আমরা সচরাচর সময়কে একটি সরলরেখা ধরে ভাবি—সেকেন্ড, মিনিট, ঘণ্টা… । আমাদের ঘড়িগুলি একটি সংজ্ঞায়িত শুরু এবং শেষ বিন্দুর উপর নির্ভর করে কাজ করে। কিন্তু মহাবিশ্বের ক্ষুদ্রতম স্কেলে, কোয়ান্টাম জগতে এই সনাতন ধারণার প্রথাগত ঘড়ি প্রায়শই অকেজো হয়ে পড়ে। সেখানে সময়কে পরিমাপ করতে প্রয়োজন এক নতুন দৃষ্টিকোণ, নতুন ভাষা।
সম্প্রতি উপসালা বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা সেই নতুন ভাষার সন্ধান দিয়েছেন, তাঁরা প্রমাণ করেছেন কোয়ান্টাম জগতে সময়কে কাঁটার শব্দে নয়, তরঙ্গ বা ঢেউয়ের স্পন্দনে মাপা যেতে পারে।
সাধারণ ঘড়িগুলি একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সির উপর ভিত্তি করে কাজ করে, যেমন পারমাণবিক ঘড়ি সিজিয়াম-১৩৩ পরমাণুর কম্পাঙ্কের উপর নির্ভর করে। কিন্তু যখন আমরা ইলেকট্রন বা পরমাণুর মতো কোয়ান্টাম কণার অতি-দ্রুত বিবর্তনের সময়কাল নিয়ে কাজ করি, তখন এই প্রথাগত মডেল যথেষ্ট সংবেদনশীল থাকে না। কোয়ান্টাম ঘটনাগুলি সেকেন্ডের ট্রিলিয়ন ভাগের মধ্যে ঘটে, যেখানে সংজ্ঞায়িত শুরু এবং শেষ বিন্দু নির্ধারণ করা প্রায় অসম্ভব। এই কারণেই বিজ্ঞানীরা এমন একটি পদ্ধতির অনুসন্ধান করছিলেন যা সময়ের অন্তর্নিহিত প্রকৃতিকে ব্যবহার করে নিজেই একটি রেফারেন্স ফ্রেম তৈরি করতে পারে।
উপসালা বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা এই সমস্যার সমাধান খুঁজে পেয়েছেন হিলিয়াম পরমাণুর মধ্যে। তাঁরা হিলিয়াম পরমাণুগুলিকে বিশেষ “রাইডবার্গ অবস্থায়” উত্তেজিত করেছেন। রাইডবার্গ পরমাণুগুলি হলো এমন পরমাণু যেখানে ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াস থেকে অনেক দূরে, একটি উচ্চ শক্তিস্তরে অবস্থান করে। এই ইলেকট্রনগুলি যখন একাধিক শক্তিস্তরের মধ্যে দিয়ে বিবর্তিত হয়, তখন তারা পরস্পর-সংলগ্নভাবে তরঙ্গ তৈরি করে।
এই পরস্পর-সংলগ্ন ইলেকট্রন তরঙ্গগুলিকেই বিজ্ঞানীরা “রাইডবার্গ তরঙ্গ প্যাকেট” নামে অভিহিত করেছেন। এই তরঙ্গ প্যাকেটগুলি যেন পুকুরের জলের উপর সৃষ্ট একের পর এক ঢেউয়ের মতো। যখন দুটি বা তার বেশি তরঙ্গ একে অপরের সাথে মিলিত হয়, তখন তারা একে অপরের উপর দিয়ে অতিক্রম করে এক ধরনের জ্যামিতিক নকশা তৈরি করে, যাকে বলা হয় ব্যতিচার বা ইন্টারফেরেন্স প্যাটার্ন ।
এই ব্যতিচার প্যাটার্নগুলিই হলো সময়ের পরিমাপক।
