফ এ গবেষণার জন্য বিশেষভাবে উপযোগী। কারণ এটি ভূতাত্ত্বিকভাবে স্থিতিশীল এবং বিভিন্ন ধরনের প্রাকৃতিক প্রতিবন্ধকতা থেকে তুলনামূলকভাবে মুক্ত। হালজেনের ধারণাটি অন্য গবেষকদের সমর্থন পায় এবং কয়েক বছরের মধ্যেই বরফের মধ্যে সেন্সর স্থাপনের প্রাথমিক পরীক্ষা শুরু হয়।

অত্যন্ত উচ্চশক্তির মহাজাগতিক নিউট্রিনো খুবই বিরল। তাই পর্যাপ্তসংখ্যক নিউট্রিনোর মিথস্ক্রিয়া শনাক্ত করতে বিপুল পরিমাণ বরফ প্রয়োজন হয়। এ কারণেই প্রায় এক ঘনকিলোমিটার বরফজুড়ে আইসকিউব নিউট্রিনো অবজারভেটরি নির্মাণ করা হয়। এর নির্মাণকাজ ২০১১ সালে সম্পন্ন হয়।

এরপর গবেষকেরা উচ্চশক্তির নিউট্রিনো শনাক্ত করতে সক্ষম হন। কয়েক বছর পর এমন নিউট্রিনোর সন্ধানও পাওয়া যায়, যেগুলোর উৎস আমাদের সৌরজগতের অনেক দূরে। এর মাধ্যমে মহাবিশ্বের নিউট্রিনোর উৎস অনুসন্ধানে নতুন যুগের সূচনা হয়।

আইসকিউব থেকে নিয়মিত সংগৃহীত তথ্য উচ্চশক্তির নিউট্রিনো সৃষ্টির পেছনে থাকা চরম মহাজাগতিক পরিবেশ সম্পর্কে গবেষকদের নতুন ধারণা দিচ্ছে। একই সঙ্গে এসব পর্যবেক্ষণের মাধ্যমে ভবিষ্যতে মহাবিশ্বের অজানা বিভিন্ন ঘটনাও উন্মোচিত হতে পারে।