এই ব্যতিচার প্যাটার্নগুলি একটি বিশেষ বৈশিষ্ট্যের অধিকারী, এগুলি সময়ের সাথে সাথে বিবর্তিত হয়, ঠিক যেন একটি চলমান এবং পরিবর্তনশীল আঙুলের ছাপ বা “কোয়ান্টাম ফিঙ্গারপ্রিন্ট”। তরঙ্গ প্যাকেটগুলি যত বেশি সময় ধরে বিবর্তিত হয়, তাদের মিলিত হওয়ার নকশা বা ব্যতিচার প্যাটার্নও তত সূক্ষ্মভাবে পরিবর্তিত হতে থাকে।
গবেষকরা ঘড়ির মতো “স্টার্ট” এবং “স্টপ” না করে, কেবলমাত্র এই পরিবর্তিত ব্যতিচার প্যাটার্নটির সর্বশেষ অবস্থাকে বিশ্লেষণ করেন। অনেকটা দৌড়ের মাঠের মতো, আপনি হয়তো শুরুর গুলি শোনেননি, কিন্তু দৌড়বিদদের বর্তমান অবস্থান দেখেই আপনি বলে দিতে পারবেন কতক্ষণ আগে দৌড় শুরু হয়েছিল।
অর্থাৎ বিজ্ঞানীরা সময়ের অতি-ক্ষুদ্র ব্যবধানকে তরঙ্গ প্যাকেটগুলির আপেক্ষিক অবস্থান এবং তাদের দ্বারা সৃষ্ট প্যাটার্নের জ্যামিতিক বিন্যাস বিশ্লেষণ করে নির্ণয় করছেন। এটি সময় পরিমাপের জন্য একটি সম্পূর্ণ আত্মনির্ভরশীল এবং অভ্যন্তরীণ প্রক্রিয়া, যার জন্য বাইরে থেকে কোনো ঘড়ি বা সংজ্ঞায়িত শুরু বিন্দুর প্রয়োজন হয় না।
এই তরঙ্গ-ভিত্তিক সময় পরিমাপের কৌশলটি অভাবনীয়ভাবে সংবেদনশীল এবং নির্ভুল। এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করে বিজ্ঞানীরা মাত্র ১.৭ ট্রিলিয়ন ভাগের এক সেকেন্ড (1.7×10−12 সেকেন্ড) পর্যন্ত অতি-ক্ষুদ্র সময়কাল পরিমাপ করতে সক্ষম হয়েছেন। এই নির্ভুলতা কোয়ান্টাম গবেষণার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ কোয়ান্টাম ঘটনাগুলি প্রায়শই অ্যাটোসেকেন্ড স্কেলে ঘটে। প্রচলিত ঘড়িগুলি এত সূক্ষ্ম সময় ব্যবধান পরিমাপ করতে সক্ষম নয়।
রাইডবার্গ পরমাণুগুলি এই নির্ভুলতার চাবিকাঠি। এদের ইলেকট্রনগুলি নিউক্লিয়াস থেকে অনেক দূরে থাকে, তাই সামান্যতম বাহ্যিক শক্তি বা পরিবেশের পরিবর্তনও এই তরঙ্গ প্যাকেটগুলির বিবর্তনকে প্রভাবিত করে, যা ব্যতিচার প্যাটার্নে সূক্ষ্ম পরিবর্তন আনে। এই পরিবর্তনগুলিকেই সময় পরিমাপের জন্য ব্যবহার করা হয়।
উপসালা বিশ্ববিদ্যালয়ের এই আবিষ্কার সময় পরিমাপের আমাদের চিরায়ত ধারণাকে চ্যালেঞ্জ জানিয়েছে। এটি প্রমাণ করে কোয়ান্টাম মেকানিক্সের মূলনীতি, অর্থাৎ তরঙ্গ-কণা দ্বৈততা শুধুমাত্র বস্তুর প্রকৃতি বোঝার জন্যই নয়, সময়কে নতুন উপায়ে পরিমাপ করার জন্যও কার্যকর। এই গবেষণা বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়কে এক নতুন, অতি-নির্ভুল সময়ের মানদণ্ডের দিকে চালিত করছে, যা ভবিষ্যতে কোয়ান্টাম প্রযুক্তির এক বিশাল সম্ভাবনার দুয়ার খুলে দেবে।